WO2020255714A1 - 掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents

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WO2020255714A1
WO2020255714A1 PCT/JP2020/021923 JP2020021923W WO2020255714A1 WO 2020255714 A1 WO2020255714 A1 WO 2020255714A1 JP 2020021923 W JP2020021923 W JP 2020021923W WO 2020255714 A1 WO2020255714 A1 WO 2020255714A1
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裕志 吉田
達也 吉本
大輔 太田
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日本電気株式会社
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    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
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    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means

Definitions

  • the present invention relates to a non-temporary computer-readable medium in which an excavation system, a work system, a control device, a control method and a program are stored.
  • Patent Document 1 discloses an operation system for a work machine.
  • the shape of the excavation target is acquired by a stereo camera arranged on the upper swing body of the hydraulic excavator.
  • the system according to Patent Document 1 realizes remote control or automatic control.
  • a camera used to acquire the shape of the excavation target is attached to the work machine.
  • the captured image is limited to the one obtained from the work machine. Therefore, the detection of the object in the blind spot of the work machine and the control considering the blind spot portion are performed. Is difficult.
  • the image of the camera may be blurred due to the shaking of the work machine itself, so that the object may not be accurately captured. Therefore, in the system according to Patent Document 1, work efficiency may deteriorate.
  • An object of the present disclosure is to solve such a problem, and to provide an excavation system, a work system, a control device, a control method and a program capable of improving work efficiency at a work site. It is in.
  • the excavation system includes an excavation device for excavating an object to be excavated at an excavation site, a first detection device installed at the excavation site for detecting information about the object, and the object.
  • the drilling rig has a control device that transmits control information regarding the operation of the drilling rig to the drilling rig based on the target location data indicating the position of the object corresponding to the information regarding the drilling rig. In response to the information, perform an action for drilling.
  • control device is information about an object to be excavated by the excavation device at the excavation site, and is related to the object detected by the first detection device installed at the excavation site.
  • Acquisition means for acquiring target location data indicating the position of the object corresponding to the information, determining means for determining the operation of the drilling rig based on the target location data, and control information regarding the operation of the drilling rig.
  • control method is information on an object to be excavated by an excavator at an excavation site, and is related to the object detected by a first detection device installed at the excavation site.
  • the target location data indicating the position of the object corresponding to the information is acquired, the operation of the drilling rig is determined based on the target location data, and the control information regarding the operation of the drilling rig is transmitted to the drilling rig. To do.
  • the program according to the present disclosure is information on an object to be excavated by an excavator at an excavation site, and information on the object detected by a first detection device installed at the excavation site.
  • the step of acquiring the target location data indicating the position of the object, the step of determining the operation of the drilling rig based on the target location data, and the control information regarding the operation of the drilling rig are obtained. Have the computer perform the steps to send to the device.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by the excavation system according to the first embodiment. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 2. It is a flowchart which shows the process executed by the excavation system which concerns on Embodiment 2. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 3. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by the excavation system according to the third embodiment. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 4. FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by the excavation system according to the fourth embodiment. It is a figure which shows the specific system configuration example of the excavation system which concerns on Embodiment 4. It is a figure which shows the specific system configuration example of the excavation system which concerns on Embodiment 4. It is a figure which shows the specific system configuration example of the excavation system which concerns on Embodiment 4. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 5. It is a flowchart which shows the control method of the transport device performed by the excavation system which concerns on Embodiment 5. It is a figure which shows the structure of the excavation system which concerns on Embodiment 6. 6 is a flowchart showing a process executed by the excavation system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by the excavation system according to the seventh embodiment. It is a figure which illustrates the hardware composition of each apparatus which constitutes the excavation system which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the structure of the work system which concerns on the modification.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the excavation system 1 according to the first embodiment.
  • the excavation system 1 according to the first embodiment includes a first detection device 2, an excavation device 20, and a control device 10.
  • the control device 10 is communicably connected to the first detection device 2 via the network 3.
  • the network 3 may be, for example, a wireless network or a wired network. That is, the control device 10 is connected to the first detection device 2 via wireless or wired.
  • the wireless network may be, for example, a network using a communication line standard such as LTE (Long Term Evolution), or a network used in a specific area such as WiFi (registered trademark) or local 5G.
  • the wired network may be, for example, a LAN (Local Area Network), an optical fiber, or the like.
  • the control device 10 may be communicably connected to the drilling device 20. Although the control device 10 is drawn separately from the drilling rig 20 in FIG. 1, the control device 10 may be mounted on the drilling rig 20 as shown in FIG. 6
  • the excavation device 20 excavates the object 80 to be excavated at the excavation site.
  • the object 80 is excavated by the excavator 20 at the excavation site.
  • the "excavation site” is a part or all of the area where the excavation device 20 excavates.
  • the object 80 is, for example, earth and sand, but is not limited thereto.
  • Object 80 can be any excavation object, such as debris deposits, rocks, gravel, concrete, or building components to be demolished.
  • the drilling rig 20 is, for example, a construction machine such as a hydraulic excavator or a backhoe, but is not limited thereto.
  • the excavator 20 can be any work machine (excavator), including construction machines such as wheel loaders and excavator loaders.
  • the first detection device 2 (first detection device) is installed at a location away from the drilling device 20.
  • the first detection device 2 detects information (object information) regarding the object 80 at the excavation site.
  • the first detection device 2 is, for example, a three-dimensional sensor (3D sensor) such as a 3D lidar (3D LiDAR), a stereo camera, or a TOF (Time of Flight) camera, but is not limited thereto.
  • 3D sensor such as a 3D lidar (3D LiDAR), a stereo camera, or a TOF (Time of Flight) camera, but is not limited thereto.
  • the first detection device 2 is installed so that, for example, the object 80 at the excavation site can be monitored.
  • the first detection device 2 is installed above the excavation site, for example.
  • the first detection device 2 can detect the state of the object 80 at the excavation site.
  • the first detection device 2 is installed at a position where the state of the object 80 at the excavation site can be detected.
  • the "object information" is, for example, information indicating the position of the object 80 at the excavation site.
  • the object information may be the three-dimensional coordinate information of the object 80.
  • the object information may be a three-dimensional captured image.
  • the object information is not limited to these.
  • the control device 10 is an information processing device such as a computer.
  • the control device 10 is, for example, a server such as an automatic control server.
  • the control device 10 may be realized by cloud computing.
  • the control device 10 has an acquisition unit 12, a determination unit 14, and a transmission unit 16.
  • the acquisition unit 12 has a function as an acquisition means.
  • the determination unit 14 has a function as a determination means.
  • the transmission unit 16 has a function as a transmission means. With these components, the control device 10 provides control information regarding the operation of the drilling device 20 determined based on the target location data indicating the position of the target object 80 acquired based on the information about the target object 80. Send to 20.
  • control device 10 transmits the control information to the drilling device 20 based on the target location data corresponding to the information about the object 80.
  • the excavation device 20 executes an operation for excavation (excavation operation) according to the control information.
  • the operations of the acquisition unit 12, the determination unit 14, and the transmission unit 16 according to the first embodiment will be described later.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a process executed by the excavation system 1 according to the first embodiment. Note that FIG. 2 shows control methods (S12 to S16) executed by the control device 10 according to the first embodiment. As described above, the first detection device 2 detects the object information (step S10).
  • the control device 10 acquires target location data indicating the position of the object 80 (step S12). Specifically, the acquisition unit 12 acquires the target location data. The acquisition unit 12 may calculate the target location data using the target object information. Alternatively, the acquisition unit 12 may acquire (receive) the target location data from the intermediate control device (described later) that has calculated the target location data using the object information.
  • the target location data is, for example, data indicating the shape of the earth and sand at the excavation site or the three-dimensional coordinate position. That is, by the processing of the acquisition unit 12, the control device 10 can grasp the shape of the object 80 such as earth and sand.
  • the target location data may be three-dimensional map data in which the point cloud obtained by the 3D rider is plotted.
  • the target location data may be three-dimensional image data.
  • the target location data may be gradient data geometrically calculated from the object information (three-dimensional coordinate information) obtained from the first detection device 2.
  • the gradient data can indicate the gradient of the object 80 (earth and sand, etc.) at a certain location of the excavation site.
  • the target location data is data indicating the amount (volume) of the target 80 (for example, sediment amount data) geometrically calculated from the target information (three-dimensional coordinate information) obtained from the first detection device 2. )
  • Sediment volume data can indicate the volume of sediment in an area of excavation site.
  • the control device 10 determines the operation of the drilling device 20 based on the target location data acquired by the acquisition unit 12 (step S14). Specifically, the determination unit 14 determines the excavation operation of the excavation device 20 based on the target location data. More specifically, the determination unit 14 determines the position (excavation position) to be excavated in the object 80 from the position and shape of the object 80. Then, the determination unit 14 determines how to operate the excavation device 20 in order to excavate the excavation position. Then, the determination unit 14 can generate control information regarding the determined operation. This control information is information (command) for causing the drilling rig 20 to execute the designated operation.
  • the control information includes the operation locus of the bucket to the excavation position, the angle and angular velocity of the arm link for realizing the operation locus, the moving speed of the excavator 20, and the like. May include.
  • the excavation position can be determined under various conditions.
  • the manager may select any one or more from the conditions exemplified below.
  • the determination unit 14 may appropriately change the conditions illustrated below according to the excavation situation.
  • the determination unit 14 may determine a place where a pile of earth and sand is piled up as an excavation position within a predetermined excavation range of the excavation place. In addition, the determination unit 14 determines that the region where the sediment amount is larger than the predetermined threshold value or the region where the sediment amount is the largest is "a place where the sediment is piled up" by using the sediment amount data or the like. You may.
  • the determination unit 14 may determine the place where the earth and sand are piled up highest in the excavation range by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. Then, the determination unit 14 may determine the place where the earth and sand are piled up highest as the excavation position. Further, the determination unit 14 may determine a place where the height of the earth and sand is higher than a predetermined threshold value in the excavation range by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. Then, the determination unit 14 may determine a place where the height of the earth and sand is higher than a predetermined threshold value as the excavation position.
  • the determination unit 14 may determine the excavation position by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like according to the height of the excavation device 20.
  • the sedimentation site may be pit-shaped. In this way, when the level of the sedimentation site is lower than the level of the ground contact surface of the drilling rig 20, the determination unit 14 determines that the location piled up higher than the ground contact surface of the drilling rig 20 is the drilling position. May be good. Further, when the level of the sedimentation place is the same as the level of the ground contact surface of the excavator 20, the determination unit 14 is, for example, a place where the excavator 20 is piled up higher than a predetermined position (a predetermined position in the operation room, etc.). May be determined as the drilling position.
  • the determination unit 14 may determine the location closest to the excavation device 20 in the excavation range as the excavation position by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. Alternatively, the determination unit 14 may determine the farthest place in the excavation range where the excavation device 20 can excavate without moving, as the excavation position, using three-dimensional map data, three-dimensional image data, or the like.
  • the determination unit 14 may determine the excavation position according to the gradient of the earth and sand in the excavation range by using the gradient data. For example, the determination unit 14 may determine the location having the largest slope in the excavation range as the excavation position.
  • the control device 10 transmits control information regarding the drilling operation of the drilling device 20 to the drilling device 20 (step S16). Specifically, the transmission unit 16 controls to transmit control information regarding the drilling operation to the drilling device 20. At this time, the transmission unit 16 may generate control information regarding the excavation operation.
  • the excavation device 20 executes an excavation operation according to the received control information (step S18). Specifically, the drilling rig 20 operates the drive unit according to the control information. As a result, the excavator 20 excavates the determined excavation position. For example, when the drilling rig 20 is a hydraulic excavator, the drilling rig 20 operates a crawler (motor) so as to have a moving speed indicated in the control information. Further, the drilling rig 20 operates a swivel motor for operating the swivel body, a hydraulic cylinder for operating the arm, and the like so that the bucket moves in the motion locus indicated in the control information.
  • the excavation operation is not limited to the operation of excavating the object 80.
  • the excavation operation includes, for example, an operation of lifting an arm or a bucket to excavate an object 80, an operation of turning the excavation device 20 in the direction of the excavation place, an operation of moving the excavation device 20 to the excavation place, and an excavation place. It may also include the action of leveling the object 80 of. That is, the excavation operation can be any operation performed to excavate the object 80 at the excavation site.
  • the first detection device 2 is provided at the excavation site. Therefore, as compared with the case where a detection device such as a camera is installed in the drilling device 20, it is possible to appropriately detect a drilling range that is difficult to capture from the drilling device 20. Therefore, the excavation position to be excavated can be determined more appropriately. Therefore, the excavation system 1 according to the first embodiment can improve the work efficiency at the excavation site. Even if the control device 10 according to the first embodiment is used, it is possible to improve the work efficiency at the excavation site. Further, the control method executed by the control device 10 and the program for executing the control method can also be used to improve the work efficiency at the excavation site.
  • control device 10 when the control device 10 is provided in the drilling device 20, the size of the control device 10 may be limited in order not to hinder the operability of the drilling device 20. On the other hand, by providing the control device 10 at a location away from the drilling device 20, the size limitation of the control device 10 is relaxed. This allows the control device 10 to execute a complex algorithm. Therefore, it is possible to control the complicated operation of the drilling rig 20. Further, the control device 10 transmits the control information to the drilling device 20, and the drilling device 20 executes the operation according to the control information, so that the work man-hours of the field workers can be reduced. These things are the same in other embodiments described below.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the excavation system 1 according to the second embodiment.
  • the excavation system 1 according to the second embodiment includes a first detection device 2, a second detection device 4, an excavation device 20, and a control device 10.
  • the control device 10 is communicably connected to the second detection device 4 via the network 3. That is, the control device 10 is connected to the second detection device 4 via wireless or wired.
  • the first detection device 2, the control device 10, and the excavation device 20 are substantially the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the control device 10 is drawn separately from the drilling rig 20 in FIG. 3, the control device 10 may be mounted on the drilling rig 20 as shown in FIG. 6 described later.
  • the excavating device 20 not only excavates the object 80, but also loads the object 80 at the loading location 90 where the excavated object 80 should be loaded.
  • the loading location 90 is, for example, a transport device for transporting an object 80 such as a dump truck, but the loading location 90 is not limited to this.
  • the loading place 90 may be a section different from the excavation place at the work site.
  • the second detection device 4 (second detection device) is installed at a location away from the drilling device 20.
  • the second detection device 4 detects information (loading location information) regarding the loading location 90.
  • the second detection device 4 is, for example, a three-dimensional sensor such as a 3D rider, a stereo camera, or a TOF camera, but is not limited thereto.
  • the second detection device 4 is installed so that, for example, the loading location 90 can be monitored.
  • the second detection device 4 is installed above, for example, the loading location 90.
  • the second detection device 4 can detect the state of the loading location 90.
  • the second detection device 4 is installed at a position where the state of the loading location 90 can be detected.
  • the "loading location information" is, for example, information indicating the position of the loading location 90.
  • the loading location information may be the three-dimensional coordinate information of the loading location 90.
  • the second detection device 4 is a stereo camera
  • the loading location information may be a three-dimensional captured image.
  • the loading location information is not limited to these.
  • the control device 10 provides control information regarding the operation of the excavation device 20 determined based on the load data indicating the position of the object 80 loaded at the load location 90, which is acquired based on the information regarding the load location 90. It is transmitted to the excavator 20. In other words, the control device 10 transmits the control information to the drilling device 20 based on the load data corresponding to the information regarding the loading location.
  • the drilling rig 20 executes an operation for loading (loading operation) according to the control information.
  • the loading operation is, for example, an operation of loading the object 80 at the loading location 90, but is not limited to this, as will be described later.
  • the operations of the acquisition unit 12, the determination unit 14, and the transmission unit 16 according to the second embodiment will be described later.
  • control device 10 acquisition unit 12, determination unit 14, and transmission unit 16
  • acquisition unit 12, determination unit 14, and transmission unit 16 can perform substantially the same operation as that of the first embodiment.
  • the control device 10 (acquisition unit 12, determination unit 14, and transmission unit 16) according to the second embodiment may perform an operation related to loading the object 80 in addition to the operation according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process executed by the excavation system 1 according to the second embodiment. Note that FIG. 4 shows the control methods (S22 to S26) executed by the control device 10 according to the second embodiment. As described above, the second detection device 4 detects the loading location information (step S20).
  • the control device 10 acquires load data indicating the position of the object 80 loaded at the load location 90 (step S22). Specifically, the acquisition unit 12 acquires the load data. The acquisition unit 12 may calculate the load data using the load location information. Alternatively, the acquisition unit 12 may acquire (receive) the load data from the intermediate control device (described later) that has calculated the load data using the load location information.
  • the load data is, for example, data indicating the shape or three-dimensional coordinate position of the earth and sand loaded on the loading location 90. That is, by the processing of the acquisition unit 12, the control device 10 can grasp the shape of the object 80 such as earth and sand loaded on the loading place 90.
  • the load data can be three-dimensional map data in which the point cloud obtained by the 3D rider is plotted.
  • the load data may be three-dimensional image data.
  • the load data may be gradient data geometrically calculated from the load location information (three-dimensional coordinate information) obtained from the second detection device 4.
  • the gradient data shows the gradient of the object 80 (earth and sand, etc.) at a certain position of the loading location 90.
  • the load data is data (volume) indicating the amount (volume) of the object 80 at the load location 90, which is geometrically calculated from the load location information (three-dimensional coordinate information) obtained from the second detection device 4.
  • the sediment amount data shows the volume of sediment in a certain area of the loading place 90.
