WO2022070728A1 - 自動均しシステム - Google Patents

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WO2022070728A1
WO2022070728A1 PCT/JP2021/031853 JP2021031853W WO2022070728A1 WO 2022070728 A1 WO2022070728 A1 WO 2022070728A1 JP 2021031853 W JP2021031853 W JP 2021031853W WO 2022070728 A1 WO2022070728 A1 WO 2022070728A1
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WO
WIPO (PCT)
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leveling
container
upper swivel
swivel body
controller
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/031853
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English (en)
French (fr)
Inventor
展弘 福尾
大輔 野田
Original Assignee
コベルコ建機株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by コベルコ建機株式会社 filed Critical コベルコ建機株式会社
Priority to US18/044,605 priority Critical patent/US20230313489A1/en
Priority to EP21875031.3A priority patent/EP4194615A4/en
Priority to CN202180063756.9A priority patent/CN116324092A/zh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/436—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like for keeping the dipper in the horizontal position, e.g. self-levelling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant

Definitions

  • the present invention relates to an automatic leveling system.
  • Patent Document 1 describes a technique for performing work related to earth and stone by automatic operation of a work machine.
  • the earth and stone may be placed in a mountain shape.
  • the earth and stone may be placed on the ground in a mountain shape, or may be loaded in a container (vessel of a dump truck in Patent Document 1) in a mountain shape.
  • the earth and stones placed in a mountain shape in this way may collapse.
  • the same problem may occur when something other than earth and stone is placed in a mountain shape.
  • An object of the present invention is to provide an automatic leveling system capable of automatically leveling an placed object to prevent it from collapsing.
  • the automatic leveling system includes a work machine capable of leveling an object to be leveled, an image pickup device, and a controller.
  • the work machine includes a lower traveling body, an upper rotating body rotatably supported by the lower traveling body, and a work attachment undulatingly attached to the upper rotating body.
  • the working attachment includes an attachment body and a tip attachment.
  • the attachment body has a tip portion and can operate so as to move the tip portion at least in the front-rear direction of the upper swing body.
  • the front-rear direction of the upper swivel body is the front-rear direction of the upper swivel body.
  • the tip attachment is held at the tip of the attachment body, and the tip attachment moves while in contact with the leveling object to perform the leveling operation.
  • the image pickup apparatus acquires three-dimensional information about the position and shape of at least one of the leveling object and the peripheral object of the leveling object.
  • the controller is configured to set a leveling range based on the three-dimensional information detected by the image pickup apparatus, and to cause the work machine to perform the leveling operation by the tip attachment within the leveling range. ing.
  • FIGS. 1 to 6 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • FIG. 1 shows a work machine 20 and a transport vehicle 2 included in the automatic leveling system 10 according to the embodiment.
  • the carrier 2 includes a carrier main body 3 and a container 5.
  • the carrier main body 3 is movable and supports the container 5.
  • the transport vehicle 2 can transport the leveling object S loaded in the container 5 by the work machine 20 by traveling the transport vehicle main body 3.
  • the transport vehicle 2 may be a dump truck or another truck.
  • the carrier main body 3 has a carrier driver's cab 3a.
  • the container 5 houses the leveling object S.
  • the container 5 is, for example, a loading platform of the carrier 2.
  • the container 5 may be movable with respect to the carrier main body 3, or may be fixed to the carrier main body 3.
  • the container 5 is not limited to the loading platform of the carrier 2.
  • the container 5 may be placed directly on the ground or the like, for example, such as an earth and sand pit.
  • the container 5 has a container front-rear direction U and a container lateral direction V.
  • the container front-rear direction U is a direction that becomes horizontal when the container 5 is placed on a horizontal plane, and is a longitudinal direction of the container 5.
  • the container front side U1 is the side where the carrier cab 3a is located with respect to the container 5
  • the container rear side U2 is the side where the container 5 is located with respect to the carrier cab 3a. Is the side to do. As shown in FIG.
  • the container lateral direction V is a direction that becomes horizontal when the container 5 is placed on a horizontal plane and is a direction that is orthogonal to the container front-rear direction U.
  • the container lateral direction V there are a container inner side V1 and a container outer side V2, which are on opposite sides to each other.
  • the container inner side V1 is the side of the container 5 near the center in the container lateral direction V
  • the container outer side V2 is the side of the container 5 far from the center in the container lateral direction V.
  • the container 5 includes a container floor portion 5a, a container rear portion 5b, a pair of left and right container side portions 5c, and a container front portion 5d.
  • the container floor portion 5a is a lower portion, that is, a bottom portion of the container 5 in the vertical direction Z.
  • the container rear portion 5b constitutes an end portion of the container rear side U2 of the container 5.
  • the container rear portion 5b projects upward from the end portion of the container rear side U2 of the container floor portion 5a.
  • the container rear portion 5b is, for example, a plate-shaped member, and the plate-shaped member is, for example, a rear tilt plate.
  • the container rear portion 5b has a plane or a substantially plane having the container front-rear direction U as a normal direction or a substantially normal direction.
  • the pair of container side portions 5c are the ends of the outer V2 of the container 5 in the lateral direction V of the container, that is, the left and right ends.
  • the pair of container side portions 5c project upward from the ends of both outer sides V of the container floor portion 5a in the container lateral direction V, that is, the left and right ends.
  • Each of the pair of container side portions 5c is, for example, a plate-shaped member, and the plate-shaped member is, for example, a side tilt plate.
  • Each of the pair of container side portions 5c has a plane or a substantially plane having the container lateral direction V as a normal direction or a near normal direction.
  • the container front portion 5d is an end portion of the container front side U1 of the container 5.
  • the container front portion 5d projects upward from the end portion of the container front side U1 of the container floor portion 5a.
  • the container front portion 5d is, for example, a plate-shaped member, and the plate-shaped member is, for example, a torii portion.
  • the container front portion 5d projects upward beyond the upper ends of the pair of container side portions 5c and the container rear portion 5b.
  • the container rear portion 5b has a plane or a substantially plane having the container front-rear direction U as a normal direction or a substantially normal direction.
  • the automatic leveling system 10 is a system for automatically leveling the leveling object S, and the work machine 20 performs an operation for leveling the leveling object S, that is, a leveling operation. It is possible.
  • the leveling object S may be any material that can be leveled, and is, for example, earth and sand, stone, and waste.
  • the leveling object S is housed in the container 5, and specifically, is placed on the container floor portion 5a.
  • the leveling object S is not limited to the one housed in the container 5, and may be one placed directly on the ground or the like, for example, an earth and sand pile piled up on the ground.
  • the automatic leveling system 10 includes a plurality of elements shown in FIG. 3 in addition to the work machine 20, and the plurality of elements include at least one image pickup device 41, a height detection unit 43, and a container tilt detection. A unit 45 and a controller 50 are included.
  • the work machine 20 is a machine that performs work, for example, a construction machine that performs construction work, and the construction machine is, for example, a shovel.
  • the work machine 20 can perform a leveling operation, and the leveling operation is an operation of leveling the leveling object S.
  • the work machine 20 may be dedicated to the leveling operation or may be capable of performing other operations.
  • the work machine 20 captures the leveling object S (for example, excavating earth and sand) and loads the captured object S into the container 5 (for example, excavating soil). It is possible.
  • the work machine 20 includes a lower traveling body 21, an upper swivel body 23, a work attachment 25, a drive control unit 31 and an attitude detection unit 33 shown in FIG.
  • the lower traveling body 21 supports the upper turning body 23 so as to be able to turn.
  • the lower traveling body 21 can perform a traveling operation, and the traveling operation is an operation of traveling on the ground.
  • the upper turning body 23 is mounted on the lower running body 21 so as to be able to turn around the turning center axis 26 shown in FIGS. 4 and 5 with respect to the lower running body 21.
  • the turning center axis 26 extends in the vertical direction, and in FIGS. 4 and 5, in the depth direction.
  • the work attachment 25 is undulatingly attached to the upper swivel body 23, and is capable of performing work operations including the leveling operation.
  • the work attachment 25 includes an attachment main body and a tip attachment 25c.
  • the attachment body includes a boom 25a and an arm 25b.
  • the boom 25a has a boom base end portion and a boom tip portion on the opposite side thereof.
  • the boom base end portion corresponds to the base end portion of the attachment body and can be undulated on the upper swing body 23, that is, can rotate in the boom raising direction and the boom lowering direction about the lateral rotation center axis. It is installed so that it becomes.
  • the arm 25b has an arm base end portion and an arm tip portion on the opposite side thereof.
  • the arm base end is rotatable in the vertical direction around the lateral rotation center axis of the boom 25a, that is, is rotatable in the arm pushing direction and the arm pulling direction, respectively. Attached to.
  • the tip of the arm corresponds to the tip of the attachment body, and can be moved by the undulating motion of the boom 25a and the rotational motion of the arm 25b.
  • the tip attachment 25c is held by the tip of the attachment body, that is, the tip of the arm of the arm 25b in this embodiment, so as to be rotatable in the vertical direction with respect to the arm 25b.
  • the tip attachment 25c includes a leveling portion 25c1.
  • the leveling portion 25c1 is a portion capable of leveling the leveling object S by moving while in contact with the leveling object S.
  • the leveling portion 25c1 includes a contact surface capable of contacting the leveling object S, and the contact surface is, for example, a flat surface or a substantially flat surface.
  • the tip attachment 25c exemplified in FIG. 1 is a bucket, and the leveling portion 25c1 is a bottom surface which is a substantially planar portion of the bucket.
  • the upper swivel body 23 has an upper swivel body front-rear direction X and an upper swivel body lateral direction Y.
  • the front-rear direction X of the upper swivel body is a front-rear direction of the upper swivel body 23, and is a direction orthogonal to the swivel center axis 26 and orthogonal to the center axis of the rotation operation of the work attachment.
  • the upper swivel body front-rear direction X there are an upper swivel body front side X1 and an upper swivel body rear side X2.
  • the upper swivel body front side X1 is the side on which the attachment 25 protrudes from the upper swivel body 23, and the upper swivel body rear side X2 is the side opposite to the upper swivel body front side X1.
  • the upper swivel body lateral direction Y is the lateral direction of the upper swivel body 23, which is orthogonal to the swivel center axis and parallel to the center axis of the rotation operation of the work attachment 25.
  • the drive control unit 31 shown in FIG. 3 controls the drive of each of a plurality of actuators (not shown).
