WO2024070520A1 - 作業機械の制御システム及び作業機械の制御方法 - Google Patents

作業機械の制御システム及び作業機械の制御方法 Download PDF

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WO2024070520A1
WO2024070520A1 PCT/JP2023/032267 JP2023032267W WO2024070520A1 WO 2024070520 A1 WO2024070520 A1 WO 2024070520A1 JP 2023032267 W JP2023032267 W JP 2023032267W WO 2024070520 A1 WO2024070520 A1 WO 2024070520A1
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work machine
cliff
sensor
range
stop position
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将崇 尾崎
俊秀 峯後
亮太 尾▲崎▼
拓斗 本村
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2083—Control of vehicle braking systems

Definitions

  • This disclosure relates to a work machine control system and a work machine control method.
  • a work vehicle such as that disclosed in Patent Document 1 is known.
  • a work machine equipped with an object detection device that detects obstacles such as that disclosed in Patent Document 2 is known.
  • cliffs may exist. There are upward and downward cliffs. If control of the work machine's travel and stopping is performed without taking into account the type of cliff, it may become difficult to properly stop the work machine.
  • the purpose of this disclosure is to properly stop a work machine from moving.
  • a work machine control system includes a first detection data acquisition unit that acquires detection data from a first sensor that detects an object present in the traveling direction of the work machine, a determination unit that determines the type of cliff present in the traveling direction based on the detection data from the first sensor, a position setting unit that changes the stopping position of the work machine based on the type of cliff, and a travel control unit that stops the traveling of the work machine based on the stopping position.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a work site management system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a side view that illustrates a schematic diagram of the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a three-dimensional sensor and an obstacle sensor according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a detection system for a work machine according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining data stored in the current topographical data storage unit according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view that shows a schematic diagram of the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a side view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a side view that shows a schematic diagram of the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a side view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a side view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a side view that shows typically the warning range and the stop range that are set in the work machine according to the embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a control method for a work machine according to the embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a computer system according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram that illustrates a work site management system 1 according to an embodiment.
  • the work site is a mine.
  • a mine refers to a place or business where minerals are mined. Examples of mines include metal mines that mine metals, non-metal mines that mine limestone, and coal mines that mine coal.
  • a plurality of work machines 2 operate at the work site. In the embodiment, the work machines 2 are bulldozers. The work machines 2 perform predetermined work at the work site. Examples of work performed by the work machines 2 include excavation work, earth-pulling work, and ground leveling work.
  • the management system 1 comprises a management device 3 and a communication system 4.
  • the management device 3 includes a computer system.
  • the management device 3 is placed outside the work machine 2.
  • the management device 3 is installed in a control facility 5 at the work site.
  • the management device 3 manages the work site and the work machine 2.
  • An administrator is present in the control facility 5.
  • Examples of the communication system 4 include the Internet, a mobile phone communication network, a satellite communication network, or a local area network (LAN).
  • LAN local area network
  • An example of a local area network is Wi-Fi (registered trademark), which is one standard for wireless LAN.
  • the work machine 2 has a control device 6 and a wireless communication device 4A.
  • the control device 6 includes a computer system.
  • the wireless communication device 4A is connected to the control device 6.
  • the communication system 4 includes a wireless communication device 4A connected to the control device 6 and a wireless communication device 4B connected to the management device 3.
  • the management device 3 and the control device 6 of the work machine 2 communicate wirelessly via the communication system 4.
  • FIG. 2 is a side view that shows a schematic diagram of the work machine 2 according to the embodiment.
  • the work machine 2 includes a vehicle body 7, a traveling device 8, an excavator 9, a ripper 10, a position sensor 11, an inclination sensor 12, a three-dimensional sensor 13, and an obstacle sensor 14.
  • the vehicle body 7 has an engine compartment 15.
  • An engine 16 is housed in the engine compartment 15.
  • the engine 16 is a drive source for the work machine 2.
  • the traveling device 8 supports the vehicle body 7 and travels.
  • the traveling device 8 has a pair of tracks 17.
  • the work machine 2 travels as the tracks 17 rotate.
  • the excavation machine 9 performs excavation work, pushing soil, or leveling work on the work target.
  • the excavation machine 9 is attached to the vehicle body 7. At least a portion of the excavation machine 9 is positioned in front of the vehicle body 7.
  • the excavation machine 9 has an excavation blade 18, a lift frame 19, a tilt cylinder 20, and a lift cylinder 21.
  • the excavation blade 18 is positioned forward of the vehicle body 7.
  • the excavation blade 18 has a cutting edge 18A.
  • the lift frame 19 supports the excavation blade 18.
  • One end of the lift frame 19 is connected to the back of the excavation blade 18 via a pivoting mechanism.
  • the other end of the lift frame 19 is connected to the vehicle body 7 via a pivoting mechanism.
  • the other end of the lift frame 19 may be connected to the traveling device 8 via a pivoting mechanism.
  • the tilt cylinder 20 and the lift cylinder 21 each operate the excavation blade 18.
  • the tilt cylinder 20 drives the excavation blade 18 to tilt.
  • the lift cylinder 21 drives the excavation blade 18 to move up and down.
  • One end of the tilt cylinder 20 is connected to the back of the excavation blade 18 via a pivot mechanism.
  • the other end of the tilt cylinder 20 is connected to the upper surface of the lift frame 19.
  • the tilt angle of the excavation blade 18 changes as the tilt cylinder 20 extends and retracts.
  • One end of the lift cylinder 21 is connected to the lift frame 19 via a pivot mechanism.
  • the other end of the lift cylinder 21 is connected to the vehicle body 7 via a pivot mechanism.
  • the excavation blade 18 moves up and down as the lift cylinder 21 extends and retracts.
  • the ripper work machine 10 performs ripping work including cutting or crushing the work object.
  • the ripper work machine 10 is attached to the vehicle body 7. At least a portion of the ripper work machine 10 is arranged rearward of the vehicle body 7.
  • the ripper work machine 10 has a shank 22, a ripper arm 23, a tilt cylinder 24, a lift cylinder 25, and a beam 26.
  • the shank 22 is arranged rearward of the vehicle body 7.
  • the shank 22 has a ripper point 22A.
  • the ripper point 22A is provided at the tip of the shank 22.
  • the ripper arm 23 supports the shank 22.
  • the ripper arm 23 connects the vehicle body 7 and the shank 22.
  • One end of the ripper arm 23 is connected to the rear of the vehicle body 7 via a pivot mechanism.
  • the other end of the ripper arm 23 is connected to the beam 26.
  • the beam 26 is rotatably connected to the ripper arm 23.
  • the shank 22 is connected to the ripper arm 23 via the beam 26.
  • the tilt cylinder 24 and the lift cylinder 25 each move the shank 22.
  • the tilt cylinder 24 and the lift cylinder 25 are each connected to the vehicle body 7.
  • the tilt cylinder 24 drives the shank 22 to tilt.
  • the lift cylinder 25 drives the shank 22 to move up and down.
  • One end of the tilt cylinder 24 is connected to the beam 26 via a rotating mechanism.
  • the other end of the tilt cylinder 24 is connected to the rear of the vehicle body 7.
  • the tilt cylinder 24 expands and contracts, changing the tilt angle of the shank 22.
  • the tilt cylinder 24 moves the shank 22 in the forward and backward directions.
  • One end of the lift cylinder 25 is connected to the beam 26 via a rotating mechanism.
  • the other end of the lift cylinder 25 is connected to the rear of the vehicle body 7.
  • the lift cylinder 25 expands and contracts, moving the shank 22 in the vertical direction.
  • the lift cylinder 25 moves the shank 22 in the vertical direction.
  • the ripper work machine 10 pierces the work target with the ripper point 22A. With the ripper point 22A pierced into the work target, the traveling device 8 travels, cutting or crushing the work target. While the traveling device 8 is traveling, the shank 22 may be moved in the up-down and back-and-forth directions.
  • the position sensor 11 detects the position of the work machine 2.
  • the position of the work machine 2 is detected using a Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • the Global Navigation Satellite System includes a Global Positioning System (GPS).
  • GPS Global Positioning System
  • the Global Navigation Satellite System detects the position of a global coordinate system defined by coordinate data of latitude, longitude, and altitude.
  • the global coordinate system is a coordinate system fixed to the Earth.
  • the position sensor 11 includes a GNSS receiver.
  • the position sensor 11 detects the position of the work machine 2 in the global coordinate system.
  • the position sensor 11 is arranged on the vehicle body 7.
  • the tilt sensor 12 detects the inclination of the vehicle body 7.
  • the tilt sensor 12 detects the inclination angle of the vehicle body 7 with respect to a horizontal plane.
  • the tilt sensor 12 includes an inertial measurement unit (IMU).
  • IMU inertial measurement unit
  • the tilt sensor 12 is disposed on the vehicle body 7.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the three-dimensional shape of the detection target.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the three-dimensional shape of the detection target without contacting the detection target.
  • the detection target of the three-dimensional sensor 13 includes the work site.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the three-dimensional shape of the work site.
  • the three-dimensional shape of the work site includes the topography of the work site.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the distance to the surface of the detection target.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the three-dimensional shape of the surface of the detection target by detecting the relative distance to each of the multiple detection points on the surface of the detection target.
  • the three-dimensional data indicating the three-dimensional shape of the detection target includes point cloud data consisting of multiple detection points.