  • the control device 10 determines the operation of the drilling device 20 based on the load data acquired by the acquisition unit 12 (step S24). Specifically, the determination unit 14 determines the loading operation (earth discharge operation, etc.) of the drilling rig 20 based on the load data. Further, for example, the determination unit 14 determines the position (loading position) to be loaded at the loading location 90 from the position and shape of the object 80 loaded at the loading location 90. Then, the determination unit 14 determines how to operate the drilling rig 20 in order to load (release) the object 80 at the loading position (discharging position). Then, the determination unit 14 can generate control information regarding the determined operation. This control information is information (command) for causing the drilling rig 20 to execute the designated operation.
  • This control information is information (command) for causing the drilling rig 20 to execute the designated operation.
  • the control information includes the operation locus of the bucket to the loading position, the angle and angular velocity of the arm link for realizing the operation locus, the moving speed of the excavator 20, and the like. May include.
  • the loading position can be determined under various conditions.
  • the administrator may select any one or more of the conditions exemplified below as the conditions for determining the loading position.
  • the determination unit 14 may appropriately change the conditions illustrated below according to the loading situation.
  • the determination unit 14 may determine the place where the height of the earth and sand is the lowest in the loading place 90 by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. Then, the determination unit 14 may determine the place where the height of the earth and sand is the lowest as the loading position. Further, the determination unit 14 may determine a place where the height of the earth and sand is lower than a predetermined threshold value at the loading place 90 by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. Then, the determination unit 14 may determine a place where the height of the earth and sand is lower than the threshold value as the loading position.
  • the determination unit 14 may determine the loading position according to the gradient of the earth and sand at the loading location 90 by using the gradient data. For example, the determination unit 14 may determine a place where the slope is the smallest in the loading place 90 or a place where the slope is smaller than a predetermined threshold value as the loading position.
  • the determination unit 14 may determine a place where there is little earth and sand in the loading place 90 as the loading position. In addition, the determination unit 14 may determine the region where the sediment amount is smaller than the predetermined threshold value or the region where the sediment amount is the smallest as "the place where the sediment is small" by using the sediment amount data or the like. ..
  • the determination unit 14 may determine the location in front of the loading location 90, which is a transport device, as the loading position by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like.
  • the determination unit 14 may determine the central location in the loading location 90, which is a transport device, as the loading position by using the three-dimensional map data, the three-dimensional image data, or the like. It should be noted that the "front" and “center” of the transport device may be determined in advance to correspond to predetermined regions on the loading platform (vessel) of the transport device, respectively.
  • the determination unit 14 may determine the loading location 90 having the smallest amount of sediment as the loading position by using the sediment amount data.
  • the determination unit 14 may determine the loading location 90 having the largest amount of sediment as the loading position by using the sediment amount data.
  • the determination unit 14 may determine an operation other than the earth discharge operation as the loading operation. For example, the determination unit 14 may determine to perform the leveling operation. Specifically, the determination unit 14 may use the gradient data to determine that the sediment is leveled at the place where the slope is the largest at the loading place 90 or where the slope is larger than a predetermined threshold value. ..
  • the loading operation includes, for example, an operation of lifting an object 80 to be excavated such as earth and sand, an operation of turning the excavating device 20 in the direction of the loading place 90, an operation of moving the excavating device 20 to the loading place 90, and the like.
  • the loading operation is, for example, an operation of installing the object 80 at the loading place 90 (an operation of lowering the lifted object 80, an operation of releasing soil), and a predetermined drilling device 20 by hitting the earth and sand of the loading place 90.
  • the "loading operation” is an operation performed for loading the object 80 on the loading place 90, and may be an arbitrary operation performed on the object 80 at the loading place 90.
  • the control device 10 transmits control information regarding the loading operation of the drilling device 20 to the drilling device 20 (step S26). Specifically, the transmission unit 16 controls to transmit control information regarding the loading operation to the drilling device 20. At this time, the transmission unit 16 may generate control information regarding the loading operation.
  • the drilling rig 20 executes a loading operation according to the received control information (step S28). Specifically, the drilling rig 20 operates the drive unit according to the control information. As a result, the drilling rig 20 loads (releases) the object 80 at the determined loading position. For example, when the drilling rig 20 is a hydraulic excavator, the drilling rig 20 operates the crawler so as to have the moving speed indicated in the control information. Further, the drilling device 20 operates a swivel motor, a hydraulic cylinder, and the like so that the bucket moves according to the operation locus indicated in the control information.
  • the second detection device 4 is provided at the loading location 90. Therefore, as compared with the case where the drilling rig 20 is equipped with a detection device such as a camera, the loading location 90, which is difficult to be detected by the drilling rig 20, can be appropriately detected. Therefore, the loading position where the object 80 should be loaded can be determined more appropriately. Therefore, the excavation system 1 according to the second embodiment can further improve the work efficiency at the excavation site. Even if the control device 10 according to the second embodiment is used, it is possible to further improve the work efficiency at the excavation site. Further, the control method executed by the control device 10 and the program for executing the control method can also be used to further improve the work efficiency at the excavation site.
  • the drilling system 1 is configured to control the operation of the drilling device 20 by using a plurality of detection devices.
  • both the excavation position and the loading position can be determined by using the first detection device 2 and the second detection device 4.
  • the control of the drilling rig 20 can be made highly accurate. That is, the excavation operation and the loading operation of the excavation device 20 can be a series of controls.
  • the control information may include data indicating excavation operation and loading operation.
  • the excavation system 1 according to the third embodiment includes a first detection device 2, a second detection device 4, a third detection device 6, an excavation device 20, and a control device 10.
  • FIG. 5 shows an example in which the control device 10 is provided outside the drilling device 20.
  • the control device 10 is communicably connected to the third detection device 6 via the network 3. That is, the control device 10 is connected to the third detection device 6 via wireless or wired.
  • FIG. 6 shows an example in which the control device 10 is provided inside the drilling device 20. In this case, the control device 10 is communicably connected to the third detection device 6 via wiring such as a cable.
  • the first detection device 2, the second detection device 4, and the control device 10 are substantially the same as those of the other embodiments described above, and thus the description thereof will be omitted.
  • the excavation system 1 has the second detection device 4, but the excavation system 1 according to the third embodiment does not have to have the second detection device 4.
  • the third detection device 6 detects information regarding the state of the drilling device 20 (drilling device information).
  • the third detection device 6 is, but is not limited to, a posture sensor, a position detection device, a direction sensor, a three-dimensional sensor, and the like.
  • the third detection device 6 is drawn as if it is provided in the drilling device 20, but the third detection device 6 does not need to be installed in the drilling device 20. ..
  • the drilling device 20 has a moving unit 22 and a driving unit 24.
  • the operating unit 22 is a member that the drilling rig 20 operates to perform work.
  • the operating unit 22 is, for example, a crawler, a bucket, a swivel body, a boom, an arm, or the like.
  • the drive unit 24 is a device that drives the operation unit 22.
  • the drive unit 24 is, for example, a prime mover, a hydraulic cylinder, a motor, or the like.
  • the control device 10 transmits to the drilling rig 20 control information regarding the operation of the drilling rig 20 determined based on the posture of the drilling rig 20 acquired based on the information regarding the state of the drilling rig 20. In other words, the control device 10 transmits the control information to the drilling rig 20 based on the device data indicating the state of the drilling rig 20 corresponding to the information about the state of the drilling rig 20.
  • the drilling device 20 executes a drilling operation or a loading operation according to the control information.
  • the operations of the acquisition unit 12, the determination unit 14, and the transmission unit 16 according to the third embodiment will be described later. Also in the third embodiment, the control device 10 (acquisition unit 12, determination unit 14, and transmission unit 16) can perform substantially the same operation as that according to the above-described embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the processing executed by the excavation system 1 according to the third embodiment. Note that FIG. 7 shows the control methods (S32 to S38) executed by the control device 10 according to the third embodiment. As described above, the third detection device 6 detects the drilling device information (step S30).
  • the control device 10 acquires device data which is data indicating the current state of the drilling device 20 (step S32). Specifically, the acquisition unit 12 acquires device data. The acquisition unit 12 may calculate the device data using the drilling device information. Alternatively, the acquisition unit 12 may acquire (receive) the device data from the intermediate control device (described later) that has calculated the device data using the drilling device information.
  • the device data is, for example, information indicating the current posture, orientation, and position of the drilling device 20 and the operating unit 22.
  • device data may indicate a state in which the arm is extended and the bucket is far from the body of the drilling rig 20.
  • the device data may also indicate that the boom extends upward and the bucket is in a high position.
  • the control device 10 executes the processes of S12 to S14 shown in FIG. 2 or the processes of S22 to S24 shown in FIG. 4 (step S34). Then, the control device 10 determines the control operation of the operation unit 22 based on the device data (step S36). Specifically, the determination unit 14 determines the operation of the operation unit 22 for executing the excavation operation or the loading operation determined in the process of S34 based on the device data. Then, the determination unit 14 can generate control information regarding the determined operation. This control information is information (command) for causing the drilling rig 20 to execute the designated operation.
  • the control information includes the operation locus of the bucket to the excavation position or the loading position, the swivel angle and swivel angular velocity of the swivel body, the angle of the arm link for realizing the swivel locus, and the like. And angular velocity, and the moving speed of the excavator 20 and the like.
  • the determination unit 14 brings the bucket closer to the body of the drilling rig 20 and then turns.
  • the movement may be determined so as to turn the body. This makes it possible to prevent the arm or bucket from colliding with an object around the drilling rig 20 when the swivel body is swiveled.
  • the control device 10 transmits control information regarding the operation of the operation unit 22 of the drilling device 20 to the drilling device 20 (step S38). Specifically, the transmission unit 16 controls to transmit control information regarding the operation of the operation unit 22 of the drilling device 20 to the drilling device 20. At this time, the transmission unit 16 may generate control information regarding the operation of the operation unit 22 of the drilling rig 20.
  • the drilling rig 20 executes an operation according to the received control information (step S40). Specifically, the drilling rig 20 operates the drive unit 24 according to the control information. As a result, the operating unit 22 of the drilling rig 20 executes the determined operation. For example, when the bucket is brought close to the main body of the drilling device 20 and then the swivel body is swiveled to perform the drilling operation, the drilling device 20 first controls the hydraulic cylinder for driving the arm so that the arm moves with respect to the boom. Try to bend. After that, the excavator 20 controls the motor that drives the swivel body to swivel the swivel body so that the bucket faces the drilling site. Then, the drilling device 20 controls the hydraulic cylinder that drives the boom and the arm to move the bucket to the drilling position.
  • the drilling system 1 according to the third embodiment has a third detecting device 6 for detecting the drilling device information. Therefore, the drilling rig 20 can perform an operation according to the current posture. Therefore, the drilling rig 20 can operate efficiently. Therefore, the excavation system 1 according to the third embodiment can further improve the work efficiency at the excavation site. Even if the control device 10 according to the third embodiment is used, it is possible to improve the work efficiency at the excavation site. Further, the control method executed by the control device 10 and the program for executing the control method can also be used to improve the work efficiency at the excavation site.
  • the fourth embodiment corresponds to a more embodied version of the above-described embodiment. Specifically, the system according to the fourth embodiment is different from the other embodiments described above in that it has an intermediate control device. In the fourth embodiment, an example in which the object 80 is earth and sand is shown.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the excavation system 100 according to the fourth embodiment.
  • the excavation system 100 according to the fourth embodiment includes a control device 10, an excavation device 20, an object detection device 102, a load detection device 104, and a construction machine detection device 106. Further, the excavation system 100 according to the fourth embodiment includes a sediment shape analysis device 112, a sediment loading analysis device 114, and a construction machine analysis device 116.
  • the object detection device 102 corresponds to the first detection device 2.
  • the object detection device 102 is installed so as to be able to monitor the object 80 at the excavation site 70, for example.
  • the object detection device 102 is installed above the excavation site 70, for example.
  • the object detection device 102 detects information (object information) regarding the object 80 at the excavation site 70. More specifically, the object detection device 102 detects information indicating the position of the object 80 at the excavation site 70.
  • the object detection device 102 is, for example, a three-dimensional sensor such as a 3D rider, a stereo camera, or a TOF camera.
  • the load detection device 104 corresponds to the second detection device 4.
  • the load detecting device 104 is installed so as to be able to monitor, for example, the loading location 90.
  • the load detection device 104 is installed above, for example, the loading location 90.
  • the load detection device 104 detects information (loading location information) regarding the loading location 90. More specifically, the load detection device 104 detects information indicating the position of the object 80 at the load location 90.
  • the load detection device 104 is, for example, a three-dimensional sensor such as a 3D rider, a stereo camera, or a TOF camera.
  • the construction machine detection device 106 corresponds to the third detection device 6.
  • the construction machine detection device 106 includes a posture sensor, a position detection device, a direction sensor, and a three-dimensional sensor.
  • the construction machine detection device 106 detects information (drilling device information) regarding the posture and position of the drilling rig 20.
  • the posture sensor detects the posture of the moving unit 22.
  • the posture sensor is, for example, a tilt sensor, a gyro sensor, a stroke sensor, an angle sensor, a force sensor, or the like.
  • the tilt sensor and the gyro sensor can be installed in the operating portion 22 such as a bucket, an arm and a boom, for example.
  • the stroke sensor can be installed in, for example, a hydraulic cylinder.
  • the angle sensor and the force sensor are moving parts such as a joint between the main body and the boom, a joint between the boom and the arm, a joint between the arm and the bucket, and a motor that swivels the swivel body. It can be installed between 22 and the moving unit 22.
  • the directional sensor detects the direction in which the drilling rig 20 is facing.
  • the directional sensor is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System), a gyro sensor, a linear encoder, or the like.
  • the orientation sensor can be installed, for example, in the body of the drilling rig 20.
  • the position detection device detects the position coordinates of the drilling device 20 and the moving unit 22.
  • the position detection device is, for example, a GNSS, a 3D rider, a stereo camera, or the like.
  • the earth and sand shape analysis device 112, the earth and sand loading analysis device 114, and the construction machine analysis device 116 are intermediate control devices.
  • the intermediate control device is a computer.
  • the intermediate control device is, for example, an edge server.
  • the intermediate control device is installed near the work site. That is, the earth and sand shape analyzer 112 can be installed in the vicinity of the object detection device 102.
  • the sediment loading analyzer 114 may be installed in the vicinity of the load detecting device 104.
  • the construction machine analyzer 116 may be installed in the vicinity of the construction machine detection device 106, that is, in the vicinity of the drilling rig 20 or in the drilling rig 20.
  • the intermediate control device can also be applied to the excavation system according to another embodiment.
  • the intermediate control device is communicably connected to the control device 10 via the network 3.
  • the earth and sand shape analyzer 112 is communicably connected to the object detection device 102.
  • the sediment loading analyzer 114 is communicably connected to the load detecting device 104.
  • the construction machine analyzer 116 is communicably connected to the construction machine detection device 106. The operation of the intermediate control device will be described later.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a process executed by the excavation system 100 according to the fourth embodiment.
  • the object information, the loading location information, and the excavation device information detected by each detection device are collectively referred to as detection information.
  • each detection device detects the detection information (step S100). Specifically, as described above, the object detection device 102 detects the object information.
  • the load detection device 104 detects the load location information.
  • the construction machine detection device 106 detects the drilling rig information.
  • each intermediate control device generates processing data processed by the control device 10 and transmits it to the control device 10 (step S102).
  • the operations of the sediment shape analysis device 112, the sediment loading analysis device 114, and the construction machine analysis device 116 will be described.
  • the earth and sand shape analyzer 112 acquires (receives) object information from the object detection device 102. Then, the earth and sand shape analyzer 112 analyzes the shape of the earth and sand (object 80) at the excavation site 70 by using the object information. Then, the earth and sand shape analyzer 112 calculates (generates) the target location data in the same manner as the above-mentioned processing of S12.
  • the target location data is the processing data processed by the control device 10.
  • the earth and sand shape analysis device 112 transmits the target location data to the control device 10.
  • the earth and sand loading analyzer 114 acquires (receives) loading location information from the loading detection device 104. Then, the earth and sand loading analysis device 114 analyzes the shape of the earth and sand (object 80) at the loading place 90 by using the loading place information. Then, the earth and sand loading analyzer 114 calculates (generates) the loading data in the same manner as the above-mentioned processing of S22.
  • the load data is processing data processed by the control device 10.
  • the sediment loading analyzer 114 transmits the load data to the control device 10.
  • the construction machine analyzer 116 acquires (receives) drilling device information from the construction machine detection device 106. Then, the construction machine analyzer 116 analyzes the state such as the posture of the drilling rig 20 by using the drilling rig information. Then, the construction machine analyzer 116 calculates (generates) the device data in the same manner as the above-mentioned processing of S32. Here, the device data is processing data processed by the control device 10. The construction machine analyzer 116 transmits the device data to the control device 10.
  • the control device 10 receives processing data (target location data, load data, or device data) from each intermediate control device (step S104). Then, the processes S34 to S40 shown in FIG. 7 are executed (step S106). For example, when the control device 10 receives the target location data and the device data, the control device 10 determines the excavation position using the target location data (S14). Then, the control operation of the operation unit 22 is determined from the determined excavation position and the device data (S36). Then, the control device 10 transmits the control information to the drilling device 20 (S38), and the drilling device 20 executes the drilling operation (S40). The same applies when the control device 10 receives the load data and the device data.
  • processing data target location data, load data, or device data
  • the excavation system 100 has an intermediate control device between each detection device and the control device 10.
  • the processing load is distributed between the intermediate control device and the control device 10, and it is not necessary for the control device 10 to generate processing data. Therefore, it is possible to reduce the processing load of the control device 10.
  • FIG. 10 to 12 are diagrams showing a specific system configuration example of the excavation system 100 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 shows an example of detecting the position of the drilling rig 20 from the outside of the drilling rig 20.
