WO2022091519A1 - 経路設定システム - Google Patents

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WO2022091519A1
WO2022091519A1 PCT/JP2021/029081 JP2021029081W WO2022091519A1 WO 2022091519 A1 WO2022091519 A1 WO 2022091519A1 JP 2021029081 W JP2021029081 W JP 2021029081W WO 2022091519 A1 WO2022091519 A1 WO 2022091519A1
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WO
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obstacle
attachment
point
turning angle
specific portion
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PCT/JP2021/029081
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将貴 秋山
隆行 土井
耕治 山下
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コベルコ建機株式会社
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
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    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the present invention relates to a route setting system for setting a target route for an attachment of a work machine.
  • Patent Document 1 describes a technique for setting a target route of an attachment.
  • the target path of the attachment is set so that a specific part of the attachment (the cutting edge of the working machine) does not come into contact with an obstacle (current terrain).
  • the route setting system is used for a work machine having a lower traveling body, an upper swivel body, and an attachment, and sets a target route of an attachment specific part which is a specific part of the attachment.
  • the route setting system includes a three-dimensional information acquisition unit and a controller.
  • the upper swivel body is rotatably mounted on the lower traveling body around a swivel center axis extending in the vertical direction.
  • the attachment is attached to the upper swing body to perform work.
  • the three-dimensional information acquisition unit acquires three-dimensional information of an obstacle specific part, which is a specific part of an obstacle around the attachment.
  • FIG. 1 is a side view of a work machine and a route setting system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of the work machine and the route setting system shown in FIG. 1 as viewed from above.
  • FIG. 3 is a block diagram of a route setting system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the route setting system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the route setting system and the avoidance route according to the embodiment of the present invention from above.
  • FIG. 6 is a side view of the avoidance route and the like shown in FIG.
  • FIG. 7 is a rear view of the avoidance route and the like shown in FIG. FIG.
  • the route setting system 1 according to each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • the route setting system 1 is a system for setting the target route R of the attachment 15 of the work machine 10 shown in FIG.
  • the route setting system 1 includes an image pickup device 21 and a controller 30.
  • the lower traveling body 11 supports the upper turning body 13 so as to be able to turn.
  • the lower traveling body 11 causes the work machine 10 to travel.
  • the upper swivel body 13 is mounted on the lower traveling body 11 so as to be swivelable around a swivel center axis extending in the vertical direction.
  • the turning center axis of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 is defined as the turning center axis 13a (see FIG. 2).
  • the center line extending in the front-rear direction (the direction will be described later), which is the center axis of the attachment 15, is defined as the center line 15l.
  • the turning center axis 13a is on the center line 15l when viewed from the vertical direction, but the turning center axis 13a may be located laterally displaced from the center line 15l.
  • the image pickup device 21 detects the three-dimensional information of the image pickup object, and more specifically, detects the three-dimensional information of the position and shape of the image pickup object.
  • the image pickup object of the image pickup apparatus 21 includes an obstacle identification site Oa (see FIG. 5, which will be described later) of the obstacle O around the attachment 15.
  • the image pickup object of the image pickup apparatus 21 may be, for example, a work object (for example, earth and sand) of the attachment 15, or an object other than the work object.
  • the image pickup object of the image pickup apparatus 21 may include the terrain around the attachment 15.
  • the image pickup apparatus 21 acquires an image (distance image) having distance information (depth information).
  • the image pickup apparatus 21 may detect the three-dimensional information of the image pickup object based on the distance image and the two-dimensional image.
  • Only one image pickup device 21 may be provided, or a plurality of image pickup devices 21 may be provided.
  • the image pickup apparatus 21 may be mounted on the work machine 10 or may be arranged outside the work machine 10 (for example, at the work site) (the same applies to the controller 30).
  • the image pickup device 21 is arranged outside the work machine 10 (not shown)
  • a position that cannot be detected when the image pickup device 21 is mounted only on the work machine 10 (for example, a portion behind the attachment 15) is located. It may be possible to detect it.
  • the route setting system 1 of the present embodiment can be applied even if the work machine 10 does not include the image pickup device 21.
  • the image pickup device 21 may be provided with a device for detecting three-dimensional information using a laser beam, and may be provided with, for example, LiDAR (Light Detection and Ringing or Laser Imaging Detection and Ranking), or TOF (Time Of Flyght). ) It may be equipped with a sensor.
  • the image pickup device 21 may include a device (for example, a millimeter wave radar) that detects three-dimensional information using radio waves.
  • the image pickup apparatus 21 may include a stereo camera. When the image pickup device 21 detects the three-dimensional information around the attachment 15 based on the three-dimensional information and the two-dimensional information, the image pickup device 21 includes a camera capable of detecting a two-dimensional image. You may.
  • the work machine 10 performs work involving the movement of the attachment 15.
  • the attachment 15 includes the attachment specific portion 15s.
  • the attachment specific portion 15s is, for example, the tip portion of the tip attachment 15c.
  • the attachment specific portion 15s may be a point or a range.
  • the movement of the attachment specific portion 15s is performed by at least one of the rotation of the upper swing body 13, the undulation of the boom 15a, the rotation of the arm 15b with respect to the boom 15a, and the rotation of the tip attachment 15c with respect to the arm 15b.
  • the attachment 15 performs an operation (lifting and turning) of lifting and turning the captured work object.
  • the attachment specific portion 15s moves from the position P1 to the position P3 via the position P2.
  • the position P1 is a position where the attachment 15 catches the work object (for example, a position where earth and sand are excavated).
  • the position P2 will be described later.
  • the position P3 is a position where the attachment 15 starts releasing the work object (for example, a soil discharge start position).
  • Example 1B The attachment 15 releases the work object (for example, excretes soil), and for example, loads the work object into the transport vehicle T. At this time, the tip attachment 15c shown in FIG. 1 rotates with respect to the arm 15b. As a result, the attachment specific portion 15s moves from the position P3 to the position P4.
  • the position P4 is a position where the attachment 15 completes the release of the work object (for example, the soil removal completion position).
  • the attachment 15 performs an operation (return turning) of returning from the position where the work object is released to the position where the work object is captured. At this time, as shown in FIG. 2, the attachment specific portion 15s moves from the position P4 to the position P6 via the position P5. The position P5 will be described later.
  • the position P6 is a position where the attachment 15 starts capturing the work object (for example, a position where the excavation of earth and sand starts).
  • Attachment 15 captures a work object (for example, excavating earth and sand). At this time, the tip attachment 15c shown in FIG. 1 rotates with respect to the arm 15b. As a result, the attachment specific portion 15s moves from the position P6 to the position P1.
  • a work object for example, excavating earth and sand
  • the controller 30 sets the route setting target area A and the other areas around the attachment 15, respectively.
  • the route setting target area A is an area (calculation target area) in which the route setting system 1 sets the target route R of the attachment specific portion 15s.
  • the route setting system 1 may set a route (out-of-area route) of the attachment specific portion 15s outside the route setting target area A.
  • the out-of-area route may be, for example, a route stored in advance in the controller 30.
  • the out-of-area route may be, for example, a route (teaching route) in which the movement route of the attachment 15 is stored in a storage unit such as a controller 30 when the operator operates the work machine 10 in advance to move the attachment 15. ..
  • the obstacle O is an object that may come into contact with the attachment 15 when the attachment 15 moves.
  • the obstacle O may be a terrain (mountain-shaped part, hole-shaped part, etc.).
  • the obstacle O may be a work object (for example, earth and sand, waste, etc.).
  • the obstacle O may be a terrain and a work object, for example, a sediment mountain, or a hole (deep digging) dug so as to be recessed with respect to the ground (see FIGS. 12 and 13).
  • the obstacle O may be an object that is neither a terrain nor a work object.
  • the target route R is a target movement route of the attachment specific portion 15s.
  • the controller 30 is a method of setting a target path R between the start point Rs and the end point Re depending on whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re of the target path R. change.
  • the start point Rs is a start point of movement when the attachment specific portion 15s is moved along the target path R.
  • the end point Re is the end point of movement when the attachment specific portion 15s is moved along the target path R.
  • Each of the start point Rs and the end point Re is three-dimensional information, and is coordinates indicating a three-dimensional position.
  • the controller 30 sets the start point Rs and the end point Re, respectively, according to the work of the work machine 10 (attachment 15) as shown in each of the above examples.
  • the target path R may be a part or the whole of the movement path of the attachment specific portion 15s when the work machine 10 performs the work.
  • the target path R may be a part of the path of the lift turn (see [Example 1A] above), and specifically, the path from the position P1 to the position P2. good.
  • the target path R may be a part of the return turn (see [Example 1C] above), and specifically, may be a path from the position P5 to the position P6.
  • the target path R may be the entire path of the lift turn (the path from the position P1 to the position P3).
  • the target path R may be the entire path of the return turn (the path from the position P4 to P6).
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the route setting system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view of the route setting system 1 and the avoidance route R1 according to the present embodiment as viewed from above.
  • FIG. 6 is a side view of the avoidance path R1 and the like shown in FIG.
  • FIG. 7 is a view of the avoidance path R1 and the like shown in FIG. 5 as viewed from the rear.
  • FIG. 8 is a view of the route setting system 1 and the non-avoidance route R2 as viewed from above.