  • the plurality of actuators include a swivel motor that swivels the upper swivel body 23 with respect to the lower traveling body 21, and a plurality of telescopic cylinders that move the work attachment 25. It includes a boom cylinder that undulates the boom 25a, an arm cylinder that rotates the arm 25b with respect to the boom 25a, and a tip attachment cylinder that rotates the tip attachment 25c with respect to the arm 25b.
  • the drive control unit 31 includes a plurality of control units shown in FIG.
  • the swivel control unit 31a controls the swivel drive of the upper swivel body 23 by the swivel motor.
  • the boom control unit 31b controls driving of the boom 25a by the boom cylinder.
  • the arm control unit 31c controls the drive of the arm 25b by the arm cylinder.
  • the tip attachment control unit 31d controls the drive of the tip attachment 25c by the tip attachment cylinder.
  • the posture detection unit 33 shown in FIG. 3 detects the posture of the work machine 20.
  • the posture detection unit 33 includes, for example, a plurality of angle sensors.
  • the posture detection unit 33 includes a turning angle detection unit 33a, a boom angle detection unit 33b, an arm angle detection unit 33c, and a tip attachment angle detection unit 33d.
  • the turning angle detecting unit 33a detects a turning angle, and the turning angle is an angle in the turning direction of the upper turning body 23 with respect to the lower traveling body 21 shown in FIG.
  • the boom angle detecting unit 33b detects the boom angle, and the boom angle is an angle in the undulating direction of the boom 25a with respect to the upper swing body 23.
  • the arm angle detecting unit 33c detects an arm angle, and the arm angle is an angle in the rotation direction of the arm 25b with respect to the boom 25a.
  • the tip attachment angle detection unit 33d) detects the tip attachment angle, and the tip attachment angle is an angle in the rotation direction of the tip attachment 25c with respect to the arm 25b.
  • the at least one image pickup device 41 detects three-dimensional information about the position and shape of the image pickup object.
  • the image pickup object is at least one of the leveling object S and the peripheral object, and the peripheral object is an object existing in the vicinity of the leveling object S, for example, the container 5.
  • the image pickup device 41 acquires a distance image, and the distance image is an image including distance information (depth information).
  • the image pickup apparatus 41 can acquire the three-dimensional information of the image pickup target, for example, based on the distance image and the two-dimensional image.
  • the at least one image pickup device 41 may include only a single image pickup device 41, or may include a plurality of image pickup devices 41.
  • Each of the image pickup device 41, the height detection unit 43, the container tilt detection unit 45, and the controller 50 may be mounted on the work machine 20, or may be mounted on the outside of the work machine 20, for example, a work site. May be placed in.
  • the three-dimensional information can be acquired at a position where the three-dimensional information cannot be acquired (for example, a portion behind the attachment 25 when viewed from the image pickup apparatus 41).
  • the at least one image pickup device 41 is applied to the automatic leveling system 10 even if the work machine is not originally equipped with the image pickup device. Make it possible.
  • the three-dimensional coordinate system of the image pickup apparatus 41 and the three-dimensional coordinate system (machine coordinate system) of the work machine 20 are different, a process of converting at least one of the two coordinate systems to unify the coordinate systems. Is done.
  • the at least one image pickup apparatus 41 may include an apparatus for acquiring three-dimensional information of the image pickup object by using a laser beam, and the apparatus may include, for example, LiDAR (Light Detection and Ranking or Laser Imaging Detection and Ranking). Or a TOF (Time Of Flat) sensor.
  • the at least one image pickup device 41 may include a device for acquiring the three-dimensional information using radio waves, for example, a millimeter wave radar.
  • the at least one image pickup device 41 may also include a stereo camera.
  • the at least one image pickup device 41 or a camera capable of acquiring a two-dimensional image and three-dimensional information about the position and shape of the image pickup object based on the two-dimensional information and the distance information. It may include a combination of means for acquisition and.
  • the at least one image pickup device 41 is provided on the upper surface of the driver's cab 24 in the upper swivel body 23 and acquires three-dimensional information about the position and shape of the container 5.
  • the image pickup apparatus 41 acquires three-dimensional information of the entire image pickup object regardless of whether the image pickup object is the container 5 (that is, the peripheral object) or the leveling object S. It may be, or it may acquire the three-dimensional information of only a part of the image pickup object.
  • the image pickup apparatus 41 shown in FIGS. 1 and 2 acquires three-dimensional information of at least the container rear portion 5b, the pair of container side portions 5c, and the container front portion 5d of the container 5. Acquisition of the three-dimensional information of the container floor portion 5a is optional.
  • the image pickup device 41 may, for example, have a plurality of points included in the container 5 that allow the shape of the container 5 to be specified, for example, the four corners of the container 5 as seen from above as shown in FIG.
  • a means for detecting the three-dimensional coordinates of the point, and a means for specifying the three-dimensional information of the container 5 based on the three-dimensional coordinates of the plurality of points may be included.
  • the height detecting unit 43 shown in FIG. 3 detects the height H of the leveling object S.
  • the height H may be the height of the leveling object S with respect to the work machine 20, or may be the height of the leveling object S with respect to the ground.
  • the height H is the height of the leveling object S with respect to the specific reference position 20a as exemplified in FIG. 1 in the work machine 20, that is, the leveling object from the reference position 20a. It may be the vertical distance to the upper end of S.
  • the upper end of the leveling object S is, for example, the apex of the leveling object S when the leveling object S has a mountain shape.
  • the reference position 20a is a position uniquely determined from the position of the upper swivel body 23, and may be, for example, the position of the support shaft of the base end portion of the boom 25a or a point included in the swivel center shaft 26.
  • the height detecting unit 43 may also specify the height H of the leveling object based on the position of the tip attachment 25c when the tip attachment 25c is pressed against the leveling object S. good.
  • the height H of the leveling object S may be calculated based on the position of the tip attachment 25c when the pressing force for pressing the tip attachment 25c against the leveling object S reaches a specified value. ..
  • the pressing force can be specified, for example, from the working pressure of at least one of the plurality of hydraulic cylinders that move the working attachment 25.
  • the height detection unit 43 may be configured to specify the height H from the three-dimensional information or the two-dimensional information of the leveling object S.
  • the three-dimensional information or the two-dimensional information may be acquired by the image pickup apparatus 41, or may be acquired by a means different from the image pickup apparatus 41.
  • the container tilt detecting unit 45 shown in FIG. 3 detects the tilt of the container 5.
  • the container tilt detecting unit 45 may detect, for example, the tilt of the container 5 with respect to a horizontal plane, or may detect the tilt of the container 5 with respect to the ground on which the work machine 20 is arranged.
  • the container tilt detecting unit 45 may be configured to specify the tilt of the container 5 from three-dimensional information or two-dimensional information about the position and shape of the container 5.
  • the three-dimensional information or the two-dimensional information may be acquired by the image pickup apparatus 41, or may be acquired by a means different from the image pickup apparatus 41.
  • the container tilt detection unit 45 may be a tilt sensor attached to the container 5.
  • the controller 50 performs a plurality of operations, and the plurality of operations include signal input / output, calculation such as determination and calculation, and information storage. Specifically, the plurality of operations include the calculation of the leveling range AE shown in FIG. 2 and the control of the leveling operation of the work machine 20.
  • the leveling range AE is a range in which the leveling operation is performed.
  • the controller 50 causes the drive control unit 31 to perform a control operation based on the posture of the work machine 20 detected by the posture detection unit 33, thereby realizing automatic control of the work machine 20.
  • the automatic leveling system 10 operates as follows.
  • the work machine 20 performs the leveling operation.
  • the leveling operation is an operation of leveling the leveling object S, that is, an operation of flattening the upper portion of the leveling object S, and suppresses the leveling object S from collapsing.
  • the operation of leveling the leveling object S housed in the container 5 is that the leveling target S collapses when the leveling target S is transported while being housed in the container 5. This suppresses the spilling of the leveling object S from the container 5.
  • the operation of leveling the leveling object S placed on the ground suppresses the leveling object S from being destroyed by its own weight, wind, or the like.
  • the controller 50 sets the leveling range AE based on the three-dimensional information of the image pickup object acquired by the image pickup device 41.
  • the leveling range AE is a range through which the tip attachment 25c that performs the leveling operation, more specifically, the leveling portion 25c1 passes through.
  • the leveling range AE includes a leveling start position PE1 and a leveling end position PE2.
  • the leveling start position PE1 is a position where the leveling operation is started, and the leveling end position PE2 is a position where the leveling operation ends.
  • the controller 50 controls the operation of the work machine 20 so that the work machine 20 performs the leveling operation in the leveling range AE1. That is, the controller 50 controls the leveling operation.
  • the controller 50 controls the operation of the work machine 20 so as to linearly move the tip attachment 25c from the leveling start position PE1 to the leveling end position PE2.
  • the leveling operation may be performed a plurality of times. For example, after the first leveling operation is completed, the second and subsequent leveling operations may be continuously performed. The leveling operation may be performed only once.
  • the controller 50 controls the leveling operation by causing the drive control unit 31 to perform a control operation.
  • the controller 50 controls the leveling operation by controlling at least one of the operation of the work attachment 25 and the turning operation of the upper swing body 23.
  • the operation control of the work attachment 25 and the control of the turning operation are performed through the drive control unit 31, respectively.
  • the controller 50 may control the leveling operation in place of or in addition to controlling the operation of the work attachment 25 and the turning operation, or by controlling the traveling operation of the lower traveling body 21.
  • the direction of movement of the tip attachment 25c for the leveling operation may be the front direction of the upper swivel body toward the front side X1 of the upper swivel body or the upper swivel direction toward the rear side X2 of the upper swivel body. It may be in the posterior direction of the body.
  • the front direction of the upper swivel body is a so-called push-leveling direction
  • the rear direction of the upper swivel body is a so-called pull-leveling direction.
  • the leveling direction may include a turning direction, that is, a turning direction of the upper turning body 23 with respect to the lower traveling body 21.
  • the leveling direction when viewed from above, that is, the moving direction of the tip attachment 25c may be the container front-rear direction U or a direction intersecting the container front-rear direction U.
  • the container lateral direction V may be used.
  • the controller 50 can set the leveling range AE in various ways. A specific example is shown below.
  • the following setting examples 1A to 1E are used for setting the leveling range AE using the three-dimensional information.
  • Setting Example 1A The controller 50 sets the leveling range AE based on the three-dimensional information of the leveling object S arranged on the ground.
  • Setting Example 1B The controller 50 is based on the three-dimensional information of the leveling object S arranged on the ground and the three-dimensional information of the peripheral object of the leveling object S, for example, the ground.