  • the drilling device 20 shown in FIG. 10 includes an operation unit 22, a drive unit 24, an operation control device 26, an attitude sensor 106A, and a built-in computer 116A.
  • the motion control device 26, the attitude sensor 106A, and the built-in computer 116A will be described later.
  • the excavation system 100 shown in FIG. 10 has a posture sensor 106A and a position detection device 106B as the construction machine detection device 106.
  • the posture sensor 106A is installed in the operating portion 22 or the like of the drilling device 20.
  • the position detection device 106B is installed outside the drilling device 20 (for example, a position where the entire work site can be overlooked).
  • the posture sensor 106A detects the posture of the operating unit 22 of the drilling rig 20.
  • the position detection device 106B detects, for example, the position coordinates of the operating unit 22 of the drilling device 20.
  • the excavation system 100 shown in FIG. 10 has a built-in computer 116A and a construction machine position measuring device 116B as the construction machine analysis device 116.
  • the built-in computer 116A is a computer mounted on the drilling rig or a computer built in the drilling rig 20.
  • the built-in computer 116A is communicably connected to the attitude sensor 106A. Further, the built-in computer 116A is communicably connected to the control device 10 via the network 3.
  • the construction machine position measuring device 116B is installed in the vicinity of the position detecting device 106B.
  • the construction machine position measuring device 116B is communicably connected to the position detecting device 106B. Further, the construction machine position measuring device 116B is communicably connected to the control device 10 via the network 3.
  • the built-in computer 116A receives detection information (drilling device information) indicating the posture of the operating unit 22 from the posture sensor 106A. Then, the built-in computer 116A analyzes the posture of the operating unit 22 of the drilling rig 20 using this information. Then, the built-in computer 116A calculates (generates) device data indicating the posture of the operating unit 22 in the same manner as the process of S32 described above. The built-in computer 116A transmits device data indicating the posture of the operating unit 22 to the control device 10.
  • the construction machine position measuring device 116B receives detection information (excavating device information) indicating the position coordinates of the operating unit 22 of the excavating device 20 from the position detecting device 106B. Then, the construction machine position measuring device 116B calculates (generates) device data indicating the position of the drilling device 20 in the same manner as the process of S32 described above. The construction machine position measuring device 116B transmits device data indicating the position of the drilling device 20 to the control device 10.
  • the control device 10 receives device data (processing data) from the built-in computer 116A and the construction machine position measuring device 116B. Then, the control device 10 determines the control operation of the operation unit 22 based on the device data (processing data) in the same manner as the processing of S106 described above. The control device 10 transmits control information indicating the determined control operation to the built-in computer 116A of the drilling device 20. The built-in computer 116A controls the operation control device 26 according to the control information.
  • the operation control device 26 is a device that controls the drive unit 24 to operate the operation unit 22. Under the control of the operation control device 26, the operation unit 22 performs the operation determined by the control device 10.
  • the operation control device 26 may be, for example, a device attached to an operation lever in the operation room of the drilling device 20 to operate the operation lever. Further, the operation control device 26 may be a mechanism for operating the drive unit 24 by transmitting a control signal to the drive unit 24, for example.
  • FIG. 11 shows an example of detecting the position of the drilling rig 20 by the detection device (sensor) inside the drilling rig 20.
  • the drilling device 20 shown in FIG. 11 includes an operation unit 22, a drive unit 24, an operation control device 26, an attitude sensor 106A, a positioning sensor 106C, and a built-in computer 116A.
  • the positioning sensor 106C will be described later.
  • the excavation system 100 shown in FIG. 11 has a posture sensor 106A and a positioning sensor 106C as the construction machine detection device 106.
  • the positioning sensor 106C is built in the drilling rig 20.
  • the positioning sensor 106C is communicably connected to the built-in computer 116A.
  • the positioning sensor 106C is, for example, GNSS.
  • the positioning sensor 106C detects the position coordinates (latitude, longitude, etc.) of the drilling rig 20.
  • the excavation system 100 shown in FIG. 11 has a built-in computer 116A as a construction machine analyzer 116.
  • the built-in computer 116A receives detection information (excavator information) indicating the posture of the operating unit 22 from the posture sensor 106A. Further, the built-in computer 116A receives detection information (drilling device information) indicating the position coordinates of the drilling rig 20 from the positioning sensor 106C. Then, the built-in computer 116A calculates (generates) device data indicating the posture of the operating unit 22 and the position of the excavating device 20 in the same manner as the process of S32 described above. The built-in computer 116A transmits the device data to the control device 10. Subsequent processing is substantially the same as the processing in the system shown in FIG.
  • FIG. 12 shows an example in which the control device 10 is built in the drilling device 20.
  • the drilling device 20 shown in FIG. 12 includes a control device 10, an operation unit 22, a drive unit 24, an operation control device 26, and an attitude sensor 106A.
  • the excavation system 100 shown in FIG. 12 has a control device 10 and a construction machine position measuring device 116B as the construction machine analysis device 116. That is, the control device 10 has at least a part of the functions of the construction machine analyzer 116.
  • Other configurations are substantially the same as those shown in FIG.
  • the control device 10 is communicably connected to the sediment shape analysis device 112, the construction machine position measurement device 116B, and the sediment loading analysis device 114 via the network 3.
  • the control device 10 can perform substantially the same processing as the built-in computer 116A. That is, the control device 10 receives the detection information (drilling device information) indicating the posture of the operating unit 22 from the posture sensor 106A. Then, the control device 10 uses this information to analyze the posture of the operating unit 22 of the drilling device 20. Then, the control device 10 calculates (generates) device data indicating the posture of the operating unit 22 in the same manner as the above-described processing of S32. Other processes of the control device 10 are substantially the same as those shown in FIG.
  • the fifth embodiment corresponds to a more specific version of the first to third embodiments described above.
  • the fifth embodiment is different from the other embodiments described above in that the control device 10 controls the drilling device 20 and a device other than the drilling device 20 (first device).
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the excavation system 100 according to the fifth embodiment.
  • the excavation system 100 according to the fifth embodiment includes a control device 10, an excavation device 20, an object detection device 102, a load detection device 104, a sediment shape analysis device 112, and a sediment load analysis device 114. .. Further, the excavation system 100 according to the fifth embodiment has a transport device 30 corresponding to the loading location 90. In this embodiment, the earth and sand shape analysis device 112 and the earth and sand loading analysis device 114 may not be provided.
  • the transport device 30 transports the excavated object 80.
  • the transport device 30 is, for example, a dump truck, a trailer, a forklift, a railroad vehicle, or a transport robot.
  • the transport device 30 is wirelessly connected to the control device 10 so as to be able to communicate with each other.
  • the control device 10 can control the operation of the transport device 30. In other words, the transport device 30 operates under the control of the control device 10.
  • the control device 10 determines the operation of the transport device 30 (first device), which is a device other than the drilling device 20, based on the load data. Then, the control device 10 transmits control information (transport device control information) regarding the operation of the transport device 30 to the transport device 30.
  • the transport device 30 operates according to the control information.
  • the control device 10 determines the operation of the transport device 30 based on the load data, and transmits control information regarding the operation of the transport device 30 to the transport device 30.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a control method of the transport device 30 performed by the excavation system 100 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 shows the control methods (S202 to S208) executed by the control device 10 according to the fifth embodiment.
  • the load detection device 104 detects the load location information in the same manner as in S100 (step S200).
  • the earth and sand loading analyzer 114 generates load data and transmits it to the control device 10 in the same manner as in S102 (step S201).
  • the control device 10 acquires (receives) the load data in the same manner as in S104 (step S202). In the absence of the sediment loading analyzer 114, the processes of S201 to S202 can be replaced with the processes of S22 of FIG.
  • the determination unit 14 of the control device 10 uses the load data to determine whether or not the load capacity of the transport device 30 is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S204). For example, when the load data is the sediment amount data, the determination unit 14 determines whether or not the sediment amount of the transport device 30 is equal to or more than the threshold value. Further, for example, when the load data is the three-dimensional map data of the earth and sand, the determination unit 14 determines whether or not the height of the earth and sand of the transport device 30 is equal to or more than the threshold value.
  • the process returns to the beginning. Then, the processes of S10 to S18 or the processes of S20 to S28 can be executed.
  • the determination unit 14 determines that the load capacity of the transport device 30 has reached the permissible amount (is full). Then, the determination unit 14 determines the transportation operation of the transportation device 30 (step S206).
  • the transport operation is an operation for the transport device 30 to transport the object 80 which is a load.
  • the transport operation includes, for example, starting the engine of the transport device 30 and controlling the accelerator and steering to transport the earth and sand (object 80) to a predetermined accumulation place.
  • the transport operation may include turning on the automatic control (automatic operation) function of the transport device 30.
  • the control device 10 transmits control information (transport device control information) related to the transport operation of the transport device 30 to the transport device 30 (step S208). Specifically, the transmission unit 16 controls to transmit control information regarding the transportation operation to the transportation device 30. At this time, the transmission unit 16 may generate control information regarding the transport operation.
  • control information transport device control information
  • the transport device 30 executes a transport operation according to the received control information (step S210). Specifically, the transport device 30 operates drive units such as an engine, an accelerator, and a steering wheel according to control information. As a result, the transport device 30 starts moving to the collection site.
  • the control device 10 is configured to control the operation of the device (first device) other than the drilling device 20. Therefore, the work efficiency of the entire work site can be improved. Further, in the excavation system 100 according to the fifth embodiment, the control device 10 determines the operation of the transport device 30 based on the load data, and transmits control information regarding the operation of the transport device 30 to the transport device 30. As a result, when the load capacity of the transport device 30 reaches the allowable amount, the transport device 30 can be moved without bothering the operator. Therefore, the work efficiency can be further improved.
  • the control device 10 may control a device (first device) other than the drilling device 20 and the transport device 30.
  • the control device 10 may control an alarm (first device) provided in a control room or the like.
  • the determination unit 14 of the control device 10 determines the operation of the alarm. Specifically, the determination unit 14 determines that the alarm is to output a notification (full notification) that the loading location 90 is full.
  • the transmission unit 16 of the control device 10 transmits the control information for outputting the full notification to the alarm. As a result, the alarm notifies that the loading location 90 is full by a screen, voice, a lamp, or the like.
  • control device 10 may control any work machine including a construction machine such as a ground leveling machine (bulldozer, motor grader, etc.).
  • a construction machine such as a ground leveling machine (bulldozer, motor grader, etc.).
  • the drilling rig 20 according to the fifth embodiment may include the construction machine detection device 106.
  • the excavation system 100 according to the fifth embodiment may have the intermediate control device described in the fourth embodiment. These things are the same in other embodiments.
  • the sixth embodiment corresponds to a more specific version of the first to third embodiments described above.
  • the sixth embodiment is different from the other embodiments described above in that there are a plurality of loading locations 90.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the excavation system 100 according to the sixth embodiment.
  • the drilling system 100 according to the sixth embodiment includes a control device 10, a plurality of drilling devices 20A, 20B, 20C, an object detection device 102, a load detection device 104, a sediment shape analysis device 112, and a sediment load. It has an analyzer 114.
  • the load detection device 104 detects information (loading location information) regarding each of the plurality of loading locations 90A to 90C.
  • a plurality of load detection devices 104 may be installed at each of the plurality of loading locations 90.
  • the number of drilling devices 20 and loading locations 90 is arbitrary. Further, the number of drilling rigs 20 and the number of loading locations 90 do not have to be the same. Further, in the present embodiment, the earth and sand shape analysis device 112 and the earth and sand loading analysis device 114 may not be provided.
  • the control device 10 determines for which of the plurality of loading locations 90A to 90C the drilling device 20 performs the operation. In the example shown below, the control device 10 performs an operation on which loading location 90 of the plurality of loading locations 90 by the drilling device 20 based on the load data of each of the plurality of loading locations 90. To decide.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a process executed by the excavation system 100 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16 shows a control method (S302 to S308) executed by the control device 10 according to the sixth embodiment.
  • the load detection device 104 detects the load location information of each of the plurality of load locations 90 in the same manner as in S100 (step S300).
  • the sediment loading analyzer 114 Similar to S102, the sediment loading analyzer 114 generates load data from each of the plurality of loading location information and transmits it to the control device 10 (step S301).
  • the control device 10 acquires (receives) load data for each of the plurality of loading locations 90 in the same manner as in S104 (step S302). In the absence of the sediment loading analyzer 114, the processes of S301 to S302 can be replaced with the processes of S22 of FIG.
  • the determination unit 14 of the control device 10 uses the load data to determine whether or not the load capacity of a certain load location 90 (load location X) is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S304).
  • the determination method may be substantially the same as the determination method related to the processing of S204. If the loading capacity of all loading locations 90 is not greater than or equal to the threshold (NO in S304), the process returns to the beginning. Then, the processes of S10 to S18 or the processes of S20 to S28 can be executed.
  • the determination unit 14 determines the loading location 90 for performing the loading operation of each drilling device 20 (step S306). At this time, the determination unit 14 may perform substantially the same processing as in S24.
  • each drilling rig is such that the drilling rig 20A performs a loading operation at the loading location 90A, the drilling rig 20B performs a loading operation at the loading location 90B, and the drilling rig 20C performs a loading operation at the loading location 90C. It is assumed that the device 20 is controlled. In this case, when the loading location 90A is full, the determination unit 14 determines the loading location 90 on which the drilling device 20A performs the loading operation as the loading location 90B or the loading location 90C. Further, at this time, the determination unit 14 may determine which of the loading location 90B and the loading location 90C has a larger (or smaller) loading capacity as the loading location 90 on which the drilling rig 20A performs the loading operation.
  • the determination unit 14 determines the loading location 90 in which the drilling device 20B performs the loading operation as the loading location 90B. Similarly, the determination unit 14 determines the loading location 90 in which the drilling device 20C performs the loading operation as the loading location 90C.
  • the control device 10 transmits control information indicating a loading location 90 in which the corresponding drilling device 20 performs a loading operation to each drilling device 20 (step S308). Specifically, the transmission unit 16 controls to transmit control information to each drilling rig 20. At this time, the transmission unit 16 may generate control information indicating the loading location 90 in which the loading operation is performed.
  • the drilling rig 20 executes a loading operation according to the received control information (step S310). Specifically, each drilling rig 20 performs a loading operation on the loading location 90 indicated in the control information.
  • the drilling rig 20A performs a loading operation on the loading location 90B or the loading location 90C.
  • the drilling rig 20B performs a loading operation on the loading location 90B.
  • the drilling rig 20C performs a loading operation on the loading location 90C.
  • FIG. 15 shows an example in which there are a plurality of drilling rigs 20, the number of drilling rigs 20 may not be plurality. Further, the process of S304 shown in FIG. 16 may be omitted.
  • the determination unit 14 may determine the loading location 90 in which each drilling rig 20 performs the loading operation in S306 without performing the processing of S304, for example, according to the loading capacity of each loading location 90.
  • the drilling device 20A performs a loading operation on a loading location 90 having a larger loading capacity than the other loading locations 90, and the drilling device 20A performs a loading operation on the loading location 90 having a smaller loading capacity than the other loading locations 90.
  • the drilling rig 20B may be determined to perform the loading operation.
  • the control device 10 determines which loading location 90 among the plurality of loading locations 90 the operation is performed by the drilling device 20. It is configured. Thereby, work efficiency can be improved.
  • the control device 10 can cooperate with the plurality of drilling devices 20 to prevent the drilling device 20 from interfering with other drilling devices 20.
  • the control device 10 applies the drilling device 20 to the loading location 90 among the plurality of loading locations 90 based on the load data of each of the plurality of loading locations 90. To decide whether to perform the operation. As a result, it is possible to avoid performing the loading operation on the loading location 90 when the drilling device 20 is full. Therefore, work efficiency can be improved.
  • the seventh embodiment corresponds to a more specific version of the first to third embodiments described above.
  • the seventh embodiment is different from the other embodiments described above in that there are a plurality of work sites.
  • FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the excavation system 200 according to the seventh embodiment.
  • the excavation system 200 has a control device 10 and a plurality of work sites 40A and 40B.
  • the work site 40A has an excavation device 20A, an object detection device 102A, a load detection device 104A, an excavation place 70A, an object 80A, and a transportation device 30A (loading place 90A).
  • the work site 40B has an excavation device 20B, an object detection device 102B, a load detection device 104B, an excavation place 70B, an object 80B, and a transportation device 30B (loading place 90B).
  • the control device 10 is wirelessly connected to each detection device, a drilling device 20, and a transportation device 30 at each work site 40 so as to be able to communicate with each other.
  • the loading location 90 is the transport device 30, but the loading location 90 does not have to be the transport device 30.
  • the number of work sites 40 is set to 2, but the number of work sites 40 is arbitrary.
  • the work site 40A will be explained.
  • the excavator 20A excavates the object 80A (earth and sand) at the excavation site 70A.
  • the excavation device 20A loads (exhausts, etc.) the excavated object 80A on the transportation device 30A (loading place 90A).
  • the object detection device 102A detects detection information (object information) regarding the object 80A at the excavation site 70A.
  • the load detection device 104A detects detection information (loading location information) regarding the object 80 loaded in the transport device 30A (loading location 90A).
  • the transport device 30 transports the loaded object 80 to a predetermined location outside the work site 40A. The same applies to the work site 40B.
  • the control device 10 receives detection information (object information and loading location information) from each detection device (object detection device 102 and load detection device 104) of each work site 40.
  • the control device 10 determines the operation of the excavation device 20 of each of the plurality of work sites 40 according to the detection information (target location data and load data) received from each detection device of each work site 40. Then, the control device 10 transmits control information indicating the operation of each drilling device 20 to the corresponding drilling device 20.