  • the three-dimensional data includes the relative distance and relative position between the three-dimensional sensor 13 and each of the multiple detection points defined on the detection target.
  • the three-dimensional data includes height data of each of the multiple detection points.
  • An example of the three-dimensional sensor 13 is a laser sensor (LIDAR: Light Detection and Ranging) that detects the detection target by emitting laser light.
  • the three-dimensional sensor 13 may be a three-dimensional camera such as a stereo camera.
  • the three-dimensional sensor 13 is disposed on the vehicle body 7.
  • the obstacle sensor 14 detects objects present around the work machine 2.
  • the obstacle sensor 14 detects obstacles to the work machine 2 present at the work site.
  • the obstacle sensor 14 detects obstacles without contacting the obstacles.
  • An example of the obstacle sensor 14 is a radar sensor (RADAR: Radio Detection and Ranging) that detects obstacles by emitting radio waves.
  • the obstacle sensor 14 may also be an infrared sensor that detects obstacles by emitting infrared light.
  • the obstacle sensor 14 is disposed on the vehicle body 7.
  • the three-dimensional sensor 13 has a detection range 130.
  • the three-dimensional sensor 13 detects three-dimensional data of a detection target arranged in the detection range 130.
  • the three-dimensional sensor 13 includes a three-dimensional sensor 13F that detects three-dimensional data in front of the vehicle body 7, and a three-dimensional sensor 13B that detects three-dimensional data in the rear of the vehicle body 7.
  • the detection range 130 of the three-dimensional sensor 13 includes a detection range 130F of the three-dimensional sensor 13F and a detection range 130B of the three-dimensional sensor 13B. At least a portion of the detection range 130F is defined forward of the excavation work machine 9. At least a portion of the detection range 130B is defined rearward of the ripper work machine 10.
  • the obstacle sensor 14 has a detection range 140.
  • the obstacle sensor 14 detects obstacles located within the detection range 140.
  • the obstacle sensor 14 detects obstacles behind the vehicle body 7.
  • the obstacle sensor 14 includes an obstacle sensor 14L located to the left of the center of the vehicle body 7 in the left-right direction, and an obstacle sensor 14R located to the right.
  • the detection range 140 of the obstacle sensor 14 includes a detection range 140L of the obstacle sensor 14L and a detection range 140R of the obstacle sensor 14R. At least a portion of the detection range 140L and at least a portion of the detection range 140R are defined behind the vehicle body 7. At least a portion of the detection range 140L is defined to the left of the vehicle body 7. At least a portion of the detection range 140R is defined to the right of the vehicle body 7.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic example of the operation of the work machine 2 according to the embodiment.
  • the work machine 2 can perform slot dozing.
  • Slot dozing refers to a construction method in which the work machine 2 excavates the work object while repeatedly moving forward and backward along a slot-shaped excavation lane formed in the work object.
  • the work machine 2 performs slot dozing by automatic control. As shown in FIG. 4, the work machine 2 performs slot dozing so that the current topography has a shape along the final design surface 27Z. In the example shown in FIG.
  • the work machine 2 excavates the work object with the excavation machine 9 while moving forward from the excavation start point 27S so that the current topography has a shape along the first intermediate design surface 27A. After the first excavation is completed, the work machine 2 moves backward to return to the excavation start point 27S. In the second excavation, the work machine 2 excavates the work object with the excavation machine 9 while moving forward from the excavation start point 27S so that the current topography has a shape along the second intermediate design surface 27B. The work machine 2 repeatedly moves forward and backward until the current terrain is shaped along the final design surface 27Z.
  • the automatic control of the work machine 2 may be semi-automatic control performed in conjunction with manual operation by an operator, or may be fully automatic control performed without manual operation.
  • an operating device for manual operation may be mounted on the work machine 2 and operated by an operator on board the work machine 2.
  • An operating device for manual operation may be located outside the work machine 2 and remotely operated by an operator located outside the work machine 2.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a control system 100 for the work machine 2 according to the embodiment.
  • the management system 1 includes the control system 100.
  • the control system 100 performs travel stop control of the work machine 2.
  • the control system 100 has a control device 6, a position sensor 11, an inclination sensor 12, a three-dimensional sensor 13, an obstacle sensor 14, an alarm device 30, and a traveling device 8.
  • the control device 6 has a position data acquisition unit 61, a three-dimensional data acquisition unit 62, an obstacle data acquisition unit 63, a determination unit 64, a position setting unit 65, an alarm control unit 66, a traveling control unit 67, a current terrain data creation unit 68, and a current terrain data storage unit 69.
  • the position data acquisition unit 61 acquires position data indicating the current position of the work machine 2.
  • the current position of the work machine 2 includes detection data from the position sensor 11.
  • the position data acquisition unit 61 acquires the detection data from the position sensor 11 as position data.
  • the position data acquisition unit 61 acquires posture data indicating the posture of the work machine 2.
  • the posture of the work machine 2 includes detection data from the tilt sensor 12.
  • the position data acquisition unit 61 acquires the detection data from the tilt sensor 12 as posture data.
  • the three-dimensional data acquisition unit 62 acquires three-dimensional data indicating the three-dimensional shape of the work site where the work machine 2 is operating.
  • the three-dimensional data of the work site includes detection data from the three-dimensional sensor 13.
  • the three-dimensional data acquisition unit 62 acquires the detection data from the three-dimensional sensor 13 as three-dimensional data.
  • the three-dimensional sensor 13 also detects objects that exist in the traveling direction of the work machine 2.
  • the three-dimensional data acquisition unit 62 acquires the detection data from the three-dimensional sensor 13 that detects objects that exist in the traveling direction of the work machine 2.
  • the three-dimensional sensor 13 also detects the periphery of the work machine 2.
  • the three-dimensional data acquisition unit 62 acquires the detection data from the three-dimensional sensor 13 that detects the periphery of the work machine 2.
  • the obstacle data acquisition unit 63 acquires obstacle data indicating obstacles present in the vicinity of the work machine 2.
  • the obstacle data includes detection data from the obstacle sensor 14.
  • the obstacle data acquisition unit 63 acquires the detection data from the obstacle sensor 14 as the obstacle data.
  • the obstacle data may include three-dimensional data indicating the three-dimensional shape of the object detected by the three-dimensional sensor 13.
  • the obstacle data acquisition unit 63 may acquire, as the obstacle data, a position determined by integrating a representative point of a parked object detected from point cloud data included in the three-dimensional data and the detection data from the obstacle sensor 14.
  • the determination unit 64 determines the type of cliff that exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13.
  • the three-dimensional sensor 13 detects the three-dimensional shape of the area around the work machine 2.
  • the determination unit 64 determines the type of cliff based on the three-dimensional data that indicates the three-dimensional shape of the area around the work machine 2 detected by the three-dimensional sensor 13.
  • the types of cliff include upward cliffs and downward cliffs.
  • the determination unit 64 determines whether or not an upward cliff exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13.
  • the determination unit 64 determines whether or not a downward cliff exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13.
  • the position setting unit 65 changes the warning range of the work machine 2 based on the type of cliff determined by the determination unit 64.
  • the position setting unit 65 also changes the stopping position of the work machine 2 based on the type of cliff determined by the determination unit 64.
  • the alarm control unit 66 controls the alarm device 30 based on the alarm range set by the position setting unit 65.
  • the alarm device 30 is disposed, for example, in the driver's cab of the work machine 2.
  • the alarm device 30 may be an audio output device that outputs an alarm sound, or a display device that displays alarm display data.
  • the travel control unit 67 controls the travel control unit 67 based on the stop position set by the position setting unit 65.
  • the travel control unit 67 stops the travel of the work machine 2 based on the stop position set by the position setting unit 65.
  • the current terrain data creation unit 68 creates current terrain data of the work site based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional data acquisition unit 62, the position data indicating the current position of the work machine 2 acquired by the position data acquisition unit 61, and the attitude data indicating the attitude of the work machine 2 acquired by the position data acquisition unit 61.
  • the current terrain data creation unit 68 creates current terrain data of the work site based on the detection data of the three-dimensional sensor 13, the detection data of the position sensor 11, and the detection data of the tilt sensor 12.
  • the current terrain data storage unit 69 stores the current terrain data of the work site created by the current terrain data creation unit 68.
  • the current terrain data storage unit 69 stores the current terrain data, time, and attribute data assigned to the current terrain data in association with each other.
  • the current terrain data storage unit 69 stores the current terrain data, the time when the current terrain data was acquired, and the current position of the work machine 2 when the current terrain data was acquired in association with each other, based on the position data indicating the current position of the work machine 2 acquired by the position data acquisition unit 61.
  • the management device 3 has a current terrain data creation unit 3A and a current terrain data storage unit 3B. As described above, there are multiple work machines 2 at the work site. Each of the multiple work machines 2 transmits the current terrain data stored in the current terrain data storage unit 69 to the management device 3 via the communication system 4.
  • the current terrain data creation unit 3A integrates the current terrain data transmitted from each of the multiple work machines 2 to create current terrain data for the work site.
  • the current terrain data storage unit 3B stores the current terrain data created by the current terrain data creation unit 3A.
  • Each of the multiple work machines 2 transmits the current terrain data to the management device 3 at a predetermined time interval. Each of the multiple work machines 2 transmits the current terrain data to the management device 3, for example, every second.