  • Set the range AE Setting Example 1C: The controller 50 sets the leveling range A based on the three-dimensional information of the leveling object S housed in the container 5.
  • Setting example 1D The controller 50 sets the leveling range AE based on the three-dimensional information of the container 5.
  • Setting Example 1E The controller 50 sets the leveling range AE based on the three-dimensional information of the leveling object S housed in the container 5 and the three-dimensional information of the container 5.
  • the leveling range AE is set so that the leveling object S is leveled as evenly as possible.
  • the leveling start position PE1 and the leveling end position PE2 may be set at or near the peripheral edge of the leveling object S when viewed from above as shown in FIG.
  • the leveling start position PE1 and the leveling end position PE2 are located in the vicinity of the peripheral edge of the container 5 as viewed from above, for example, among the container rear portion 5b, the pair of container side portions 5c, and the container front portion 5d. It may be set to any of the neighborhoods.
  • the container front-rear direction U and the upper swivel body front-rear direction X coincide with or substantially coincide with each other
  • the tip attachment 25c is the upper swivel body for the leveling operation. It shows the case of moving in the front-back direction X, that is, the case where the push leveling or the leveling is performed.
  • the controller 50 offsets the position of the end of the leveling range AE from the peripheral edge of the container 5, for example, the container rear portion 5b, the pair of container side portions 5c, or the container front portion 5d. It may be set to (offset position).
  • the controller 50 sets the position of the end of the leveling range AE in the anterior-posterior direction X of the upper swivel body to the end portion of the container 5 in the anterior-posterior direction X of the upper swivel body, that is, the rear portion 5b of the container or the front portion of the container. It may be set at a position deviated from 5d in the front-rear direction X of the upper swing body.
  • the leveling start position A1 suppresses the leveling object S from spilling from the container 5 in the front-rear direction X of the upper swivel body, for example, at the leveling start position PE1 shown in FIG.
  • the leveling start position PE1 may be set so as to do so.
  • the controller 50 may set the leveling start position PE1 outside the upper swivel body front-rear direction X from the end portion of the container 5 in the upper swivel body front-rear direction X.
  • the controller 50 is located at a position shifted from the end of the upper swivel rear side X2 (for example, the container rear portion 5b) of the leveling range AE2 to the upper swivel rear side X2.
  • PE1 may be set.
  • the controller 50 is the end portion of the upper swivel body front side X1 of the container 5.
  • the leveling start position PE1 may be set at a position shifted from (for example, the front portion 5d of the container) to the front side X1 of the upper swivel body.
  • the leveling range AE may be set so as to prevent the tip attachment 25c from coming into contact with the container 5 at the leveling start position PE1 or the leveling end position PE2.
  • the controller 50 places the leveling start position PE1 or the leveling end position PE2 inside the upper swivel body front-rear direction X with respect to the end portion of the container 5 in the upper swivel body front-rear direction X. It may be set to the position. More specifically, the controller 50 positions the end of the upper swivel front side X1 of the leveling range AE from the end of the upper swivel front side X1 of the container 5 (for example, the container front portion 5d) to the upper part. It may be set to a position shifted to the rear side X2 of the swivel body.
  • the leveling start position PE1 and the leveling end position PE2 in the setting example 2A and the setting example 2B are, for example, as follows.
  • the leveling portion 25c1 is not a line or a point but a leveling operation surface having a specific area.
  • the most upstream position in the leveling operation of the leveling operation surface of the leveling portion 25c1 when the leveling operation is started is the leveling start position PE1.
  • the leveling start position PE1 is, for example, the end of the upper swivel rear side X2 of the leveling operation surface in push leveling.
  • the most downstream position in the leveling operation of the leveling operation surface of the leveling portion 25c1 when the leveling operation ends is the leveling end position PE2.
  • push leveling it is the end of the upper swivel body front side X1 of the leveling operation surface.
  • the turning operation of the upper turning body 23 makes it possible to expand the leveling range AE.
  • the dimension of the tip attachment 25c in the lateral direction Y of the upper swivel body that is, the lateral width is significantly larger than the dimension of the container 5 in the lateral direction V of the container (for example, 2).
  • the leveling operation of moving the tip attachment 25c to the upper swivel body 23 in the front-rear direction X that is, the front-back leveling operation is performed only once. There is a possibility that the object S cannot be leveled sufficiently.
  • the controller 50 controls the work machine 20 so as to alternately perform the front-rear leveling operation and the turning operation of the upper turning body 23 with respect to the lower traveling body 21.
  • the leveling range AE is expanded in the lateral direction V of the container so that the leveling object S can be leveled in a larger range than when the front-back leveling operation is performed only once.
  • the controller 50 causes the work machine 20 to perform the first front-back leveling operation, the turning operation, and the second front-back leveling operation. To be done in order.
  • the controller 50 may further perform the second turning operation and the third front-back leveling operation after the second front-back leveling operation. In the same way, it is also possible to add the front-back leveling operation after the fourth time.
  • the working machine 20 smoothes the leveling object S in the central region of the container lateral direction V, and then smoothes the leveling object S in one outer region (for example, the right side region) of the container lateral direction V. After that, it may be controlled to level the leveling object S in the other outer region (for example, the left side region) of the container lateral direction V. Even if the work machine 20 is controlled to level the leveling object S in order from one side (for example, the right side) of the container lateral direction V to the other side (for example, the left side) a plurality of times. good.
  • the controller 50 sets the turning angle of the upper turning body 23 with respect to the lower traveling body 21 as follows, for example, in order to enable the front-back leveling operation and the turning operation to be alternately performed. ..
  • FIG. 5 shows straight lines Lo, Lp and points Ps assumed to specify the turning angle.
  • the straight line Lo extends to the front side X1 of the upper swivel body through the swivel center axis 26 when viewed from above.
  • the point Ps is the front apex of the container 5 and is located at the end of the container front side U1 (the upper swivel front side X1 in the arrangement shown in FIG. 5) and at the outer end of the container lateral direction V. ..
  • the point Ps is a point on the far left when viewed from the work machine 20.
  • the coordinates of the point Ps with respect to the turning center axis 26, that is, the mechanical coordinates, are (Px, Py, Pz).
  • the straight line Lp is a straight line connecting the turning center axis 26 and the point Ps when viewed from above.
  • the controller 50 calculates a target value of the turning angle of the upper turning body 23 with respect to the lower traveling body 21, that is, a target turning angle, based on the angle ⁇ , and the upper turning based on the target turning angle.
  • the front-back leveling motion of the attachment 25 is controlled.
  • the leveling object S in the vicinity of the point Ps of the container 5 can be leveled.
  • the controller 50 is said to be the same.
  • the turning angle may be set in consideration of the deviation.
  • the leveling range AE can also be set based on the width of the tip attachment 25c.
  • the lateral width that is, the dimension of the tip attachment 25c in the lateral direction Y of the upper swivel body, is the need to alternately perform the front-back leveling operation and the swivel operation, and the tip attachment 25c is the pair of container side portions. Affects the possibility of contact with any of 5c. Therefore, the controller 50 may set the leveling range AE based on the lateral width of the tip attachment 25c. Information about the width of the tip attachment 25c may be set in the controller 50.
  • Examples of the mode of the setting include an input to the controller 50 by communication or the like, an input to the controller 50 at the time of manufacturing the work machine 20, and an input to the controller 50 by an operator's operation.
  • Information about the width of the tip attachment 25c can be obtained from, for example, a distance image or a two-dimensional image.
  • the image of the tip attachment 25c may be acquired by the image pickup device 41, or may be acquired by a sensor different from the image pickup device 41.
  • the controller 50 has the leveling range so as to prevent the tip attachment 25c from coming into contact with each of the pair of container side portions 5c based on the width of the tip attachment 25c.
  • AE may be set.
  • the controller 50 may set the turning angle of the upper turning body 23 for alternately performing the front-rear smoothing operation and the turning operation based on the lateral width of the tip attachment 25c.
  • the controller 50 calculates the angle ⁇ shown in FIG. 5, corrects the calculated angle ⁇ based on the width of the tip attachment 25c, and uses the corrected value as the upper swing body. It may be the final target turning angle of 23.
  • the controller 50 may set the turning angle of the upper swing body 23 so that the straight line Lq shown in FIG.
  • the straight line Lq is a straight line parallel to the straight line Lo and passing through the end of the tip attachment 25c in the lateral direction Y of the upper swing body.
  • the straight line Lo is a straight line extending to the front side X1 of the upper swivel body through the swivel center axis 26 when viewed from above as described above.
  • the controller 50 sets the leveling range AE in the height direction based on the height H of the leveling object S detected by the height detecting unit 43, that is, sets the leveling height. , It is also possible. For example, the controller 50 sets a range in the height direction from the position of the apex of the leveling object S to a position below the apex by a predetermined height dimension as the leveling height. May be good.
  • the predetermined height dimension is preferably set in the controller 50.
  • Examples of the mode of the setting include a setting based on the three-dimensional information of the leveling object S, an input by an operator, an input by communication, and the like.
  • the controller 50 may set the leveling range AE based on the tilt of the container 5 detected by the container tilt detecting unit 45.
  • the inclination of the container 5 may be, for example, the inclination of the container 5 with respect to a horizontal plane, or the inclination of the container 5 with respect to the ground on which the work machine 20 is arranged as shown in FIG.
  • the controller 50 may set the leveling range AE so as to level the object S in a direction along the bottom surface of the container 5, that is, the upper surface of the container floor portion 5a. ..
  • the controller 50 preferably sets the leveling range AE to a range parallel to the container floor portion 5a.
  • the automatic leveling system includes a work machine, an image pickup device, and a controller.
  • the work machine includes a lower traveling body, an upper rotating body rotatably supported by the lower traveling body, and a work attachment undulatingly attached to the upper rotating body.
  • the working attachment includes an attachment body and a tip attachment.
  • the attachment body has a tip portion and can operate so as to move the tip portion at least in the front-rear direction of the upper swing body.
  • the front-rear direction of the upper swivel body is the front-rear direction of the upper swivel body.
  • the tip attachment is held at the tip of the attachment body, and the tip attachment moves while in contact with the leveling object to perform the leveling operation.
  • the image pickup apparatus acquires three-dimensional information about the position and shape of at least one of the leveling object and the peripheral object of the leveling object.
  • the controller is configured to set a leveling range based on the three-dimensional information acquired by the image pickup apparatus, and to cause the work machine to perform the leveling operation by the tip attachment within the leveling range. ing.
  • the controller can appropriately set the leveling range based on the three-dimensional information acquired by the image pickup device.