  • the control device 10 is a transport device 30 for each of the plurality of work sites 40 according to the processing data (target location data and load data) obtained by the detection information received from each detection device at each work site 40. Determine the behavior of. Then, the control device 10 transmits control information indicating the operation of each transport device 30 to the corresponding transport device 30.
  • the control device 10 analyzes the situation of each of the plurality of work sites 40 based on at least one of the target location data for each of the plurality of work sites 40 and the load data for each of the plurality of work sites 40. Then, the control device 10 transmits control information regarding the drilling device 20 of each of the plurality of work sites 40 to the drilling device 20 of each of the plurality of work sites 40 according to the analyzed situation. Further, the control device 10 transmits control information regarding the operation of the transport devices 30 of each of the plurality of work sites 40 to the transport devices 30 of each of the plurality of work sites 40 according to the analyzed situation.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a process executed by the excavation system 200 according to the seventh embodiment.
  • the processes S10 to S12 and S20 to S22 are executed for each work site 40 (step S400). That is, the object detection device 102 of each work site 40 acquires the object information (S10).
  • the control device 10 acquires target location data for each work site 40 (S12). Further, the load detection device 104 of each work site 40 acquires the load location information (S20).
  • the control device 10 acquires load data for each work site 40 (S22).
  • the control device 10 analyzes the situation of each work site 40 based on the target location data and the load data related to each work site 40 (step S402). Specifically, the determination unit 14 of the control device 10 analyzes the progress status of each work site 40. Then, at least one of S14 to S18, S24 to S28, and S204 to S210 is executed for each work site 40 (step S404). A specific example will be described below.
  • the determination unit 14 determines from the load data that the load capacity of the transport device 30A has reached the allowable amount. Therefore, the determination unit 14 determines that the transport device 30A should be moved at the work site 40A.
  • the determination unit 14 determines from the load data that the load capacity of the transport device 30B has not reached the allowable amount. Therefore, the determination unit 14 determines that the transport device 30B has not yet been moved at the work site 40B.
  • the determination unit 14 determines to move the transport device 30A for the work site 40A (S206). Then, the transmission unit 16 controls to transmit the control information indicating that the transport device 30A is to be moved to the transport device 30A (S208). As a result, the transport device 30A starts moving (S210). On the other hand, the determination unit 14 determines that the excavation operation is advanced for the work site 40B (S14). The transmission unit 16 controls to transmit control information regarding the drilling operation to the drilling device 20 (S16). As a result, the drilling device 20 executes the drilling operation (S18). Thereby, it is possible to prevent the transport device 30B of the work site 40B from hindering the progress of the transport device 30A of the work site 40A. That is, it is possible to prevent the transportation device 30 from concentrating on the transportation location of the object 80 and causing traffic congestion or the like.
  • the determination unit 14 determines from the load data at the work site 40A that the load capacity in the transport device 30A will soon reach the allowable amount. Therefore, the determination unit 14 determines that it is time to move the transport device 30A at the work site 40A soon.
  • the determination unit 14 determines from the load data that the load capacity in the transport device 30B has reached the allowable amount. Therefore, the determination unit 14 determines that the transport device 30B should be moved at the work site 40B.
  • the determination unit 14 determines that the object 80 loaded on the transport device 30A is leveled for the work site 40A (S24). On the other hand, the determination unit 14 determines to move the transport device 30B for the work site 40B (S206). Then, the transmission unit 16 controls to transmit the control information indicating that the loaded object 80 is leveled to the drilling device 20A (S26). As a result, the drilling rig 20A evens the object 80 loaded on the transporting device 30A (S28). On the other hand, the transmission unit 16 controls to transmit the control information indicating that the transport device 30B is to be moved to the transport device 30B (S208). As a result, the transport device 30B starts moving (S210).
  • control device 10 can perform control other than the above-mentioned example.
  • the control device 10 can link the work site 40A and the work site 40B.
  • the determination unit 14 may determine from the load data of the work site 40A that the progress of the work site 40A is stagnant. In this case, the determination unit 14 may decide to dispatch the drilling device 20B (and the transport device 30B) of the work site 40B to the work site 40A. Alternatively, in this case, the determination unit 14 may decide to abandon the work at the work site 40A. At this time, the determination unit 14 may decide to withdraw the drilling device 20A and the transporting device 30A from the work site 40A and dispatch the drilling device 20A and the transporting device 30A to the work site 40B.
  • control device 10 of the excavation system 200 is configured to analyze the situation of the plurality of work sites 40 and determine the work of each of the plurality of work sites 40. As a result, it is possible to improve the work efficiency of the plurality of work sites 40 as a whole.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a hardware configuration of each device constituting the excavation system according to the present embodiment.
  • Each device control device 10 and intermediate control device
  • the information processing device 50 includes a control unit 52, an input unit 53, a display unit 54, a storage unit 56, and a communication unit 58.
  • the information processing device 50 (each device) has a function as a computer by these components.
  • the control unit 52 is, for example, an arithmetic processing unit (processor) such as a CPU.
  • the control unit 52 controls the operation of the information processing device 50.
  • the control unit 52 controls the operations of the input unit 53, the display unit 54, the storage unit 56, and the communication unit 58. Further, the control unit 52 performs necessary processing according to the operation received by the input unit 53. Further, the control unit 52 controls so that the display unit 54 displays necessary information. Further, the control unit 52 performs necessary processing according to the information and the signal received by the communication unit 58. Further, the control unit 52 may execute the program stored in the storage unit 56. As a result, each component of the control device 10 (acquisition unit 12, determination unit 14, and transmission unit 16) can be realized.
  • processor arithmetic processing unit
  • the input unit 53 and the display unit 54 are user interfaces.
  • the input unit 53 may be provided with a touch panel, a keyboard, a mouse, or the like.
  • the display unit 54 can be realized by including a touch panel, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a printer, or the like. Further, the input unit 53 and the display unit 54 may be physically integrated by a touch panel or the like.
  • the storage unit 56 is a storage device such as a memory or a hard disk.
  • the storage unit 56 stores various programs and various information.
  • the communication unit 58 is a device that performs processing necessary for the control device 10, the intermediate control device, and each detection device to communicate with each other by wire or wirelessly.
  • each component of the control device 10 is not limited to being realized by software by a program. At least one of each component of the control device 10 may be realized by any combination of hardware, firmware, and software. Further, each component of the control device 10 may be realized by using an integrated circuit that can be programmed by a user, such as an FPGA (field-programmable gate array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize a program composed of each of the above components.
  • an integrated circuit that can be programmed by a user, such as an FPGA (field-programmable gate array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize a program composed of each of the above components.
  • control device 10 does not have to be physically one device. That is, the control device 10 can be realized by a plurality of physically separated devices. Then, each of the plurality of processes of the control device 10 described above may be executed by the plurality of devices. That is, a plurality of different devices (control devices 10) may perform the processing of the acquisition unit 12, the processing of the determination unit 14, and the processing of the transmission unit 16.
  • the intermediate control device generates processing data from each detection information, and the control device 10 determines the operation of the drilling device 20, etc., but the configuration is not limited to this.
  • the intermediate control device may determine the operation of the drilling rig 20 and the like, and may transmit data indicating the determined operation to the control device 10.
  • the control device 10 may have the function of the intermediate control device described above. In this case, the control device 10 may generate processing data from each detection information and determine the operation of the drilling device 20 and the like.
  • the construction machine excavates, but the configuration is not limited to this.
  • the work machine may use, for example, wood, an iron pipe, a reinforcing bar, an iron plate, or the like as an object 80 to be worked on, and work on such an object 80.
  • the working machine may include, for example, a construction machine or a heavy machine.
  • the working machine may be, for example, a bulldozer, a crane, a dump truck, a trailer, a forklift, or the like.
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a work system 300 according to a modified example.
  • the work system 300 corresponding to the excavation system includes a detection device 302 corresponding to the first detection device, a work machine 320 corresponding to the excavation device 20, and a control device 10.
  • the work machine 320 works on the object 80 which is the work target at the work site.
  • the detection device 302 is installed at a location away from the work machine 320 and detects information about the object 80 at the work site.
  • the control device 10 transmits the control information regarding the operation of the work machine 320 determined based on the target location data indicating the position of the object 80 acquired based on the information about the object 80 to the work machine 320.
  • control device 10 transmits control information regarding the operation of the work machine 320 to the work machine 320 based on the target location data indicating the position of the object 80, which corresponds to the information about the object 80.
  • the work machine 320 executes an operation according to the control information.
  • the acquisition unit 12 of the control device 10 acquires the target location data indicating the position of the object 80 from the information about the object 80 detected by the detection device 302.
  • the determination unit 14 determines the operation of the work machine 320 based on the acquired target location data.
  • the transmission unit 16 transmits control information regarding the operation of the work machine 320 to the work machine 320. Even with such a configuration, it is possible to improve work efficiency at the work site. Further, the control method executed by the control device 10 and the program for executing the control method can also be used to improve the work efficiency at the work site.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, It includes a CD-R / W and a semiconductor memory (for example, a mask ROM, a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Erasable PROM), a flash ROM, and a RAM (RandomAccessMemory)).
  • a semiconductor memory for example, a mask ROM, a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Erasable PROM), a flash ROM, and a RAM (RandomAccessMemory)
  • the program may also be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media.
  • Examples of temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves.
  • the temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • (Appendix 1) An excavator that excavates an object to be excavated at an excavation site, A first detection device installed at the excavation site and detecting information about the object, It has a control device that transmits control information regarding the operation of the drilling rig to the drilling rig based on the target location data indicating the position of the object corresponding to the information about the object.
  • the drilling rig is an drilling system that performs an operation for drilling in response to the control information.
  • (Appendix 2) It further has a second detection device that is installed at the loading location where the object is loaded and detects information about the loading location.
  • the control device transmits the control information to the excavator based on the load data indicating the position of the object loaded at the load location, which corresponds to the information about the load location.
  • the drilling system according to Appendix 1 wherein the drilling device executes an operation for loading according to the control information. (Appendix 3) It also has a third detector that detects information about the state of the drilling rig.
  • the drilling system according to Appendix 2 wherein the control device transmits the control information to the drilling rig based on device data indicating the state of the drilling rig, which corresponds to information about the state of the drilling rig.
  • Appendix 4 An intermediate control device that transmits processing data processed by the control device to the control device based on one or more of the information about the object, the information about the loading location, and the information about the state of the excavator. Have and The drilling system according to Appendix 3, wherein the control device transmits control information to the drilling device based on the processing data.
  • Appendix 5 The drilling system according to any one of Appendix 2 to 4, wherein the control device determines that the drilling rig operates at one or more of the loading locations among the plurality of loading locations.
  • Appendix 6) Including multiple drilling rigs The drilling system according to any one of Appendix 2 to 5, wherein the control device transmits the control information to each of the drilling devices.
  • Each of the plurality of work sites has the drilling device, the first detecting device, and the drilling site.
  • the drilling system according to any one of Appendix 2 to 6, wherein the control device transmits the control information to the drilling device at each of the plurality of work sites.
  • the loading place is a transport device for transporting the object.
  • the excavation system according to any one of Appendix 2 to 7, wherein the control device transmits transport device control information regarding the operation of the transport device to the transport device based on the load data.
  • the drilling system according to any one of Supplementary note 1 to 8, wherein the control device determines a locus on which the drilling rig operates, and transmits the control information corresponding to the locus to the drilling rig.
  • the acquisition method for acquiring the target location data indicating A determination means for determining the operation of the drilling rig based on the target location data, and A control device having a transmission means for transmitting control information regarding the operation of the drilling rig to the drilling rig.
  • the acquisition means is loaded on the loading location, which is information on the loading location on which the object is loaded and corresponds to the information on the loading location detected by the second detection device installed at the loading location.
  • the control device Acquire the load data indicating the position of the object
  • the control device determines the operation of the drilling rig based on the load data.
  • the acquisition means acquires device data indicating the state of the drilling rig, which corresponds to the information about the state of the drilling rig detected by the third detection device that detects the information about the state of the drilling rig.
  • the control device according to Appendix 11, wherein the determination means determines the operation of the drilling rig based on the device data.
  • the acquisition means is processing data processed by the control device, which is transmitted from the intermediate control device based on one or more of the information about the object, the information about the loading location, and the information about the state of the drilling rig.
  • the determination means determines the operation of the drilling rig based on the processing data.
  • Each of the plurality of work sites has the drilling device, the first detecting device, and the drilling site. The determination means determines the operation of the drilling rig at each of the plurality of work sites.
  • the control device according to any one of Appendix 11 to 15, wherein the transmission means transmits the control information to the drilling device at each of the plurality of work sites.
  • the loading place is a transport device for transporting the object.
  • the determination means determines the operation of the transport device based on the load data.
  • the control device according to any one of Supplementary note 11 to 16, wherein the transmission means transmits the transport device control information regarding the operation of the transport device to the transport device.
  • the determination means determines the trajectory on which the drilling rig operates.
  • the control device according to any one of Supplementary note 11 to 17, wherein the transmission means transmits the control information corresponding to the locus to the drilling device.
  • (Appendix 21) Acquire device data indicating the state of the drilling rig, which corresponds to the information about the state of the drilling rig detected by the third detection device that detects the information about the state of the drilling rig.
  • (Appendix 22) The processing data transmitted from the intermediate control device is acquired based on one or more of the information about the object, the information about the loading location, and the information about the state of the drilling rig.
  • Appendix 23 The control method according to any one of Appendix 20 to 22, which determines that the drilling rig operates at one or more of the loading locations among the plurality of loading locations.
  • Appendix 24 The control method according to any one of Appendix 20 to 23, wherein the control information is transmitted to each of the plurality of drilling rigs.
  • Each of the plurality of work sites has the drilling device, the first detecting device, and the drilling site. Determine the operation of the drilling rig at each of the plurality of work sites.
  • the loading place is a transport device for transporting the object.
  • the operation of the transport device is determined.
  • (Appendix 27) Determine the trajectory of the drilling rig and The control method according to any one of Appendix 20 to 26, wherein the control information corresponding to the locus is transmitted to the drilling rig.
  • (Appendix 28) The position of the object corresponding to the information about the object to be excavated by the excavator at the excavation site and the information about the object detected by the first detection device installed at the excavation site.
  • Steps to get the target location data indicating A step of determining the operation of the drilling rig based on the target location data, A non-transitory computer-readable medium containing a program that causes a computer to perform steps of transmitting control information about the operation of the drilling rig to the drilling rig.
  • Appendix 29 A work machine that works on an object that is the object of work at the work site, A detection device installed at a location away from the work machine and detecting information about the object at the work site. It has a control device that transmits control information regarding the operation of the work machine to the work machine based on the target location data indicating the position of the object corresponding to the information about the object.
  • the work machine is a work system that executes an operation in response to the control information.
  • (Appendix 30) The position of the object corresponding to the information about the object to be worked on by the work machine at the work site and the information about the object detected by the detection device installed at a place away from the work machine. And the acquisition method to acquire the target location data indicating A determination means for determining the operation of the work machine based on the target location data, and A control device having a transmission means for transmitting control information regarding the operation of the work machine to the work machine.
  • Appendix 31 The position of the object corresponding to the information about the object to be worked on by the work machine at the work site and the information about the object detected by the detection device installed at a place away from the work machine. Get the target location data indicating Based on the target location data, the operation of the work machine is determined.
  • a control method for transmitting control information regarding the operation of the work machine to the work machine (Appendix 32) The position of the object corresponding to the information about the object to be worked on by the work machine at the work site and the information about the object detected by the detection device installed at a place away from the work machine. Steps to get the target location data indicating A step of determining the operation of the work machine based on the target location data, A non-transitory computer-readable medium containing a program that causes a computer to perform a step of controlling the operation of the work machine to transmit control information to the work machine.