  • FIG. 9 is a view of the non-avoidance path R2 shown in FIG. 8 as viewed from the rear.
  • step S11 to S23 The setting of the target route R will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • steps S11 to S23 Each step (steps S11 to S23) of the flowchart will be described with reference to FIG.
  • the series of processes (processes from the start to the end) shown in the figure are performed, for example, in each cycle (for example, every earth and sand excavation cycle) in which the attachment specific portion 15s shown in FIG. 5 is arranged at the start point Rs.
  • step S11 the image pickup apparatus 21 shown in FIG. 1 detects three-dimensional information around the attachment 15.
  • the three-dimensional information detected by the image pickup apparatus 21 is input to the controller 30.
  • the obstacle specific portion Oa may be a part of the obstacle O.
  • the obstacle specific portion Oa may be the top (highest position, apex) of the mountain-shaped obstacle O, and specifically, for example, the top of a sediment mountain.
  • the controller 30 determines whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re of the target path R shown in FIG. 5 (see step S21 (see FIG. 4) to be described later). )).
  • this determination is referred to as "determination of the presence or absence of obstacle O".
  • the presence or absence of the obstacle O may be determined based on the turning angle ⁇ , or may be made based on the position in the front-rear direction (front-back position, position in the depth direction when viewed from the upper turning body 13) (the position in the front-back direction). See variant embodiment 1 below).
  • the controller 30 determines the presence or absence of the obstacle O based on the turning angle ⁇ will be described.
  • the starting point turning angle ⁇ s is the turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is arranged at the starting point Rs. More specifically, the starting point turning angle ⁇ s is a turning angle ⁇ when the starting point Rs is arranged on the center line 15l of the attachment 15 when viewed from above and below.
  • the starting point turning angle ⁇ s is acquired as follows.
  • the end point turning angle ⁇ e is the turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is arranged at the end point Re.
  • the end point turning angle ⁇ e is a turning angle ⁇ when the end point Re is arranged on the center line 15l of the attachment 15 when viewed from the vertical direction.
  • the turning angle ⁇ detected by the turning angle detecting unit 19a is the ending point turning angle ⁇ e.
  • the end point turning angle ⁇ e may be acquired by the calculation of the controller 30 without actually arranging the attachment specific portion 15s at the position corresponding to the end point Re (for example, the point P2) (the above [Example 4B]. ]).
  • the obstacle turning angle ⁇ o is a turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is placed at the position of the obstacle specific portion Oa.
  • the obstacle turning angle ⁇ o is a turning angle ⁇ when the obstacle specific portion Oa is arranged on the center line 15l of the attachment 15 when viewed from the vertical direction.
  • the turning angle ⁇ detected by the turning angle detecting unit 19a is defined as the obstacle turning angle ⁇ o. It may be (see [Example 4A] above). Further, the obstacle turning angle ⁇ o may be acquired by the calculation of the controller 30 without actually arranging the attachment specific portion 15s at the position corresponding to the obstacle specific portion Oa (see [Example 4B] above). ).
  • the controller 30 acquires judgment information (judgment information) for determining whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re of the target route R. Functions as a department.
  • step S21 the controller 30 determines the presence or absence of the obstacle O.
  • the positional relationship between the above points is simply indicated by an inequality sign. The same applies to the other steps described later.
  • the controller 30 determines that the obstacle specific portion Oa is between the start point Rs and the end point Re (YES in step S21)
  • the controller 30 sets the avoidance route R1 as the target route R (step S22).
  • the controller 30 “between the starting point Rs and the ending point Re”.
  • the controller 30 determines that there is no obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re (NO in step S21)
  • the controller 30 sets the non-avoidance route R2 as the target route R. (Step S23).
  • the controller 30 when there is no obstacle turning angle ⁇ o between the starting point turning angle ⁇ s and the ending point turning angle ⁇ e (within the angle range B), the controller 30 “between the starting point Rs and the ending point Re”. It is determined that there is no obstacle specific portion Oa, and the non-avoidance route R2 is set as the target route R.
  • the turning direction when turning the attachment specific portion 15s around the turning center axis 13a from the starting point turning angle ⁇ s to the ending point turning angle ⁇ e is defined as the “target turning direction”.
  • the above “between the start point turning angle ⁇ s and the end point turning angle ⁇ e” is between the starting point turning angle ⁇ s and the ending point turning angle ⁇ e when the attachment specific portion 15s is rotated in the target turning direction. ..
  • the above "between the start point turning angle ⁇ s and the end point turning angle ⁇ e” is from the starting point turning angle ⁇ s to the ending point turning angle ⁇ e when the attachment specific portion 15s is rotated in the direction opposite to the target turning direction.
  • the angle range B is, for example, 180 ° or less.
  • step S22 the controller 30 sets the avoidance route R1 as the target route R.
  • the avoidance route R1 is a route in which the attachment specific portion 15s moves from the start point Rs to the end point Re while the attachment 15 performs an avoidance operation to avoid the obstacle O (see FIGS. 5 to 7).
  • the avoidance path R1 includes an avoidance operation path R1a, an avoidance position R1b, and a post-avoidance path R1c.
  • the avoidance operation may be an operation of avoiding an obstacle specific part Oa (for example, a point), and avoids a wider range than the obstacle specific part Oa (for example, a range including a peripheral part of the obstacle specific part Oa). It may be an operation or an operation that avoids the entire obstacle O.
  • an obstacle specific part Oa for example, a point
  • avoids a wider range than the obstacle specific part Oa for example, a range including a peripheral part of the obstacle specific part Oa
  • It may be an operation or an operation that avoids the entire obstacle O.
  • the attachment specific portion 15s may avoid the obstacle O, or a wider range of the attachment 15 than the attachment specific portion 15s may avoid the obstacle O.
  • the entire attachment 15 may avoid the obstacle O.
  • the controller 30 calculates the locus of the attachment 15 when the attachment 15 moves, based on the posture of the attachment 15 and the shape information of the attachment 15. For example, the controller 30 calculates an avoidance path R1 such that the entire attachment 15 avoids the obstacle O based on the locus of the attachment 15.
  • the avoidance operation is an operation in which the attachment 15 moves from a position above the start point Rs to a position higher than the obstacle specific part Oa until it exceeds the position of the obstacle specific part Oa (up to the avoidance position R1b). It may be (see FIG. 7).
  • the avoidance operation may be an operation in which the attachment 15 moves at a position higher than the obstacle specific portion Oa from the starting point turning angle ⁇ s shown in FIG. 5 until the obstacle turning angle ⁇ o is exceeded. Specifically, the attachment specific portion 15s moves upward from the starting point Rs to a position higher than the obstacle specific portion Oa (see FIG. 7). Then, the attachment specific portion 15s moves laterally from the position of the starting point turning angle ⁇ s until it exceeds the obstacle turning angle ⁇ o (up to the avoidance position R1b).
  • the avoidance operation may be an operation in which the attachment 15 moves to a position higher than the obstacle specific portion Oa from the start point front / rear position Xs (described later) to the obstacle front / rear position Xo (described later).
  • the avoidance operation may be any operation as long as the attachment 15 can avoid the obstacle O.
  • the avoidance operation may be an operation in which the attachment 15 moves along the surface of the obstacle O.
  • the avoidance route R1c is a route in which the attachment 15 moves from the position beyond the obstacle O (avoidance position R1b) toward the end point Re.
  • the post-avoidance route R1c may be a route in which the attachment specific portion 15s is orthogonal to the end point Re from the avoidance position R1b (see the description of the non-avoidance route R2 described later).
  • the avoidance route R1c may be a route in which the attachment specific portion 15s moves through a passing point set in advance in the controller 30.
  • the avoidance route R1c may be a route in which the attachment specific portion 15s moves along a route set in advance in the controller 30.
  • step S23 the controller 30 sets the non-avoidance route R2 as the target route R as shown in FIG.
  • the non-avoidance path R2 is a path in which the attachment specific portion 15s moves from the start point Rs to the end point Re without performing the avoidance operation by the attachment 15.
  • the non-avoidance route R2 is, for example, a route in which the attachment specific portion 15s goes straight from the start point Rs to the end point Re.
  • the non-avoidance path R2 may be the shortest path from the start point Rs to the end point Re (see FIG. 9), and may be specifically a linear route.
  • the non-avoidance route R2 may be a route in which the attachment specific portion 15s moves along a preset route.
  • the avoidance route R1 may be a route obtained by modifying a preset route (that is, a non-avoidance route R2).
  • the controller 30 outputs a command (inputs a command signal) to the drive control unit 17 (see FIG. 3) so as to move the attachment specific portion 15s along the set target path R.
  • a command inputs a command signal
  • the drive control unit 17 see FIG. 3
  • the route setting system 1 shown in FIG. 1 has the following effects.
  • the route setting system 1 is used for the work machine 10 and includes an image pickup device 21 and a controller 30.
  • the upper swivel body 13 of the work machine 10 is mounted on the lower traveling body 11 so as to be swivelable.
  • the attachment 15 is attached to the upper swivel body 13 to perform work.
  • the image pickup apparatus 21 acquires three-dimensional information of the obstacle specific portion Oa, which is a specific portion of the obstacle O around the attachment 15 shown in FIG.