  • the controller further controls the leveling operation by the work machine so that the tip attachment leveles the leveling object within the leveling range appropriately set in this way, so that the controller is in an appropriate position. Allows the leveling object to be leveled. In this way, automatic control of the leveling operation is achieved so as to prevent the leveling object from collapsing.
  • the peripheral object is, for example, a container for accommodating the leveling object.
  • the controller is configured to set the leveling range based on the three-dimensional information of the container. Smoothing the leveling object contained in the container in this way makes it possible to prevent the leveling object contained in the container from collapsing and spilling from the container.
  • the controller sets a preferable smoothing range by being based on the three-dimensional information of the container, as compared with the case where it is based only on the three-dimensional information of the smoothing object contained in the container. Can be done.
  • the controller sets the leveling range in the front-rear direction of the upper swivel body, and the controller sets the position of the end of the leveling range in the front-rear direction of the upper swivel body in the front-rear direction of the upper swivel body. It is preferable that the position is set so as to be displaced from the end of the container in the front-rear direction of the upper swing body. This means that the leveling object spills from the container and that the leveling object is spilled from the container, as compared with the case where the position of the end of the leveling range and the position of the end of the container coincide with each other in the front-rear direction of the upper swivel body. It is possible to prevent the tip attachment from coming into contact with the container.
  • the controller is configured to set the operation start position at a position outside the upper swivel body in the front-rear direction with respect to the end portion of the container in the upper swivel body front-rear direction.
  • the leveling operation start position is a position at the end of the leveling range in the front-rear direction of the upper swivel body and is a position where the leveling operation is started.
  • the setting of the leveling operation start position makes it possible to prevent the leveling object from spilling from the end of the container in the front-rear direction of the upper swivel body to the outside in the front-rear direction of the upper swivel body.
  • the controller is configured to set the position of the front end of the leveling range in the front-rear direction of the upper swivel body to the rear side of the front end portion of the container in the front-rear direction of the upper swivel body. Is preferable. This means that when the front end of the container protrudes upward from the leveling object in the front-rear direction of the upper swivel body, the tip attachment comes into contact with the front end of the container. Allows suppression.
  • the automatic leveling system further includes a height detection unit that detects the height of the leveling object, and the controller is based on the height of the leveling object detected by the height detection unit. , It is preferable that the leveling range is set in the height direction. This makes it possible to set the leveling range to an appropriate height according to the height of the leveling object, whereby the leveling object is leveled and collapses at a more appropriate position. Allows it to be difficult.
  • the automatic leveling system further includes a container tilt detecting section for detecting the tilt of the container, and the controller has the working machine on the bottom surface of the container based on the tilt detected by the container tilt detecting section. It is preferable to set the leveling range so as to level the leveling object in the direction along the line. This makes it possible for the leveling object to be leveled in the direction along the bottom surface even if the bottom surface of the container is tilted, whereby the bottom surface of the container is returned to a horizontal or substantially horizontal state. At that time, the leveled portion of the leveling object also becomes horizontal or substantially horizontal, making it possible to prevent it from collapsing.
  • the controller is configured so that the work machine alternately performs the front-back leveling operation and the turning operation.
  • the front-rear leveling operation is the leveling operation in which the tip attachment is moved in the front-rear direction of the upper swivel body with respect to the upper swivel body, and the swivel operation is a swivel of the upper swivel body with respect to the lower traveling body. It is an action to make.
  • the front-back leveling operation and the turning operation are alternately executed when the turning angle of the upper turning body with respect to the lower traveling body is kept constant and only the front-back leveling operation is performed. It enables the leveling object to be leveled in a wider range than the above.
  • the controller is configured to set the leveling range in the lateral direction of the upper swing body based on the lateral width of the tip attachment.
  • the lateral direction of the upper swivel body is a direction orthogonal to the front-rear direction of the upper swivel body, and the lateral width is the dimension of the tip attachment in the lateral direction of the upper swivel body.