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Abstract

作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システムを提供する。掘削装置(20)は、掘削場所において掘削対象である対象物(80)を掘削する。第1検出装置(2)は、掘削装置(20)から離れた掘削場所に設置されている。第1検出装置(2)は、掘削場所における対象物(80)に関する情報を検出する。制御装置(10)は、対象物(80)に関する情報に対応する、対象物(80)の位置を示す対象場所データに基づいて、掘削装置(20)の動作に関する制御情報を、掘削装置(20)に送信する。掘削装置(20)は、この制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する。

Description

掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
 本発明は、掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
 作業現場等で作業機械が作業を行う場合、人件費削減等を目的として、作業機械の自動制御又は遠隔操作を行うことが進められている。この技術に関連し、特許文献1は、作業機械の操作システムを開示している。特許文献1にかかるシステムは、油圧ショベルの上部旋回体に配設されたステレオカメラにより掘削対象の形状を取得する。これにより、特許文献1にかかるシステムは、遠隔操作又は自動制御を実現している。
国際公開第2016/121010号
 特許文献1にかかるシステムでは、掘削対象の形状を取得するために用いられるカメラが、作業機械に取り付けられている。このように、作業機械に取り付けたカメラを用いる方法では、撮像画像が作業機械から得られるものに限定されるため、作業機械の死角にある対象物の検知及び死角部分を考慮した制御を実施することが困難である。さらに、カメラを作業機械に取り付けた場合では、作業機械自身の揺れ等により、カメラの映像がぶれる可能性があるので、正確に対象物を捉えることができないおそれがある。したがって、特許文献1にかかるシステムでは、作業効率が悪化するおそれがある。
 本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムを提供することにある。
 本開示にかかる掘削システムは、掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第1の検出装置と、前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置とを有し、前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する。
 また、本開示にかかる制御装置は、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段とを有する。
 また、本開示にかかる制御方法は、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する。
 また、本開示にかかるプログラムは、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定するステップと、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信するステップとをコンピュータに実行させる。
 本開示によれば、作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムを提供できる。
実施の形態1にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態1にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態2にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態2にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態3にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態3にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態3にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態4にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態4にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態4にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態4にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態4にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態5にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態5にかかる掘削システムによって行われる、運搬装置の制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態6にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態6にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態7にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態7にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる掘削システムを構成する各装置のハードウェア構成を例示する図である。 変形例にかかる作業システムの構成を示す図である。
(実施の形態1)
 以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
 図1は、実施の形態1にかかる掘削システム1の構成を示す図である。実施の形態1にかかる掘削システム1は、第1検出装置2と、掘削装置20と、制御装置10とを有する。制御装置10は、第1検出装置2と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。ネットワーク3は、例えば、無線ネットワークであってもよいし、有線ネットワークであってもよい。つまり、制御装置10は、第1検出装置2と、無線又は有線を介して接続されている。無線ネットワークは、例えば、LTE(Long Term Evolution)等の通信回線規格を用いたネットワークであってもよいし、WiFi(登録商標)又はローカル5Gのような特定のエリアで用いるネットワークであってよい。有線ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)又は光ファイバ等であってもよい。制御装置10は、掘削装置20と通信可能に接続され得る。なお、図1では、制御装置10が掘削装置20と別個に描かれているが、後述する図6に示すように、制御装置10は、掘削装置20に搭載されていてもよい。
 掘削装置20は、掘削場所において掘削対象である対象物80を掘削する。言い換えると、対象物80は、掘削場所において掘削装置20によって掘削される。ここで、「掘削場所」とは、掘削装置20が掘削を行うエリアの一部または全部のことである。対象物80は、例えば土砂等であるが、これに限定されない。対象物80は、ゴミの堆積物、岩石、砂利、コンクリート、又は解体対象の建物の部材といった、任意の掘削対象物であり得る。掘削装置20は、例えば油圧ショベル又はバックホウ等の建設機械であるが、これに限定されない。掘削装置20は、ホイールローダ、ショベルローダ等の建設機械を含む、任意の作業機械(掘削機)であり得る。
 第1検出装置2(第1の検出装置)は、掘削装置20から離れた場所に設置されている。第1検出装置2は、掘削場所における対象物80に関する情報(対象物情報)を検出する。第1検出装置2は、例えば、3Dライダ(3D LiDAR)、ステレオカメラ、又はTOF(Time of Flight)カメラ等の3次元センサ(3Dセンサ)であるが、これに限定されない。
 第1検出装置2は、例えば掘削場所における対象物80を監視可能なように設置されている。第1検出装置2は、例えば、掘削場所の上方に設置されている。これにより、第1検出装置2は、掘削場所における対象物80の状態を検出できる。言い換えると、第1検出装置2は、掘削場所における対象物80の状態を検出可能な位置に設置されている。また、「対象物情報」は、例えば、掘削場所における対象物80の位置を示す情報である。例えば、第1検出装置2が3Dライダである場合、対象物情報は、対象物80の3次元座標情報であり得る。また、第1検出装置2がステレオカメラである場合、対象物情報は、3次元撮像画像であり得る。しかしながら、対象物情報は、これらに限定されない。
 制御装置10は、例えばコンピュータ等の情報処理装置である。制御装置10は、例えば自動制御サーバ等のサーバである。制御装置10は、クラウドコンピューティングによって実現されてもよい。制御装置10は、取得部12と、決定部14と、送信部16とを有する。取得部12は、取得手段としての機能を有する。決定部14は、決定手段としての機能を有する。送信部16は、送信手段としての機能を有する。これらの構成要素により、制御装置10は、対象物80に関する情報に基づいて取得された対象物80の位置を示す対象場所データに基づいて決定された掘削装置20の動作に関する制御情報を、掘削装置20に送信する。言い換えると、制御装置10は、対象物80に関する情報に対応する対象場所データに基づいて、制御情報を掘削装置20に送信する。掘削装置20は、この制御情報に応じて、掘削するための動作(掘削動作)を実行する。なお、実施の形態1にかかる取得部12、決定部14及び送信部16の動作については、後述する。
 図2は、実施の形態1にかかる掘削システム1によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図2は、実施の形態1にかかる制御装置10によって実行される制御方法(S12~S16)を示している。上述したように、第1検出装置2は、対象物情報を検出する(ステップS10)。
 制御装置10は、対象物80の位置を示す対象場所データを取得する(ステップS12)。具体的には、取得部12は、対象場所データを取得する。取得部12は、対象物情報を用いて対象場所データを算出してもよい。あるいは、取得部12は、対象物情報を用いて対象場所データを算出した中間制御装置(後述)から、対象場所データを取得(受信)してもよい。
 ここで、対象場所データは、例えば、掘削場所の土砂の形状又は3次元座標位置を示すデータである。つまり、取得部12の処理によって、制御装置10は、土砂等の対象物80の形状を把握できる。例えば、第1検出装置2が3Dライダである場合、対象場所データは、3Dライダによって得られた点群をプロットした3次元マップデータであり得る。また、第1検出装置2がステレオカメラである場合、対象場所データは、3次元画像データであり得る。また、対象場所データは、第1検出装置2から得られた対象物情報(3次元座標情報)から幾何学的に算出された、勾配データであり得る。勾配データは、掘削場所のある位置における対象物80(土砂等)の勾配を示し得る。また、対象場所データは、第1検出装置2から得られた対象物情報(3次元座標情報)から幾何学的に算出された、対象物80の量(体積)を示すデータ(例えば土砂量データ)であり得る。土砂量データは、掘削場所のある領域における土砂の体積を示し得る。
 制御装置10は、取得部12によって取得された対象場所データに基づいて、掘削装置20の動作を決定する(ステップS14)。具体的には、決定部14は、対象場所データに基づいて、掘削装置20の掘削動作を決定する。さらに具体的には、決定部14は、対象物80の位置及び形状から、対象物80において掘削すべき位置(掘削位置)を決定する。そして、決定部14は、掘削位置を掘削するために、掘削装置20をどのように動作させるかを決定する。そして、決定部14は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置20に指定された動作を実行させるための情報(命令)である。例えば、掘削装置20が油圧ショベルである場合、制御情報は、掘削位置までのバケットの動作軌跡、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置20の移動速度等を含み得る。
 また、掘削位置の決定は、様々な条件によって行われ得る。掘削位置の決定条件は、管理者が、以下に例示する条件の中から任意の1つ以上を選択してもよい。あるいは、決定部14が、掘削状況に応じて、以下に例示する条件を適宜変更してもよい。
 例えば、決定部14は、掘削場所の予め定められた掘削範囲において、土砂が山積みになっている場所を、掘削位置と決定してもよい。なお、決定部14は、土砂量データ等を用いて、土砂量が予め定められた閾値よりも多い領域、又は、土砂量が最も多い領域を、「土砂が山積みになっている場所」と判定してもよい。
 また、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、掘削範囲において土砂が最も高く積みあがった場所を判定してもよい。そして、決定部14は、その土砂が最も高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。また、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、掘削範囲において土砂の高さ予め定められた閾値よりも高い場所を判定してもよい。そして、決定部14は、その土砂の高さが予め定められた閾値よりも高い場所を、掘削位置と決定してもよい。
 また、決定部14は、掘削装置20の高さに応じて、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、掘削位置を決定してもよい。例えば、土砂の堆積場所がピット状になっていることがある。このように、土砂の堆積場所のレベルが掘削装置20の接地面のレベルよりも低い場合、決定部14は、掘削装置20の接地面よりも高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。また、土砂の堆積場所のレベルが掘削装置20の接地面のレベルと同じである場合、決定部14は、例えば掘削装置20の所定位置(操作室の所定位置等)よりも高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。
 また、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、掘削範囲において掘削装置20に最も近い場所を、掘削位置と決定してもよい。あるいは、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、掘削装置20が移動することなく掘削可能な掘削範囲において最も遠い場所を、掘削位置と決定してもよい。
 また、決定部14は、勾配データを用いて、掘削範囲における土砂の勾配に応じて、掘削位置を決定してもよい。例えば、決定部14は、掘削範囲において勾配が最も大きな場所を、掘削位置と決定してもよい。
 制御装置10は、掘削装置20の掘削動作に関する制御情報を掘削装置20に送信する(ステップS16)。具体的には、送信部16は、掘削動作に関する制御情報を掘削装置20に送信するための制御を行う。このとき、送信部16が、掘削動作に関する制御情報を生成してもよい。
 掘削装置20は、受信した制御情報に応じて、掘削動作を実行する(ステップS18)。具体的には、掘削装置20は、制御情報に従って、駆動部を動作させる。これにより、掘削装置20は、決定された掘削位置を掘削する。例えば、掘削装置20が油圧ショベルである場合、掘削装置20は、制御情報に示された移動速度となるように、クローラ(原動機)を動作させる。また、掘削装置20は、バケットが制御情報に示された動作軌跡で移動するように、旋回体を動作させる旋回モータ及びアーム等を動作させる油圧シリンダ等を動作させる。なお、掘削動作は、対象物80を掘削する動作に限られない。掘削動作は、例えば、対象物80を掘削するためにアーム又はバケット等を持ち上げる動作、掘削場所の方向へ掘削装置20を旋回する動作、掘削場所へ掘削装置20を移動する動作、及び、掘削場所の対象物80を均す動作も含み得る。つまり、掘削動作は、掘削場所において対象物80を掘削するために行われる任意の動作であり得る。
 このように、実施の形態1にかかる掘削システム1では、掘削場所に第1検出装置2が設けられている。したがって、掘削装置20にカメラ等の検出装置が設置されている場合と比較して、掘削装置20からでは捉えることが困難な掘削範囲を、適切に検出することができる。したがって、掘削すべき掘削位置を、より適切に判定することができる。よって、実施の形態1にかかる掘削システム1は、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。なお、実施の形態1にかかる制御装置10を用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置10によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。
 また、制御装置10が掘削装置20に設けられる場合、掘削装置20の操作性を阻害しないようにする等のために、制御装置10のサイズに制限があり得る。これに対し、制御装置10を掘削装置20から離れた場所に設けることによって、制御装置10のサイズの制限が緩和される。これにより、制御装置10が複雑なアルゴリズムを実行できる。したがって、掘削装置20の複雑な動作を制御することが可能となる。また、制御装置10が制御情報を掘削装置20に送信し、掘削装置20が制御情報に応じて動作を実行することで、現場作業員の作業工数を削減できる。これらのことは、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。
(実施の形態2)
 次に、実施の形態2について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態2にかかるシステムは、積載場所90を検出する検出装置を有する点で、実施の形態1と異なる。
 図3は、実施の形態2にかかる掘削システム1の構成を示す図である。実施の形態2にかかる掘削システム1は、第1検出装置2と、第2検出装置4と、掘削装置20と、制御装置10とを有する。制御装置10は、第2検出装置4と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。つまり、制御装置10は、第2検出装置4と、無線又は有線を介して接続されている。なお、第1検出装置2、制御装置10及び掘削装置20については、実施の形態1のものと実質的に同様であるので、説明を省略する。なお、図3では、制御装置10が掘削装置20と別個に描かれているが、後述する図6に示すように、制御装置10は、掘削装置20に搭載されていてもよい。
 なお、実施の形態2において、掘削装置20は、対象物80を掘削するだけでなく、掘削した対象物80を積載すべき積載場所90に、対象物80を積載する。なお、積載場所90は、例えば、ダンプトラック等の対象物80を運搬する運搬装置であるが、これに限定されない。例えば、積載場所90は、作業現場における、掘削場所とは異なる一区画であってもよい。
 第2検出装置4(第2の検出装置)は、掘削装置20から離れた場所に設置されている。第2検出装置4は、積載場所90に関する情報(積載場所情報)を検出する。第1検出装置2と同様に、第2検出装置4は、例えば、3Dライダ、ステレオカメラ、又はTOFカメラ等の3次元センサであるが、これに限定されない。
 第2検出装置4は、例えば積載場所90を監視可能なように設置されている。第2検出装置4は、例えば、積載場所90の上方に設置されている。これにより、第2検出装置4は、積載場所90の状態を検出できる。言い換えると、第2検出装置4は、積載場所90の状態を検出可能な位置に設置されている。また、「積載場所情報」は、例えば、積載場所90の位置を示す情報である。例えば、第2検出装置4が3Dライダである場合、積載場所情報は、積載場所90の3次元座標情報であり得る。また、第2検出装置4がステレオカメラである場合、積載場所情報は、3次元撮像画像であり得る。しかしながら、積載場所情報は、これらに限定されない。
 制御装置10は、積載場所90に関する情報に基づいて取得された積載場所90に積載されている対象物80の位置を示す積載物データに基づいて決定された掘削装置20の動作に関する制御情報を、掘削装置20に送信する。言い換えると、制御装置10は、積載場所に関する情報に対応する積載物データに基づいて、制御情報を掘削装置20に送信する。掘削装置20は、この制御情報に応じて、積載するための動作(積載動作)を実行する。積載動作は、例えば、積載場所90に対象物80を積載する動作であるが、後述するように、これに限定されない。なお、実施の形態2にかかる取得部12、決定部14及び送信部16の動作については、後述する。なお、実施の形態2においても、制御装置10(取得部12、決定部14及び送信部16)は、実施の形態1にかかるものと実質的に同様の動作を行い得る。実施の形態2にかかる制御装置10(取得部12、決定部14及び送信部16)は、実施の形態1にかかる動作に加えて、対象物80の積載に関する動作を行い得る。
 図4は、実施の形態2にかかる掘削システム1によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図4は、実施の形態2にかかる制御装置10によって実行される制御方法(S22~S26)を示している。第2検出装置4は、上述したように、積載場所情報を検出する(ステップS20)。
 制御装置10は、積載場所90に積載されている対象物80の位置を示す積載物データを取得する(ステップS22)。具体的には、取得部12は、積載物データを取得する。取得部12は、積載場所情報を用いて積載物データを算出してもよい。あるいは、取得部12は、積載場所情報を用いて積載物データを算出した中間制御装置(後述)から、積載物データを取得(受信)してもよい。
 ここで、積載物データは、例えば、積載場所90に積載された土砂の形状又は3次元座標位置を示すデータである。つまり、取得部12の処理によって、制御装置10は、積載場所90に積載された土砂等の対象物80の形状を把握できる。例えば、第2検出装置4が3Dライダである場合、積載物データは、3Dライダによって得られた点群をプロットした3次元マップデータであり得る。また、第2検出装置4がステレオカメラである場合、積載物データは、3次元画像データであり得る。また、積載物データは、第2検出装置4から得られた積載場所情報(3次元座標情報)から幾何学的に算出された、勾配データであり得る。勾配データは、積載場所90のある位置における対象物80(土砂等)の勾配を示す。また、積載物データは、第2検出装置4から得られた積載場所情報(3次元座標情報)から幾何学的に算出された、積載場所90における対象物80の量(体積)を示すデータ(例えば土砂量データ)であり得る。土砂量データは、積載場所90のある領域における土砂の体積を示す。
 制御装置10は、取得部12によって取得された積載物データに基づいて、掘削装置20の動作を決定する(ステップS24)。具体的には、決定部14は、積載物データに基づいて、掘削装置20の積載動作(放土動作等)を決定する。さらに例えば、決定部14は、積載場所90に積載されている対象物80の位置及び形状から、積載場所90において積載すべき位置(積載位置)を決定する。そして、決定部14は、積載位置(放土位置)に対象物80を積載(放土)するために、掘削装置20をどのように動作させるかを決定する。そして、決定部14は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置20に指定された動作を実行させるための情報(命令)である。例えば、掘削装置20が油圧ショベルである場合、制御情報は、積載位置までのバケットの動作軌跡、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置20の移動速度等を含み得る。
 また、積載位置の決定は、様々な条件によって行われ得る。積載位置の決定条件は、管理者が、以下に例示する条件の中から任意の1つ以上を選択してもよい。あるいは、決定部14が、積載状況に応じて、以下に例示する条件を適宜変更してもよい。
 決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、積載場所90において土砂の高さが最も低い場所を判定してもよい。そして、決定部14は、その土砂の高さが最も低い場所を、積載位置と決定してもよい。また、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、積載場所90において土砂の高さが予め定められた閾値よりも低い場所を判定してもよい。そして、決定部14は、その土砂の高さが閾値よりも低い場所を、積載位置と決定してもよい。
 また、決定部14は、勾配データを用いて、積載場所90における土砂の勾配に応じて、積載位置を決定してもよい。例えば、決定部14は、積載場所90において勾配が最も小さな場所、又は、勾配が予め定められた閾値よりも小さな場所を、積載位置と決定してもよい。