  • the image pickup device 21 itself may have a function of specifying the obstacle specifying portion Oa and its position.
  • the controller 30 sets the target path R of the attachment specific portion 15s, which is a specific portion of the attachment 15, from the predetermined start point to the predetermined end point.
  • the controller 30 determines that there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs of the target route R and the end point Re of the target route R, the controller 30 sets the avoidance route R1 as the target route R.
  • the avoidance route R1 is a route in which the attachment specific portion 15s moves from the start point Rs to the end point Re while the attachment 15 performs an avoidance operation to avoid the obstacle O.
  • the controller 30 determines that there is no obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re, the controller 30 sets the non-avoidance route R2 as the target route R.
  • the non-avoidance path R2 is a path in which the attachment specific portion 15s moves from the start point Rs to the end point Re without performing the avoidance operation by the attachment 15.
  • the controller 30 determines whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re shown in FIG.
  • the controller 30 sets the avoidance path R1 in which the attachment 15 performs the avoidance operation as the target path R. Therefore, it is possible to move the attachment specific portion 15s from the start point Rs to the end point Re while causing the attachment 15 to avoid the obstacle O.
  • the controller 30 sets the non-avoidance path R2 in which the attachment 15 does not perform the avoidance operation as the target path R. do.
  • the attachment specific portion 15s can be moved from the start point Rs to the end point Re without causing the attachment 15 to perform a useless avoidance operation. Therefore, the contact of the attachment 15 with the obstacle O can be suppressed, and the useless operation of the attachment 15 can be suppressed.
  • the turning angle ⁇ of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 and the turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is arranged at the starting point Rs is defined as the starting point turning angle ⁇ s. Will be done.
  • the turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is arranged at the end point Re is defined as the end point turning angle ⁇ e.
  • the turning angle ⁇ when the attachment specific portion 15s is arranged at the position of the obstacle specific portion Oa is defined as the obstacle turning angle ⁇ o.
  • the controller 30 When the obstacle turning angle ⁇ o is between the starting point turning angle ⁇ s and the ending point turning angle ⁇ e (angle range B), the controller 30 has an obstacle specific portion Oa between the starting point Rs and the ending point Re. Judge that there is. As shown in FIG. 8, when there is no obstacle turning angle ⁇ o between the starting point turning angle ⁇ s and the ending point turning angle ⁇ e (angle range B), the controller 30 is between the starting point Rs and the ending point Re. It is determined that there is no obstacle specific part Oa in.
  • the controller 30 determines whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re (determination of the presence or absence of the obstacle O) based on the turning angle ⁇ . .. Therefore, as compared with the case where the presence or absence of the obstacle O is determined based on whether or not the obstacle specific portion Oa is located between the start point Rs and the end point Re in the three-dimensional space, for example, the controller 30 The calculation load can be suppressed.
  • the controller 30 sets the top of the mountain-shaped obstacle O to the obstacle specific portion Oa.
  • the controller 30 determines whether or not there is an obstacle specific portion Oa between the start point Rs and the end point Re (determination of the presence or absence of the obstacle O) in three dimensions on the top of the obstacle O. It is based on information, that is, three-dimensional information of points. Therefore, the calculation load of the controller 30 can be suppressed as compared with the case where the presence / absence of the obstacle O is determined based on the three-dimensional information of the entire obstacle O.
  • the avoidance operation is performed at a position higher than the obstacle specific portion Oa from the position above the start point Rs until the position of the obstacle specific portion Oa is exceeded (up to the avoidance position R1b) (FIG. 7). 5) is a moving operation.
  • the attachment 15 (see FIG. 5) can move from the start point Rs toward the end point Re while reliably avoiding the obstacle specific portion Oa.
  • the presence or absence of the obstacle O shown in FIG. 5 may be determined in various ways. For example, in the above embodiment, the presence / absence of the obstacle O is determined based on the turning angle ⁇ . On the other hand, in the modified embodiment 1, the presence / absence of the obstacle O is determined based on the position (front-back position) in the front-rear direction.
  • the differences between the modified embodiment 1 and the above-described embodiment will be described.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the route setting system 1 of the present modified embodiment 1.
  • step S113 shown in FIG. 10 is performed.
  • the controller 30 shown in FIG. 5 acquires the start point front-rear position Xs, the end point front-rear position Xe, and the obstacle front-rear position Xo.
  • the start point front-rear position Xs is a position in the front-rear direction of the start point Rs (position in the front-rear direction of the upper swivel body 13).
  • the end point front-back position Xe is a position in the front-back direction of the end point Re.
  • the obstacle anterior-posterior position Xo is a position in the anteroposterior direction of the obstacle specific portion Oa.