  • the setting of the leveling range in the lateral direction of the upper swing body makes it possible to set the leveling range at an appropriate position according to the lateral width of the tip attachment.
  • the image pickup device may be provided outside the work machine.
  • the image pickup object at least one of the leveling object and the surrounding object
  • a component for example, an attachment
  • the image pickup device by arranging the image pickup device at an appropriate position outside the work machine, it is possible to prevent the image pickup object from being behind the components of the work machine from the viewpoint of the image pickup device.
  • the object to be imaged can be imaged with.
  • a work machine that is not originally equipped with an image pickup device can be applied to the automatic leveling system. However, this does not exclude the aspect in which the image pickup device other than the image pickup device is provided in the work machine.
  • the above embodiment may be variously modified.
  • the arrangement, shape, and connection of each component of the above embodiment may be changed.
  • the number of components may be changed and some of the components may not be provided.
  • fixing or connecting components may be direct or indirect.
  • what has been described as a plurality of members or parts different from each other may be regarded as one member or part.
  • what has been described as one member or part may be provided separately in a plurality of different members or parts.
  • the controller may be configured by one device or may be configured by a plurality of devices.

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Abstract

提供されるのは、均し対象物（Ｓ）を崩れにくくする自動均しシステム（１０）であり、当該自動均しシステム（１０）は、均し動作を行う作業機械（２０）と、撮像装置（４１）と、コントローラ（５０）と、を備える。撮像装置（４１）は、均し対象物（Ｓ）および周辺物（５）の少なくとも一方位置および形状の三次元情報を取得する。作業機械（２０）は、先端アタッチメント（２５ｃ）を含む作業アタッチメント（２５）を備える。コントローラ（５０）は、取得された三次元情報に基づいて均し範囲（ＡＥ）を設定し、先端アタッチメント（２５ｃ）による均し動作を均し範囲（ＡＥ）内で作業機械（２０）に行わせる。

Description

自動均しシステム
　本発明は、自動均しシステムに関する。
　特許文献１には、作業機械の自動運転により土石に関する作業を行う技術が記載されている。
　特許文献１の図２、図７に記載のように、前記土石は、山形状で載置される場合がある。例えば、当該土石は、山形状で地面に載置される場合や、山形状で容器（特許文献１ではダンプトラックのベッセル）に積み込まれる場合がある。このように山形状で載置された土石は、崩れる場合がある。また、土石以外のものが山形状で載置された場合も、同様の課題が生じ得る。
特開２０００－６４３５９号公報
　本発明は、載置された対象物を自動的に均して崩れにくくすることができる自動均しシステムを提供することを目的とする。
　提供されるのは、均し対象物を自動的に均すための自動均しシステムである。当該自動均しシステムは、均し対象物を均す均し動作を行うことが可能な作業機械と、撮像装置と、コントローラと、を備える。前記作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持される上部旋回体と、前記上部旋回体に起伏可能に取り付けられる作業アタッチメントと、を含む。前記作業アタッチメントは、アタッチメント本体及び先端アタッチメントを含む。前記アタッチメント本体は、先端部を有し、かつ、当該先端部を少なくとも上部旋回体前後方向に移動させるように動作することが可能である。前記上部旋回体前後方向は前記上部旋回体の前後方向である。前記先端アタッチメントは、前記アタッチメント本体の前記先端部に保持され、当該先端アタッチメントが前記均し対象物と接触しながら移動することにより前記均し動作が行われる。前記撮像装置は、前記均し対象物および前記均し対象物の周辺物の少なくとも一方の位置および形状についての三次元情報を取得する。前記コントローラは、前記撮像装置により検出された前記三次元情報に基づいて均し範囲を設定し、前記均し範囲内で前記先端アタッチメントによる前記均し動作を前記作業機械に行わせるように構成されている。
本発明の実施の形態に係る自動均しシステムの作業機械及び均し対象物が積載される運搬車を示す側面図である。 前記作業機械及び前記運搬車の平面図である。 前記自動均しシステムの構成を示すブロック図である。 前記作業機械の上部旋回体の旋回動作とアタッチメントの均し動作とが交互に行われる場合の均し範囲を示す平面図である。 前記自動均しシステムにおいて算出される前記上部旋回体の目標旋回角度を示す平面図である。 図１に示される前記作業機械に対して前記運搬車及びその容器が傾斜している状態を示す側面図である。
　本発明の好ましい実施の形態を図１～図６を参照しながら説明する。
　図１は、前記実施の形態に係る自動均しシステム１０に含まれる作業機械２０と、運搬車２と、を示す。前記運搬車２は、運搬車本体部３と、容器５と、を備える。前記運搬車本体部３は、走行可能であり、前記容器５を支持する。前記運搬車２は、前記作業機械２０によって前記容器５に積み込まれた均し対象物Ｓを前記運搬車本体部３の走行によって輸送することが可能である。前記運搬車２は、ダンプトラックでもよいし、それ以外のトラックでもよい。前記運搬車本体部３は、運搬車運転室３ａを有する。
　前記容器５は、前記均し対象物Ｓを収容する。前記容器５は、例えば前記運搬車２の荷台である。前記容器５は、前記運搬車本体部３に対して可動でもよいし、前記運搬車本体部３に固定されていてもよい。前記容器５は、前記運搬車２の荷台に限定されない。前記容器５は、例えば、土砂ピットのように地面などに直接置かれるものでもよい。
　前記容器５は、容器前後方向Ｕ及び容器横方向Ｖを有する。前記容器前後方向Ｕは、前記容器５が水平面に置かれたときに水平となる方向であって前記容器５の長手方向である。前記容器前後方向Ｕについて容器前側Ｕ１と容器後側Ｕ２とがあり、これらは互いに反対の側である。この実施の形態では、前記容器前側Ｕ１は前記容器５に対して前記運搬車運転室３ａが位置する側であり、前記容器後側Ｕ２は前記運搬車運転室３ａに対して前記容器５が位置する側である。前記容器横方向Ｖは、図２に示されるように、前記容器５が水平面に置かれたときに水平となる方向であってかつ前記容器前後方向Ｕと直交する方向である。前記容器横方向Ｖについて容器内側Ｖ１と容器外側Ｖ２とがあり、これらは互いに反対の側である。前記容器内側Ｖ１は前記容器５の前記容器横方向Ｖにおける中央に近い側であり、前記容器外側Ｖ２は前記容器５の前記容器横方向Ｖにおける中央から遠い側である。
　前記容器５は、容器床部５ａと、容器後部５ｂと、左右一対の容器側部５ｃと、容器前部５ｄと、を含む。
　前記容器床部５ａは、前記上下方向Ｚについて前記容器５の下側部分、すなわち底部、である。前記容器後部５ｂは、前記容器５の前記容器後側Ｕ２の端部を構成する。前記容器後部５ｂは、前記容器床部５ａの前記容器後側Ｕ２の端部から上向きに突出する。前記容器後部５ｂは、例えば板状部材であり、当該板状部材は例えば後あおり板である。前記容器後部５ｂは、前記容器前後方向Ｕを法線方向または略法線方向とする平面または略平面を有する。
　図２に示すように、前記一対の容器側部５ｃは、前記容器５の前記容器横方向Ｖにおける両外側Ｖ２の端部、すなわち左右端部、である。前記一対の容器側部５ｃは、前記容器床部５ａの前記容器横方向Ｖにおける両外側Ｖの端部、すなわち左右端部、から上向きに突出する。前記一対の容器側部５ｃのそれぞれは、例えば板状部材であり、当該板状部材は例えば側あおり板である。前記一対の容器側部５ｃのそれぞれは、前記容器横方向Ｖを法線方向または略法線方向とする平面または略平面を有する。
　図１に示すように、前記容器前部５ｄは、前記容器５の前記容器前側Ｕ１の端部である。前記容器前部５ｄは、前記容器床部５ａの前記容器前側Ｕ１の端部から上向きに突出する。前記容器前部５ｄは、例えば板状部材であり、当該板状部材は、例えば鳥居部である。前記容器５が荷台である場合、前記容器前部５ｄは、前記一対の容器側部５ｃおよび前記容器後部５ｂの上端を超えて上向きに突出する。前記容器後部５ｂは、前記容器前後方向Ｕを法線方向または略法線方向とする平面または略平面を有する。
　前記自動均しシステム１０は、均し対象物Ｓを自動的に均すためのシステムであり、前記作業機械２０は前記均し対象物Ｓを均すための動作、すなわち均し動作、を行うことが可能である。前記均し対象物Ｓは、均されることが可能なものであればよく、例えば土砂、石、廃棄物である。前記均し対象物Ｓは、この実施の形態では前記容器５に収容され、具体的には前記容器床部５ａの上に載置される。前記均し対象物Ｓは、しかし、前記容器５に収容されるものに限定されず、地面などに直接載置されたもの、例えば地面の上に積み上げられた土砂山、でもよい。
　前記自動均しシステム１０は、前記作業機械２０の他、図３に示される複数の要素を備え、当該複数の要素は、少なくとも一つの撮像装置４１と、高さ検出部４３と、容器傾き検出部４５と、コントローラ５０と、を含む。
　前記作業機械２０は、作業を行う機械であり、例えば建設作業を行う建設機械であり、当該建設機械は例えばショベルである。前記作業機械２０は、均し動作を行うことが可能であり、前記均し動作は、均し対象物Ｓを均す動作である。前記作業機械２０は、前記均し動作専用のものでもよいし、それ以外の動作を行うことが可能なものでもよい。前記作業機械２０は、前記ショベルである場合は、前記均し対象物Ｓの捕捉（例えば土砂の掘削）、および、捕捉した均し対象物Ｓの容器５への積み込み（例えば排土）を行うことが可能である。
　作業機械２０は、下部走行体２１と、上部旋回体２３と、作業アタッチメント２５と、図３に示される駆動制御部３１及び姿勢検出部３３と、を備える。
　前記下部走行体２１は、前記上部旋回体２３を旋回可能に支持する。前記下部走行体２１は、走行動作を行うことが可能であり、当該走行動作は、地面の上を走行する動作である。前記上部旋回体２３は、前記下部走行体２１に対して図４及び図５に示される旋回中心軸２６を中心として旋回可能となるように当該下部走行体２１に搭載される。前記旋回中心軸２６は、上下方向、図４及び図５では奥行方向、に延びる。
　前記作業アタッチメント２５は、前記上部旋回体２３に起伏可能に取り付けられ、前記均し動作を含む作業動作を行うことが可能である。前記作業アタッチメント２５は、アタッチメント本体と、先端アタッチメント２５ｃと、を含む。
