(57)【要約】【課題】本開示の目的は、作業機の位置を精度良く算出することにある。【解決手段】車体位置センサは、第２車体部分に取り付けられる。車体位置センサは、第２車体部分の位置を示す車体位置データを出力する。作業機位置センサは、第２車体部分に取り付けられる。作業機位置センサは、作業機位置データを出力する。作業機位置データは、第２車体部分に対する作業機の相対的な位置を示す。コントローラは、車体位置データと作業機位置データとに基づいて、作業機の位置を算出する。【選択図】図３
2020133236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機と車体とを含む作業機械の制御システムであって、
前記車体は、
前記作業機が取り付けられる第１車体部分と、
前記第１車体部分に取り付けられるマウントと、
前記第１車体部分と別体であり、前記マウントを介して前記第１車体部分に支持される第２車体部分と、
を含み、
前記第２車体部分に取り付けられ、前記第２車体部分の位置を示す車体位置データを出力する車体位置センサと、
前記第２車体部分に取り付けられ、前記第２車体部分に対する前記作業機の相対的な位置を示す作業機位置データを出力する作業機位置センサと、
前記車体位置データと前記作業機位置データとに基づいて、前記作業機の位置を算出するコントローラと、
を備える制御システム。 
【請求項２】
前記第２車体部分の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサをさらに備え、
前記姿勢センサは、前記第２車体部分に取り付けられる、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記車体位置データは、前記作業機械の外部の座標系における前記第２車体部分の位置を示す、
請求項１に記載の制御システム。 
【請求項４】
前記マウントは、弾性体製である、
請求項１に記載の制御システム。 
【請求項５】
前記第１車体部分は、前記作業機を支持する車体フレームを含み、
前記第２車体部分は、運転室を含む、
請求項１に記載の制御システム。 
【請求項６】
前記作業機位置センサは、前記作業機の画像を撮影し、前記画像から前記第２車体部分に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項１に記載の制御システム。 
【請求項７】
前記作業機位置センサは、光、或いは電波を照射することで、前記第２車体部分に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項１に記載の制御システム。 
【請求項８】
作業機と車体とを含む作業機械の制御システムであって、
前記車体は、
前記作業機が取り付けられる第１車体部分と、
前記第１車体部分に取り付けられるマウントと、
前記第１車体部分と別体であり前記マウントを介して前記第１車体部分に支持される第２車体部分と、
前記第２車体部分に取り付けられ、前記第２車体部分の位置を示す車体位置データを出力する車体位置センサと、
前記第２車体部分に取り付けられ、前記第２車体部分に対する前記作業機の相対的な位置を示す作業機位置データを出力する作業機位置センサと、
を含み、
前記車体位置データと前記作業機位置データとを取得するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記車体位置データと前記作業機位置データとに基づいて、前記作業機の位置を算出する、
制御システム。 
【請求項９】
前記車体は、前記第２車体部分の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサをさらに含み、
前記姿勢センサは、前記第２車体部分に取り付けられる、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１０】
前記車体位置データは、前記作業機械の外部の座標系における前記第２車体部分の位置を示す、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１１】
前記マウントは、弾性体製である、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１２】
前記第１車体部分は、前記作業機を支持する車体フレームを含み、
前記第２車体部分は、運転室を含む、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１３】
前記作業機位置センサは、前記作業機の画像を撮影し、前記画像から前記第２車体部分に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１４】
前記作業機位置センサは、光、或いは電波を照射することで、前記第２車体部分に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項８に記載の制御システム。 
【請求項１５】
作業機と車体とを含む作業機械の制御システムであって、
前記車体は、
前記作業機が取り付けられる車体フレームと、
前記車体フレームと別体であり、前記車体フレームに支持された運転室と、
を含み、
前記運転室に取り付けられ、前記運転室の位置を示す車体位置データを出力する車体位置センサと、