  • the controller 30 when the obstacle front / rear position Xo is located between the start point front / rear position Xs and the end point front / rear position Xe (front / rear range C), the obstacle specific portion Oa is located between the start point Rs and the end point Re. Judge that there is. As shown in FIG. 8, the controller 30 is between the start point Rs and the end point Re when there is no obstacle front-rear position Xo between the start point front-rear position Xs and the end point front-rear position Xe (front-rear range C). It is determined that there is no obstacle specific part Oa in.
  • the position of the end point Re in the front-rear direction of the upper swivel body 13 is defined as the end point front-rear position Xe.
  • the position of the obstacle specific portion Oa in the front-rear direction of the upper swing body 13 is defined as the obstacle front-rear position Xo.

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Abstract

アタッチメントの障害物への接触を抑制するとともに、アタッチメントの無駄な動作を抑制する。コントローラは、開始点と終了点との間に障害物特定部位があると判定した場合、目標経路として回避経路を設定する。回避経路は、障害物を回避する回避動作をアタッチメントが行いながら、開始点から終了点にアタッチメント特定部位が移動する経路である。コントローラは、開始点と終了点との間に障害物特定部位がないと判定した場合、目標経路として非回避経路を設定する。非回避経路は、回避動作をアタッチメントが行わずに、開始点から終了点にアタッチメント特定部位が移動する経路である。

Description

経路設定システム
　本発明は、作業機械のアタッチメントの目標経路を設定する経路設定システムに関する。
　例えば特許文献１などに、アタッチメントの目標経路を設定する技術が記載されている。同文献に記載の技術では、アタッチメントの特定部位（作業機の刃先）が障害物（現在の地形）に接触しないように、アタッチメントの目標経路が設定される。
特開２０２０－２０１５３号公報
　同文献に記載の技術では、アタッチメントが障害物を回避する動作を行うような目標経路が設定される。具体的には、アタッチメントが、開始位置（現在位置）から、途中点を通り、終了位置（掘削開始位置）に至るように、目標経路が設定される。しかし、アタッチメントの位置や障害物の状態によっては、必ずしも障害物を回避する動作をアタッチメントが行う必要はない。このため、アタッチメントが無駄な動作を行うおそれがある。
　本発明の目的は、アタッチメントの障害物への接触を抑制できるとともに、アタッチメントの無駄な動作を抑制することができる、経路設定システムを提供することにある。
　本発明によって提供されるのは、経路設定システムである。当該経路設定システムは、下部走行体と、上部旋回体と、アタッチメントとを有する作業機械に用いられ、前記アタッチメントの特定の部位であるアタッチメント特定部位の目標経路を設定する。経路設定システムは、三次元情報取得部と、コントローラとを備える。前記上部旋回体は、上下方向に延びる旋回中心軸回りに前記下部走行体に旋回可能に搭載される。前記アタッチメントは、前記上部旋回体に取り付けられ、作業を行う。前記三次元情報取得部は、前記アタッチメントの周囲の障害物の特定の部位である障害物特定部位の三次元情報を取得する。前記コントローラは、所定の開始点から所定の終了点までの前記アタッチメント特定部位の目標経路を設定する。前記コントローラは、前記三次元情報取得部の取得結果に基づいて、前記目標経路の前記開始点と前記目標経路の前記終了点との間における前記障害物特定部位の有無を判定する。前記コントローラは、前記目標経路の開始点と前記目標経路の終了点との間に前記障害物特定部位があると判定した場合、前記目標経路として回避経路を設定し、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定した場合、前記目標経路として非回避経路を設定する。前記回避経路は、前記障害物を回避する回避動作を前記アタッチメントが行いながら、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路である。前記非回避経路は、前記回避動作を前記アタッチメントが行わずに、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路である。
図１は、本発明の一実施形態に係る作業機械および経路設定システムを横方向から見た図である。 図２は、図１に示す作業機械および経路設定システムを上方から見た図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る経路設定システムのブロック図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る経路設定システムの作動を示すフローチャートである。 図５は、本発明の一実施形態に係る経路設定システムおよび回避経路を上方から見た図である。 図６は、図５に示す回避経路などを横方向から見た図である。 図７は、図５に示す回避経路などを後方から見た図である。 図８は、図１に示す経路設定システムおよび非回避経路を上方から見た図である。 図９は、図８に示す非回避経路を後方から見た図である。 図１０は、本発明の変形実施形態１の経路設定システムの作動を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の変形実施形態２の経路設定システムの作動を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の変形実施形態４の経路設定システムおよび目標経路などを上方から見た図である。 図１３は、図１２に示す目標経路などを後方から見た図である。
　図１～図１３を参照して、本発明の各実施形態に係る経路設定システム１について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る作業機械１０および経路設定システム１を横方向から見た図である。図２は、図１に示す作業機械１０および経路設定システム１を上方から見た図である。図３は、本実施形態に係る経路設定システム１のブロック図である。
　経路設定システム１は、図１に示す作業機械１０のアタッチメント１５の目標経路Ｒを設定するシステムである。経路設定システム１は、撮像装置２１と、コントローラ３０と、を備える。
　作業機械１０は、アタッチメント１５を用いた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、例えばショベルなどである。例えば、作業機械１０は、作業対象物の捕捉（例えば土砂の掘削）、および、捕捉した作業対象物の解放（例えば排土）を行うことが可能である。上記の作業対象物は、土砂でもよく、石でもよく、廃棄物などでもよい。作業機械１０は、例えば自動運転可能である。作業機械１０は、下部走行体１１と、上部旋回体１３と、アタッチメント１５と、駆動制御部１７（図２参照）と、姿勢検出部１９（図２参照）と、を備える。
　下部走行体１１は、上部旋回体１３を旋回可能に支持する。下部走行体１１は、作業機械１０を走行させる。上部旋回体１３は、下部走行体１１に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に搭載される。下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回中心軸を、旋回中心軸１３ａ（図２参照）と定義する。
　アタッチメント１５は、上部旋回体１３に取り付けられ、作業を行う。アタッチメント１５は、ブーム１５ａと、アーム１５ｂと、先端アタッチメント１５ｃと、を備える。ブーム１５ａは、上部旋回体１３に起伏可能（上下に回転可能）に取り付けられる。アーム１５ｂは、ブーム１５ａの先端部に回転可能（押し引き可能）に取り付けられる。先端アタッチメント１５ｃは、アタッチメント１５の先端部に設けられ、アーム１５ｂの先端部に回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント１５ｃは、例えば、作業対象物をすくうバケットでもよく、作業対象物を挟む装置（グラップルなど）でもよい。アタッチメント１５の特定の部位を、アタッチメント特定部位１５ｓと称する。図５に示すように、アタッチメント１５の中心軸であって前後方向（方向については後述）に延びる中心線を、中心線１５ｌとする。なお、図５に示す例では、上下方向から見たとき、旋回中心軸１３ａは中心線１５ｌ上にあるが、旋回中心軸１３ａは中心線１５ｌから横方向にずれた位置にあってもよい。
　（作業機械１０に関する方向など）
　図１に示すように、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回の中心軸（旋回中心軸１３ａ）が延びる方向を、上下方向（Ｚ）と定義する。上下方向において、下部走行体１１から上部旋回体１３に向かう方向を上方向（Ｚ１）と定義し、その逆方向を下方向（Ｚ２）と定義する。上下方向に直交する方向であって、上部旋回体１３に対してアタッチメント１５が突出する側を前後方向のうち前方向（Ｘ１）と定義し、その逆方向を前後方向のうち後方向（Ｘ２）と定義する。上下方向および前後方向のそれぞれに直交する方向を、横方向と定義する。
　駆動制御部１７（図３参照）は、作業機械１０を駆動させるアクチュエータを制御する。駆動制御部１７は、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を旋回させるモータ（図示なし）を制御する。駆動制御部１７は、上部旋回体１３に対してブーム１５ａを起伏させるシリンダ（図示なし）を制御する。駆動制御部１７は、ブーム１５ａに対してアーム１５ｂを回転させるシリンダを制御する。駆動制御部１７は、アーム１５ｂに対して先端アタッチメント１５ｃを回転させるシリンダ（図示なし）を制御する。
　姿勢検出部１９（図３参照）は、作業機械１０の姿勢を検出するセンサである。姿勢検出部１９は、例えば角度センサを備える。具体的には、図３に示すように、姿勢検出部１９は、旋回角度検出部１９ａと、ブーム角度検出部１９ｂと、アーム角度検出部１９ｃと、先端アタッチメント角度検出部１９ｄと、を備える。旋回角度検出部１９ａは、図５に示す下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度θ（相対角度）を検出する。ブーム角度検出部１９ｂ（図３参照）は、図１に示す上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転角度（起伏角度）を検出する。アーム角度検出部１９ｃ（図３参照）は、ブーム１５ａに対するアーム１５ｂの回転角度を検出する。先端アタッチメント角度検出部１９ｄ（図３参照）は、アーム１５ｂに対する先端アタッチメント１５ｃの回転角度を検出する。
　撮像装置２１は、撮像対象物の三次元情報を検出し、さらに詳しくは、撮像対象物の位置および形状の三次元の情報を検出する。撮像装置２１の撮像対象物は、アタッチメント１５の周囲の障害物Ｏの障害物特定部位Ｏａ（図５参照、後述）を含む。撮像装置２１の撮像対象物は、例えばアタッチメント１５の作業対象物（例えば土砂など）でもよく、作業対象物以外の物でもよい。撮像装置２１の撮像対象物は、アタッチメント１５の周囲の地形を含んでもよい。撮像装置２１は、距離の情報（奥行きの情報）を有する画像（距離画像）を取得する。撮像装置２１は、距離画像と二次元画像とに基づいて、撮像対象物の三次元情報を検出してもよい。
　この撮像装置２１は、１つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。撮像装置２１は、作業機械１０に搭載されてもよく、作業機械１０の外部（例えば作業現場）に配置されてもよい（コントローラ３０についても同様）。撮像装置２１が作業機械１０の外部に配置される場合（図示なし）は、撮像装置２１が作業機械１０のみに搭載された場合には検出できない位置（例えばアタッチメント１５の陰になる部分など）を検出できる場合がある。また、撮像装置２１が作業機械１０の外部に配置される場合は、作業機械１０が撮像装置２１を備えていなくても、本実施形態の経路設定システム１を適用することができる。
　この撮像装置２１は、レーザー光を用いて三次元の情報を検出する装置を備えてもよく、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）を備えてもよく、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサを備えてもよい。撮像装置２１は、電波を用いて三次元の情報を検出する装置（例えばミリ波レーダなど）を備えてもよい。撮像装置２１は、ステレオカメラを備えてもよい。撮像装置２１が三次元の情報と二次元の情報とに基づいて、アタッチメント１５の周囲の三次元情報を検出する場合などには、撮像装置２１は、二次元の画像を検出可能なカメラを備えてもよい。