　前記アタッチメント本体は、ブーム２５ａと、アーム２５ｂと、を含む。前記ブーム２５ａは、ブーム基端部とその反対側のブーム先端部とを有する。前記ブーム基端部は、前記アタッチメント本体の基端部に相当し、前記上部旋回体２３に起伏可能、つまり横方向の回転中心軸を中心としてブーム上げ方向及びブーム下げ方向にそれぞれ回動可能、となるように取り付けられる。前記アーム２５ｂは、アーム基端部とその反対側のアーム先端部とを有する。前記アーム基端部は、前記ブーム２５ａの前記ブーム先端部に横方向の回動中心軸を中心として上下方向に回動可能、つまりアーム押し方向及びアーム引き方向にそれぞれ回動可能、となるように取り付けられる。前記アーム先端部は、前記アタッチメント本体の先端部に相当し、前記ブーム２５ａの起伏動作及び前記アーム２５ｂの回動動作によって移動させられることが可能である。前記先端アタッチメント２５ｃは、前記アタッチメント本体の先端部、この実施の形態では前記アーム２５ｂの前記アーム先端部、に当該アーム２５ｂに対して上下方向に回動可能となるように保持される。
　前記先端アタッチメント２５ｃは、均し部２５ｃ１を含む。当該均し部２５ｃ１は、前記均し対象物Ｓと接触しながら移動することにより当該均し対象物Ｓを均すことが可能な部分である。当該均し部２５ｃ１は、前記均し対象物Ｓと接触することが可能な接触面を含み、当該接触面は例えば平面または略平面である。図１に例示される前記先端アタッチメント２５ｃはバケットであり、前記均し部２５ｃ１は当該バケットの略平面状の部分である底面である。
　前記上部旋回体２３は、上部旋回体前後方向Ｘ及び上部旋回体横方向Ｙを有する。前記上部旋回体前後方向Ｘは、前記上部旋回体２３の前後方向であり、前記旋回中心軸２６に対して直交するとともに前記作業アタッチメントの回動動作の中心軸に対して直交する方向である。前記上部旋回体前後方向Ｘについては、上部旋回体前側Ｘ１と上部旋回体後側Ｘ２とがある。前記上部旋回体前側Ｘ１は、前記上部旋回体２３から前記アタッチメント２５が突出する側であり、前記上部旋回体後側Ｘ２は前記上部旋回体前側Ｘ１と反対の側である。前記上部旋回体横方向Ｙは、前記上部旋回体２３の横方向であり、前記旋回中心軸に対して直交するとともに前記作業アタッチメント２５の回動動作の中心軸と平行な方向である。
　図３に示される前記駆動制御部３１は、図示されない複数のアクチュエータのそれぞれの駆動を制御する。前記複数のアクチュエータは、前記下部走行体２１に対して前記上部旋回体２３を旋回させる旋回モータと、前記作業アタッチメント２５を動かす複数の伸縮可能なシリンダと、を含み、前記複数のシリンダは、前記ブーム２５ａを起伏させるブームシリンダと、前記ブーム２５ａに対して前記アーム２５ｂを回動させるアームシリンダと、前記アーム２５ｂに対して前記先端アタッチメント２５ｃを回動させる先端アタッチメントシリンダと、を含む。前記駆動制御部３１は、図３に示される複数の制御部、すなわち、旋回制御部３１ａ、ブーム制御部３１ｂ、アーム制御部３１ｃ、及び先端アタッチメント制御部３１ｄを含む。前記旋回制御部３１ａは、前記旋回モータによる前記上部旋回体２３の旋回駆動を制御する。前記ブーム制御部３１ｂは、前記ブームシリンダによる前記ブーム２５ａの駆動を制御する。前記アーム制御部３１ｃは、前記アームシリンダによる前記アーム２５ｂの駆動を制御する。前記先端アタッチメント制御部３１ｄは、前記先端アタッチメントシリンダによる前記先端アタッチメント２５ｃの駆動を制御する。
　図３に示される前記姿勢検出部３３は、前記作業機械２０の姿勢を検出する。前記姿勢検出部３３は、例えば複数の角度センサを含む。前記姿勢検出部３３は、具体的には、旋回角度検出部３３ａと、ブーム角度検出部３３ｂと、アーム角度検出部３３ｃと、先端アタッチメント角度検出部３３ｄと、を含む。前記旋回角度検出部３３ａは旋回角度を検出し、当該旋回角度は、図１に示される前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２３の旋回方向の角度である。前記ブーム角度検出部３３ｂはブーム角度を検出し、当該ブーム角度は、前記上部旋回体２３に対する前記ブーム２５ａの起伏方向の角度である。前記アーム角度検出部３３ｃはアーム角度を検出し、当該アーム角度は、前記ブーム２５ａに対する前記アーム２５ｂの回動方向の角度である。前記先端アタッチメント角度検出部３３ｄ）は先端アタッチメント角度を検出し、当該先端アタッチメント角度は、前記アーム２５ｂに対する前記先端アタッチメント２５ｃの回動方向の角度である。
　前記少なくとも一つの撮像装置４１は、撮像対象物の位置および形状についての三次元情報を検出する。前記撮像対象物は、前記均し対象物Ｓおよび周辺物の少なくとも一方であり、前記周辺物は、前記均し対象物Ｓの周辺に存在する物、例えば前記容器５、である。前記撮像装置４１は、距離画像を取得し、前記距離画像は、距離の情報（奥行きの情報）を含む画像である。前記撮像装置４１は、例えば、前記距離画像と二次元画像とに基づいて前記撮像対象物の前記三次元情報を取得することが可能である。
　前記少なくとも一つの撮像装置４１は、単一の撮像装置４１のみを含んでもよいし、複数の撮像装置４１を含んでもよい。前記撮像装置４１、前記高さ検出部４３、前記容器傾き検出部４５、および前記コントローラ５０のそれぞれは、前記作業機械２０に搭載されてもよいし、前記作業機械２０の外部、例えば作業現場、に配置されてもよい。前記少なくとも一つの撮像装置４１が前記作業機械２０の外部に配置される撮像装置４１を含む場合、当該少なくとも一つの撮像装置４１が当該作業機械２０に搭載される撮像装置４１のみを含む場合に前記三次元情報の取得ができない位置（例えば撮像装置４１からみてアタッチメント２５の陰になる部分）の当該三次元情報を取得できる可能性がある。前記少なくとも一つの撮像装置４１は、前記作業機械２０の外部に配置される撮像装置４１を含むことにより、本来的に撮像装置を装備しない作業機械であっても前記自動均しシステム１０に適用されることを可能にする。前記撮像装置４１の三次元の座標系と前記作業機械２０の三次元の座標系（機械座標系）とが異なる場合は、当該２つの座標系の少なくとも一方を変換して座標系を統一する処理が行われる。
　前記少なくとも一つの撮像装置４１は、レーザー光を用いて前記撮像対象物の三次元情報を取得する装置を含んでもよく、当該装置は、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）、またはＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサ、である。前記少なくとも一つの撮像装置４１は、電波を用いて前記三次元情報を取得する装置、例えばミリ波レーダ、を含んでもよい。前記少なくとも一つの撮像装置４１は、あるいは、ステレオカメラを含んでもよい。前記少なくとも一つの撮像装置４１は、あるいは、二次元の画像を取得することが可能なカメラと、当該二次元の情報と距離情報とに基づいて撮像対象物の位置および形状についての三次元情報を取得する手段と、の組み合わせを含んでもよい。
　前記実施の形態に係る前記少なくとも一つの撮像装置４１は、前記上部旋回体２３における運転室２４の上面に設けられて前記容器５の位置及び形状についての三次元情報を取得する。当該撮像装置４１は、前記撮像対象物が前記容器５（すなわち前記周辺物）であるか前記均し対象物Ｓであるかにかかわらず、当該撮像対象物の全体の三次元情報を取得するものであってもよいし、当該撮像対象物の一部のみの三次元情報を取得するものであってもよい。図１及び図２に示される前記撮像装置４１は、前記容器５のうち少なくとも前記容器後部５ｂ、前記一対の容器側部５ｃおよび前記容器前部５ｄの三次元情報を取得する。前記容器床部５ａの三次元情報の取得は任意である。前記撮像装置４１は、例えば、前記容器５に含まれる点のうち当該容器５の形状を特定することを可能にする複数の点、例えば図２に示されるように上から見た容器５の四隅の点、の三次元座標を検出する手段と、当該複数の点の三次元座標に基づいて前記容器５の三次元情報を特定する手段と、を含んでもよい。
　図３に示される前記高さ検出部４３は、前記均し対象物Ｓの高さＨを検出する。前記高さＨは、前記作業機械２０に対する前記均し対象物Ｓの高さでもよいし、地面に対する前記均し対象物Ｓの高さでもよい。例えば、前記高さＨは、作業機械２０において図１に例示されるような特定の基準位置２０ａを基準とする前記均し対象物Ｓの高さ、つまり前記基準位置２０ａから前記均し対象物Ｓの上端までの上下方向の距離、でもよい。前記均し対象物Ｓの上端は、例えば前記均し対象物Ｓが山型をなす場合、当該均し対象物Ｓの頂点である。前記基準位置２０ａは、前記上部旋回体２３の位置から一意に決まる位置であり、例えば前記ブーム２５ａの基端部の支軸の位置でもよいし、前記旋回中心軸２６に含まれる点でもよい。
　前記高さ検出部４３は、あるいは、前記先端アタッチメント２５ｃが前記均し対象物Ｓに押し付けられたときの当該先端アタッチメント２５ｃの位置に基づいて当該均し対象物の高さＨを特定するものでもよい。例えば、前記先端アタッチメント２５ｃを前記均し対象物Ｓに押し付ける押し付け力が規定値に達したときの当該先端アタッチメント２５ｃの位置に基づいて前記均し対象物Ｓの高さＨが算出されてもよい。前記押し付け力は、例えば、前記作業アタッチメント２５を動かす複数の油圧シリンダのうちの少なくとも一つの作動圧から特定されることが可能である。
　前記高さ検出部４３は、あるいは、前記均し対象物Ｓの三次元情報または二次元情報から前記高さＨを特定するように構成されてもよい。前記三次元情報または前記二次元情報は、前記撮像装置４１により取得されたものでもよいし、当該撮像装置４１とは別の手段により取得されたものでもよい。
　図３に示される前記容器傾き検出部４５は、前記容器５の傾きを検出する。前記容器傾き検出部４５は、例えば水平面に対する前記容器５の傾きを検出してもよいし、前記作業機械２０が配置されている地面に対する前記容器５の傾きを検出してもよい。前記容器傾き検出部４５は、前記容器５の位置及び形状についての三次元情報または二次元情報から前記容器５の傾きを特定するように構成されてもよい。前記三次元情報または前記二次元情報は、前記撮像装置４１により取得されたものでもよいし、当該撮像装置４１とは別の手段により取得されたものでもよい。前記容器傾き検出部４５は、あるいは、前記容器５に取付けられた傾斜センサでもよい。
　前記コントローラ５０は、複数の動作を行い、当該複数の動作は、信号の入出力、判定や算出などの演算、情報の記憶などである。前記複数の動作は、具体的には、図２に示される均し範囲ＡＥの算出、および前記作業機械２０の均し動作の制御を含む。前記均し範囲ＡＥは前記均し動作が行われる範囲である。前記コントローラ５０は、前記姿勢検出部３３により検出された作業機械２０の姿勢に基づいて前記駆動制御部３１に制御動作を行わせ、これにより、前記作業機械２０の自動制御を実現する。
　前記自動均しシステム１０は、以下のように動作する。
　前記作業機械２０は、前記均し動作を行う。当該均し動作は、前記均し対象物Ｓを均す動作、すなわち、前記均し対象物Ｓの上部を平らにする動作であり、前記均し対象物Ｓが崩れることを抑制する。例えば、前記容器５に収容された前記均し対象物Ｓを均す動作は、当該均し対象物Ｓが前記容器５に収容されたまま輸送されるときに当該均し対象物Ｓが崩れることを抑制し、これにより、当該均し対象物Ｓが容器５からこぼれることを抑制する。一方、地面に載置された均し対象物Ｓを均す動作は、当該均し対象物Ｓがその自重や風などにより崩されることを抑制する。
　前記コントローラ５０は、前記撮像装置４１により取得された撮像対象物の三次元情報に基づいて、前記均し範囲ＡＥを設定する。前記均し範囲ＡＥは、前記均し動作を行う前記先端アタッチメント２５ｃ、さらに詳しくは前記均し部２５ｃ１、が通る範囲である。前記均し範囲ＡＥは、均し開始位置ＰＥ１と、均し終了位置ＰＥ２と、を含む。前記均し開始位置ＰＥ１は前記均し動作が開始される位置であり、前記均し終了位置ＰＥ２は前記均し動作が終了する位置である。前記コントローラ５０は、前記作業機械２０が前記均し範囲ＡＥ１で前記均し動作を行うように当該作業機械２０の動作を制御する。すなわち、前記コントローラ５０は前記均し動作を制御する。前記コントローラ５０は、前記均し開始位置ＰＥ１から前記均し終了位置ＰＥ２まで前記先端アタッチメント２５ｃを直線的に移動させるように前記作業機械２０の動作を制御する。前記均し動作は複数回にわたり行われてもよい。例えば、１回目の均し動作が完了した後に２回目以降の均し動作が続けて行われてもよい。前記均し動作は、あるいは、１回のみ行われてもよい。
　前記コントローラ５０は、具体的には、前記駆動制御部３１に制御動作を行わせることにより、前記均し動作を制御する。前記コントローラ５０は、前記作業アタッチメント２５の動作及び前記上部旋回体２３の前記旋回動作の少なくとも一方の制御を通じて、前記均し動作を制御する。前記作業アタッチメント２５の動作の制御及び前記旋回動作の制御は、それぞれ、前記駆動制御部３１を通じて行われる。前記コントローラ５０は、前記作業アタッチメント２５の動作の制御及び前記旋回動作の制御に代え、あるいはこれらに加え、前記下部走行体２１の走行動作の制御を通じて前記均し動作を制御してもよい。