 また、決定部14は、積載場所90において土砂が少ない場所を、積載位置と決定してもよい。なお、決定部14は、土砂量データ等を用いて、土砂量が予め定められた閾値よりも少ない領域、又は、土砂量が最も少ない領域を、「土砂が少ない場所」と判定してもよい。
 また、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、運搬装置である積載場所90における前方の場所を、積載位置と決定してもよい。あるいは、決定部14は、3次元マップデータ又は3次元画像データ等を用いて、運搬装置である積載場所90における中央の場所を、積載位置と決定してもよい。なお、運搬装置の「前方」及び「中央」は、それぞれ運搬装置の荷台(ベッセル)における所定の領域に対応すると予め決定されていてもよい。
 また、作業現場に積載場所90が複数ある場合、決定部14は、土砂量データを用いて、土砂量が最も少ない積載場所90を、積載位置と決定してもよい。あるいは、作業現場に運搬装置である積載場所90が複数ある場合、決定部14は、土砂量データを用いて、土砂量が最も多い積載場所90を、積載位置と決定してもよい。これにより、その運搬装置の土砂量を早く満杯にして、その運搬装置を作業現場の外へ運搬する工程に早く移行できる。
 なお、決定部14は、積載動作として放土動作以外の動作を決定してもよい。例えば、決定部14は、均し動作を行うと決定してもよい。具体的には、決定部14は、勾配データを用いて、積載場所90において勾配が最も大きな場所、又は、勾配が予め定められた閾値よりも大きな場所の土砂を均すと決定してもよい。積載動作は、例えば、土砂等の掘削する対象物80を持ち上げる動作、積載場所90の方向へ掘削装置20を旋回する動作、積載場所90へ掘削装置20を移動する動作等を含む。さらに、積載動作は、例えば、積載場所90に対象物80を設置する動作(持ち上げていた対象物80を降ろす動作、放土動作)、掘削装置20が積載場所90の土砂等を叩いて所定の高さよりも土砂が高く積みあがらないようにする動作等を含む。つまり、「積載動作」は、積載場所90に対象物80を積載するために行われる動作であり、積載場所90において対象物80についてなされる任意の動作であり得る。
 制御装置10は、掘削装置20の積載動作に関する制御情報を掘削装置20に送信する(ステップS26)。具体的には、送信部16は、積載動作に関する制御情報を掘削装置20に送信するための制御を行う。このとき、送信部16が、積載動作に関する制御情報を生成してもよい。
 掘削装置20は、受信した制御情報に応じて、積載動作を実行する(ステップS28)。具体的には、掘削装置20は、制御情報に従って、駆動部を動作させる。これにより、掘削装置20は、決定された積載位置に対象物80を積載(放土)する。例えば、掘削装置20が油圧ショベルである場合、掘削装置20は、制御情報に示された移動速度となるように、クローラを動作させる。また、掘削装置20は、バケットが制御情報に示された動作軌跡で移動するように、旋回モータ及び油圧シリンダ等を動作させる。
 このように、実施の形態2にかかる掘削システム1では、積載場所90に第2検出装置4が設けられている。したがって、掘削装置20にカメラ等の検出装置が設置されている場合と比較して、掘削装置20からでは捉えることが困難な積載場所90を、適切に検出することができる。したがって、対象物80を積載すべき積載位置を、より適切に判定することができる。よって、実施の形態2にかかる掘削システム1は、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。なお、実施の形態2にかかる制御装置10を用いても、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。さらに、制御装置10によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。
 また、実施の形態2にかかる掘削システム1は、複数の検出装置を用いて、掘削装置20の動作を制御するように構成されている。具体的には、実施の形態2においては、第1検出装置2及び第2検出装置4を用いることで、掘削位置及び積載位置の両方を判断することができる。これにより、掘削装置20の制御を高精度化することができる。つまり、掘削装置20の掘削動作及び積載動作を、一連の制御とすることができる。この場合、制御情報は、掘削動作及び積載動作を示すデータを含んでもよい。
(実施の形態3)
 次に、実施の形態3について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態3にかかるシステムは、掘削装置の姿勢を検出する検出装置を有する点で、上述した他の実施の形態と異なる。
 図5及び図6は、実施の形態3にかかる掘削システム1の構成を示す図である。実施の形態3にかかる掘削システム1は、第1検出装置2と、第2検出装置4と、第3検出装置6と、掘削装置20と、制御装置10とを有する。
 図5には、制御装置10が掘削装置20の外部に設けられている例が示されている。この場合、制御装置10は、第3検出装置6と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。つまり、制御装置10は、第3検出装置6と、無線又は有線を介して接続されている。一方、図6には、制御装置10が掘削装置20の内部に設けられている例が示されている。この場合、制御装置10は、第3検出装置6と、ケーブル等の配線を介して通信可能に接続されている。
 なお、第1検出装置2、第2検出装置4及び制御装置10については、上述した他の実施の形態のものと実質的に同様であるので、説明を省略する。なお、図5及び図6では、掘削システム1は第2検出装置4を有しているが、実施の形態3にかかる掘削システム1は、第2検出装置4を有していなくてもよい。
 第3検出装置6(第3の検出装置)は、掘削装置20の状態に関する情報(掘削装置情報)を検出する。第3検出装置6は、姿勢センサ、位置検出装置、方位センサ及び3次元センサ等であるが、これらに限定されない。なお、図5及び図6では、第3検出装置6は、掘削装置20に設けられているように描かれているが、第3検出装置6は、掘削装置20に設置されている必要はない。
 掘削装置20は、動作部22及び駆動部24を有する。動作部22は、掘削装置20が作業を行うために動作する部材である。動作部22は、例えば、クローラ、バケット、旋回体、ブーム及びアーム等である。駆動部24は、動作部22を駆動させる機器である。駆動部24は、例えば、原動機、油圧シリンダ及びモータ等である。
 制御装置10は、掘削装置20の状態に関する情報に基づいて取得された掘削装置20の姿勢に基づいて決定された掘削装置20の動作に関する制御情報を、掘削装置20に送信する。言い換えると、制御装置10は、掘削装置20の状態に関する情報に対応する、掘削装置20の状態を示す装置データに基づいて、制御情報を、掘削装置20に送信する。掘削装置20は、この制御情報に応じて、掘削動作又は積載動作を実行する。なお、実施の形態3にかかる取得部12、決定部14及び送信部16の動作については、後述する。なお、実施の形態3においても、制御装置10(取得部12、決定部14及び送信部16)は、上述した実施の形態にかかるものと実質的に同様の動作を行い得る。
 図7は、実施の形態3にかかる掘削システム1によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図7は、実施の形態3にかかる制御装置10によって実行される制御方法(S32~S38)を示している。第3検出装置6は、上述したように、掘削装置情報を検出する(ステップS30)。
 制御装置10は、掘削装置20の現在の状態を示すデータである装置データを取得する(ステップS32)。具体的には、取得部12は、装置データを取得する。取得部12は、掘削装置情報を用いて装置データを算出してもよい。あるいは、取得部12は、掘削装置情報を用いて装置データを算出した中間制御装置(後述)から、装置データを取得(受信)してもよい。
 ここで、装置データは、例えば、掘削装置20及び動作部22の現在の姿勢、方位及び位置を示す情報である。例えば、装置データは、アームが伸びて掘削装置20の本体からバケットが遠い状態を示し得る。また、装置データは、ブームが上方に伸びてバケットが高い位置にある状態を示し得る。
 制御装置10は、図2に示したS12~S14の処理、又は、図4に示したS22~S24の処理を実行する(ステップS34)。そして、制御装置10は、装置データに基づいて、動作部22の制御動作を決定する(ステップS36)。具体的には、決定部14は、装置データに基づいて、S34の処理で決定された掘削動作又は積載動作を実行するための動作部22の動作を決定する。そして、決定部14は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置20に指定された動作を実行させるための情報(命令)である。例えば、掘削装置20が油圧ショベルである場合、制御情報は、掘削位置又は積載位置までのバケットの動作軌跡、旋回体の旋回角度及び旋回角速度、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置20の移動速度等を含み得る。
 例えば、装置データが、掘削装置20の本体からバケットまでの水平方向の距離が予め定められた閾値よりも遠い状態を示す場合、決定部14は、バケットを掘削装置20の本体に近づけてから旋回体を旋回させるように、動作を決定してもよい。これにより、旋回体の旋回時にアーム又はバケットが掘削装置20の周囲の物体に衝突することを回避することができる。
 制御装置10は、掘削装置20の動作部22の動作に関する制御情報を掘削装置20に送信する(ステップS38)。具体的には、送信部16は、掘削装置20の動作部22の動作に関する制御情報を掘削装置20に送信するための制御を行う。このとき、送信部16が、掘削装置20の動作部22の動作に関する制御情報を生成してもよい。
 掘削装置20は、受信した制御情報に応じて、動作を実行する(ステップS40)。具体的には、掘削装置20は、制御情報に従って、駆動部24を動作させる。これにより、掘削装置20の動作部22は、決定された動作を実行する。例えば、バケットを掘削装置20の本体に近づけてから旋回体を旋回させて、掘削動作を行う場合、まず、掘削装置20は、アームを駆動させる油圧シリンダを制御して、ブームに対してアームが屈曲するようにする。その後、掘削装置20は、旋回体を駆動させるモータを制御して、旋回体を旋回させて、バケットを掘削場所に対向させる。そして、掘削装置20は、ブーム及びアームを駆動させる油圧シリンダを制御して、バケットを掘削位置に移動させる。
 このように、実施の形態3にかかる掘削システム1は、掘削装置情報を検出する第3検出装置6を有している。したがって、掘削装置20は、現在の姿勢に応じた動作を行うことができる。したがって、掘削装置20が効率よく動作を行うことができる。よって、実施の形態3にかかる掘削システム1は、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。なお、実施の形態3にかかる制御装置10を用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置10によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。
(実施の形態4)
 次に、実施の形態4について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態4は、上述した実施の形態をより具体化したものに対応する。具体的には、実施の形態4にかかるシステムは、中間制御装置を有する点で、上述した他の実施の形態と異なる。なお、実施の形態4では、対象物80が土砂である例が示されている。
 図8は、実施の形態4にかかる掘削システム100の構成を示す図である。実施の形態4にかかる掘削システム100は、制御装置10と、掘削装置20と、対象物検出装置102と、積載物検出装置104と、建機検出装置106とを有する。また、実施の形態4にかかる掘削システム100は、土砂形状分析装置112と、土砂積載分析装置114と、建機分析装置116とを有する。
 対象物検出装置102は、第1検出装置2に対応する。対象物検出装置102は、例えば掘削場所70における対象物80を監視可能なように設置されている。対象物検出装置102は、例えば、掘削場所70の上方に設置されている。対象物検出装置102は、掘削場所70における対象物80に関する情報(対象物情報)を検出する。より具体的には、対象物検出装置102は、掘削場所70における対象物80の位置を示す情報を検出する。対象物検出装置102は、例えば、3Dライダ、ステレオカメラ、又はTOFカメラ等の3次元センサである。
 積載物検出装置104は、第2検出装置4に対応する。積載物検出装置104は、例えば積載場所90を監視可能なように設置されている。積載物検出装置104は、例えば、積載場所90の上方に設置されている。積載物検出装置104は、積載場所90に関する情報(積載場所情報)を検出する。より具体的には、積載物検出装置104は、積載場所90における対象物80の位置を示す情報を検出する。積載物検出装置104は、例えば、3Dライダ、ステレオカメラ、又はTOFカメラ等の3次元センサである。
 建機検出装置106は、第3検出装置6に対応する。建機検出装置106は、姿勢センサ、位置検出装置、方位センサ及び3次元センサを含む。建機検出装置106は、掘削装置20の姿勢及び位置に関する情報(掘削装置情報)を検出する。
 姿勢センサは、動作部22の姿勢を検出する。姿勢センサは、例えば、傾斜センサ、ジャイロセンサ、ストロークセンサ、角度センサ、又は、力覚センサ等である。傾斜センサ及びジャイロセンサは、例えば、バケット、アーム及びブーム等の動作部22に設置され得る。ストロークセンサは、例えば、油圧シリンダ等に設置され得る。角度センサ及び力覚センサは、例えば、本体とブームとの間の関節、ブームとアームとの間の関節、アームとバケットとの間の関節、及び、旋回体を旋回させるモータ等の、動作部22と動作部22との間に設置され得る。
 方位センサは、掘削装置20の向いている向きを検出する。方位センサは、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)、ジャイロセンサ、又は、リニアエンコーダ等である。方位センサは、例えば、掘削装置20の本体に設置され得る。位置検出装置は、掘削装置20及び動作部22の位置座標を検出する。位置検出装置は、例えば、GNSS、3Dライダ、又は、ステレオカメラ等である。
 土砂形状分析装置112、土砂積載分析装置114及び建機分析装置116は、中間制御装置である。中間制御装置は、コンピュータである。中間制御装置は、例えばエッジサーバである。中間制御装置は、作業現場の近傍に設置されている。つまり、土砂形状分析装置112は、対象物検出装置102の近傍に設置され得る。土砂積載分析装置114は、積載物検出装置104の近傍に設置され得る。建機分析装置116は、建機検出装置106の近傍、つまり、掘削装置20の近傍又は掘削装置20に設置され得る。なお、中間制御装置は、他の実施の形態にかかる掘削システムにおいても、適用可能である。
 中間制御装置は、制御装置10と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。土砂形状分析装置112は、対象物検出装置102と、通信可能に接続されている。土砂積載分析装置114は、積載物検出装置104と、通信可能に接続されている。建機分析装置116は、建機検出装置106と、通信可能に接続されている。中間制御装置の動作については後述する。
 図9は、実施の形態4にかかる掘削システム100によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、以下、各検出装置(対象物検出装置102、積載物検出装置104及び建機検出装置106)によって検出される対象物情報、積載場所情報及び掘削装置情報を、検出情報と総称する。
 まず、各検出装置が、検出情報を検出する(ステップS100)。具体的には、上述したように、対象物検出装置102は、対象物情報を検出する。積載物検出装置104は、積載場所情報を検出する。建機検出装置106は、掘削装置情報を検出する。
 次に、各中間制御装置は、制御装置10で処理される処理データを生成して、制御装置10に送信する(ステップS102)。以下、土砂形状分析装置112、土砂積載分析装置114及び建機分析装置116の動作を説明する。
 土砂形状分析装置112は、対象物検出装置102から対象物情報を取得(受信)する。そして、土砂形状分析装置112は、対象物情報を用いて、掘削場所70における土砂(対象物80)の形状を分析する。そして、土砂形状分析装置112は、上述したS12の処理と同様にして、対象場所データを算出(生成)する。ここで、対象場所データは、制御装置10で処理される処理データである。土砂形状分析装置112は、対象場所データを、制御装置10に送信する。
 土砂積載分析装置114は、積載物検出装置104から積載場所情報を取得(受信)する。そして、土砂積載分析装置114は、積載場所情報を用いて、積載場所90における土砂(対象物80)の形状を分析する。そして、土砂積載分析装置114は、上述したS22の処理と同様にして、積載物データを算出(生成)する。ここで、積載物データは、制御装置10で処理される処理データである。土砂積載分析装置114は、積載物データを、制御装置10に送信する。
 建機分析装置116は、建機検出装置106から掘削装置情報を取得(受信)する。そして、建機分析装置116は、掘削装置情報を用いて、掘削装置20の姿勢等の状態を分析する。そして、建機分析装置116は、上述したS32の処理と同様にして、装置データを算出(生成)する。ここで、装置データは、制御装置10で処理される処理データである。建機分析装置116は、装置データを、制御装置10に送信する。
 制御装置10は、各中間制御装置から、処理データ(対象場所データ、積載物データ又は装置データ)を受信する(ステップS104)。そして、図7に示したS34~S40の処理が実行される(ステップS106)。例えば、制御装置10は、対象場所データ及び装置データを受信した場合、対象場所データを用いて掘削位置を決定する(S14)。そして、決定された掘削位置と装置データとから、動作部22の制御動作を決定する(S36)。そして、制御装置10は、制御情報を掘削装置20に送信し(S38)、掘削装置20は、掘削動作を実行する(S40)。制御装置10が積載物データ及び装置データを受信した場合も同様である。
 このように、実施の形態4にかかる掘削システム100は、各検出装置と制御装置10との間に、中間制御装置を有している。これにより、中間制御装置と制御装置10とで処理負荷が分散され、制御装置10が処理データを生成することが不要となる。したがって、制御装置10の処理負荷を軽減させることが可能となる。
 図10~図12は、実施の形態4にかかる掘削システム100の具体的なシステム構成例を示す図である。
 図10は、掘削装置20の外部から、掘削装置20の位置を検出する例を示している。図10に示した掘削装置20は、動作部22と、駆動部24と、動作制御装置26と、姿勢センサ106Aと、内蔵コンピュータ116Aとを有する。動作制御装置26、姿勢センサ106A及び内蔵コンピュータ116Aについては後述する。
 図10に示した掘削システム100は、建機検出装置106として、姿勢センサ106Aと、位置検出装置106Bとを有する。姿勢センサ106Aは、掘削装置20の動作部22等に設置されている。一方、位置検出装置106Bは、掘削装置20の外部(例えば作業現場全体を俯瞰できる位置)に設置されている。姿勢センサ106Aは、掘削装置20の動作部22の姿勢を検出する。位置検出装置106Bは、例えば、掘削装置20の動作部22の位置座標を検出する。
 図10に示した掘削システム100は、建機分析装置116として、内蔵コンピュータ116Aと建機位置計測装置116Bとを有する。内蔵コンピュータ116Aは、掘削装置に搭載されたコンピュータ、又は、掘削装置20に内蔵されたコンピュータである。内蔵コンピュータ116Aは、姿勢センサ106Aと通信可能に接続されている。また、内蔵コンピュータ116Aは、制御装置10と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。
 建機位置計測装置116Bは、位置検出装置106Bの近傍に設置されている。建機位置計測装置116Bは、位置検出装置106Bと通信可能に接続されている。また、建機位置計測装置116Bは、制御装置10とネットワーク3を介して通信可能に接続されている。
 内蔵コンピュータ116Aは、姿勢センサ106Aから、動作部22の姿勢を示す検出情報(掘削装置情報)を受信する。そして、内蔵コンピュータ116Aは、この情報を用いて、掘削装置20の動作部22の姿勢を分析する。そして、内蔵コンピュータ116Aは、上述したS32の処理と同様にして、動作部22の姿勢を示す装置データを算出(生成)する。内蔵コンピュータ116Aは、動作部22の姿勢を示す装置データを、制御装置10に送信する。
 建機位置計測装置116Bは、位置検出装置106Bから、掘削装置20の動作部22の位置座標を示す検出情報(掘削装置情報)を受信する。そして、建機位置計測装置116Bは、上述したS32の処理と同様にして、掘削装置20の位置を示す装置データを算出(生成)する。建機位置計測装置116Bは、掘削装置20の位置を示す装置データを、制御装置10に送信する。
 制御装置10は、内蔵コンピュータ116A及び建機位置計測装置116Bから、装置データ(処理データ)を受信する。そして、制御装置10は、上述したS106の処理と同様にして、装置データ(処理データ)に基づいて、動作部22の制御動作を決定する。制御装置10は、決定された制御動作を示す制御情報を、掘削装置20の内蔵コンピュータ116Aに送信する。内蔵コンピュータ116Aは、制御情報に従って、動作制御装置26を制御する。
 動作制御装置26は、駆動部24を制御して動作部22を動作させる装置である。動作制御装置26の制御により、制御装置10で決定された動作を、動作部22が行う。動作制御装置26は、例えば、掘削装置20の操作室の操作レバーに取り付けられ、操作レバーを操作する装置であってもよい。また、動作制御装置26は、例えば、駆動部24に対して制御するための信号を送信することで駆動部24を動作させる機構であってもよい。
 図11は、掘削装置20の内部の検出装置(センサ)によって、掘削装置20の位置を検出する例を示している。図11に示した掘削装置20は、動作部22と、駆動部24と、動作制御装置26と、姿勢センサ106Aと、測位センサ106Cと、内蔵コンピュータ116Aとを有する。測位センサ106Cについては後述する。
 図11に示した掘削システム100は、建機検出装置106として、姿勢センサ106Aと、測位センサ106Cとを有する。測位センサ106Cは、掘削装置20に内蔵されている。測位センサ106Cは、内蔵コンピュータ116Aと通信可能に接続されている。測位センサ106Cは、例えば、GNSSである。測位センサ106Cは、掘削装置20の位置座標(緯度及び経度等)を検出する。
 図11に示した掘削システム100は、建機分析装置116として、内蔵コンピュータ116Aを有する。内蔵コンピュータ116Aは、姿勢センサ106Aから、動作部22の姿勢を示す検出情報(掘削装置情報)を受信する。また、内蔵コンピュータ116Aは、測位センサ106Cから、掘削装置20の位置座標を示す検出情報(掘削装置情報)を受信する。そして、内蔵コンピュータ116Aは、上述したS32の処理と同様にして、動作部22の姿勢及び掘削装置20の位置を示す装置データを算出(生成)する。内蔵コンピュータ116Aは、装置データを、制御装置10に送信する。以降の処理は、図10に示すシステムにおける処理と実質的に同様である。
 図12は、掘削装置20に制御装置10が内蔵されている例を示している。図12に示した掘削装置20は、制御装置10と、動作部22と、駆動部24と、動作制御装置26と、姿勢センサ106Aとを有する。図12に示した掘削システム100は、建機分析装置116として、制御装置10と建機位置計測装置116Bとを有する。つまり、制御装置10は、建機分析装置116の機能を少なくとも一部を有する。その他の構成については、図10に示した構成と実質的に同様である。
 制御装置10は、土砂形状分析装置112、建機位置計測装置116B及び土砂積載分析装置114と、ネットワーク3を介して通信可能に接続されている。制御装置10は、内蔵コンピュータ116Aと実質的に同様の処理を行い得る。つまり、制御装置10は、姿勢センサ106Aから、動作部22の姿勢を示す検出情報(掘削装置情報)を受信する。そして、制御装置10は、この情報を用いて、掘削装置20の動作部22の姿勢を分析する。そして、制御装置10は、上述したS32の処理と同様にして、動作部22の姿勢を示す装置データを算出(生成)する。制御装置10のその他の処理については、図10に示したものと実質的に同様である。
(実施の形態5)
 次に、実施の形態5について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態5は、上述した実施の形態1~3をより具体化したものに対応する。実施の形態5は、制御装置10が、掘削装置20と、掘削装置20以外の装置(第1の装置)とを制御する点で、上述した他の実施の形態と異なる。
 図13は、実施の形態5にかかる掘削システム100の構成を示す図である。実施の形態5にかかる掘削システム100は、制御装置10と、掘削装置20と、対象物検出装置102と、積載物検出装置104と、土砂形状分析装置112と、土砂積載分析装置114とを有する。さらに、実施の形態5にかかる掘削システム100は、積載場所90に対応する運搬装置30を有する。なお、本実施の形態において、土砂形状分析装置112及び土砂積載分析装置114は、なくてもよい。