前記運転室に取り付けられ、前記運転室に対する前記作業機の相対的な位置を示す作業機位置データを出力する作業機位置センサと、
前記車体位置データと前記作業機位置データとに基づいて、前記作業機の位置を算出するコントローラと、
を備える制御システム。 
【請求項１６】
前記運転室の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサをさらに備え、
前記姿勢センサは、前記運転室に取り付けられる、
請求項１５に記載の制御システム。 
【請求項１７】
前記車体位置データは、前記作業機械の外部の座標系における前記運転室の位置を示す、
請求項１５に記載の制御システム。 
【請求項１８】
前記作業機位置センサは、前記作業機の画像を撮影し、前記画像から前記運転室に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項１５に記載の制御システム。 
【請求項１９】
前記作業機位置センサは、光、或いは電波を照射することで、前記運転室に対する前記作業機の方位及び距離を検出する、
請求項１５に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブルドーザ等の作業機械において、作業機の位置を検出する技術が利用されている。例えば、特許文献１では、作業機械は、車体と、作業機と、姿勢センサと、位置センサと、コントローラとを備えている。作業機は、車体に取り付けられている。位置センサは、車体の位置を示す位置データを出力する。姿勢センサは、車体と作業機との姿勢を示す姿勢データを出力する。コントローラは、位置データと姿勢データとに基づいて、作業機の位置を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２０１３／０４７１８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車体は、互いに別体の複数の車体部分を含む。例えば、車体は、第1車体部分と第２車体部分とを含む。第1車体部分は、車体フレームを含む。第２車体部分は、運転室を含む。第１車体部分と第２車体部分とは、互いに別体である。そのため、第２車体部分は、第１車体部分に対して相対的に変位し得る。特に、第２車体部分がマウントを介して第１車体部分に支持されている場合には、マウントの変形によって、第２車体部分が、第１車体部分に対して相対的に大きく変位する場合がある。
【０００５】
特許文献１では、上述した姿勢センサが第1車体部分に取り付けられ、位置センサが第２車体部分に取り付けられている。そのため、第２車体部分が第１車体部分に対して相対的に変位したときには、第２車体部分の姿勢は、姿勢センサが検出した第１車体部分の姿勢とは異なるものとなる。その場合、作業機の位置を精度良く算出することは困難である。
【０００６】
本開示の目的は、作業機の位置を精度良く算出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様は、作業機械の制御システムである。作業機械は、作業機と車体とを含む。車体は、第１車体部分と、マウントと、第２車体部分とを含む。第１車体部分には、作業機が取り付けられる。マウントは、第１車体部分に取り付けられる。第２車体部分は、第１車体部分と別体である。第２車体部分は、マウントを介して第１車体部分に支持される。
【０００８】
制御システムは、車体位置センサと、作業機位置センサと、コントローラとを備える。車体位置センサは、第２車体部分に取り付けられる。車体位置センサは、第２車体部分の位置を示す車体位置データを出力する。作業機位置センサは、第２車体部分に取り付けられる。作業機位置センサは、作業機位置データを出力する。作業機位置データは、第２車体部分に対する作業機の相対的な位置を示す。コントローラは、車体位置データと作業機位置データとに基づいて、作業機の位置を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、車体位置センサと作業機位置センサとは共に、第２車体部分に取り付けられる。そのため、第２車体部分が第１車体部分に対して相対的に変位しても、作業機の位置を精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る作業機械を示す側面図である。
【図２】作業機械の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】作業機械を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図４】現況地形データを示す側面断面図である。
【図５】傾斜地上にある実施形態に係る作業機械を示す上面図である。
【図６】傾斜地上にある実施形態に係る作業機械を示す側面図である。
【図７】比較例に係る作業機械を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図８】傾斜地上にある比較例に係る作業機械を示す上面図である。
【図９】傾斜地上にある比較例に係る作業機械を示す側面図である。