  • the current terrain data creation unit 3A creates current terrain data each time it receives current terrain data. Each time the current terrain data creation unit 3A creates current terrain data, the current terrain data stored in the current terrain data storage unit 3B is updated.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the stored data stored in the current topography data storage unit 69 according to the embodiment.
  • the three-dimensional data of the work site includes height data of each of the multiple detection points 28 defined on the surface of the topography of the work site.
  • the positions of each of the multiple detection points 28 in the global coordinate system are determined based on the current position of the work machine 2 at the time the three-dimensional data is acquired, the attitude of the work machine 2, and the three-dimensional data.
  • the positions of the detection points 28 may be defined in the global coordinate system, or may be defined in a predetermined coordinate system such as a local coordinate system set in the work machine 2. Time data indicating a time is assigned to each of the multiple detection points 28.
  • the time indicated by the time data refers to the time when the three-dimensional data acquisition unit 62 acquires the detection point 28, or the time when the position data acquisition unit 61 acquires position data corresponding to the detection point 28.
  • the time of the time data may be considered to be the time when the three-dimensional sensor 13 detects the detection point 28.
  • the time data is stored in association with each of the multiple detection points 28.
  • attribute data indicating an attribute is assigned to each of the multiple detection points 28.
  • the attributes indicated by the attribute data refer to the attributes of the detection points 28.
  • the attributes of the detection points 28 include attributes related to the topography of the work site and attributes related to obstacles present in the work site.
  • the attribute data is stored in association with each of the multiple detection points 28.
  • Fig. 7 is a plan view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set in the work machine 2 according to the embodiment.
  • Fig. 8 is a side view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set in the work machine 2 according to the embodiment.
  • Figs. 7 and 8 each show the warning range 31A and the stop range 32A when an ascending cliff is present ahead of the advancing work machine 2.
  • the warning control unit 66 activates the warning device 30.
  • the stop range 32A includes a forward stop position indicating a target stop position of the advancing work machine 2.
  • the stop range 32A including the forward stop position is set ahead of the excavation blade 18 of the excavation work machine 9.
  • the forward stop position may be defined at the front end of the stop range 32A, may be defined at the rear end of the stop range 32A, or may be defined between the front end and the rear end of the stop range 32A.
  • the determination unit 64 determines whether or not an upward cliff exists ahead of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, when the determination unit 64 determines that the type of cliff existing ahead of the work machine 2 in the traveling direction is an upward cliff, the position setting unit 65 sets the stop range 32A ahead of the work machine 2. When it is determined that an upward cliff exists ahead of the work machine 2, the travel control unit 67 controls the traveling device 8 based on the relative position between the forward stop position set ahead of the excavation blade 18 and the upward cliff.
  • the travel control unit 67 stops the traveling (forward movement) of the traveling device 8 based on the relative position between the forward stop position set ahead of the excavation blade 18 and the upward cliff.
  • the travel control unit 67 stops the traveling (forward movement) of the traveling device 8 before the forward stop position enters the upward cliff or so that the forward stop position coincides with the start position 33 of the upward cliff.
  • FIG. 9 is a plan view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set in the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a side view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set in the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 9 and FIG. 10 shows the warning range 31B and the stop range 32B when a downward cliff is present in front of the advancing work machine 2.
  • the warning control unit 66 activates the warning device 30.
  • the stop range 32B includes a forward stop position indicating a target stop position of the advancing work machine 2.
  • the stop range 32B including the forward stop position is set rearward of the excavation blade 18 of the excavation work machine 9.
  • the stop range 32B including the forward stop position is set forward of the rear end of the vehicle body 7.
  • the forward stop position may be defined at the front end of the stop range 32B, may be defined at the rear end of the stop range 32B, or may be defined between the front end and the rear end of the stop range 32B.
  • the determination unit 64 determines whether or not a downward cliff exists ahead of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13. As shown in Figures 9 and 10, when the determination unit 64 determines that the type of cliff existing ahead in the traveling direction of the work machine 2 is a downward cliff, the position setting unit 65 sets the stop range 32B rearward of the front end of the work machine 2. The position setting unit 65 also sets the stop range 32B forward of the rear end of the work machine 2.
  • the front end of the work machine 2 includes the front end of the excavation work machine 9.
  • the rear end of the work machine 2 includes the rear end of the ripper work machine 10. As described above, in the embodiment, the stop range 32B is set rearward of the excavation blade 18 and forward of the rear end of the vehicle body 7.
  • the travel control unit 67 determines that a downward cliff exists ahead of the work machine 2, it controls the travel device 8 based on the relative position between the forward stop position set rearward of the excavation blade 18 and the downward cliff.
  • the travel control unit 67 stops the travel (forward movement) of the traveling device 8 based on the relative position of the downward cliff and a forward movement stop position set behind the excavation blade 18.
  • the travel control unit 67 stops the travel (forward movement) of the traveling device 8 before the forward movement stop position enters the downward cliff or so that the forward movement stop position coincides with the start position 34 of the downward cliff.
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic of the warning range 31 and the stop range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a side view showing a schematic of the warning range 31 and the stop range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • Each of FIG. 11 and FIG. 12 shows the warning range 31C and the stop range 32C when an upward cliff is present behind the work machine 2 moving backwards.
  • the warning control unit 66 activates the warning device 30.
  • the stop range 32C includes a reverse stop position indicating a target stop position of the work machine 2 moving backwards.
  • the stop range 32C including the reverse stop position is set rearward of the shank 22 of the ripper work machine 10.
  • the reverse stop position may be defined at the front end of the stop range 32C, may be defined at the rear end of the stop range 32C, or may be defined between the front end and the rear end of the stop range 32C.
  • the determination unit 64 determines whether or not an upward cliff exists behind the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13. As shown in FIG. 11 and FIG. 12, when the determination unit 64 determines that the type of cliff existing behind the work machine 2 in the traveling direction is an upward cliff, the position setting unit 65 sets the stop range 32C behind the work machine 2. When it is determined that an upward cliff exists behind the work machine 2, the travel control unit 67 controls the traveling device 8 based on the relative position between the upward cliff and the reverse stop position set behind the shank 22. When it is determined that an upward cliff exists behind the work machine 2, the travel control unit 67 stops the traveling (reverse) of the traveling device 8 based on the relative position between the upward cliff and the reverse stop position set behind the shank 22. The travel control unit 67 stops the traveling (reverse) of the traveling device 8 before the reverse stop position enters the upward cliff or so that the reverse stop position coincides with the start position 33 of the upward cliff.
  • FIG. 13 is a plan view showing a schematic of the warning range 31 and the stopping range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a side view showing a schematic of the warning range 31 and the stopping range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • Each of FIG. 13 and FIG. 14 shows the warning range 31D and the stopping range 32D when a downward cliff is present behind the work machine 2 reversing.
  • the warning control unit 66 activates the warning device 30.
  • the stopping range 32D includes a reverse stop position indicating a target stop position for the work machine 2 reversing.
  • the stopping range 32D including the reverse stop position is set forward of the shank 22 of the ripper work machine 10.
  • the stopping range 32D including the reverse stop position is set rearward of the front end of the vehicle body 7.
  • the reverse stop position may be defined at the front end of the stop range 32D, at the rear end of the stop range 32D, or between the front and rear ends of the stop range 32D.
  • the determination unit 64 determines whether or not a downward cliff exists behind the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13. As shown in Figures 13 and 14, when the determination unit 64 determines that the type of cliff existing behind the work machine 2 in the direction of travel is a downward cliff, the position setting unit 65 sets the stop range 32D forward of the rear end of the work machine 2. The position setting unit 65 also sets the stop range 32D rearward of the front end of the work machine 2. The rear end of the work machine 2 includes the rear end of the ripper work machine 10. The front end of the work machine 2 includes the front end of the excavation work machine 9. As described above, in the embodiment, the stop range 32D is set forward of the shank 22 and rearward of the front end of the vehicle body 7.
  • the travel control unit 67 determines that a downward cliff exists behind the work machine 2, it controls the travel device 8 based on the relative position of the downward cliff and the reverse stop position set rearward of the shank 22.
  • the travel control unit 67 stops the travel (reverse) of the traveling device 8 based on the relative position of the downward cliff and a reverse stop position set behind the shank 22.
  • the travel control unit 67 stops the travel (reverse) of the traveling device 8 before the reverse stop position enters the downward cliff or so that the reverse stop position coincides with the start position 34 of the downward cliff.
  • FIG. 15 is a plan view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a side view showing a schematic diagram of the warning range 31 and the stop range 32 set on the work machine 2 according to the embodiment.
  • FIG. 15 and FIG. 16 shows the warning range 31E and the stop range 32E when an object (obstacle) is present behind the work machine 2 moving in reverse.
  • the object is another work machine 2B.
  • the warning control unit 66 activates the warning device 30.
  • the stop range 32E includes a reverse stop position indicating a target stop position of the work machine 2 moving in reverse.
  • the stop range 32E including the reverse stop position is set behind the shank 22 of the ripper work machine 10.
  • the reverse stop position may be defined at the front end of the stop range 32E, at the rear end of the stop range 32E, or between the front and rear ends of the stop range 32E.
  • the obstacle sensor 14 detects an object (obstacle) present in the vicinity of the work machine 2.