 運搬装置30は、掘削された対象物80を運搬する。運搬装置30は、例えば、ダンプトラック、トレーラ、フォークリフト、鉄道車両、又は搬送ロボットである。運搬装置30は、制御装置10と、無線を介して通信可能に接続されている。制御装置10は、運搬装置30の動作を制御可能である。言い換えると、運搬装置30は、制御装置10の制御によって動作する。
 具体的には、制御装置10は、積載物データに基づいて、掘削装置20以外の装置である運搬装置30(第1の装置)の動作を決定する。そして、制御装置10は、運搬装置30の動作に関する制御情報(運搬装置制御情報)を、運搬装置30に送信する。運搬装置30は、制御情報に応じて、動作を行う。以下、運搬装置30の具体的な制御例について説明する。以下に説明する例では、制御装置10は、積載物データに基づいて運搬装置30の動作を決定し、運搬装置30の動作に関する制御情報を運搬装置30に送信する。
 図14は、実施の形態5にかかる掘削システム100によって行われる、運搬装置30の制御方法を示すフローチャートである。なお、図14は、実施の形態5にかかる制御装置10によって実行される制御方法(S202~S208)を示している。積載物検出装置104は、S100と同様にして、積載場所情報を検出する(ステップS200)。土砂積載分析装置114は、S102と同様にして、積載物データを生成して、制御装置10に送信する(ステップS201)。制御装置10は、S104と同様にして、積載物データを取得(受信)する(ステップS202)。なお、土砂積載分析装置114がない場合、S201~S202の処理は、図4のS22の処理に置き換えられ得る。
 制御装置10の決定部14は、積載物データを用いて、運搬装置30の積載量が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(ステップS204)。例えば、積載物データが土砂量データである場合、決定部14は、運搬装置30の土砂量が閾値以上であるか否かを判定する。また、例えば、積載物データが土砂の3次元マップデータである場合、決定部14は、運搬装置30の土砂の高さが閾値以上であるか否かを判定する。
 運搬装置30の積載量が閾値以上でない場合(S204のNO)、処理は最初に戻る。そして、S10~S18の処理、又は、S20~S28の処理が実行され得る。一方、運搬装置30の積載量が閾値以上である場合(S204のYES)、決定部14は、運搬装置30の積載量が許容量に達した(満杯となった)と判定する。そして、決定部14は、運搬装置30の運搬動作を決定する(ステップS206)。運搬動作は、運搬装置30が積載物である対象物80を運搬するための動作である。運搬動作は、例えば、運搬装置30のエンジンを起動させて、アクセル及びステアリングを制御して、所定の集積場所へ土砂(対象物80)を運搬することを含む。この場合、運搬動作は、運搬装置30の自動制御(自動運転)機能をオンすることを含んでもよい。
 制御装置10は、運搬装置30の運搬動作に関する制御情報(運搬装置制御情報)を運搬装置30に送信する(ステップS208)。具体的には、送信部16は、運搬動作に関する制御情報を運搬装置30に送信するための制御を行う。このとき、送信部16が、運搬動作に関する制御情報を生成してもよい。
 運搬装置30は、受信した制御情報に応じて、運搬動作を実行する(ステップS210)。具体的には、運搬装置30は、制御情報に従って、エンジン、アクセル及びステアリング等の駆動部を動作させる。これにより、運搬装置30は、集積場所への移動を開始する。
 このように、実施の形態5にかかる掘削システム100では、制御装置10が、掘削装置20以外の装置(第1の装置)の動作を制御するように構成されている。したがって、作業現場全体の作業効率を向上させることができる。また、実施の形態5にかかる掘削システム100では、制御装置10が、積載物データに基づいて運搬装置30の動作を決定し、運搬装置30の動作に関する制御情報を運搬装置30に送信する。これにより、運搬装置30の積載量が許容量に達したときに、作業員の手を煩わせることなく、運搬装置30を移動させることができる。したがって、作業効率をさらに向上させることができる。
 なお、制御装置10は、掘削装置20及び運搬装置30以外の装置(第1の装置)を制御してもよい。例えば、積載場所90が運搬装置30でない場合、制御装置10は、管理室等に設けられた報知器(第1の装置)を制御してもよい。そして、運搬装置30の積載量が閾値以上である場合(S204のYES)、制御装置10の決定部14は、報知器の動作を決定する。具体的には、決定部14は、積載場所90が満杯である旨の通知(満杯通知)を報知器に出力させると決定する。そして、制御装置10の送信部16は、満杯通知を報知器に出力させるための制御情報を、報知器に送信する。これにより、報知器は、積載場所90が満杯であることを、画面、音声又はランプ等によって報知する。
 また、例えば、制御装置10は、整地用機械(ブルドーザ、モータグレーダ等)といった建設機械を含む、任意の作業機械を制御してもよい。なお、図8に示したように、実施の形態5にかかる掘削装置20は、建機検出装置106を有してもよい。また、実施の形態5にかかる掘削システム100は、実施の形態4で説明した中間制御装置を有してもよい。これらのことは、他の実施の形態においても同様である。
(実施の形態6)
 次に、実施の形態6について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態6は、上述した実施の形態1~3をより具体化したものに対応する。実施の形態6は、積載場所90が複数存在する点で、上述した他の実施の形態と異なる。
 図15は、実施の形態6にかかる掘削システム100の構成を示す図である。実施の形態6にかかる掘削システム100は、制御装置10と、複数の掘削装置20A,20B,20Cと、対象物検出装置102と、積載物検出装置104と、土砂形状分析装置112と、土砂積載分析装置114とを有する。ここで、実施の形態6においては、複数の積載場所90A,90B,90Cが存在する。積載物検出装置104は、複数の積載場所90A~90Cそれぞれに関する情報(積載場所情報)を検出する。積載物検出装置104は、複数の積載場所90ごとに複数設置されてもよい。なお、図15には、3つの掘削装置20、及び3つの積載場所90が示されているが、掘削装置20及び積載場所90の数は、それぞれ任意である。また、掘削装置20の数及び積載場所90の数は、同じである必要はない。また、本実施の形態において、土砂形状分析装置112及び土砂積載分析装置114は、なくてもよい。
 制御装置10は、掘削装置20が複数の積載場所90A~90Cのうちのどの積載場所90に対して動作を実行するかを決定する。なお、以下に示す例では、制御装置10は、複数の積載場所90それぞれの積載物データに基づいて、掘削装置20が複数の積載場所90のうちのどの積載場所90に対して動作を実行するかを決定する。
 図16は、実施の形態6にかかる掘削システム100によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図16は、実施の形態6にかかる制御装置10によって実行される制御方法(S302~S308)を示している。積載物検出装置104は、S100と同様にして、複数の積載場所90それぞれの積載場所情報を検出する(ステップS300)。土砂積載分析装置114は、S102と同様にして、複数の積載場所情報それぞれから積載物データを生成して、制御装置10に送信する(ステップS301)。制御装置10は、S104と同様にして、複数の積載場所90それぞれに関する積載物データを取得(受信)する(ステップS302)。なお、土砂積載分析装置114がない場合、S301~S302の処理は、図4のS22の処理に置き換えられ得る。
 制御装置10の決定部14は、積載物データを用いて、ある積載場所90(積載場所X)の積載量が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(ステップS304)。なお、判定方法は、S204の処理にかかる判定方法と実質的に同様であり得る。全ての積載場所90の積載量が閾値以上でない場合(S304のNO)、処理は最初に戻る。そして、S10~S18の処理、又は、S20~S28の処理が実行され得る。
 一方、ある積載場所90の積載量が閾値以上である場合(S304のYES)、決定部14は、その積載場所90(積載場所X)の積載量が許容量に達した(満杯となった)と判定する。この場合、決定部14は、各掘削装置20の積載動作を行う積載場所90を決定する(ステップS306)。なお、この際、決定部14は、S24と実質的に同様の処理を行ってもよい。
 例えば、制御装置10は、掘削装置20Aが積載場所90Aに積載動作を行い、掘削装置20Bが積載場所90Bに積載動作を行い、掘削装置20Cが積載場所90Cに積載動作を行うように、各掘削装置20を制御していたとする。このケースにおいて、積載場所90Aが満杯となった場合、決定部14は、掘削装置20Aが積載動作を行う積載場所90を、積載場所90B又は積載場所90Cと決定する。さらにこのとき、決定部14は、積載場所90B及び積載場所90Cのうち、積載量が多い方(又は少ない方)を、掘削装置20Aが積載動作を行う積載場所90と決定してもよい。また、この場合、決定部14は、掘削装置20Bが積載動作を行う積載場所90を、積載場所90Bと決定する。同様に、決定部14は、掘削装置20Cが積載動作を行う積載場所90を、積載場所90Cと決定する。
 制御装置10は、各掘削装置20に対して、対応する掘削装置20が積載動作を行う積載場所90を示す制御情報を送信する(ステップS308)。具体的には、送信部16は、制御情報を各掘削装置20に送信するための制御を行う。このとき、送信部16が、積載動作を行う積載場所90を示す制御情報を生成してもよい。
 掘削装置20は、受信した制御情報に応じて、積載動作を実行する(ステップS310)。具体的には、各掘削装置20は、制御情報に示される積載場所90に対して積載動作を行う。上記の例では、掘削装置20Aは、積載場所90B又は積載場所90Cに対して積載動作を行う。また、掘削装置20Bは、積載場所90Bに対して積載動作を行う。掘削装置20Cは、積載場所90Cに対して積載動作を行う。
 なお、図15には、掘削装置20が複数ある例を示したが、掘削装置20は複数なくてもよい。また、図16に示したS304の処理は省略され得る。この場合、決定部14は、例えば各積載場所90の積載量に応じて、S304の処理を行うことなく、S306において各掘削装置20が積載動作を行う積載場所90を決定してもよい。例えば、決定部14は、他の積載場所90よりも積載量が多い積載場所90に対して掘削装置20Aが積載動作を行い、他の積載場所90よりも積載量が少ない積載場所90に対して掘削装置20Bが積載動作を行うように決定してもよい。
 上述したように、実施の形態6にかかる掘削システム100では、制御装置10は、掘削装置20が複数の積載場所90のうちのどの積載場所90に対して動作を実行するかを決定するように構成されている。これにより、作業効率を向上させることができる。特に、掘削装置20が複数ある場合、制御装置10は、複数の掘削装置20を連携させて、掘削装置20が他の掘削装置20を妨害することを抑制することができる。
 また、実施の形態6にかかる掘削システム100では、制御装置10が、複数の積載場所90それぞれの積載物データに基づいて、掘削装置20が複数の積載場所90のうちのどの積載場所90に対して動作を実行するかを決定する。これにより、掘削装置20が満杯になった積載場所90に対して積載動作を行うことを回避できる。したがって、作業効率を向上させることができる。
(実施の形態7)
 次に、実施の形態7について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態7は、上述した実施の形態1~3をより具体化したものに対応する。実施の形態7は、作業現場が複数存在する点で、上述した他の実施の形態と異なる。
 図17は、実施の形態7にかかる掘削システム200の構成を示す図である。掘削システム200は、制御装置10と、複数の作業現場40A,40Bとを有する。作業現場40Aは、掘削装置20Aと、対象物検出装置102Aと、積載物検出装置104Aと、掘削場所70Aと、対象物80Aと、運搬装置30A(積載場所90A)とを有する。作業現場40Bは、掘削装置20Bと、対象物検出装置102Bと、積載物検出装置104Bと、掘削場所70Bと、対象物80Bと、運搬装置30B(積載場所90B)とを有する。制御装置10は、各作業現場40の各検出装置、掘削装置20及び運搬装置30と、無線を介して通信可能に接続されている。なお、実施の形態7では、積載場所90が、運搬装置30であるとしたが、積載場所90は、運搬装置30でなくてもよい。また、図17では、作業現場40の数は2つとしたが、作業現場40の数は任意である。
 作業現場40Aについて説明する。掘削装置20Aは、掘削場所70Aの対象物80A(土砂)を掘削する。掘削装置20Aは、掘削した対象物80Aを、運搬装置30A(積載場所90A)に積載(放土等)する。対象物検出装置102Aは、掘削場所70Aにおける対象物80Aに関する検出情報(対象物情報)を検出する。積載物検出装置104Aは、運搬装置30A(積載場所90A)において積載されている対象物80に関する検出情報(積載場所情報)を検出する。運搬装置30は、積載された対象物80を、作業現場40Aの外部の所定場所に運搬する。なお、これらのことは、作業現場40Bについても同様である。
 制御装置10は、各作業現場40の各検出装置(対象物検出装置102及び積載物検出装置104)から、検出情報(対象物情報及び積載場所情報)を受信する。制御装置10は、各作業現場40の各検出装置から受信された検出情報(対象場所データ及び積載物データ)に応じて、複数の作業現場40それぞれの掘削装置20の動作を決定する。そして、制御装置10は、各掘削装置20の動作を示す制御情報を、対応する掘削装置20に送信する。また、制御装置10は、各作業現場40の各検出装置から受信された検出情報によって得られた処理データ(対象場所データ及び積載物データ)に応じて、複数の作業現場40それぞれの運搬装置30の動作を決定する。そして、制御装置10は、各運搬装置30の動作を示す制御情報を、対応する運搬装置30に送信する。
 つまり、制御装置10は、複数の作業現場40それぞれに関する対象場所データと複数の作業現場40それぞれに関する積載物データとの少なくとも一方に基づいて、複数の作業現場40それぞれの状況を分析する。そして、制御装置10は、分析された状況に応じて、複数の作業現場40それぞれの掘削装置20に関する制御情報を、複数の作業現場40それぞれの掘削装置20に送信する。また、制御装置10は、分析された状況に応じて、複数の作業現場40それぞれの運搬装置30の動作に関する制御情報を、複数の作業現場40それぞれの運搬装置30に送信する。
 図18は、実施の形態7にかかる掘削システム200によって実行される処理を示すフローチャートである。まず、各作業現場40について、S10~S12及びS20~S22の処理が実行される(ステップS400)。つまり、各作業現場40の対象物検出装置102は、対象物情報を取得する(S10)。制御装置10は、各作業現場40に関する対象場所データを取得する(S12)。また、各作業現場40の積載物検出装置104は、積載場所情報を取得する(S20)。制御装置10は、各作業現場40に関する積載物データを取得する(S22)。
 制御装置10は、各作業現場40に関する対象場所データ及び積載物データに基づいて、各作業現場40の状況を分析する(ステップS402)。具体的には、制御装置10の決定部14は、各作業現場40の進捗状況を分析する。そして、各作業現場40について、S14~S18、S24~S28及びS204~S210の少なくとも1つが実行される(ステップS404)。以下、具体例を説明する。
 例えば、決定部14は、作業現場40Aでは、積載物データから、運搬装置30Aにおける積載量が許容量に達したと判定する。したがって、決定部14は、作業現場40Aでは、運搬装置30Aを移動させるべきと判定する。一方、決定部14は、作業現場40Bでは、積載物データから、運搬装置30Bにおける積載量が許容量に達していないと判定する。したがって、決定部14は、作業現場40Bでは、運搬装置30Bをまだ移動させないと判定する。
 この場合、決定部14は、作業現場40Aについては、運搬装置30Aを移動させると決定する(S206)。そして、送信部16は、運搬装置30Aを移動させることを示す制御情報を、運搬装置30Aに送信するための制御を行う(S208)。これにより、運搬装置30Aは、移動を開始する(S210)。一方、決定部14は、作業現場40Bについては、掘削動作を進めると決定する(S14)。送信部16は、掘削動作に関する制御情報を掘削装置20に送信するための制御を行う(S16)。これにより、掘削装置20は、掘削動作を実行する(S18)。これにより、作業現場40Bの運搬装置30Bが、作業現場40Aの運搬装置30Aの進行を妨げることを回避できる。つまり、対象物80の運搬場所に運搬装置30が集中して渋滞等が発生することを抑制できる。
 また、例えば、決定部14は、作業現場40Aでは、積載物データから、運搬装置30Aにおける積載量が間もなく許容量に達すると判定する。したがって、決定部14は、作業現場40Aでは、間もなく運搬装置30Aを移動させるべきタイミングとなると判定する。一方、決定部14は、作業現場40Bでは、積載物データから、運搬装置30Bにおける積載量が許容量に達したと判定する。したがって、決定部14は、作業現場40Bでは、運搬装置30Bを移動させるべきと判定する。
 この場合、決定部14は、作業現場40Aについては、運搬装置30Aに積載された対象物80を均すと決定する(S24)。一方、決定部14は、作業現場40Bについては、運搬装置30Bを移動させると決定する(S206)。そして、送信部16は、積載された対象物80を均すことを示す制御情報を、掘削装置20Aに送信するための制御を行う(S26)。これにより、掘削装置20Aは、運搬装置30Aに積載された対象物80を均す(S28)。一方、送信部16は、運搬装置30Bを移動させることを示す制御情報を、運搬装置30Bに送信するための制御を行う(S208)。これにより、運搬装置30Bは、移動を開始する(S210)。これにより、作業現場40Aの運搬装置30Aが、作業現場40Bの運搬装置30Bの進行を妨げることを回避できる。つまり、対象物80の運搬場所に運搬装置30が集中して渋滞等が発生することを抑制できる。
 なお、制御装置10は、上述した例以外の制御を行うことが可能である。例えば、制御装置10は、作業現場40Aと作業現場40Bとを連携させることも可能である。例えば、決定部14は、作業現場40Aの積載物データから、作業現場40Aの進捗が滞っていると判定してもよい。この場合、決定部14は、作業現場40Aに、作業現場40Bの掘削装置20B(及び運搬装置30B)を派遣すると決定してもよい。あるいは、この場合、決定部14は、作業現場40Aにおける作業を断念すると決定してもよい。このとき、決定部14は、作業現場40Aの掘削装置20A及び運搬装置30Aを撤退させ、掘削装置20A及び運搬装置30Aを作業現場40Bに派遣すると決定してもよい。
 このように、実施の形態7にかかる掘削システム200の制御装置10は、複数の作業現場40の状況を分析して、複数の作業現場40それぞれの作業を決定するように構成されている。これにより、複数の作業現場40の全体として、作業効率を向上させることが可能となる。
(ハードウェア構成例)
 図19は、本実施の形態にかかる掘削システムを構成する各装置のハードウェア構成を例示する図である。各装置(制御装置10及び中間制御装置)は、情報処理装置50によって実現され得る。情報処理装置50は、制御部52と、入力部53と、表示部54と、記憶部56と、通信部58とを有する。情報処理装置50(各装置)は、これらの構成要素により、コンピュータとしての機能を有する。
 制御部52は、例えばCPU等の演算処理装置(プロセッサ)である。制御部52は、情報処理装置50の動作を制御する。制御部52は、入力部53、表示部54、記憶部56及び通信部58の動作を制御する。また、制御部52は、入力部53によって受け付けられた操作に応じて、必要な処理を行う。また、制御部52は、表示部54に必要な情報を表示させるように制御を行う。また、制御部52は、通信部58によって受信された情報及び信号に応じて、必要な処理を行う。さらに、制御部52は、記憶部56に格納されたプログラムを実行し得る。これにより、制御装置10の各構成要素(取得部12、決定部14及び送信部16)が実現され得る。
 入力部53及び表示部54は、ユーザインタフェースである。入力部53は、タッチパネル、キーボード又はマウス等を備えて実現し得る。表示部54は、タッチパネル又はLCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置、又はプリンタ等を備えて実現することができる。また、入力部53及び表示部54は、タッチパネル等によって、物理的に一体として構成され得る。
 記憶部56は、例えばメモリ又はハードディスク等の記憶装置である。記憶部56は、各種プログラム及び各種情報を記憶する。通信部58は、有線又は無線によって、制御装置10、中間制御装置及び各検出装置が、互いに通信を行うために必要な処理を行う機器である。
 なお、制御装置10の各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限られない。制御装置10の各構成要素の少なくとも1つは、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。また、制御装置10の各構成要素は、例えばFPGA(field-programmable gate array)又はマイコン等の、使用者がプログラミング可能な集積回路を用いて実現してもよい。この場合、この集積回路を用いて、上記の各構成要素から構成されるプログラムを実現してもよい。
(変形例)
 なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した複数の実施の形態は、互いに適用可能である。例えば、実施の形態7を、実施の形態3又は実施の形態4と組み合わせてもよい。
 また、上述したフローチャートにおいて、各処理(ステップ)の順序は、適宜、変更可能である。例えば、図7に示したフローチャートにおいて、S34の処理は、S30の処理の前に実行されてもよい。
 また、制御装置10は、物理的に1つの装置である必要はない。つまり、制御装置10は、物理的に分離された複数の装置によって実現できる。そして、上述した制御装置10の複数の処理を、それぞれ、複数の装置が実行してもよい。つまり、取得部12の処理と、決定部14の処理と、送信部16の処理とを、複数の別の装置(制御装置10)が行ってもよい。
 また、上述した実施の形態にかかる中間制御装置は、各検出情報から処理データを生成し、制御装置10が掘削装置20等の動作を決定しているが、このような構成に限られない。中間制御装置が掘削装置20等の動作を決定し、決定された動作を示すデータを制御装置10に送信してもよい。あるいは、制御装置10が、上述した中間制御装置の機能を有してもよい。この場合、制御装置10は、各検出情報から処理データを生成し、掘削装置20等の動作を決定してもよい。
 また、上述した実施の形態では、建設機械(掘削装置20)が掘削を行うとしたが、このような構成に限られない。任意の作業機械が作業現場で作業を行う場合に、本実施の形態は適用可能である。作業機械は、例えば、木材、鉄パイプ、鉄筋又は鉄板等を、作業対象である対象物80とし、このような対象物80に対して作業を行ってもよい。作業機械は、例えば、建設機械又は重機等を含み得る。作業機械は、例えば、ブルドーザ、クレーン、ダンプトラック、トレーラ、フォークリフト等であってもよい。
 図20は、変形例にかかる作業システム300の構成を示す図である。掘削システムに対応する作業システム300は、第1検出装置に対応する検出装置302と、掘削装置20に対応する作業機械320と、制御装置10とを有する。作業機械320は、作業現場において作業対象である対象物80に対して作業を行う。検出装置302は、作業機械320から離れた場所に設置され、作業現場における対象物80に関する情報を検出する。制御装置10は、対象物80に関する情報に基づいて取得された対象物80の位置を示す対象場所データに基づいて決定された作業機械320の動作に関する制御情報を、作業機械320に送信する。言い換えると、制御装置10は、対象物80に関する情報に対応する、対象物80の位置を示す対象場所データに基づいて、作業機械320の動作に関する制御情報を、作業機械320に送信する。作業機械320は、制御情報に応じて、動作を実行する。
 この場合、制御装置10の取得部12は、検出装置302によって検出された対象物80に関する情報から対象物80の位置を示す対象場所データを取得する。決定部14は、取得された対象場所データに基づいて、作業機械320の動作を決定する。送信部16は、作業機械320の動作に関する制御情報を作業機械320に送信する。このような構成であっても、作業現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置10によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、作業現場における作業効率を向上させることが可能である。
 上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
 (付記1)
 掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、
 前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第1の検出装置と、
 前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置と
 を有し、
 前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する