　前記均し動作のための前記先端アタッチメント２５ｃの移動の方向、すなわち均し方向、は、前記上部旋回体前側Ｘ１に向かう上部旋回体前方向でもよいし前記上部旋回体後側Ｘ２に向かう上部旋回体後方向でもよい。前記上部旋回体前方向は、いわゆる押し均しの方向であり、前記上部旋回体後方向は、いわゆる引き均しの方向である。前記均し方向は、旋回方向、すなわち、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２３の旋回の方向、を含んでもよい。図２に示されるように上から視たときの前記均し方向、すなわち前記先端アタッチメント２５ｃの移動方向、は、前記容器前後方向Ｕでもよいし、前記容器前後方向Ｕに対して交差する方向、例えば前記容器横方向Ｖ、でもよい。
　前記コントローラ５０は、様々に前記均し範囲ＡＥを設定し得る。以下にその具体例を示す。
　前記三次元情報を用いた前記均し範囲ＡＥの設定には、次の設定例１Ａ～１Ｅがある。
　設定例１Ａ：前記コントローラ５０は、地面に配置された均し対象物Ｓの三次元情報に基づいて前記均し範囲ＡＥを設定する。
　設定例１Ｂ：前記コントローラ５０は、地面に配置された均し対象物Ｓの三次元情報と、当該均し対象物Ｓの周辺物、例えば地面、の三次元情報と、に基づいて、前記均し範囲ＡＥを設定する。
　設定例１Ｃ：前記コントローラ５０は、前記容器５に収容されている前記均し対象物Ｓの三次元情報に基づいて前記均し範囲Ａを設定する。
　設定例１Ｄ：前記コントローラ５０は、前記容器５の三次元情報に基づいて前記均し範囲ＡＥを設定する。
　設定例１Ｅ：コントローラ５０は、前記容器５に収容されている前記均し対象物Ｓの三次元情報と前記容器５の三次元情報とに基づいて前記均し範囲ＡＥを設定する。
　前記均し範囲ＡＥは、できるだけ万遍なく均し対象物Ｓが均されるように設定されることが好ましい。前記均し開始位置ＰＥ１および前記均し終了位置ＰＥ２は、図２に示されるように上から視て前記均し対象物Ｓの周縁またはその近傍に設定されてもよい。前記均し開始位置ＰＥ１および前記均し終了位置ＰＥ２は、上から視た前記容器５の周縁の近傍、例えば、前記容器後部５ｂ、前記一対の容器側部５ｃおよび前記容器前部５ｄのうちのいずれかの近傍、に設定されてもよい。
　図１，図２，図４及び図５は、前記容器前後方向Ｕと前記上部旋回体前後方向Ｘとが一致または略一致し、前記均し動作のために前記先端アタッチメント２５ｃが前記上部旋回体前後方向Ｘに移動する場合、つまり、前記押し均しまたは前記引き均しが行われる場合、を示している。この場合において、前記コントローラ５０は、前記均し範囲ＡＥの端の位置を、前記容器５の周縁、例えば前記容器後部５ｂ、前記一対の容器側部５ｃ、あるいは容器前部５ｄ、からずれた位置（オフセットされた位置）に設定してもよい。例えば、前記コントローラ５０は、前記均し範囲ＡＥの上部旋回体前後方向Ｘにおける端の位置を、前記容器５の前記上部旋回体前後方向Ｘにおける端部、すなわち前記容器後部５ｂまたは前記容器前部５ｄ、から前記上部旋回体前後方向Ｘにずれた位置に設定してもよい。
　設定例２Ａとして、前記均し開始位置Ａ１は、例えば、図１に示される前記均し開始位置ＰＥ１において前記均し対象物Ｓが前記容器５から前記上部旋回体前後方向Ｘにこぼれることを抑制するように当該均し開始位置ＰＥ１が設定されてもよい。具体的に、前記コントローラ５０は、前記容器５の上部旋回体前後方向Ｘにおける端部よりも前記上部旋回体前後方向Ｘの外側に前記均し開始位置ＰＥ１を設定してもよい。さらに具体的に、前記コントローラ５０は、前記均し範囲ＡＥ２の前記上部旋回体後側Ｘ２の端部（例えば容器後部５ｂ）から前記上部旋回体後側Ｘ２にずれた位置に前記均し開始位置ＰＥ１を設定してもよい。また、前記容器５が前記運搬車２の荷台ではなくて前記容器前部５ｄが前記均し対象物Ｓよりも低い場合、前記コントローラ５０は、前記容器５の前記上部旋回体前側Ｘ１の端部（例えば容器前部５ｄ）から当該上部旋回体前側Ｘ１にずれた位置に前記均し開始位置ＰＥ１に設定してもよい。
　設定例２Ｂとして、前記均し範囲ＡＥは、前記均し開始位置ＰＥ１または前記均し終了位置ＰＥ２において前記先端アタッチメント２５ｃが前記容器５に接触することを抑制できるように設定されてもよい。具体的に、前記コントローラ５０は、前記均し開始位置ＰＥ１または前記均し終了位置ＰＥ２を、前記容器５の前記上部旋回体前後方向Ｘにおける端部よりも前記上部旋回体前後方向Ｘの内側の位置に設定してもよい。さらに具体的に、前記コントローラ５０は、前記均し範囲ＡＥの前記上部旋回体前側Ｘ１の端の位置を、前記容器５の上部旋回体前側Ｘ１の端部（例えば容器前部５ｄ）から前記上部旋回体後側Ｘ２にずれた位置に設定してもよい。
　前記設定例２Ａおよび前記設定例２Ｂにおける前記均し開始位置ＰＥ１および前記均し終了位置ＰＥ２は、例えば次の通りである。上から見て前記均し部２５ｃ１は、線や点ではなく特定の面積を有する均し操作面である。前記均し動作が開始されるときの前記均し部２５ｃ１の前記均し操作面のうち当該均し動作における最も上流側の位置が前記均し開始位置ＰＥ１である。当該均し開始位置ＰＥ１は、例えば押し均しでは前記均し操作面の前記上部旋回体後側Ｘ２の端である。同様に、前記均し動作が終了するときの前記均し部２５ｃ１の均し操作面のうち当該均し動作における最も下流側の位置が前記均し終了位置ＰＥ２である。例えば押し均しでは前記均し操作面の前記上部旋回体前側Ｘ１の端である。
　前記上部旋回体２３の前記旋回動作は、前記均し範囲ＡＥが拡大されることを可能にする。例えば、図２に示される前記先端アタッチメント２５ｃの前記上部旋回体横方向Ｙにおける寸法、すなわち横幅、に対して、前記容器５の前記容器横方向Ｖにおける寸法、すなわち横幅、が著しく大きい（例えば２倍以上である）場合、前記上部旋回体２３に対して前記先端アタッチメント２５ｃを前記上部旋回体前後方向Ｘに移動させる均し動作、すなわち前後均し動作、が１回行われるだけでは、前記均し対象物Ｓを十分に均せない可能性がある。このような場合、前記コントローラ５０は、前記前後均し動作と、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２３の旋回動作と、を交互に行うように前記作業機械２０を制御することにより、前記前後均し動作が１回のみ行われる場合よりも前記均し範囲ＡＥを前記容器横方向Ｖに拡大してより大きな範囲で均し対象物Ｓが均されることを可能にする。例えば、上から視たときの前記容器５の内部の全体または略全体に前記均し範囲ＡＥを設定する、つまり、当該容器５の内部を網羅する、ことが可能である。
　具体的には、例えば図４に示されるように、前記コントローラ５０は、前記作業機械２０に、１回目の前記前後均し動作と、前記旋回動作と、２回目の前記前後均し動作と、を順に行わせる。前記コントローラ５０は、前記２回目の前後均し動作の後、２回目の旋回動作と、３回目の前後均し動作と、をさらに行わせてもよい。同様にして４回目以降の前後均し動作を追加することも可能である。
　前記作業機械２０は、前記容器横方向Ｖの中央領域における均し対象物Ｓを均した後、前記容器横方向Ｖの一方の外側領域（例えば右側領域）の均し対象物Ｓを均し、その後、前記容器横方向Ｖの他方の外側領域（例えば左側領域）の均し対象物Ｓを均すように、制御されてもよい。前記作業機械２０は、あるいは、前記容器横方向Ｖの一方の側（例えば右側）から他方の側（例えば左側）まで複数回にわたって順に前記均し対象物Ｓを均すように、制御されてもよい。
　前記コントローラ５０は、前記前後均し動作と前記旋回動作とが交互に行われることを可能にするため、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２３の旋回角度を、例えば次のように設定する。図５は、前記旋回角度を特定するために想定される直線Ｌｏ，Ｌｐ及び点Ｐｓを示す。前記直線Ｌｏは、上から視て前記旋回中心軸２６を通って前記上部旋回体前側Ｘ１に延びる。前記点Ｐｓは、前記容器５の前側頂点であって、前記容器前側Ｕ１（図５に示される配置では前記上部旋回体前側Ｘ１）の端でかつ前記容器横方向Ｖの外側の端に位置する。当該点Ｐｓは、前記作業機械２０から見て左奥の点である。当該点Ｐｓの前記旋回中心軸２６を基準とする座標、すなわち機械座標、は（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）である。前記直線Ｌｐは、上から見て前記旋回中心軸２６と前記点Ｐｓとを結ぶ直線である。上から視て前記直線Ｌｏと前記直線Ｌｐとがなす角度θは、次式：θ＝Ａｒｃｔａｎ（Ｐｙ／Ｐｘ）に基づいて算出されることが可能である。前記コントローラ５０は、前記角度θに基づいて、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２３の前記旋回角度の目標値、すなわち目標旋回角度、を算出し、当該目標旋回角度に基づいて前記上部旋回体２３の前記旋回動作の制御を行うとともに、前記アタッチメント２５の前記前後均し動作を制御する。これにより、前記容器５の前記点Ｐｓの近傍の均し対象物Ｓを均すことができる。図５に示すように前記直線Ｌｏが前記アタッチメント２５の中心軸と一致しているのではなく当該アタッチメント２５の中心軸から前記上部旋回体横方向Ｙにずれている場合、前記コントローラ５０は、前記ずれを加味して前記旋回角度を設定してもよい。
　前記均し範囲ＡＥは、前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅に基づいて設定されることも可能である。前記横幅、すなわち前記上部旋回体横方向Ｙにおける前記先端アタッチメント２５ｃの寸法、は、前記前後均し動作と前記旋回動作とを交互に行う必要性や、前記先端アタッチメント２５ｃが前記一対の容器側部５ｃのいずれかに接触する可能性に影響を与える。そこで、前記コントローラ５０は、前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅に基づいて前記均し範囲ＡＥを設定してもよい。前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅についての情報は、前記コントローラ５０に設定されるのがよい。当該設定の態様の例は、通信などによる前記コントローラ５０への入力、前記作業機械２０の製造時などにおける前記コントローラ５０への入力、及び作業者の操作による前記コントローラ５０への入力を含む。前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅についての情報は、例えば、距離画像や二次元画像から取得されることが可能である。この場合、前記先端アタッチメント２５ｃの画像は、前記撮像装置４１により取得されてもよいし、当該撮像装置４１とは異なるセンサにより取得されてもよい。
　図４に示すように、前記コントローラ５０は、前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅に基づいて、前記先端アタッチメント２５ｃが前記一対の容器側部５ｃのそれぞれと接触することを防ぐように、前記均し範囲ＡＥを設定してもよい。前記コントローラ５０は、前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅に基づいて、前記前後均し動作と前記旋回動作と交互に行うための前記上部旋回体２３の旋回角度を設定してもよい。例えば、前記コントローラ５０は、図５に示される前記角度θを算出し、算出された角度θを前記先端アタッチメント２５ｃの前記横幅に基づいて補正し、このように補正された値を前記上部旋回体２３の最終の目標旋回角度としてもよい。前記コントローラ５０は、あるいは、上から見て図４に示される直線Ｌｑが前記点Ｐｓを通るように前記上部旋回体２３の旋回角度を設定してもよい。前記直線Ｌｑは、前記直線Ｌｏと平行でかつ前記上部旋回体横方向Ｙにおける前記先端アタッチメント２５ｃの端を通る直線である。前記直線Ｌｏは、上述のように上から視て前記旋回中心軸２６を通って前記上部旋回体前側Ｘ１に延びる直線である。
　前記コントローラ５０は、前記高さ検出部４３により検出された前記均し対象物Ｓの高さＨに基づいて、高さ方向について前記均し範囲ＡＥを設定する、つまり均し高さを設定する、ことも可能である。例えば、前記コントローラ５０は、前記均し対象物Ｓの頂点の位置から、当該頂点よりも所定高さ寸法だけ下側の位置までの高さ方向の範囲を、前記均し高さとして設定してもよい。前記所定高さ寸法は、前記コントローラ５０に設定されるのがよい。その設定の態様の例は、前記均し対象物Ｓの三次元情報に基づく設定、作業者による入力、通信などによる入力を含む。前記高さ検出部４３が、前記均し対象物Ｓに前記先端アタッチメント２５ｃを押し付ける押し付け力に基づいて高さＨを検出する場合、当該押し付け力が規定値に達したときの前記先端アタッチメント２５ｃの高さに基づいて前記コントローラ５０が前記均し高さを設定してもよい。
　前記コントローラ５０は、前記容器傾き検出部４５により検出された前記容器５の傾きに基づいて、前記均し範囲ＡＥを設定してもよい。前記容器５の傾きは、例えば、水平面に対する前記容器５の傾きでもよいし、図６に示されるように前記作業機械２０が配置されている地面に対する前記容器５の傾きでもよい。この態様において、前記コントローラ５０は、前記容器５の底面、すなわち前記容器床部５ａの上面、に沿う方向に均し対象物Ｓを均すように、前記均し範囲ＡＥを設定してもよい。前記コントローラ５０は、好ましくは、前記均し範囲ＡＥを前記容器床部５ａと平行な範囲に設定するのがよい。