　コントローラ３０は、信号の入出力、判定や算出などの演算、情報の記憶などを行う。具体的に、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。コントローラ３０には、姿勢検出部１９（図３参照）の検出結果および撮像装置２１の撮像情報がそれぞれ入力される。コントローラ３０は、撮像装置２１とともに、本発明の三次元情報取得部を構成する。三次元情報取得部は、アタッチメント１５の周囲の障害物Ｏの特定の部位である障害物特定部位Ｏａの三次元情報を取得する。この際、コントローラ３０は、撮像装置２１の撮像情報から、前記障害物特定部位Ｏａを特定する。
　また、コントローラ３０は、所定の開始点から所定の終了点までのアタッチメント特定部位１５ｓの目標経路Ｒを設定（例えば生成）する。コントローラ３０は、目標経路Ｒ以外のアタッチメント１５の経路（例えばアタッチメント特定部位１５ｓの経路）を設定してもよい。コントローラ３０は、駆動制御部１７（図３参照）を制御することで、作業機械１０を自動的に動作させる。
　（作業機械１０による作業の例）
　作業機械１０は、アタッチメント１５の移動を伴う作業を行う。アタッチメント１５は、アタッチメント特定部位１５ｓを含む。アタッチメント特定部位１５ｓは、例えば、先端アタッチメント１５ｃの先端部などである。アタッチメント特定部位１５ｓは、点でもよく、範囲でもよい。アタッチメント特定部位１５ｓの移動は、上部旋回体１３の旋回、ブーム１５ａの起伏、ブーム１５ａに対するアーム１５ｂの回転、およびアーム１５ｂに対する先端アタッチメント１５ｃの回転、の少なくともいずれかの作動により行われる。
　アタッチメント特定部位１５ｓの移動経路の具体例は、次の通りである。
　［例１Ａ］アタッチメント１５は、捕捉した作業対象物を持ち上げて旋回させる作動（持ち上げ旋回）を行う。このとき、図２に示すように、アタッチメント特定部位１５ｓは、位置Ｐ１から、位置Ｐ２を経由して、位置Ｐ３に移動する。位置Ｐ１は、アタッチメント１５が作業対象物を捕捉した位置（例えば土砂を掘削した位置）である。位置Ｐ２については後述する。位置Ｐ３は、アタッチメント１５が作業対象物の解放を開始する位置（例えば排土開始位置）である。
　［例１Ｂ］アタッチメント１５は、作業対象物を解放（例えば排土）し、例えば、作業対象物を輸送車Ｔに積み込む。このとき、図１に示す先端アタッチメント１５ｃが、アーム１５ｂに対して回転する。この結果、アタッチメント特定部位１５ｓは、位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動する。位置Ｐ４は、アタッチメント１５が作業対象物の解放を完了する位置（例えば排土完了位置）である。
　［例１Ｃ］アタッチメント１５は、作業対象物を解放した位置から、作業対象物を捕捉する位置に戻る作動（復帰旋回）を行う。このとき、図２に示すように、アタッチメント特定部位１５ｓは、位置Ｐ４から、位置Ｐ５を経由して、位置Ｐ６に移動する。なお、位置Ｐ５については後述する。位置Ｐ６は、アタッチメント１５が作業対象物の捕捉を開始する位置（例えば土砂の掘削開始位置）である。
　［例１Ｄ］アタッチメント１５は、作業対象物を捕捉（例えば土砂を掘削）する。このとき、図１に示す先端アタッチメント１５ｃがアーム１５ｂに対して回転する。この結果、アタッチメント特定部位１５ｓは、位置Ｐ６から位置Ｐ１に移動する。
　図２に示すように、コントローラ３０は、アタッチメント１５の周囲に、経路設定対象エリアＡと、それ以外の領域とをそれぞれ設定する。経路設定対象エリアＡは、経路設定システム１が、アタッチメント特定部位１５ｓの目標経路Ｒを設定する領域（演算対象エリア）である。経路設定システム１は、経路設定対象エリアＡの外部でのアタッチメント特定部位１５ｓの経路（エリア外経路）を、どのように設定してもよい。エリア外経路は、例えば、コントローラ３０に予め記憶された経路でもよい。エリア外経路は、例えば、オペレータが事前に作業機械１０を操作してアタッチメント１５を移動させたときの、アタッチメント１５の移動経路をコントローラ３０などの記憶部に記憶させた経路（ティーチング経路）でもよい。
　作業現場ではアタッチメント１５の周囲に障害物Ｏが存在する場合がある。障害物Ｏは、アタッチメント１５が移動する際に、アタッチメント１５に接触する可能性のある物である。障害物Ｏは、地形（山形状の部分、穴形状の部分など）でもよい。障害物Ｏは、作業対象物（例えば土砂、廃棄物など）でもよい。障害物Ｏは、地形かつ作業対象物でもよく、例えば土砂山でもよく、地面に対して凹むように掘られた穴（深堀り）でもよい（図１２および図１３参照）。障害物Ｏは、地形でもなく作業対象物でもない物でもよい。
　（目標経路Ｒの設定の概要）
　図５に示すように、目標経路Ｒは、アタッチメント特定部位１５ｓの目標とする移動経路である。コントローラ３０は、目標経路Ｒの開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かに応じて、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間の目標経路Ｒの設定方法を変える。開始点Ｒｓは、目標経路Ｒに沿ってアタッチメント特定部位１５ｓを移動させる際の移動の始点である。終了点Ｒｅは、目標経路Ｒに沿ってアタッチメント特定部位１５ｓを移動させる際の移動の終点である。開始点Ｒｓおよび終了点Ｒｅのそれぞれは、三次元情報であり、三次元の位置を示す座標である。コントローラ３０は、前述の各例に示すような作業機械１０（アタッチメント１５）の作業に応じて開始点Ｒｓおよび終了点Ｒｅをそれぞれ設定する。
　目標経路Ｒは、作業機械１０が作業を行う際のアタッチメント特定部位１５ｓの移動経路の一部でも全体でもよい。
　［例２Ａ］例えば、図２に示すように、目標経路Ｒは、持ち上げ旋回（上記［例１Ａ］参照）の経路の一部でもよく、具体的には、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの経路でもよい。
　［例２Ｂ］例えば、目標経路Ｒは、復帰旋回（上記［例１Ｃ］参照）の経路の一部でもよく、具体的には、位置Ｐ５から位置Ｐ６までの経路でもよい。
　［例２Ｃ］目標経路Ｒは、持ち上げ旋回の経路の全体（位置Ｐ１から位置Ｐ３までの経路）でもよい。
　［例２Ｄ］目標経路Ｒは、復帰旋回の経路の全体（位置Ｐ４からＰ６までの経路）でもよい。
　（目標経路Ｒの設定の詳細）
　図４は、本実施形態に係る経路設定システム１の作動を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る経路設定システム１および回避経路Ｒ１を上方から見た図である。図６は、図５に示す回避経路Ｒ１などを横方向から見た図である。図７は、図５に示す回避経路Ｒ１などを後方から見た図である。図８は、経路設定システム１および非回避経路Ｒ２を上方から見た図である。図９は、図８に示す非回避経路Ｒ２を後方から見た図である。
　目標経路Ｒの設定について、図４に示すフローチャートなどに基づいて説明する。フローチャートの各ステップ（ステップＳ１１～Ｓ２３）については、図４を参照して説明する。同図に記載の一連の処理（スタートからエンドまでの処理）は、例えば、図５に示すアタッチメント特定部位１５ｓが開始点Ｒｓに配置されるサイクル毎（例えば土砂の掘削サイクル毎）に行われる。
　ステップＳ１１（図４参照）では、図１に示す撮像装置２１が、アタッチメント１５の周囲の三次元情報を検出する。撮像装置２１が検出した三次元情報は、コントローラ３０に入力される。
　ステップＳ１２（図４参照）では、図５に示すコントローラ３０が、アタッチメント１５の周囲の三次元情報から、障害物Ｏを検出（抽出、算出、特定）する。コントローラ３０は、障害物特定部位Ｏａの三次元情報を算出する。障害物特定部位Ｏａは、障害物Ｏの一部でもよく、障害物Ｏの全体でもよい。
　［例３Ａ］図６に示すように、障害物特定部位Ｏａは、障害物Ｏの一部の点でもよい。例えば、障害物特定部位Ｏａは、山形状の障害物Ｏの頂上（最も高い位置、頂点）でもよく、具体的には例えば、土砂山の頂上でもよい。
　［例３Ｂ］障害物特定部位Ｏａは、障害物Ｏの一部の線状の部分でもよい。例えば、障害物特定部位Ｏａは、地面に形成された穴の縁でもよい（後述する変形実施形態４を参照）（図１２および図１３参照）。
　［例３Ｃ］障害物特定部位Ｏａは、障害物Ｏの面でもよい。具体的には例えば、障害物特定部位Ｏａは、土砂山を構成する面でもよく、穴を構成する面（内面）でもよい。
　［例３Ｄ］障害物特定部位Ｏａは、１か所（例えば１点）にのみ存在してもよく、複数か所に存在してもよい。以下では、主に、障害物特定部位Ｏａが土砂山の頂上の点である場合について説明する。
　（障害物Ｏの有無の判定方法）
　後述するように、コントローラ３０は、図５に示す目標経路Ｒの開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かを判定する（後述するステップＳ２１（図４参照））。以下、この判定を「障害物Ｏの有無の判定」という。障害物Ｏの有無の判定は、旋回角度θに基づいて行われてもよく、前後方向における位置（前後位置、上部旋回体１３から見て奥行方向における位置）に基づいて行われてもよい（後述する変形実施形態１を参照）。ここでは、コントローラ３０が、障害物Ｏの有無の判定を旋回角度θに基づいて行う場合について説明する。
　ステップＳ１３（図４参照）では、コントローラ３０が、撮像装置２４の撮像情報などに基づいて、開始点旋回角度θｓと、終了点旋回角度θｅと、障害物旋回角度θｏと、を取得する。
　開始点旋回角度θｓは、アタッチメント特定部位１５ｓが開始点Ｒｓに配置されるときの旋回角度θである。さらに詳しくは、開始点旋回角度θｓは、上下方向から見たときに、アタッチメント１５の中心線１５ｌ上に開始点Ｒｓが配置されるときの旋回角度θである。
　例えば、開始点旋回角度θｓは、次のように取得される。
　［例４Ａ］開始点Ｒｓに対応する位置（例えば点Ｐ１）にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されたときに、旋回角度検出部１９ａ（図３参照）によって検出された旋回角度θが、開始点旋回角度θｓとされてもよい。この場合の具体例は、次の通りである。アタッチメント１５による作業対象物を捕捉する作業が完了したとき、アタッチメント特定部位１５ｓが、点Ｐ１に配置される。コントローラ３０は、このときのアタッチメント特定部位１５ｓの位置を、開始点Ｒｓとする。そして、アタッチメント特定部位１５ｓが点Ｐ１に配置されているときの旋回角度θが、旋回角度検出部１９ａ（図３参照）によって検出される。コントローラ３０は、検出された旋回角度θを、開始点旋回角度θｓとする。
　［例４Ｂ］開始点Ｒｓに対応する位置（例えば点Ｐ１）にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されることなく、開始点旋回角度θｓが取得されてもよい。具体的には、コントローラ３０は、予め設定された開始点Ｒｓの三次元情報に基づいて、アタッチメント特定部位１５ｓが開始点Ｒｓに配置されたと仮定したときの旋回角度θを算出し、算出された旋回角度θを開始点旋回角度θｓとしてもよい。
　終了点旋回角度θｅは、アタッチメント特定部位１５ｓが終了点Ｒｅに配置されるときの旋回角度θである。詳しくは、終了点旋回角度θｅは、上下方向から見たときに、アタッチメント１５の中心線１５ｌ上に終了点Ｒｅが配置されるときの旋回角度θである。終了点Ｒｅに対応する位置（例えば点Ｐ２）にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されたときに、旋回角度検出部１９ａ（図３参照）によって検出された旋回角度θが、終了点旋回角度θｅとされてもよい（上記［例４Ａ］を参照）。また、終了点Ｒｅに対応する位置（例えば点Ｐ２）にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されることなく、コントローラ３０の演算により、終了点旋回角度θｅが取得されてもよい（上記［例４Ｂ］を参照）。
　障害物旋回角度θｏは、アタッチメント特定部位１５ｓが障害物特定部位Ｏａの位置に配置されるときの旋回角度θである。詳しくは、障害物旋回角度θｏは、上下方向から見たときに、アタッチメント１５の中心線１５ｌ上に障害物特定部位Ｏａが配置されるときの旋回角度θである。障害物特定部位Ｏａに対応する位置にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されたときに、旋回角度検出部１９ａ（図３参照）によって検出された旋回角度θが、障害物旋回角度θｏとされてもよい（上記［例４Ａ］を参照）。また、障害物特定部位Ｏａに対応する位置にアタッチメント特定部位１５ｓが実際に配置されることなく、コントローラ３０の演算により、障害物旋回角度θｏが取得されてもよい（上記［例４Ｂ］を参照）。
　以上のように、コントローラ３０は、目標経路Ｒの開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かを判定するための情報（判断情報）を取得する判断情報取得部として機能する。