  • the determination unit 64 determines whether or not an object (obstacle) exists in the vicinity of the work machine 2 based on the detection data of the obstacle sensor 14.
  • the determination unit 64 may determine whether or not an object (obstacle) exists in the vicinity of the work machine 2 based on the detection data of the obstacle sensor 14 and three-dimensional data indicating the three-dimensional shape of the detection target of the three-dimensional sensor 13.
  • the determination unit 64 may determine that an object (obstacle) exists in a position obtained by integrating the representative point of the stationary object detected from the point cloud data included in the three-dimensional data and the detection data of the obstacle sensor 14.
  • the determination unit 64 determines whether or not another work machine 2B exists behind the work machine 2 based on the detection data of the obstacle sensor 14. As shown in Figures 15 and 16, when the determination unit 64 determines that another work machine 2B exists behind the work machine 2, which is the traveling direction of the work machine 2, the position setting unit 65 sets the stop range 32E behind the work machine 2. When it is determined that another work machine 2B is present behind the work machine 2, the travel control unit 67 controls the travel device 8 based on the relative position between the other work machine 2B and the reverse stop position set behind the shank 22.
  • the travel control unit 67 stops the travel (reverse) of the travel device 8 based on the relative position between the other work machine 2B and the reverse stop position set behind the shank 22.
  • the travel control unit 67 stops the travel (reverse) of the travel device 8 before the reverse stop position enters the other work machine 2B.
  • Fig. 17 is a flowchart showing a method of controlling the work machine 2 according to the embodiment.
  • the determination unit 64 determines whether or not the work machine 2 is moving forward (step S1). When it is determined in step S1 that the work machine 2 is moving forward (step S1: Yes), the determination unit 64 determines whether or not an upward cliff exists ahead of the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13F (step S2). When it is determined in step S2 that an upward cliff exists (step S2: Yes), the traveling control unit 67 stops the forward movement of the work machine 2 based on the first forward movement stop position included in the stop range 32A described with reference to Figs. 7 and 8.
  • step S2 When it is determined in step S2 that a downward cliff exists (step S2: No), the traveling control unit 67 stops the forward movement of the work machine 2 based on the second forward movement stop position included in the stop range 32B described with reference to Figs. 9 and 10.
  • step S5 determines whether or not an upward cliff exists behind the work machine 2 based on the detection data of the three-dimensional sensor 13B (step S5). If it is determined in step S5 that an upward cliff exists (step S5: Yes), the travel control unit 67 stops the reverse movement of the work machine 2 based on the first reverse stop position included in the stop range 32C described with reference to Figures 11 and 12. If it is determined in step S5 that a downward cliff exists (step S5: No), the travel control unit 67 stops the reverse movement of the work machine 2 based on the second reverse stop position included in the stop range 32D described with reference to Figures 13 and 14.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a computer system 1000 according to an embodiment.
  • the computer system 1000 has a processor 1001 such as a CPU (Central Processing Unit), a main memory 1002 including a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory) and a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a storage 1003, and an interface 1004 including an input/output circuit.
  • the functions of the above-mentioned management device 3 and control device 6 are stored in the storage 1003 as computer programs.
  • the processor 1001 reads the computer program from the storage 1003, expands it in the main memory 1002, and executes the above-mentioned processing according to the program.
  • the computer program may be distributed to the computer system 1000 via a network.
  • the computer system 1000 or computer program, according to the above-described embodiment, can acquire detection data from a three-dimensional sensor 13 that detects objects present in the traveling direction of the work machine 2, determine the type of cliff present in the traveling direction based on the detection data from the three-dimensional sensor 13, change the stopping position of the work machine 2 based on the type of cliff, and stop the traveling of the work machine 2 based on the stopping position.
  • the control system 100 for the work machine 2 includes a three-dimensional data acquisition unit 62 that acquires detection data from the three-dimensional sensor 13 that detects objects present in the traveling direction of the work machine 2, a determination unit 64 that determines the type of cliff present in the traveling direction based on the detection data from the three-dimensional sensor 13, a position setting unit 65 that changes the stopping position of the work machine 2 based on the type of cliff, and a travel control unit 67 that stops the traveling of the work machine 2 based on the stopping position.