 掘削システム。
 (付記2)
 前記対象物を積載する積載場所に設置され、前記積載場所に関する情報を検出する第2の検出装置
 をさらに有し、
 前記制御装置は、前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信し、
 前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、積載するための動作を実行する
 付記1に記載の掘削システム。
 (付記3)
 前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置
 をさらに有し、
 前記制御装置は、前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
 付記2に記載の掘削システム。
 (付記4)
 前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて、前記制御装置で処理される処理データを前記制御装置に送信する中間制御装置
 をさらに有し、
 前記制御装置は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置に制御情報を送信する
 付記3に記載の掘削システム。
 (付記5)
 前記制御装置は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
 付記2から4のいずれか1項に記載の掘削システム。
 (付記6)
 複数の前記掘削装置を含み、
 前記制御装置は、前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
 付記2から5のいずれか1項に記載の掘削システム。
 (付記7)
 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
 前記制御装置は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
 付記2から6のいずれか1項に記載の掘削システム。
 (付記8)
 前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
 前記制御装置は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
 付記2から7のいずれか1項に記載の掘削システム。
 (付記9)
 前記制御装置は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
 付記1から8のいずれか1項に記載の掘削システム。
 (付記10)
 掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
 前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、
 前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段と
 を有する制御装置。
 (付記11)
 前記取得手段は、前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第2の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
 前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記10に記載の制御装置。
 (付記12)
 前記取得手段は、前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
 前記決定手段は、前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記11に記載の制御装置。
 (付記13)
 前記取得手段は、前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された、前記制御装置で処理される処理データを取得し、
 前記決定手段は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記12に記載の制御装置。
 (付記14)
 前記決定手段は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
 付記11から13のいずれか1項に記載の制御装置。
 (付記15)
 前記送信手段は、複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
 付記11から14のいずれか1項に記載の制御装置。
 (付記16)
 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
 前記決定手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
 前記送信手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
 付記11から15のいずれか1項に記載の制御装置。
 (付記17)
 前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
 前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
 前記送信手段は、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
 付記11から16のいずれか1項に記載の制御装置。
 (付記18)
 前記決定手段は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
 前記送信手段は、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
 付記11から17のいずれか1項に記載の制御装置。
 (付記19)
 掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
 前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、
 前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する
 制御方法。
 (付記20)
 前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第2の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
 前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記19に記載の制御方法。
 (付記21)
 前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
 前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記20に記載の制御方法。
 (付記22)
 前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された処理データを取得し、
 前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
 付記21に記載の制御方法。
 (付記23)
 前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
 付記20から22のいずれか1項に記載の制御方法。
 (付記24)
 複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
 付記20から23のいずれか1項に記載の制御方法。
 (付記25)
 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
 前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
 前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
 付記20から24のいずれか1項に記載の制御方法。
 (付記26)
 前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
 前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
 前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
 付記20から25のいずれか1項に記載の制御方法。
 (付記27)
 前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
 前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
 付記20から26のいずれか1項に記載の制御方法。
 (付記28)
 掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
 前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定するステップと、
 前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信するステップと
 をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
 (付記29)
 作業現場において作業の対象である対象物に対して作業を行う作業機械と、
 前記作業機械から離れた場所に設置され、前記作業現場における前記対象物に関する情報を検出する検出装置と、
 前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作に関する制御情報を、前記作業機械に送信する制御装置と
 を有し、
 前記作業機械は、前記制御情報に応じて、動作を実行する
 作業システム。
 (付記30)
 作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
 前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定する決定手段と、
 前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する送信手段と
 を有する制御装置。
 (付記31)
 作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
 前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定し、
 前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する
 制御方法。
 (付記32)
 作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
 前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定するステップと、
 前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信するように制御を行うステップと
 をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
 以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 この出願は、2019年6月18日に出願された日本出願特願2019-113106を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 掘削システム
2 第1検出装置
3 ネットワーク
4 第2検出装置
6 第3検出装置
10 制御装置
12 取得部
14 決定部
16 送信部
20 掘削装置
22 動作部
24 駆動部
26 動作制御装置
30 運搬装置
40 作業現場
70 掘削場所
80 対象物
90 積載場所
100 掘削システム
102 対象物検出装置
104 積載物検出装置
106 建機検出装置
112 土砂形状分析装置
114 土砂積載分析装置
116 建機分析装置
200 掘削システム
300 作業システム
302 検出装置
320 作業機械

Claims (32)

  1.  掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、
     前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第1の検出装置と、
     前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置と
     を有し、
     前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する
     掘削システム。
  2.  前記対象物を積載する積載場所に設置され、前記積載場所に関する情報を検出する第2の検出装置
     をさらに有し、
     前記制御装置は、前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信し、
     前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、積載するための動作を実行する
     請求項1に記載の掘削システム。
  3.  前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置
     をさらに有し、
     前記制御装置は、前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
     請求項2に記載の掘削システム。
  4.  前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて、前記制御装置で処理される処理データを前記制御装置に送信する中間制御装置
     をさらに有し、
     前記制御装置は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置に制御情報を送信する
     請求項3に記載の掘削システム。
  5.  前記制御装置は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
     請求項2から4のいずれか1項に記載の掘削システム。
  6.  複数の前記掘削装置を含み、
     前記制御装置は、前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
     請求項2から5のいずれか1項に記載の掘削システム。
  7.  複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
     前記制御装置は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
     請求項2から6のいずれか1項に記載の掘削システム。
  8.  前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
     前記制御装置は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
     請求項2から7のいずれか1項に記載の掘削システム。
  9.  前記制御装置は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
     請求項1から8のいずれか1項に記載の掘削システム。
  10.  掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
     前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、
     前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段と
     を有する制御装置。
  11.  前記取得手段は、前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第2の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
     前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項10に記載の制御装置。
  12.  前記取得手段は、前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
     前記決定手段は、前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項11に記載の制御装置。
  13.  前記取得手段は、前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された、前記制御装置で処理される処理データを取得し、
     前記決定手段は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項12に記載の制御装置。
  14.  前記決定手段は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
     請求項11から13のいずれか1項に記載の制御装置。
  15.  前記送信手段は、複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
     請求項11から14のいずれか1項に記載の制御装置。
  16.  複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
     前記決定手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
     前記送信手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
     請求項11から15のいずれか1項に記載の制御装置。
  17.  前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
     前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
     前記送信手段は、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
     請求項11から16のいずれか1項に記載の制御装置。
  18.  前記決定手段は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
     前記送信手段は、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
     請求項11から17のいずれか1項に記載の制御装置。
  19.  掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
     前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、
     前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する
     制御方法。
  20.  前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第2の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
     前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項19に記載の制御方法。
  21.  前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第3の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
     前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項20に記載の制御方法。
  22.  前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち1以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された処理データを取得し、
     前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
     請求項21に記載の制御方法。
  23.  前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち1以上の前記積載場所で動作することを決定する
     請求項20から22のいずれか1項に記載の制御方法。
  24.  複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
     請求項20から23のいずれか1項に記載の制御方法。
  25.  複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第1の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
     前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
     前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
     請求項20から24のいずれか1項に記載の制御方法。
  26.  前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
     前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
     前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
     請求項20から25のいずれか1項に記載の制御方法。
  27.  前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
     前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
     請求項20から26のいずれか1項に記載の制御方法。
  28.  掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第1の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
     前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定するステップと、
     前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信するステップと
     をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
  29.  作業現場において作業の対象である対象物に対して作業を行う作業機械と、
     前記作業機械から離れた場所に設置され、前記作業現場における前記対象物に関する情報を検出する検出装置と、
     前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作に関する制御情報を、前記作業機械に送信する制御装置と
     を有し、
     前記作業機械は、前記制御情報に応じて、動作を実行する
     作業システム。
  30.  作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
     前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定する決定手段と、
     前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する送信手段と
     を有する制御装置。
  31.  作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
     前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定し、
     前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する
     制御方法。
  32.  作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
     前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定するステップと、
     前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信するように制御を行うステップと
     をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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