【図１０】変形例に係る作業機械の制御システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る作業車両について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る作業機械１を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械１は、ブルドーザである。作業機械１は、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを備えている。
【００１２】
車体１１は、運転室１４とエンジン室１５とを有する。運転室１４には、図示しない運転席が配置されている。エンジン室１５は、運転室１４の前方に配置されている。走行装置１２は、車体１１の下部に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６ａ，１６ｂを有している。なお、図１では、左側の履帯１６ａのみが図示されている。履帯１６ａ，１６ｂが回転することによって、作業機械１が走行する。
【００１３】
作業機１３は、車体１１に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトシリンダ１９とを含む。リフトフレーム１７は、軸線Ax1を中心として、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。軸線Ax1は、車幅方向に延びている。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持している。
【００１４】
ブレード１８は、車体１１の前方に配置されている。ブレード１８は、リフトフレーム１７の動作に伴って上下に移動する。リフトフレーム１７は、走行装置１２に取り付けられてもよい。リフトシリンダ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトシリンダ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、軸線Ax1を中心として上下に動作する。
【００１５】
図２は、作業機械１の制御システム３の構成を示すブロック図である。本実施形態では、制御システム３は、作業機械１に搭載されている。図２に示すように、作業機械１は、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４とを備えている。
【００１６】
油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトシリンダ１９に供給される。なお、図２では、１つの油圧ポンプ２３が図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。
【００１７】
動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、例えば、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。
【００１８】
制御システム３は、入力装置２５と、コントローラ２６と、制御弁２７とを備える。入力装置２５は、運転室１４に配置されている。入力装置２５は、オペレータによる操作を受け付け、操作に応じた操作信号を出力する。入力装置２５は、コントローラ２６に操作信号を出力する。入力装置２５は、走行装置１２と作業機１３とを操作するための操作レバー、ペダル、或いはスイッチ等の操作子を含む。入力装置２５は、タッチパネルを含んでもよい。入力装置２５の操作に応じて、作業機械１の前進及び後進などの走行が制御される。入力装置２５の操作に応じて、作業機１３の上昇及び下降などの動作が制御される。
【００１９】
コントローラ２６は、取得したデータに基づいて作業機械１を制御するようにプログラムされている。コントローラ２６は、記憶装置２８とプロセッサ２９とを含む。記憶装置２８は、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２８は、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２８は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２８は、作業機械１を制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。
【００２０】
プロセッサ２９は、例えばCPU（central processing unit）である。プロセッサ２９は、プログラムに従って、作業機械１を制御するための処理を実行する。コントローラ２６は、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、作業機械１を走行させる。コントローラ２６は、制御弁２７を制御することで、ブレード１８を上下に移動させる。
【００２１】
制御弁２７は、比例制御弁であり、コントローラ２６からの指令信号によって制御される。制御弁２７は、リフトシリンダ１９などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からリフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。コントローラ２６は、ブレード１８が動作するように、制御弁２７への指令信号を生成する。これにより、リフトシリンダ１９が制御される。なお、制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。