  • the traveling distance of the work machine 2 will be shortened, which may decrease the operability of the work machine 2. If the work machine 2 stops at a position beyond the start position 33 of the upward cliff, the work machine 2 may come into contact with the upward cliff. If the work machine 2 stops at a position away from the start position 34 of the downward cliff, the traveling distance of the work machine 2 will be shortened, which may decrease the operability of the work machine 2. There is a possibility that the work machine 2 may fall off the downward cliff if it stops at a position far beyond the start position 34 of the downward cliff. By appropriately setting the stopping position according to the type of cliff, it is possible to stop the work machine 2 at an appropriate position while suppressing a decrease in the workability of the work machine 2.
  • the current terrain data creation unit 68 may create current terrain data of the work site based on at least the three-dimensional data acquired by the three-dimensional data acquisition unit 62.
  • the current terrain data creation unit 68 may also create current terrain data of the work site based on at least position data indicating the current position of the work machine 2 acquired by the position data acquisition unit 61.
  • the determination unit 64 may determine the type of cliff that exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the current terrain data of the work site created by the current terrain data creation unit 68.
  • the determination unit 64 may determine whether or not an uphill cliff exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the current terrain data of the work site created by the current terrain data creation unit 68.
  • the determination unit 64 may determine whether or not a downhill cliff exists in the traveling direction of the work machine 2 based on the current terrain data of the work site created by the current terrain data creation unit 68.
  • At least some of the functions of the control device 6 may be provided in the management device 3. At least some of the functions of the management device 3 may be provided in the control device 6.
  • each of the position data acquisition unit 61, the three-dimensional data acquisition unit 62, the obstacle data acquisition unit 63, the determination unit 64, the position setting unit 65, the warning control unit 66, the driving control unit 67, the current terrain data creation unit 68, and the current terrain data storage unit 69 may be configured as separate hardware.
  • the work machine 2 is a bulldozer.
  • the work machine 2 may be another work machine such as a hydraulic excavator, a wheel loader, or a motor grader.

Landscapes

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Abstract

作業機械の制御システムは、作業機械の進行方向に存在する物体を検出する第１センサの検出データを取得する第１検出データ取得部と、第１センサの検出データに基づいて、進行方向に存在する崖の種類を判定する判定部と、崖の種類に基づいて、作業機械の停止位置を変更する位置設定部と、停止位置に基づいて、作業機械の走行を停止させる走行制御部と、を備える。

Description

作業機械の制御システム及び作業機械の制御方法
　本開示は、作業機械の制御システム及び作業機械の制御方法に関する。
　作業機械に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような作業車両が知られている。また、特許文献２に開示されているような、障害物を検出する物体検出装置を備える作業機械が知られている。
特開２０１９－２１４８６８号公報 特開２０２１－０２８２６６号公報
　鉱山のような作業現場においては崖が存在する可能性がある。崖には上り崖と下り崖とが存在する。崖の種類を考慮せずに作業機械の走行停止制御が実施されると、作業機械の走行を適正に停止させることが困難となる可能性がある。
　本開示は、作業機械の走行を適正に停止させることを目的とする。
　本開示に従えば、作業機械の進行方向に存在する物体を検出する第１センサの検出データを取得する第１検出データ取得部と、第１センサの検出データに基づいて、進行方向に存在する崖の種類を判定する判定部と、崖の種類に基づいて、作業機械の停止位置を変更する位置設定部と、停止位置に基づいて、作業機械の走行を停止させる走行制御部と、を備える、作業機械の制御システムが提供される。
　本開示によれば、作業機械の走行を適正に停止させることができる。
図１は、実施形態に係る作業現場の管理システムを模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る作業機械を模式的に示す側面図である。 図３は、実施形態に係る３次元センサ及び障害物センサを模式的に示す平面図である。 図４は、実施形態に係る作業機械の動作の一例を模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係る作業機械の検出システムを示すブロック図である。 図６は、実施形態に係る現況地形データ記憶部に記憶される記憶データを説明するための図である。 図７は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す平面図である。 図８は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す側面図である。 図９は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す平面図である。 図１０は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す側面図である。 図１１は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す平面図である。 図１２は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す側面図である。 図１３は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す平面図である。 図１４は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す側面図である。 図１５は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す平面図である。 図１６は、実施形態に係る作業機械に設定される警報範囲及び停止範囲を模式的に示す側面図である。 図１７は、実施形態に係る作業機械の制御方法を示すフローチャートである。 図１８は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。
　以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
［管理システム］
　図１は、実施形態に係る作業現場の管理システム１を模式的に示す図である。実施形態において、作業現場は、鉱山である。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、又は石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。作業現場において、複数の作業機械２が稼働する。実施形態において、作業機械２は、ブルドーザである。作業機械２は、作業現場において所定の作業を実施する。作業機械２が実施する作業として、掘削作業、押土作業、及び整地作業が例示される。
　管理システム１は、管理装置３と、通信システム４とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含む。管理装置３は、作業機械２の外部に配置される。管理装置３は、作業現場の管制施設５に設置される。管理装置３は、作業現場及び作業機械２を管理する。管制施設５に管理者が存在する。通信システム４として、インターネット（internet）、携帯電話通信網、衛星通信網、又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local　Area　Network）が例示される。ローカルエリアネットワークとして、無線ＬＡＮの１つの規格であるＷｉ－Ｆｉ（登録商標）が例示される。
　作業機械２は、制御装置６と、無線通信機４Ａとを有する。制御装置６は、コンピュータシステムを含む。無線通信機４Ａは、制御装置６に接続される。通信システム４は、制御装置６に接続される無線通信機４Ａと、管理装置３に接続される無線通信機４Ｂとを含む。管理装置３と作業機械２の制御装置６とは、通信システム４を介して無線通信する。
［作業機械］
　図２は、実施形態に係る作業機械２を模式的に示す側面図である。図２に示すように、作業機械２は、車体７と、走行装置８と、掘削作業機９と、リッパ作業機１０と、位置センサ１１と、傾斜センサ１２と、３次元センサ１３と、障害物センサ１４とを備える。車体７は、エンジン室１５を有する。エンジン室１５にエンジン１６が収容される。エンジン１６は、作業機械２の駆動源である。走行装置８は、車体７を支持して走行する。走行装置８は、一対の履帯１７を有する。履帯１７が回転することにより、作業機械２が走行する。
　掘削作業機９は、作業対象の掘削作業、押土作業、又は整地作業を実施する。掘削作業機９は、車体７に取り付けられる。掘削作業機９の少なくとも一部は、車体７の前方に配置される。掘削作業機９は、掘削ブレード１８と、リフトフレーム１９と、チルトシリンダ２０と、リフトシリンダ２１とを有する。
　掘削ブレード１８は、車体７よりも前方に配置される。掘削ブレード１８は、切刃１８Ａを有する。リフトフレーム１９は、掘削ブレード１８を支持する。リフトフレーム１９の一端部は、回動機構を介して掘削ブレード１８の背面に連結される。リフトフレーム１９の他端部は、回動機構を介して車体７に連結される。なお、リフトフレーム１９の他端部は、回動機構を介して走行装置８に連結されてもよい。
　チルトシリンダ２０及びリフトシリンダ２１のそれぞれは、掘削ブレード１８を動作させる。チルトシリンダ２０は、掘削ブレード１８をチルト動作させるために駆動する。リフトシリンダ２１は、掘削ブレード１８を上下動作させるために駆動する。チルトシリンダ２０の一端部は、回動機構を介して掘削ブレード１８の背面に連結される。チルトシリンダ２０の他端部は、リフトフレーム１９の上面に接続される。チルトシリンダ２０が伸縮することにより、掘削ブレード１８のチルト角が変化する。リフトシリンダ２１の一端部は、回動機構を介してリフトフレーム１９に連結される。リフトシリンダ２１の他端部は、回動機構を介して車体７に接続される。リフトシリンダ２１が伸縮することにより、掘削ブレード１８が上下方向に移動する。