　ステップＳ２１（図４参照）では、コントローラ３０が、障害物Ｏの有無の判定を行う。なお、図４では簡略的に上記の点同士の位置関係を不等号で示している。後記の他のステップにおいても同様である。コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあると判定した場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１を設定する（ステップＳ２２）。この例では、コントローラ３０は、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間（角度範囲Ｂ内）に障害物旋回角度θｏがあるとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある」と判定する。このように、コントローラ３０は、前記三次元情報取得部の取得結果に基づいて、目標経路Ｒの開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かを判定する判定部として機能する。
　図８に示すように、コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定した場合（ステップＳ２１でＮＯ）、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２を設定する（ステップＳ２３）。この例では、コントローラ３０は、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間（角度範囲Ｂ内）に障害物旋回角度θｏがないとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがない」と判定し、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２を設定する。
　なお、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまで、旋回中心軸１３ａを中心にアタッチメント特定部位１５ｓを旋回させる際の旋回方向を、「目標旋回方向」とする。上記「開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間」は、アタッチメント特定部位１５ｓを目標旋回方向に回転させたときの、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間である。上記「開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間」は、アタッチメント特定部位１５ｓを目標旋回方向とは逆向きに回転させたときの、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間ではない。角度範囲Ｂは、例えば１８０°以下である。
　ステップＳ２２（図４参照）では、図５に示すように、コントローラ３０は、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１を設定する。回避経路Ｒ１は、障害物Ｏを回避する回避動作をアタッチメント１５が行いながら（図５～図７参照）、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路である。回避経路Ｒ１は、回避動作経路Ｒ１ａと、回避位置Ｒ１ｂと、回避後経路Ｒ１ｃと、を含む。
　回避動作経路Ｒ１ａは、回避経路Ｒ１のうち、アタッチメント１５による回避動作が行われる部分であり、開始点Ｒｓから回避位置Ｒ１ｂまでアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路である。アタッチメント１５の回避動作は、様々に行われ得る。
　［例６Ａ］回避動作は、障害物特定部位Ｏａ（例えば点）を回避する動作でもよく、障害物特定部位Ｏａよりも広い範囲（例えば障害物特定部位Ｏａの周辺部を含む範囲）を回避する動作でもよく、障害物Ｏ全体を回避する動作でもよい。
　［例６Ｂ］回避動作では、アタッチメント特定部位１５ｓが障害物Ｏを回避してもよく、アタッチメント１５のうちアタッチメント特定部位１５ｓよりも広い範囲が障害物Ｏを回避してもよい。回避動作では、アタッチメント１５の全体が障害物Ｏを回避してもよい。なお、コントローラ３０は、アタッチメント１５の姿勢とアタッチメント１５の形状情報とに基づいて、アタッチメント１５が移動するときのアタッチメント１５の軌跡を算出する。例えば、コントローラ３０は、このアタッチメント１５の軌跡に基づいて、アタッチメント１５の全体が障害物Ｏを回避するような回避経路Ｒ１を算出する。
　［例６Ｃ］回避動作は、開始点Ｒｓの上方の位置から、障害物特定部位Ｏａの位置を超えるまで（回避位置Ｒ１ｂまで）、障害物特定部位Ｏａよりも高い位置をアタッチメント１５が移動する動作でもよい（図７参照）。例えば、回避動作は、図５に示す開始点旋回角度θｓから障害物旋回角度θｏを超えるまで、障害物特定部位Ｏａよりも高い位置をアタッチメント１５が移動する動作でもよい。具体的に、アタッチメント特定部位１５ｓが、開始点Ｒｓから上方に、障害物特定部位Ｏａよりも高い位置まで移動する（図７参照）。そして、アタッチメント特定部位１５ｓが、開始点旋回角度θｓの位置から、障害物旋回角度θｏを超えるまで（回避位置Ｒ１ｂまで）、横方向に移動する。
　また、回避動作は、開始点前後位置Ｘｓ（後述）から障害物前後位置Ｘｏ（後述）を超えるまで、障害物特定部位Ｏａよりも高い位置をアタッチメント１５が移動する動作でもよい。
　［例６Ｄ］なお、回避動作は、アタッチメント１５が障害物Ｏを回避できれば、どのような動作でもよい。例えば、回避動作は、障害物Ｏの面に沿うようにアタッチメント１５が移動する動作でもよい。
　回避後経路Ｒ１ｃは、アタッチメント１５が、障害物Ｏを超えた位置（回避位置Ｒ１ｂ）から、終了点Ｒｅに向かって移動する経路である。例えば、回避後経路Ｒ１ｃは、回避位置Ｒ１ｂから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓが直行する経路（後述する非回避経路Ｒ２の説明を参照）でもよい。回避後経路Ｒ１ｃは、予めコントローラ３０に設定された通過点を通ってアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路でもよい。回避後経路Ｒ１ｃは、予めコントローラ３０に設定された経路に沿ってアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路などでもよい。
　ステップＳ２３（図４参照）では、コントローラ３０は、図８に示すように、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２を設定する。非回避経路Ｒ２は、回避動作をアタッチメント１５が行わずに、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路である。
　［例７Ａ］非回避経路Ｒ２は、例えば、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅまでアタッチメント特定部位１５ｓが直行する経路である。例えば、非回避経路Ｒ２は、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅまでの最短経路でもよく（図９参照）、具体的には直線的な経路でもよい。
　［例７Ｂ］例えば、非回避経路Ｒ２は、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅまでアタッチメント特定部位１５ｓを移動させる際に、作業機械１０の作動の効率が最も高くなる経路（具体的には消費エネルギーが最も小さくなる経路）でもよい。
　［例７Ｃ］非回避経路Ｒ２は、予め設定された経路に沿ってアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路でもよい。この場合、回避経路Ｒ１は、予め設定された経路（すなわち非回避経路Ｒ２）を修正した経路でもよい。
　コントローラ３０は、設定した目標経路Ｒに沿ってアタッチメント特定部位１５ｓを移動させるように、駆動制御部１７（図３参照）に指令を出力する（指令信号を入力する）。この結果、アタッチメント特定部位１５ｓが目標経路Ｒに沿って移動するように、作業機械１０が制御される。
　図１に示す経路設定システム１は、次のような効果を奏する。経路設定システム１は、作業機械１０に用いられ、撮像装置２１と、コントローラ３０とを備える。作業機械１０の上部旋回体１３は、下部走行体１１に旋回可能に搭載される。アタッチメント１５は、上部旋回体１３に取り付けられ、作業を行う。撮像装置２１は、コントローラ３０とともに、図５に示すアタッチメント１５の周囲の障害物Ｏの特定の部位である障害物特定部位Ｏａの三次元情報を取得する。なお、撮像装置２１自体が障害物特定部位Ｏａおよびその位置を特定する機能を有していてもよい。コントローラ３０は、所定の開始点から所定の終了点までの、アタッチメント１５の特定の部位であるアタッチメント特定部位１５ｓの目標経路Ｒを設定する。
　コントローラ３０は、目標経路Ｒの開始点Ｒｓと目標経路Ｒの終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあると判定した場合、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１を設定する。回避経路Ｒ１は、障害物Ｏを回避する回避動作をアタッチメント１５が行いながら、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路である。
　図８に示すように、コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定した場合、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２を設定する。非回避経路Ｒ２は、回避動作をアタッチメント１５が行わずに、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓが移動する経路である。
　本実施形態では、コントローラ３０が、図５に示す開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かを判定する。開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある場合、コントローラ３０は、アタッチメント１５が回避動作を行う回避経路Ｒ１を、目標経路Ｒとして設定する。よって、アタッチメント１５に障害物Ｏを回避させながら、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅまでアタッチメント特定部位１５ｓ移動させることができる。図８に示すように、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがない場合、コントローラ３０は、アタッチメント１５が回避動作を行わない非回避経路Ｒ２を、目標経路Ｒとして設定する。よって、アタッチメント１５に無駄な回避動作をさせることなく、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅにアタッチメント特定部位１５ｓを移動させることができる。したがって、アタッチメント１５の障害物Ｏへの接触を抑制できるとともに、アタッチメント１５の無駄な動作を抑制することができる。
　図５に示すように、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度θであって、アタッチメント特定部位１５ｓが開始点Ｒｓに配置されるときの旋回角度θが、開始点旋回角度θｓと定義される。アタッチメント特定部位１５ｓが終了点Ｒｅに配置されるときの旋回角度θが、終了点旋回角度θｅと定義される。アタッチメント特定部位１５ｓが障害物特定部位Ｏａの位置に配置されるときの旋回角度θが、障害物旋回角度θｏと定義される。
　コントローラ３０は、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間（角度範囲Ｂ）に障害物旋回角度θｏがあるとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあると判定する。図８に示すように、コントローラ３０は、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間（角度範囲Ｂ）に障害物旋回角度θｏがないとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定する。
　上記の構成では、コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かの判定（障害物Ｏの有無の判定）を、旋回角度θに基づいて行う。よって、例えば、三次元空間における開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かに基づいて、障害物Ｏの有無の判定を行う場合などに比べ、コントローラ３０の計算負荷を抑制することができる。
　図６に示すように、障害物Ｏが山形状の場合、コントローラ３０（三次元情報取得部）は、山形状の障害物Ｏの頂上を障害物特定部位Ｏａに設定する。
　上記の構成では、コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かの判定（障害物Ｏ有無の判定）を、障害物Ｏの頂上の三次元情報、すなわち点の三次元情報に基づいて行う。よって、障害物Ｏ全体の三次元情報に基づいて障害物Ｏ有無の判定を行う場合に比べ、コントローラ３０の計算負荷を抑制することができる。
　図７に示すように、回避動作は、開始点Ｒｓの上方の位置から障害物特定部位Ｏａの位置を超えるまで（回避位置Ｒ１ｂまで）、障害物特定部位Ｏａよりも高い位置をアタッチメント１５（図５参照）が移動する動作である。