【００２２】
図３Ａは、作業機械１の模式的な上面図である。図３Ｂは、作業機械１の模式的な側面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、車体１１は、第１車体部分１１ａと、第２車体部分１１ｂと、マウント４１−４４とを含む。
【００２３】
第１車体部分１１ａは、車体フレーム４５を含む。車体フレーム４５には、作業機１３が取り付けられる。詳細には、上述したリフトフレーム１７は、車体フレーム４５に取り付けられる。リフトシリンダ１９は、車体フレーム４５に取り付けられる。走行装置１２は、車体フレーム４５に取り付けられる。
【００２４】
マウント４１−４４は、第１車体部分１１ａに取り付けられる。マウント４１−４４は、第１車体部分１１ａから第２車体部分１１ｂに伝わる振動、或いは衝撃を減衰する。マウント４１−４４は、例えば油圧式及びバネ式の装置の組み合わせである。或いは、マウント４１−４４は、ゴムなどの弾性体製であってもよい。或いは、マウント４１−４４は、省略されてもよい。
【００２５】
第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａと別体である。第２車体部分１１ｂは、上述した運転室１４を含む。第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａの上方に配置される。第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａに取り付けられる。第２車体部分１１ｂは、マウント４１−４４を介して、第１車体部分１１ａに支持される。
【００２６】
図２及び図３に示すように、制御システム３は、姿勢センサ３２と、車体位置センサ３３と、作業機位置センサ３４とを含む。姿勢センサ３２と、車体位置センサ３３と、作業機位置センサ３４とは、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。例えば、姿勢センサ３２と、車体位置センサ３３と、作業機位置センサ３４とは、運転室１４に取り付けられる。
【００２７】
姿勢センサ３２は、第２車体部分１１ｂの姿勢を示す姿勢データを出力する。姿勢センサ３２は、例えばIMU（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）を含む。姿勢データは、ピッチ角と、ロール角とを含む。ピッチ角は、第２車体部分１１ｂの前後方向の水平に対する角度である。ロール角は、第２車体部分１１ｂの車幅方向の水平に対する角度である。姿勢センサ３２は、姿勢データをコントローラ２６に出力する。
【００２８】
車体位置センサ３３は、GPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)の受信機３３ａ，３３ｂを含む。受信機３３ａ，３３ｂは、衛星より測位信号を受信する。受信機３３ａ，３３ｂは、測位信号により、受信機３３ａ，３３ｂの位置を示す信号を出力する。コントローラは、受信機３３ａ，３３ｂの位置から、車体位置データを取得する。車体位置データは、グローバル座標系における第２車体部分１１ｂの位置と方位とを示す。グローバル座標は、地理座標系における位置を示す。
【００２９】
作業機位置センサ３４は、作業機位置データを取得する。作業機位置データは、車体座標系における作業機１３の位置を示す。車体座標系は、第２車体部分１１ｂを基準とする座標系である。詳細には、車体座標系は、受信機３３ａ，３３ｂの位置を基準とする。ただし、車体座標系は、受信機３３ａ，３３ｂ以外の位置を基準としてもよい。例えば、作業機位置センサ３４は、ステレオカメラである。図３Ａに示すように、作業機位置センサ３４は、作業機１３上の所定の特徴点Ａ１，Ａ２，Ａ３を含む画像を撮影する。作業機位置センサ３４は、当該画像から、第２車体部分１１ｂに対する作業機１３の相対的な位置を取得する。詳細には、作業機位置センサ３４は、第２車体部分１１ｂに対する作業機１３の方位と距離とを、作業機位置データとして検出する。ただし、作業機位置データは、第２車体部分１１ｂを基準とする作業機１３の座標であってもよい。
【００３０】
コントローラ２６は、作業機位置データと、車体位置データと、姿勢データとから、作業機１３の刃先位置PBを演算する。詳細には、コントローラ２６は、車体位置データに基づいて、グローバル座標系における第２車体部分１１ｂの基準点の位置を算出する。コントローラ２６は、作業機位置データと機械データに基づいて、車体座標系における刃先位置PBの位置を算出する。
【００３１】
機械データは、記憶装置２８に記憶されている。機械データは、第２車体部分１１ｂにおける姿勢センサ３２と、車体位置センサ３３と、作業機位置センサ３４の相対的な位置を示す。すなわち、機械データは、車体座標系における姿勢センサ３２の位置を含む。機械データは、車体座標系における車体位置センサ３３の位置を含む。機械データは、車体座標系における作業機位置センサ３４の位置を含む。詳細には、機械データは、特徴点Ａ１，Ａ２，Ａ３から刃先位置PBまでの距離を含む。
【００３２】
コントローラ２６は、グローバル座標系における第２車体部分１１ｂの位置と、車体座標系における刃先位置PBの位置と、姿勢データとに基づいて、グローバル座標系における刃先位置PBを算出する。コントローラ２６は、グローバル座標系における刃先位置PBを、刃先位置データとして取得する。