　リッパ作業機１０は、作業対象の切削又は破砕を含むリッピング作業を実施する。リッパ作業機１０は、車体７に取り付けられる。リッパ作業機１０の少なくとも一部は、車体７よりも後方に配置される。リッパ作業機１０は、シャンク２２と、リッパアーム２３と、チルトシリンダ２４と、リフトシリンダ２５と、ビーム２６とを有する。シャンク２２は、車体７の後方に配置される。シャンク２２は、リッパポイント２２Ａを有する。リッパポイント２２Ａは、シャンク２２の先端部に設けられる。リッパアーム２３は、シャンク２２を支持する。リッパアーム２３は、車体７とシャンク２２とを連結する。リッパアーム２３の一端部は、回動機構を介して車体７の後部に連結される。リッパアーム２３の他端部は、ビーム２６に連結される。ビーム２６は、リッパアーム２３に回動可能に連結される。シャンク２２は、ビーム２６を介してリッパアーム２３に連結される。
　チルトシリンダ２４及びリフトシリンダ２５のそれぞれは、シャンク２２を動作させる。チルトシリンダ２４及びリフトシリンダ２５のそれぞれは、車体７に連結される。チルトシリンダ２４は、シャンク２２をチルト動作させるために駆動する。リフトシリンダ２５は、シャンク２２を上下動作させるために駆動する。チルトシリンダ２４の一端部は、回動機構を介してビーム２６に連結される。チルトシリンダ２４の他端部は、車体７の後部に連結される。チルトシリンダ２４が伸縮することにより、シャンク２２のチルト角が変化する。チルトシリンダ２４は、シャンク２２を前後方向に移動させる。リフトシリンダ２５の一端部は、回動機構を介してビーム２６に連結される。リフトシリンダ２５の他端部は、車体７の後部に連結される。リフトシリンダ２５が伸縮することにより、シャンク２２が上下方向に移動する。リフトシリンダ２５は、シャンク２２を上下方向に移動させる。
　リッパ作業機１０は、リッパポイント２２Ａを作業対象に突き刺す。リッパポイント２２Ａが作業対象に突き刺された状態で走行装置８が走行することにより、作業対象が切削又は破砕される。走行装置８が走行中に、シャンク２２が上下方向及び前後方向に移動されてもよい。
　位置センサ１１は、作業機械２の位置を検出する。作業機械２の位置は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global　Navigation　Satellite　System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global　Positioning　System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定されるグローバル座標系の位置を検出する。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置センサ１１は、ＧＮＳＳ受信機を含む。位置センサ１１は、グローバル座標系における作業機械２の位置を検出する。位置センサ１１は、車体７に配置される。
　傾斜センサ１２は、車体７の傾きを検出する。傾斜センサ１２は、水平面に対する車体７の傾斜角度を検出する。傾斜センサ１２は、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial　Measurement　Unit）を含む。傾斜センサ１２は、車体７に配置される。
　３次元センサ１３は、検出対象の３次元形状を検出する。３次元センサ１３は、検出対象に非接触で検出対象の３次元形状を検出する。３次元センサ１３の検出対象は、作業現場を含む。３次元センサ１３は、作業現場の３次元形状を検出する。作業現場の３次元形状は、作業現場の地形を含む。３次元センサ１３は、検出対象の表面までの距離を検出する。３次元センサ１３は、検出対象の表面の複数の検出点のそれぞれとの相対距離を検出することにより、検出対象の表面の３次元形状を検出する。検出対象の３次元形状を示す３次元データは、複数の検出点からなる点群データを含む。３次元データは、３次元センサ１３と検出対象に規定される複数の検出点のそれぞれとの相対距離及び相対位置を含む。３次元データは、複数の検出点のそれぞれの高さデータを含む。３次元センサ１３として、レーザ光を射出することにより検出対象を検出するレーザセンサ（ＬＩＤＡＲ：Light　Detection　and　Ranging）が例示される。なお、３次元センサ１３は、ステレオカメラのような３次元カメラでもよい。３次元センサ１３は、車体７に配置される。
　障害物センサ１４は、作業機械２の周辺に存在する物体を検出する。障害物センサ１４は、作業現場に存在する作業機械２の障害物を検出する。障害物センサ１４は、障害物に非接触で障害物を検出する。障害物センサ１４として、電波を射出することにより障害物を検出するレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio　Detection　and　Ranging）が例示される。なお、障害物センサ１４は、赤外光を射出することにより障害物を検出する赤外線センサでもよい。障害物センサ１４は、車体７に配置される。
　図３は、実施形態に係る３次元センサ１３及び障害物センサ１４を模式的に示す平面図である。図３に示すように、３次元センサ１３は、検出範囲１３０を有する。３次元センサ１３は、検出範囲１３０に配置された検出対象の３次元データを検出する。実施形態において、３次元センサ１３は、車体７の前方の３次元データを検出する３次元センサ１３Ｆと、車体７の後方の３次元データを検出する３次元センサ１３Ｂとを含む。３次元センサ１３の検出範囲１３０は、３次元センサ１３Ｆの検出範囲１３０Ｆと、３次元センサ１３Ｂの検出範囲１３０Ｂとを含む。検出範囲１３０Ｆの少なくとも一部は、掘削作業機９よりも前方に規定される。検出範囲１３０Ｂの少なくとも一部は、リッパ作業機１０よりも後方に規定される。
　図３に示すように、障害物センサ１４は、検出範囲１４０を有する。障害物センサ１４は、検出範囲１４０に配置された障害物を検出する。実施形態において、障害物センサ１４は、車体７の後方の障害物を検出する。障害物センサ１４は、左右方向において車体７の中心よりも左側に配置される障害物センサ１４Ｌと、右側に配置される障害物センサ１４Ｒとを含む。障害物センサ１４の検出範囲１４０は、障害物センサ１４Ｌの検出範囲１４０Ｌと、障害物センサ１４Ｒの検出範囲１４０Ｒとを含む。検出範囲１４０Ｌの少なくとも一部及び検出範囲１４０Ｒの少なくとも一部は、車体７の後方に規定される。検出範囲１４０Ｌの少なくとも一部は、車体７よりも左方に規定される。検出範囲１４０Ｒの少なくとも一部は、車体７よりも右方に規定される。
［作業機械の動作］
　図４は、実施形態に係る作業機械２の動作の一例を模式的に示す図である。実施形態において、作業機械２は、スロットドージング（slot　dozing）を実施することができる。スロットドージングとは、作業対象に形成されたスロット状の掘削レーンに沿って作業機械２が前進と後進とを繰り返しながら作業対象を掘削する施工法をいう。実施形態において、作業機械２は、自動制御によりスロットドージングを実施する。図４に示すように、作業機械２は、現況地形が最終設計面２７Ｚに沿った形状になるように、スロットドージングする。図４に示す例において、作業機械２は、第１回目の掘削において、現況地形が第１中間設計面２７Ａに沿った形状になるように、掘削開始点２７Ｓから前進しながら掘削作業機９で作業対象を掘削する。第１回目の掘削が終了した後、作業機械２は、掘削開始点２７Ｓに戻るために後進する。作業機械２は、第２回目の掘削において、現況地形が第２中間設計面２７Ｂに沿った形状になるように、掘削開始点２７Ｓから前進しながら掘削作業機９で作業対象を掘削する。作業機械２は、現況地形が最終設計面２７Ｚに沿って形状になるまで、前進と後進とを繰り返す。
　なお、作業機械２の自動制御は、操作者による手動操作と合わせて実施される半自動制御でもよいし、手動操作無しで実施される完全自動制御でもよい。半自動制御の場合、手動操作のための操作装置が作業機械２に搭載され、作業機械２に搭乗した操作者により搭乗操作されてもよい。手動操作のための操作装置が作業機械２の外部に配置され、作業機械２の外部に存在する操作者により遠隔操作されてもよい。
［制御システム］
　図５は、実施形態に係る作業機械２の制御システム１００を示すブロック図である。管理システム１は、制御システム１００を含む。制御システム１００は、作業機械２の走行停止制御を実施する。制御システム１００は、制御装置６と、位置センサ１１と、傾斜センサ１２と、３次元センサ１３と、障害物センサ１４と、警報装置３０と、走行装置８とを有する。制御装置６は、位置データ取得部６１と、３次元データ取得部６２と、障害物データ取得部６３と、判定部６４と、位置設定部６５と、警報制御部６６と、走行制御部６７と、現況地形データ作成部６８と、現況地形データ記憶部６９とを有する。
　位置データ取得部６１は、作業機械２の現況位置を示す位置データを取得する。作業機械２の現況位置は、位置センサ１１の検出データを含む。位置データ取得部６１は、位置データとして、位置センサ１１の検出データを取得する。位置データ取得部６１は、作業機械２の姿勢を示す姿勢データを取得する。作業機械２の姿勢は、傾斜センサ１２の検出データを含む。位置データ取得部６１は、姿勢データとして、傾斜センサ１２の検出データを取得する。
　３次元データ取得部６２は、作業機械２が稼働する作業現場の３次元形状を示す３次元データを取得する。作業現場の３次元データは、３次元センサ１３の検出データを含む。３次元データ取得部６２は、３次元データとして、３次元センサ１３の検出データを取得する。また、３次元センサ１３は、作業機械２の進行方向に存在する物体を検出する。３次元データ取得部６２は、作業機械２の進行方向に存在する物体を検出する３次元センサ１３の検出データを取得する。また、３次元センサ１３は、作業機械２の周辺を検出する。３次元データ取得部６２は、作業機械２の周辺を検出する３次元センサ１３の検出データを取得する。
　障害物データ取得部６３は、作業機械２の周辺に存在する障害物を示す障害物データを取得する。障害物データは、障害物センサ１４の検出データを含む。障害物データ取得部６３は、障害物データとして、障害物センサ１４の検出データを取得する。障害物データは、３次元センサ１３の検出対象の３次元形状を示す３次元データを含んでもよい。障害物データ取得部６３は、３次元データに含まれる点群データから検出される立駐物の代表点と障害物センサ１４の検出データとを統合して求められた位置を、障害物データとして取得してもよい。
　判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の進行方向に存在する崖の種類を判定する。３次元センサ１３は、作業機械２の周辺の３次元形状を検出する。判定部６４は、３次元センサ１３により検出された作業機械２の周辺の３次元形状を示す３次元データに基づいて、崖の種類を判定する。崖の種類は、上り崖と下り崖とを含む。判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の進行方向に上り崖が存在するか否かを判定する。判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の進行方向に下り崖が存在するか否かを判定する。
　位置設定部６５は、判定部６４により判定された崖の種類に基づいて、作業機械２の警報範囲を変更する。また、位置設定部６５は、判定部６４により判定された崖の種類に基づいて、作業機械２の停止位置を変更する。
　警報制御部６６は、位置設定部６５により設定された警報範囲に基づいて、警報装置３０を制御する。警報装置３０は、例えば作業機械２の運転室に配置される。警報装置３０は、警報音を出力する音声出力装置でもよいし、警報表示データを表示する表示装置でもよい。
　走行制御部６７は、位置設定部６５により設定された停止位置に基づいて、走行制御部６７を制御する。走行制御部６７は、位置設定部６５により設定された停止位置に基づいて、作業機械２の走行を停止させる。
　現況地形データ作成部６８は、３次元データ取得部６２により取得された３次元データ、位置データ取得部６１により取得された作業機械２の現況位置を示す位置データ、及び位置データ取得部６１により取得された作業機械２の姿勢を示す姿勢データに基づいて、作業現場の現況地形データを作成する。現況地形データ作成部６８は、３次元センサ１３の検出データ、位置センサ１１の検出データ、及び傾斜センサ１２の検出データに基づいて、作業現場の現況地形データを作成する。
　現況地形データ記憶部６９は、現況地形データ作成部６８により作成された作業現場の現況地形データを記憶する。現況地形データ記憶部６９は、現況地形データと時刻と現況地形データに付与される属性データとを対応付けて記憶する。また、現況地形データ記憶部６９は、位置データ取得部６１により取得された作業機械２の現況位置を示す位置データに基づいて、現況地形データと現況地形データが取得された時刻と現況地形データが取得された作業機械２の現況位置とを対応付けて記憶する。