　上記の構成により、アタッチメント１５（図５参照）が、障害物特定部位Ｏａを確実に回避しながら、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅに向かって移動することができる。
　（変形実施形態１）
　図５に示す障害物Ｏの有無の判定は、様々に行われてもよい。例えば、上記実施形態では、障害物Ｏの有無の判定は、旋回角度θに基づいて行われた。一方、変形実施形態１では、障害物Ｏの有無の判定は、前後方向における位置（前後位置）に基づいて行われる。以下、変形実施形態１について、上記実施形態との相違点を説明する。
　図１０は、本変形実施形態１の経路設定システム１の作動を示すフローチャートである。図４に示すステップＳ１３に変えて、変形実施形態１では、図１０に示すステップＳ１１３が行われる。ステップＳ１１３では、図５に示すコントローラ３０は、開始点前後位置Ｘｓと、終了点前後位置Ｘｅと、障害物前後位置Ｘｏと、を取得する。開始点前後位置Ｘｓは、開始点Ｒｓの前後方向における位置（上部旋回体１３の前後方向における位置）である。終了点前後位置Ｘｅは、終了点Ｒｅの前後方向における位置である。障害物前後位置Ｘｏは、障害物特定部位Ｏａの前後方向における位置である。
　図４に示すステップＳ２１に変えて、変形実施形態１では、図１０に示すステップＳ１２１が行われる。ステップＳ１２１では、図５に示すように、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物前後位置Ｘｏがあるとき、コントローラ３０は、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある」と判定する。この場合（ステップＳ１２１（図１０参照）でＹＥＳ）、コントローラ３０は、目標経路Ｒとして、回避経路Ｒ１を設定する（ステップＳ２２（図１０参照））。図８に示すように、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物前後位置Ｘｏがないとき、コントローラ３０は、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがない」と判定する。この場合（ステップＳ１２１（図１０参照）でＮＯ）、コントローラ３０は、目標経路Ｒとして、非回避経路Ｒ２を設定する（ステップＳ２３（図１０参照））。
　変形実施形態１による効果は、次の通りである。図５に示すように、上部旋回体１３の前後方向における開始点Ｒｓの位置を、開始点前後位置Ｘｓと定義する。上部旋回体１３の前後方向における終了点Ｒｅの位置を、終了点前後位置Ｘｅと定義する。上部旋回体１３の前後方向における障害物特定部位Ｏａの位置を、障害物前後位置Ｘｏと定義する。
　コントローラ３０は、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物前後位置Ｘｏがあるとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあると判定する。図８に示すように、コントローラ３０は、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物前後位置Ｘｏがないとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定する。
　上記の構成では、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物特定部位Ｏａがあるか否かの判定（障害物Ｏの有無の判定）が、前後方向における位置（前後位置）に基づいて行われる。よって、例えば、三次元空間における開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かに基づいて、障害物Ｏの有無の判定が行われる場合などに比べ、コントローラ３０の計算負荷を抑制することができる。
　（変形実施形態２）
　図５に示す障害物Ｏの有無の判定は、上記実施形態では旋回角度θに基づいて行われ、上記変形実施形態１では前後方向における位置に基づいて行われた。一方、変形実施形態２では、障害物Ｏの有無の判定は、旋回角度θおよび前後方向Ｘにおける位置のそれぞれに基づいて行われる。以下、変形実施形態２について、上記実施形態との相違点を説明する。
　図１１は、本変形実施形態２の経路設定システム１の作動を示すフローチャートである。コントローラ３０は、図１１に示すように、ステップＳ１３（図４参照）と、ステップＳ１１３（図１０参照）と、を行う。
　ステップＳ２２１ａでは、図５に示すコントローラ３０は、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間（角度範囲Ｂ）に障害物旋回角度θｏがあるか否かを判定する。また、ステップＳ２２１ｂ（図１１参照）では、コントローラ３０は、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間（前後範囲Ｃ）に障害物前後位置Ｘｏが有るか否かを判定する。
　コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがあるとき、および、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがあるとき、の少なくともいずれかのとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある」と判定する。具体的には、図１１に示すように、ステップＳ２２１ａでＹＥＳ、および、ステップＳ２２１ｂでＹＥＳ、の少なくともいずれかの場合、図５に示すコントローラ３０は、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある」と判定する。この場合、コントローラ３０は、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１を設定する（ステップＳ２２（図１１参照））。
　図８に示すように、コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがないとき、かつ、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがないとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがない」と判定する。具体的には、図１１に示すように、ステップＳ２２１ａでＮＯ、かつ、ステップＳ２２１ｂでＮＯの場合、図８に示すコントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定する。この場合、コントローラ３０は、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２を設定する（ステップＳ２３（図１１参照））。
　変形実施形態２による効果は、次の通りである。図５に示すように、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度θであって、アタッチメント特定部位１５ｓが開始点Ｒｓに配置されるときの旋回角度θを、開始点旋回角度θｓと定義する。アタッチメント特定部位１５ｓが終了点Ｒｅに配置されるときの旋回角度θを、終了点旋回角度θｅと定義する。アタッチメント特定部位１５ｓが障害物特定部位Ｏａの位置に配置されるときの旋回角度θを、障害物旋回角度θｏと定義する。上部旋回体１３の前後方向における開始点Ｒｓの位置を、開始点前後位置Ｘｓとする。上部旋回体１３の前後方向における終了点Ｒｅの位置を、終了点前後位置Ｘｅとする。上部旋回体１３の前後方向における障害物特定部位Ｏａの位置を、障害物前後位置Ｘｏとする。
　コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがあるとき、および、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがあるとき、の少なくともいずれかのとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあると判定する。コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがなく、かつ、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがないとき、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがないと判定する。角度範囲Ｂは、開始点旋回角度θｓから終了点旋回角度θｅまでの間である。前後範囲Ｃは、開始点前後位置Ｘｓと終了点前後位置Ｘｅとの間である。
　上記の構成により、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがあるとき、および、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがあるとき、の少なくともいずれかのとき、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１が設定される。よって、旋回角度θおよび前後方向の一方のみに基づいて、障害物Ｏの有無の判定が行われる場合に比べ、目標経路Ｒとして回避経路Ｒ１が設定されやすい。よって、アタッチメント１５の障害物Ｏへの接触をより抑制することができる。
　（変形実施形態３）
　図５に示すように、コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがあるとき、かつ、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがあるとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがある」と判定してもよい。図８に示すように、コントローラ３０は、角度範囲Ｂに障害物旋回角度θｏがないとき、および、前後範囲Ｃに障害物前後位置Ｘｏがないとき、の少なくともいずれかのとき、「開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがない」と判定してもよい。この場合、旋回角度θおよび前後方向Ｘの一方のみに基づいて、障害物Ｏの有無の判定が行われる場合に比べ、目標経路Ｒとして非回避経路Ｒ２が設定されやすい。よって、アタッチメント１５が無駄な回避動作を行うことを、より抑制することができる。
　（変形実施形態４）
　図５に示す例では、障害物特定部位Ｏａは、山形状の障害物Ｏの頂上（点）であった。図１２は、本変形実施形態４の経路設定システム１および目標経路Ｒなどを上方から見た図である。図１３は、図１２に示す目標経路Ｒなどを後方から見た図である。変形実施形態４では、図１２に示す障害物Ｏは、地面に形成された穴である（図１３参照）。この場合、コントローラ３０は、穴の縁（地面と穴との境界の線状部分）を障害物特定部位Ｏａに設定する。障害物特定部位Ｏａが線状部分の場合、障害物旋回角度θｏは、範囲を有する（障害物前後位置Ｘｏ（図５参照）も同様）。また、ステップＳ２１（図４参照）では、コントローラ３０は、範囲を有する障害物旋回角度θｏの少なくとも一部が角度範囲Ｂ内にあるか否かを判定する。ステップＳ１２１（図１０参照）では、コントローラ３０は、範囲を有する障害物前後位置Ｘｏ（図５参照）の少なくとも一部が前後範囲Ｃ内にあるか否かを判定する。
　図１２に示すように、障害物特定部位Ｏａは、地面に形成された穴の縁である（図１３参照）。
　上記の構成では、コントローラ３０は、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとの間に障害物特定部位Ｏａがあるか否かの判定（障害物Ｏ有無の判定）を、穴である障害物Ｏの縁の三次元情報、すなわち線状部分の三次元情報に基づいて行う。よって、障害物Ｏ全体の三次元情報に基づいて障害物Ｏ有無の判定が行われる場合などに比べ、コントローラ３０の計算負荷を低減することができる。
　（他の変形実施形態）
　上記実施形態および変形実施形態は、さらに様々に変形されてもよい。例えば、互いに異なる実施形態や変形実施形態の構成要素どうしが組み合わされてもよい。例えば、各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、図３に示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、図４、図１０、図１１に示すフローチャートのステップの順序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、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、上記実施形態では、図５などに示す障害物Ｏの頂点や縁が、障害物特定部位Ｏａとされた（図５、図１２参照）。一方、障害物Ｏの形状の全体または略全体が、障害物特定部位Ｏａとされてもよい。上記実施形態では、コントローラ３０は、障害物Ｏの有無の判定を、旋回角度θや前後方向における位置に基づいて行った。一方、コントローラ３０は、障害物Ｏの有無の判定を、三次元の位置に基づいて行ってもよい。具体的には例えば、開始点Ｒｓと終了点Ｒｅとを結ぶ線分の三次元の位置情報と、障害物Ｏの三次元の位置および形状と、が重なるか否かに基づいて、障害物Ｏの有無の判定が行われてもよい。また、開始点Ｒｓから終了点Ｒｅまで非回避経路Ｒ２（図８参照）で移動したと仮定したときのアタッチメント１５の三次元の軌跡と、障害物Ｏの三次元の位置および形状と、が重なるか否かに基づいて、障害物Ｏの有無の判定が行われてもよい。