　以上のように、載置された対象物を自動的に均して崩れにくくすることができる自動均しシステムが提供される。当該自動均しシステムは、作業機械と、撮像装置と、コントローラと、を備える。前記作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持される上部旋回体と、前記上部旋回体に起伏可能に取り付けられる作業アタッチメントと、を含む。前記作業アタッチメントは、アタッチメント本体及び先端アタッチメントを含む。前記アタッチメント本体は、先端部を有し、かつ、当該先端部を少なくとも上部旋回体前後方向に移動させるように動作することが可能である。前記上部旋回体前後方向は前記上部旋回体の前後方向である。前記先端アタッチメントは、前記アタッチメント本体の前記先端部に保持され、当該先端アタッチメントが前記均し対象物と接触しながら移動することにより前記均し動作が行われる。前記撮像装置は、前記均し対象物および前記均し対象物の周辺物の少なくとも一方の位置および形状についての三次元情報を取得する。前記コントローラは、前記撮像装置により取得された前記三次元情報に基づいて均し範囲を設定し、前記均し範囲内で前記先端アタッチメントによる前記均し動作を前記作業機械に行わせるように構成されている。
　前記コントローラは、前記撮像装置により取得された三次元情報に基づいて前記均し範囲を適切に設定することができる。当該コントローラは、さらに、このように適切に設定された均し範囲内で前記先端アタッチメントが前記均し対象物を均すように前記作業機械による前記均し動作を制御することにより、適切な位置で前記均し対象物が均されることを可能にする。このようにして、前記均し対象物を崩れにくくするような前記均し動作の自動制御が達成される。
　前記周辺物は、例えば、前記均し対象物を収容する容器である。この場合、前記コントローラは、前記容器の三次元情報に基づいて前記均し範囲を設定するように構成されていることが、好ましい。このようにして前記容器に収容された前記均し対象物を均すことは、当該容器に収容されている前記均し対象物が崩れて前記容器からこぼれることを抑制することを可能にする。
　また、前記均し対象物の形状に比べて前記容器の形状が経時変化する可能性は低いので、前記撮像装置は、前記均し対象物の三次元情報よりも容易かつ正確に前記容器の三次元情報を検出することができる。よって、前記コントローラは、前記容器の三次元情報に基づくことにより、前記容器に収容された前記均し対象物の三次元情報のみに基づく場合よりも確実に、好ましい前記均し範囲を設定することができる。
　前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向について前記均し範囲を設定するものであり、当該コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の端の位置を、前記上部旋回体前後方向における前記容器の端部から前記上部旋回体前後方向にずれた位置に設定するように、構成されていることが、好ましい。このことは、前記上部旋回体前後方向において前記均し範囲の端の位置と前記容器の端の位置とが一致している場合に比べ、前記容器から前記均し対象物がこぼれること、及び、前記先端アタッチメントが前記容器に接触すること、が抑制されることを可能にする。
　前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記容器の端部よりも前記上部旋回体前後方向の外側の位置に均し動作開始位置を設定するように構成されていることが、好ましい。前記均し動作開始位置は、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の端の位置であって前記均し動作が開始される位置である。この均し動作開始位置の設定は、前記上部旋回体前後方向における前記容器の端部から前記上部旋回体前後方向の外側に前記均し対象物がこぼれることを抑制することを可能にする。
　前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の前側の端の位置を、前記上部旋回体前後方向について前記容器の前側の端部よりも後側に設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、前記上部旋回体前後方向について前記容器の前側の端部が前記均し対象物よりも上側に突出している場合において、当該容器の前側の端部に前記先端アタッチメントが接触することを抑制することを可能にする。
　前記自動均しシステムは、前記均し対象物の高さを検出する高さ検出部をさらに備え、前記コントローラは、前記高さ検出部により検出された前記均し対象物の高さに基づいて、前記高さ方向について前記均し範囲を設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、前記均し対象物の高さに応じた適切な高さに前記均し範囲を設定することを可能にし、これにより、より適切な位置で前記均し対象物が均されて崩れにくくなることを可能にする。
　前記自動均しシステムは、前記容器の傾きを検出する容器傾き検出部をさらに備え、前記コントローラは、前記容器傾き検出部により検出された前記傾きに基づいて、前記作業機械が前記容器の底面に沿う方向に前記均し対象物を均すように前記均し範囲を設定することが、好ましい。このことは、前記容器の底面が傾いていても当該底面に沿う方向に前記均し対象物が均されることを可能にし、これにより、前記容器の底面が水平または略水平な状態に戻されたときに当該均し対象物において均された部分も水平または略水平となって崩れにくくなることを可能にする。
　前記コントローラは、前後均し動作と旋回動作とを前記作業機械に交互に行わせるように構成されていることが、好ましい。前記前後均し動作は前記上部旋回体に対して前記先端アタッチメントを前記上部旋回体前後方向に移動させる前記均し動作であり、前記旋回動作は前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる動作である。このように前記前後均し動作と前記旋回動作とが交互に実行されることは、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度が一定に保たれて前記前後均し動作のみが行われる場合に比べ、より広い範囲で前記均し対象物が均されることを可能にする。
　前記コントローラは、前記先端アタッチメントの横幅に基づいて、上部旋回体横方向について前記均し範囲を設定するように構成されていることが、好ましい。前記上部旋回体横方向は、前記上部旋回体前後方向と直交する方向であり、前記横幅は前記上部旋回体横方向における前記先端アタッチメントの寸法である。前記上部旋回体横方向についての前記均し範囲の設定は、前記先端アタッチメントの前記横幅に応じた適切な位置に前記均し範囲を設定することを可能にする。
　前記撮像装置は、前記作業機械の外部に設けられていてもよい。前記撮像装置が前記作業機械に設けられている場合、当該撮像装置からみて前記撮像対象物（前記均し対象物および前記周囲物の少なくとも一方）が前記作業機械の構成要素（例えばアタッチメント）の陰になる可能性があるが、前記作業機械の外部の適切な位置に前記撮像装置を配置することにより、前記撮像装置からみて前記撮像対象物が前記作業機械の構成要素の陰になることを防いで当該撮像対象物が撮像されるようにすることができる。また、本来的に撮像装置を具備しない作業機械を前記自動均しシステムに適用することができる。ただし、このことは、前記撮像装置とは別の撮像装置が作業機械に設けられている態様を除外するものではない。
　上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置、形状、および接続が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。例えば、前記コントローラは、１つの装置により構成されてもよいし、複数の装置により構成されてもよい。

Claims (10)

  1. 　均し対象物を自動的に均すための自動均しシステムであって、
    　前記均し対象物を均す均し動作を行うことが可能な作業機械と、
    　前記均し対象物および前記均し対象物の周辺物の少なくとも一方の位置および形状の三次元情報を取得する撮像装置と、
    　前記作業機械に前記均し動作を行わせるコントローラと、を備え、
    　前記作業機械は、下部走行体と、当該下部走行体に旋回可能に支持される上部旋回体と、前記上部旋回体に起伏可能に取り付けられる作業アタッチメントと、を含み、前記作業アタッチメントは、先端部を有して当該先端部を少なくとも上部旋回体前後方向に移動させるように動作することが可能なアタッチメント本体と、前記アタッチメント本体の前記先端部に保持され、前記均し対象物と接触しながら移動することにより当該均し対象物を均すことが可能な先端アタッチメントと、を含み、前記上部旋回体前後方向は前記上部旋回体の前後方向であり、
    　前記コントローラは、前記撮像装置により取得された前記三次元情報に基づいて均し範囲を設定し、当該均し範囲内で前記先端アタッチメントによる前記均し動作を前記作業機械に行わせるように構成されている、自動均しシステム。
  2. 　請求項１に記載の自動均しシステムであって、前記周辺物は、前記均し対象物を収容する容器であり、前記コントローラは、前記容器の前記三次元情報に基づいて前記均し範囲を設定するように構成されている、自動均しシステム。
  3. 　請求項２に記載の自動均しシステムであって、前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向について前記均し範囲を設定するものであり、前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の端の位置を、前記上部旋回体前後方向における前記容器の端部から前記上部旋回体前後方向にずれた位置に設定するように構成されている、自動均しシステム。
  4. 　請求項３に記載の自動均しシステムであって、前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記容器の端部よりも前記上部旋回体前後方向の外側の位置に均し動作開始位置を設定するように構成され、前記均し動作開始位置は、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の端の位置であって前記均し動作が開始される位置である、自動均しシステム。
  5. 　請求項３または４に記載の自動均しシステムであって、前記コントローラは、前記上部旋回体前後方向における前記均し範囲の前側の端の位置を、前記上部旋回体前後方向について前記容器の前側の端部よりも後側に設定する、自動均しシステム。
  6. 　請求項２～５のいずれか１項に記載の自動均しシステムであって、前記均し対象物の高さを検出する高さ検出部をさらに備え、前記コントローラは、前記高さ検出部により検出された前記均し対象物の高さに基づいて、高さ方向について前記均し範囲を設定するように構成されている、自動均しシステム。
  7. 　請求項２～６のいずれか１項に記載の自動均しシステムであって、前記容器の傾きを検出する容器傾き検出部をさらに備え、前記コントローラは、前記容器傾き検出部により検出された前記傾きに基づいて、前記作業機械が前記容器の底面に沿う方向に前記均し対象物を均すように前記均し範囲を設定する、自動均しシステム。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の自動均しシステムであって、前記コントローラは、前後均し動作と旋回動作とを前記作業機械に交互に行わせるように構成され、前記前後均し動作は前記上部旋回体に対して前記先端アタッチメントを前記上部旋回体前後方向に移動させる前記均し動作であり、前記旋回動作は前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる動作である、自動均しシステム。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の自動均しシステムであって、前記コントローラは、前記先端アタッチメントの横幅に基づいて、上部旋回体横方向について前記均し範囲を設定するように構成され、前記上部旋回体横方向は前記上部旋回体前後方向と直交する方向であり、前記横幅は前記上部旋回体横方向における前記先端アタッチメントの寸法である、自動均しシステム。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の自動均しシステムであって、前記撮像装置は、前記作業機械の外部に設けられる、自動均しシステム。
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