【００３３】
コントローラ２６は、作業機械１の自動制御を行う。なお、作業機械１の自動制御は、オペレータによる手動操作と合わせて行われる半自動制御であってもよい。或いは、作業機械１の自動制御は、オペレータによる手動操作無しで行われる完全自動制御であってもよい。コントローラ２６は、刃先位置データに基づいて、作業機１３を自動的に制御する。
【００３４】
例えば、図４に示すように、コントローラ２６は、作業機１３の目標軌道７０を決定する。例えば、目標軌道７０の少なくとも一部は、現況地形５０の下方に位置する。図４は、目標軌道７０及び現況地形５０の側面断面図である。図４において、縦軸は、地形の高度を示している。横軸は、作業機械１の進行方向における現在位置からの距離を示している。コントローラ２６は、目標軌道７０に従って、作業機１３を動作させる。
【００３５】
詳細には、コントローラ２６は、目標軌道７０に従ってブレード１８の刃先位置PBが移動するように、作業機１３への指令信号を生成する。コントローラ２６は、指令信号を制御弁２７に出力する。それにより、作業機１３が目標軌道７０に従って動作する。作業機械１は、前進しながら、作業機１３を目標軌道７０に従って動作させる。それにより、現況地形５０が、作業機１３によって掘削される。
【００３６】
或いは、目標軌道７０は、現況地形５０よりも上方に位置してもよい。その場合、作業機械１は、現況地形５０上に土を盛る作業を行うことができる。
【００３７】
以上説明した、本実施形態に係る作業機械１の制御システム３では、車体位置センサ３３と作業機位置センサ３４とは共に、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。そのため、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対して相対的に変位しても、作業機１３の位置を精度良く算出することができる。
【００３８】
例えば、図５は、本実施形態に係る作業機械１が、ロール方向の傾斜地上にあるときの上面図である。図５に示すように、この状況では、第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａに対して、捻れ方向に変位する。そのため、第２車体部分１１ｂの方位は、第１車体部分１１ａの方位と異なる。
【００３９】
もし、作業機位置センサ３４が、第１車体部分１１ａに配置されている場合には、車体位置センサ３３と作業機位置センサ３４との方位のズレによって、作業機１３の刃先位置PBの精度が低下する。しかし、本実施形態に係る作業機械１では、車体位置センサ３３と作業機位置センサ３４とは共に、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。そのため、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対して捻れ方向に変位しても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。
【００４０】
図６は、本実施形態に係る作業機械１が、ピッチ方向の傾斜地上にあるときの側面図である。図６に示すように、この状況では、第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａに対して、ピッチ方向に傾斜する。そのため、第２車体部分１１ｂのピッチ角は、第１車体部分１１ａのピッチ角と異なる。
【００４１】
もし、作業機位置センサ３４が、第１車体部分１１ａに配置されている場合には、車体位置センサ３３と作業機位置センサ３４とのピッチ角のズレによって、作業機１３の刃先位置PBの精度が低下する。しかし、本実施形態に係る作業機械１では、車体位置センサ３３と作業機位置センサ３４とは共に、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。そのため、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対してピッチ方向に傾斜しても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。同様に、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対してロール方向に傾斜しても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。
【００４２】
図７Ａは、比較例に係る作業機械９０の上面図である。図７Ｂは、比較例に係る作業機械９０の側面図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、比較例に係る作業機械９０は、姿勢センサ９２と、車体位置センサ９３と、作業機位置センサ９４とを備えている。なお、比較例に係る作業機械９０において、実施形態に係る作業機械１と同様の部分には、実施形態に係る作業機械１と同じ符号が付されている。
【００４３】