　本発明によって提供されるのは、下部走行体と、前記下部走行体に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ作業を行うアタッチメントとを有する作業機械に用いられ、前記アタッチメントの特定の部位であるアタッチメント特定部位の目標経路を設定する経路設定システムである。当該経路設定システムは、前記アタッチメントの周囲の障害物の特定の部位である障害物特定部位の三次元情報を取得する三次元情報取得部と、所定の開始点から所定の終了点までの前記アタッチメント特定部位の目標経路を設定するコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記三次元情報取得部の取得結果に基づいて、前記目標経路の前記開始点と前記目標経路の前記終了点との間における前記障害物特定部位の有無を判定し、前記コントローラは、前記目標経路の前記開始点と前記目標経路の前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定した場合、前記目標経路として回避経路を設定し、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定した場合、前記目標経路として非回避経路を設定し、前記回避経路は、前記障害物を回避する回避動作を前記アタッチメントが行いながら、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路であり、前記非回避経路は、前記回避動作を前記アタッチメントが行わずに、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路である。
　上記の構成において、前記コントローラは、開始点旋回角度から終了点旋回角度までの間に障害物旋回角度があるとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、前記開始点旋回角度から前記終了点旋回角度までの間に前記障害物旋回角度がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、前記開始点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記開始点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、前記終了点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記終了点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、前記障害物旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記障害物特定部位の位置に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であるものでもよい。
　上記の構成において、前記コントローラは、前記開始点前後位置と前記終了点前後位置との間に前記障害物前後位置があるとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、前記開始点前後位置と前記終了点前後位置との間に前記障害物前後位置がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、前記開始点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記開始点の位置であり、前記終了点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記終了点の位置であり、前記障害物前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記障害物特定部位の位置であるものでもよい。
　上記の構成において、前記コントローラは、開始点旋回角度から終了点旋回角度までの間に障害物旋回角度があるとき、および、開始点前後位置と終了点前後位置との間に障害物前後位置があるとき、の少なくともいずれかのとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、前記開始点旋回角度から前記終了点旋回角度までの間に前記障害物旋回角度がなく、かつ、前記開始点前後位置と前記終了点前後位置との間に前記障害物前後位置がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、前記開始点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記開始点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、前記終了点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記終了点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、前記障害物旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記障害物特定部位の位置に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、前記開始点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記開始点の位置であり、前記終了点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記終了点の位置であり、前記障害物前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記障害物特定部位の位置であるものでもよい。
　上記の構成において、前記障害物が山形状の場合、前記三次元情報取得部は、前記障害物の頂上を前記障害物特定部位に設定するものでもよい。
　上記の構成において、前記障害物が地面に形成された穴の場合、前記三次元情報取得部は、前記穴の縁を前記障害物特定部位に設定するものでもよい。
　上記の構成において、前記回避動作は、前記開始点の上方の位置から前記障害物特定部位に対応する位置を超えるまで、前記障害物特定部位よりも高い位置を前記アタッチメントが移動する動作であってもよい。
 

 

Claims (7)

  1. 　下部走行体と、前記下部走行体に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ作業を行うアタッチメントとを有する作業機械に用いられ、前記アタッチメントの特定の部位であるアタッチメント特定部位の目標経路を設定する経路設定システムであって、
    　前記アタッチメントの周囲の障害物の特定の部位である障害物特定部位の三次元情報を取得する三次元情報取得部と、
    　所定の開始点から所定の終了点までの前記アタッチメント特定部位の目標経路を設定するコントローラと、
    　を備え、　前記コントローラは、前記三次元情報取得部の取得結果に基づいて、前記目標経路の前記開始点と前記目標経路の前記終了点との間における前記障害物特定部位の有無を判定し、
    　前記コントローラは、前記目標経路の前記開始点と前記目標経路の前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定した場合、前記目標経路として回避経路を設定し、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定した場合、前記目標経路として非回避経路を設定し、
    　前記回避経路は、前記障害物を回避する回避動作を前記アタッチメントが行いながら、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路であり、
    　前記非回避経路は、前記回避動作を前記アタッチメントが行わずに、前記開始点から前記終了点に前記アタッチメント特定部位が移動する経路である、
    　経路設定システム。
  2. 　請求項１に記載の経路設定システムであって、
    　前記コントローラは、開始点旋回角度から終了点旋回角度までの間に障害物旋回角度があるとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、前記開始点旋回角度から前記終了点旋回角度までの間に前記障害物旋回角度がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、
    　前記開始点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記開始点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、
    　前記終了点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記終了点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、
    　前記障害物旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記障害物特定部位の位置に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度である、
    　経路設定システム。
  3. 　請求項１に記載の経路設定システムであって、
    　前記コントローラは、開始点前後位置と終了点前後位置との間に障害物前後位置があるとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、前記開始点前後位置と前記終了点前後位置との間に前記障害物前後位置がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、
    　前記開始点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記開始点の位置であり、
    　前記終了点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記終了点の位置であり、
    　前記障害物前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記障害物特定部位の位置である、
    　経路設定システム。
  4. 　請求項１に記載の経路設定システムであって、
    　前記コントローラは、開始点旋回角度から終了点旋回角度までの間に障害物旋回角度があるとき、および、開始点前後位置と終了点前後位置との間に障害物前後位置があるとき、の少なくともいずれかのとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位があると判定し、
    前記開始点旋回角度から前記終了点旋回角度までの間に前記障害物旋回角度がなく、かつ、前記開始点前後位置と前記終了点前後位置との間に前記障害物前後位置がないとき、前記開始点と前記終了点との間に前記障害物特定部位がないと判定し、
    　前記開始点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記開始点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、
    　前記終了点旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記終了点に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、
    　前記障害物旋回角度は、前記アタッチメント特定部位が前記障害物特定部位の位置に配置されるときの前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度であり、
    　前記開始点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記開始点の位置であり、
    　前記終了点前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記終了点の位置であり、
    　前記障害物前後位置は、前記上部旋回体の前後方向における前記障害物特定部位の位置である、
    　経路設定システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の経路設定システムであって、
    　前記障害物が山形状の場合、前記三次元情報取得部は、前記障害物の頂上を前記障害物特定部位に設定する、
    　経路設定システム。
  6. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の経路設定システムであって、
    　前記障害物が地面に形成された穴の場合、前記三次元情報取得部は、
    　前記穴の縁を前記障害物特定部位に設定する、
    　経路設定システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の経路設定システムであって、
    　前記回避動作は、前記開始点の上方の位置から前記障害物特定部位に対応する位置を超えるまで、前記障害物特定部位よりも高い位置を前記アタッチメントが移動する動作である、
    　経路設定システム。

     
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