　管理装置３は、現況地形データ作成部３Ａと、現況地形データ記憶部３Ｂとを有する。上述のように、作業現場に複数の作業機械２が存在する。複数の作業機械２のそれぞれは、現況地形データ記憶部６９に記憶されている現況地形データを、通信システム４を介して管理装置３に送信する。現況地形データ作成部３Ａは、複数の作業機械２のそれぞれから送信された現況地形データを統合して、作業現場の現況地形データを作成する。現況地形データ記憶部３Ｂは、現況地形データ作成部３Ａにより作成された現況地形データを記憶する。複数の作業機械２のそれぞれは、現況地形データを所定の時間間隔で管理装置３に送信する。複数の作業機械２のそれぞれは、例えば１秒ごとに現況地形データを管理装置３に送信する。現況地形データ作成部３Ａは、現況地形データを受信する度に現況地形データを作成する。現況地形データ作成部３Ａが現況地形データを作成する度に、現況地形データ記憶部３Ｂに記憶される現況地形データが更新される。
［記憶データ］
　図６は、実施形態に係る現況地形データ記憶部６９に記憶される記憶データを説明するための図である。図６に示すように、作業現場の３次元データは、作業現場の地形の表面に規定される複数の検出点２８のそれぞれの高さデータを含む。３次元データが取得されたときの作業機械２の現況位置、作業機械２の姿勢、及び３次元データに基づいて、グローバル座標系における複数の検出点２８のそれぞれの位置が定められる。なお、検出点２８の位置は、グローバル座標系において規定されてもよいし、作業機械２に設定されたローカル座標系のような所定の座標系において規定されてもよい。複数の検出点２８のそれぞれに、時刻を示す時刻データが付与される。時刻データが示す時刻とは、３次元データ取得部６２が検出点２８を取得した時刻、又は位置データ取得部６１が検出点２８に対応する位置データを取得した時刻をいう。なお、時刻データの時刻は、３次元センサ１３が検出点２８を検出した時刻とみなされてもよい。時刻データは、複数の検出点２８のそれぞれに対応付けて記憶される。また、複数の検出点２８のそれぞれに、属性を示す属性データが付与される。属性データが示す属性とは、検出点２８の属性をいう。検出点２８の属性は、作業現場の地形に係る属性及び作業現場に存在する障害物に係る属性を含む。属性データは、複数の検出点２８のそれぞれに対応付けて記憶される。
［停止位置の設定方法］
　図７は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す平面図である。図８は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す側面図である。図７及び図８のそれぞれは、前進する作業機械２の前方に上り崖が存在するときの警報範囲３１Ａ及び停止範囲３２Ａを示す。上り崖に向かって前進する作業機械２の警報範囲３１Ａに上り崖が配置されると、警報制御部６６は、警報装置３０を作動させる。停止範囲３２Ａは、前進する作業機械２の目標停止位置を示す前進停止位置を含む。前進停止位置を含む停止範囲３２Ａは、掘削作業機９の掘削ブレード１８よりも前方に設定される。前進停止位置は、停止範囲３２Ａの前端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ａの後端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ａの前端部と後端部との間に規定されてもよい。上り崖に向かって前進する作業機械２の停止範囲３２Ａに上り崖が配置されると、走行制御部６７は、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２が上り崖に接触しないように、作業機械２の走行を停止させる。
　判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の前方に上り崖が存在するか否かを判定する。図７及び図８に示すように、作業機械２の進行方向である前方に存在する崖の種類が上り崖であると判定部６４により判定された場合、位置設定部６５は、作業機械２よりも前方側に停止範囲３２Ａを設定する。走行制御部６７は、作業機械２の前方に上り崖が存在すると判定された場合、掘削ブレード１８よりも前方に設定された前進停止位置と上り崖との相対位置に基づいて、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２の前方に上り崖が存在すると判定された場合、掘削ブレード１８よりも前方に設定された前進停止位置と上り崖との相対位置に基づいて、走行装置８の走行（前進）を停止させる。走行制御部６７は、前進停止位置が上り崖に進入する前に又は前進停止位置が上り崖の開始位置３３に一致するように、走行装置８の走行（前進）を停止させる。
　図９は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す平面図である。図１０は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す側面図である。図９及び図１０のそれぞれは、前進する作業機械２の前方に下り崖が存在するときの警報範囲３１Ｂ及び停止範囲３２Ｂを示す。下り崖に向かって前進する作業機械２の警報範囲３１Ｂに下り崖が配置されると、警報制御部６６は、警報装置３０を作動させる。停止範囲３２Ｂは、前進する作業機械２の目標停止位置を示す前進停止位置を含む。前進停止位置を含む停止範囲３２Ｂは、掘削作業機９の掘削ブレード１８よりも後方に設定される。前進停止位置を含む停止範囲３２Ｂは、車体７の後端部よりも前方に設定される。前進停止位置は、停止範囲３２Ｂの前端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｂの後端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｂの前端部と後端部との間に規定されてもよい。下り崖に向かって前進する作業機械２の停止範囲３２Ｂに下り崖が配置されると、走行制御部６７は、作業機械２が下り崖に落ちないように、作業機械２の走行を停止させる。
　判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の前方に下り崖が存在するか否かを判定する。図９及び図１０に示すように、作業機械２の進行方向である前方に存在する崖の種類が下り崖であると判定部６４により判定された場合、位置設定部６５は、作業機械２の前端部よりも後方側に停止範囲３２Ｂを設定する。また、位置設定部６５は、作業機械２の後端部よりも前方側に停止範囲３２Ｂを設定する。作業機械２の前端部は、掘削作業機９の前端部を含む。作業機械２の後端部は、リッパ作業機１０の後端部を含む。上述のように、実施形態においては、停止範囲３２Ｂは、掘削ブレード１８よりも後方且つ車体７の後端部よりも前方に設定される。走行制御部６７は、作業機械２の前方に下り崖が存在すると判定された場合、掘削ブレード１８よりも後方に設定された前進停止位置と下り崖との相対位置に基づいて、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２の前方に下り崖が存在すると判定された場合、掘削ブレード１８よりも後方に設定された前進停止位置と下り崖との相対位置に基づいて、走行装置８の走行（前進）を停止させる。走行制御部６７は、前進停止位置が下り崖に進入する前に又は前進停止位置が下り崖の開始位置３４に一致するように、走行装置８の走行（前進）を停止させる。
　図１１は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す平面図である。図１２は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す側面図である。図１１及び図１２のそれぞれは、後進する作業機械２の後方に上り崖が存在するときの警報範囲３１Ｃ及び停止範囲３２Ｃを示す。上り崖に向かって後進する作業機械２の警報範囲３１Ｃに上り崖が配置されると、警報制御部６６は、警報装置３０を作動させる。停止範囲３２Ｃは、後進する作業機械２の目標停止位置を示す後進停止位置を含む。後進停止位置を含む停止範囲３２Ｃは、リッパ作業機１０のシャンク２２よりも後方に設定される。後進停止位置は、停止範囲３２Ｃの前端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｃの後端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｃの前端部と後端部との間に規定されてもよい。上り崖に向かって後進する作業機械２の停止範囲３２Ｃに上り崖が配置されると、走行制御部６７は、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２が上り崖に接触しないように、作業機械２の走行を停止させる。
　判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の後方に上り崖が存在するか否かを判定する。図１１及び図１２に示すように、作業機械２の進行方向である後方に存在する崖の種類が上り崖であると判定部６４により判定された場合、位置設定部６５は、作業機械２よりも後方側に停止範囲３２Ｃを設定する。走行制御部６７は、作業機械２の後方に上り崖が存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と上り崖との相対位置に基づいて、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２の後方に上り崖が存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と上り崖との相対位置に基づいて、走行装置８の走行（後進）を停止させる。走行制御部６７は、後進停止位置が上り崖に進入する前に又は後進停止位置が上り崖の開始位置３３に一致するように、走行装置８の走行（後進）を停止させる。
　図１３は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す平面図である。図１４は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す側面図である。図１３及び図１４のそれぞれは、後進する作業機械２の後方に下り崖が存在するときの警報範囲３１Ｄ及び停止範囲３２Ｄを示す。下り崖に向かって後進する作業機械２の警報範囲３１Ｄに下り崖が配置されると、警報制御部６６は、警報装置３０を作動させる。停止範囲３２Ｄは、後進する作業機械２の目標停止位置を示す後進停止位置を含む。後進停止位置を含む停止範囲３２Ｄは、リッパ作業機１０のシャンク２２よりも前方に設定される。後進停止位置を含む停止範囲３２Ｄは、車体７の前端部よりも後方に設定される。後進停止位置は、停止範囲３２Ｄの前端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｄの後端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｄの前端部と後端部との間に規定されてもよい。下り崖に向かって後進する作業機械２の停止範囲３２Ｄに下り崖が配置されると、走行制御部６７は、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２が下り崖に落ちないように、作業機械２の走行を停止させる。
　判定部６４は、３次元センサ１３の検出データに基づいて、作業機械２の後方に下り崖が存在するか否かを判定する。図１３及び図１４に示すように、作業機械２の進行方向である後方に存在する崖の種類が下り崖であると判定部６４により判定された場合、位置設定部６５は、作業機械２の後端部よりも前方側に停止範囲３２Ｄを設定する。また、位置設定部６５は、作業機械２の前端部よりも後方側に停止範囲３２Ｄを設定する。作業機械２の後端部は、リッパ作業機１０の後端部を含む。作業機械２の前端部は、掘削作業機９の前端部を含む。上述のように、実施形態においては、停止範囲３２Ｄは、シャンク２２よりも前方且つ車体７の前端部よりも後方に設定される。走行制御部６７は、作業機械２の後方に下り崖が存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と下り崖との相対位置に基づいて、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２の後方に下り崖が存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と下り崖との相対位置に基づいて、走行装置８の走行（後進）を停止させる。走行制御部６７は、後進停止位置が下り崖に進入する前に又は後進停止位置が下り崖の開始位置３４に一致するように、走行装置８の走行（後進）を停止させる。
　図１５は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す平面図である。図１６は、実施形態に係る作業機械２に設定される警報範囲３１及び停止範囲３２を模式的に示す側面図である。図１５及び図１６のそれぞれは、後進する作業機械２の後方に物体（障害物）が存在するときの警報範囲３１Ｅ及び停止範囲３２Ｅを示す。図１６に示す例において、物体は、他の作業機械２Ｂである。他の作業機械２Ｂに向かって後進する作業機械２の警報範囲３１Ｅに他の作業機械２Ｂが配置されると、警報制御部６６は、警報装置３０を作動させる。停止範囲３２Ｅは、後進する作業機械２の目標停止位置を示す後進停止位置を含む。後進停止位置を含む停止範囲３２Ｅは、リッパ作業機１０のシャンク２２よりも後方に設定される。後進停止位置は、停止範囲３２Ｅの前端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｅの後端部に規定されてもよいし、停止範囲３２Ｅの前端部と後端部との間に規定されてもよい。他の作業機械２Ｂに向かって後進する作業機械２の停止範囲３２Ｅに他の作業機械２Ｂが配置されると、走行制御部６７は、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２が他の作業機械２Ｂに接触しないように、作業機械２の走行を停止させる。
　障害物センサ１４は、作業機械２の周辺に存在する物体（障害物）を検出する。判定部６４は、障害物センサ１４の検出データに基づいて、作業機械２の周辺に物体（障害物）が存在するか否かを判定する。判定部６４は、障害物センサ１４の検出データと３次元センサ１３の検出対象の３次元形状を示す３次元データとに基づいて、作業機械２の周辺に物体（障害物）が存在するか否かを判定してもよい。判定部６４は、３次元データに含まれる点群データから検出される立駐物の代表点と障害物センサ１４の検出データを統合して求めた位置に物体（障害物）が存在すると判定してもよい。図１５及び図１６に示す例において、判定部６４は、障害物センサ１４の検出データに基づいて、作業機械２の後方に他の作業機械２Ｂが存在するか否かを判定する。図１５及び図１６に示すように、作業機械２の進行方向である後方に他の作業機械２Ｂが存在すると判定部６４により判定された場合、位置設定部６５は、作業機械２よりも後方側に停止範囲３２Ｅを設定する。走行制御部６７は、作業機械２の後方に他の作業機械２Ｂが存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と他の作業機械２Ｂとの相対位置に基づいて、走行装置８を制御する。走行制御部６７は、作業機械２の後方に他の作業機械２Ｂが存在すると判定された場合、シャンク２２よりも後方に設定された後進停止位置と他の作業機械２Ｂとの相対位置に基づいて、走行装置８の走行（後進）を停止させる。走行制御部６７は、後進停止位置が他の作業機械２Ｂに進入する前に、走行装置８の走行（後進）を停止させる。
［制御方法］
　図１７は、実施形態に係る作業機械２の制御方法を示すフローチャートである。判定部６４は、作業機械２が前進しているか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、作業機械２が前進していると判定した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、判定部６４は、３次元センサ１３Ｆの検出データに基づいて、作業機械２の前方に上り崖が存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、上り崖が存在すると判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、走行制御部６７は、図７及び図８を参照して説明した停止範囲３２Ａに含まれる第１の前進停止位置に基づいて、作業機械２の前進を停止させる。ステップＳ２において、下り崖が存在すると判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、走行制御部６７は、図９及び図１０を参照して説明した停止範囲３２Ｂに含まれる第２の前進停止位置に基づいて、作業機械２の前進を停止させる。
　ステップＳ１において、作業機械２が後進していると判定した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、判定部６４は、３次元センサ１３Ｂの検出データに基づいて、作業機械２の後方に上り崖が存在するか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、上り崖が存在すると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、走行制御部６７は、図１１及び図１２を参照して説明した停止範囲３２Ｃに含まれる第１の後進停止位置に基づいて、作業機械２の後進を停止させる。ステップＳ５において、下り崖が存在すると判定された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、走行制御部６７は、図１３及び図１４を参照して説明した停止範囲３２Ｄに含まれる第２の後進停止位置に基づいて、作業機械２の後進を停止させる。
［コンピュータシステム］
　図１８は、実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述の管理装置３及び制御装置６のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の管理装置３及び制御装置６のそれぞれの機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。
　コンピュータシステム１０００又はコンピュータプログラムは、上述の実施形態に従って、作業機械２の進行方向に存在する物体を検出する３次元センサ１３の検出データを取得することと、３次元センサ１３の検出データに基づいて、進行方向に存在する崖の種類を判定することと、崖の種類に基づいて、作業機械２の停止位置を変更することと、停止位置に基づいて、作業機械２の走行を停止させることと、を実行することができる。
［効果］
　以上説明したように、実施形態に係る作業機械２の制御システム１００は、作業機械２の進行方向に存在する物体を検出する３次元センサ１３の検出データを取得する３次元データ取得部６２と、３次元センサ１３の検出データに基づいて、進行方向に存在する崖の種類を判定する判定部６４と、崖の種類に基づいて、作業機械２の停止位置を変更する位置設定部６５と、停止位置に基づいて、作業機械２の走行を停止させる走行制御部６７と、を備える。これにより、上り崖及び下り崖を含む複数種類の崖が存在する作業現場において、作業機械２の走行が適正に停止される。上り崖の開始位置３３から離れた位置で停止してしまうと、作業機械２の走行距離が短くなるため、作業機械２の作業性が低下する可能性がある。上り崖の開始位置３３を超えた位置で停止してしまうと、作業機械２が上り崖に接触してしまう可能性がある。下り崖の開始位置３４から離れた位置で停止してしまうと、作業機械２の走行距離が短くなるため、作業機械２の作業性が低下する可能性がある。下り崖の開始位置３４を大きく超えた位置で停止してしまうと、作業機械２が下り崖に落ちてしまう可能性がある。崖の種類に応じた停止位置が適正に設定されることにより、作業機械２の作業性の低下を抑制しつつ、作業機械２を適正な位置で停止させることができる。
［その他の実施形態］
　上述の実施形態において、現況地形データ作成部６８は、少なくとも３次元データ取得部６２により取得された３次元データに基づいて、作業現場の現況地形データを作成してもよい。また、現況地形データ作成部６８は、少なくとも位置データ取得部６１により取得された作業機械２の現況位置を示す位置データに基づいて、作業現場の現況地形データを作成してもよい。
　上述の実施形態において、判定部６４は、現況地形データ作成部６８により作成された作業現場の現況地形データに基づいて、作業機械２の進行方向に存在する崖の種類を判定してよい。判定部６４は、現況地形データ作成部６８により作成された作業現場の現況地形データに基づいて、作業機械２の進行方向に上り崖が存在するか否かを判定してよい。判定部６４は、現況地形データ作成部６８により作成された作業現場の現況地形データに基づいて、作業機械２の進行方向に下り崖が存在するか否かを判定してよい。
　上述の実施形態において、制御装置６の機能の少なくとも一部が、管理装置３に設けられてもよい。管理装置３の機能の少なくとも一部が、制御装置６に設けられてもよい。
　上述の実施形態において、例えば、位置データ取得部６１、３次元データ取得部６２、障害物データ取得部６３、判定部６４、位置設定部６５、警報制御部６６、走行制御部６７、現況地形データ作成部６８、及び現況地形データ記憶部６９のそれぞれが、別々のハードウエアにより構成されてもよい。
　上述の実施形態において、作業機械２は、ブルドーザであることとした。作業機械２は油圧ショベル、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の作業機械でもよい。
　１…管理システム、２…作業機械、３…管理装置、３Ａ…現況地形データ作成部、３Ｂ…現況地形データ記憶部、４…通信システム、４Ａ…無線通信機、４Ｂ…無線通信機、５…管制施設、６…制御装置、７…車体、８…走行装置、９…掘削作業機、１０…リッパ作業機、１１…位置センサ、１２…傾斜センサ、１３…３次元センサ（第１センサ）、１３Ｆ…３次元センサ、１３Ｂ…３次元センサ、１４…障害物センサ（第２センサ）、１４Ｌ…障害物センサ、１４Ｒ…障害物センサ、１５…エンジン室、１６…エンジン、１７…履帯、１８…掘削ブレード、１８Ａ…切刃、１９…リフトフレーム、２０…チルトシリンダ、２１…リフトシリンダ、２２…シャンク、２２Ａ…リッパポイント、２３…リッパアーム、２４…チルトシリンダ、２５…リフトシリンダ、２６…ビーム、２７Ａ…第１中間設計面、２７Ｂ…第２中間設計面、２７Ｓ…掘削開始点、２７Ｚ…最終設計面、２８…検出点、３０…警報装置、３１…警報範囲、３１Ａ…警報範囲、３１Ｂ…警報範囲、３１Ｃ…警報範囲、３１Ｄ…警報範囲、３１Ｅ…警報範囲、３２…停止範囲、３２Ａ…停止範囲、３２Ｂ…停止範囲、３２Ｃ…停止範囲、３２Ｄ…停止範囲、３２Ｅ…停止範囲、３３…開始位置、３４…開始位置、６１…位置データ取得部、６２…３次元データ取得部（第１検出データ取得部）、６３…障害物データ取得部（第２検出データ取得部）、６４…判定部、６５…位置設定部、６６…警報制御部、６７…走行制御部、６８…現況地形データ作成部、６９…現況地形データ記憶部、１００…制御システム、１３０…検出範囲、１３０Ｆ…検出範囲、１３０Ｂ…検出範囲、１４０…検出範囲、１４０Ｌ…検出範囲、１４０Ｒ…検出範囲、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース。

Claims (9)

  1. 　作業機械の進行方向に存在する物体を検出する第１センサの検出データを取得する第１検出データ取得部と、
    　前記第１センサの検出データに基づいて、前記進行方向に存在する崖の種類を判定する判定部と、
    　前記崖の種類に基づいて、前記作業機械の停止位置を変更する位置設定部と、
    　前記停止位置に基づいて、前記作業機械の走行を停止させる走行制御部と、を備える、
    　作業機械の制御システム。
  2. 　前記崖の種類が上り崖であると判定された場合、前記位置設定部は、前記作業機械よりも前記進行方向側に前記停止位置を設定する、
    　請求項１に記載の作業機械の制御システム。
  3. 　前記走行制御部は、前記停止位置が前記上り崖に進入する前に又は前記停止位置が前記上り崖の開始位置に一致するように、前記作業機械の走行を停止させる、
    　請求項２に記載の作業機械の制御システム。
  4. 　前記崖の種類が下り崖であると判定された場合、前記位置設定部は、前記進行方向側の前記作業機械の端部よりも前記進行方向とは逆方向側に前記停止位置を設定する、
    　請求項１に記載の作業機械の制御システム。
  5. 　前記位置設定部は、前記逆方向側の前記作業機械の端部よりも前記進行方向側に前記停止位置を設定する、
    　請求項４に記載の作業機械の制御システム。
  6. 　前記走行制御部は、前記停止位置が前記下り崖に進入する前に又は前記停止位置が前記下り崖の開始位置に一致するように、前記作業機械の走行を停止させる、
    　請求項５に記載の作業機械の制御システム。
  7. 　前記第１センサは、前記作業機械の周辺の３次元形状を検出し、
    　前記判定部は、前記３次元形状を示す３次元データに基づいて、前記崖の種類を判定する、
    　請求項１に記載の作業機械の制御システム。
  8. 　前記作業機械の周辺に存在する物体を検出する第２センサの検出データを取得する第２検出データ取得部を備え、
    　前記判定部は、前記第２センサの検出データに基づいて、前記作業機械の周辺に障害物が存在するか否かを判定する、
    　請求項１に記載の作業機械の制御システム。
  9. 　作業機械の進行方向に存在する物体を検出する第１センサの検出データを取得することと、
    　前記第１センサの検出データに基づいて、前記進行方向に存在する崖の種類を判定することと、
    　前記崖の種類に基づいて、前記作業機械の停止位置を変更することと、
    　前記停止位置に基づいて、前記作業機械の走行を停止させることと、を含む、
    　作業機械の制御方法。
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