姿勢センサ９２は、本実施形態に係る作業機械１の姿勢センサ３２と同様の構成を有する。ただし、姿勢センサ９２は、第１車体部分１１ａに配置されている。車体位置センサ９３は、受信機９３ａ，９３ｂを含む。車体位置センサ９３は、本実施形態に係る作業機械１の車体位置センサ３３と同様の構成を有する。車体位置センサ９３は、第２車体部分１１ｂに配置されている。
【００４４】
作業機位置センサ９４は、第１車体部分１１ａに配置されている。比較例に係る作業機械９０において、作業機位置センサ９４は、リフトシリンダ１９のストロークセンサである。作業機位置センサ９４は、リフトシリンダ１９のストローク長さを検出する。比較例に係る作業機械９０のコントローラ（図示せず）は、リフトシリンダ１９のストローク長さから、作業機１３のリフト角を算出する。作業機１３のリフト角は、第１車体部分１１ａに対する作業機１３の位置を示す。
【００４５】
図８は、比較例に係る作業機械９０が、ロール方向の傾斜地上にある場合の上面図である。図８に示すように、この状況では、第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａに対して捻れ方向に変位する。そのため、第２車体部分１１ｂの方位は、第１車体部分１１ａの方位と異なる。
【００４６】
比較例に係る作業機械９０では、作業機１３のリフト角に基づいて、第１車体部分１１ａに対する作業機１３の刃先位置PBを算出する。そのため、比較例に係る作業機械９０では、実際の位置と異なる位置PB’を、作業機１３の刃先位置PBとして算出してしまう。
【００４７】
それに対して、本実施形態に係る作業機械１では、作業機位置センサ３４は、車体位置センサ３３と共に、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。そのため、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対してヨー方向に捩じれても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。
【００４８】
図９は、比較例に係る作業機械９０が、ピッチ方向の傾斜地上にある場合の側面図である。図９に示すように、この状況では、第２車体部分１１ｂは、第１車体部分１１ａに対して、ピッチ方向に傾斜する。従って、第２車体部分１１ｂのピッチ角は、第１車体部分１１ａのピッチ角と異なる。比較例に係る作業機械９０では、姿勢センサ９２が第１車体部分１１ａに設けられている。そのため、第１車体部分１１ａのピッチ角に基づいて、作業機１３の刃先位置PBが算出される。そのため、比較例に係る作業機械９０のコントローラは、実際の位置と異なる位置PB’を、作業機１３の刃先位置PBとして算出してしまう。
【００４９】
それに対して、本実施形態に係る作業機械１では、姿勢センサ３２は、車体位置センサ３３及び作業機位置センサ３４と共に、第２車体部分１１ｂに取り付けられる。そのため、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対してピッチ方向に傾斜しても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。同様に、第２車体部分１１ｂが第１車体部分１１ａに対してロール方向に傾斜しても、作業機１３の刃先位置PBを精度良く算出することができる。
【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５１】
作業機械１は、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ、油圧ショベル等の他の車両であってもよい。作業機械１は、電動モータで駆動される車両であってもよい。その場合、エンジン２２及びエンジン室１５は省略されてもよい。
【００５２】
コントローラ２６は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。上述した処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。
【００５３】
作業機械１は、遠隔操縦可能な車両であってもよい。その場合、制御システム３の一部は、作業機械１の外部に配置されてもよい。例えば、図１０に示すように、コントローラ２６は、リモートコントローラ２６１と車載コントローラ２６２とを含んでもよい。リモートコントローラ２６１は、作業機械１の外部に配置されてもよい。例えば、リモートコントローラ２６１は、作業機械１の外部の管理センタに配置されてもよい。車載コントローラ２６２は、作業機械１に搭載されてもよい。リモートコントローラ２６１と車載コントローラ２６２とは、通信装置３８,３９を介して無線により通信可能であってもよい。
【００５４】
刃先位置PBの位置、及び／又は、数は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。作業機１３の刃先位置PBを算出するための処理は、リモートコントローラ２６１によって実行されてもよい。或いは、刃先位置PBを算出するための処理は、車載コントローラ２６２によって実行されてもよい。或いは、刃先位置PBを算出するための処理の一部がリモートコントローラ２６１によって実行され、残りの処理が車載コントローラ２６２によって実行されてもよい。
【００５５】
入力装置２５は、作業機械１の外部に配置されてもよい。入力装置２５が作業機械１から省略されてもよい。その場合、運転室１４は、作業機械１から省略されてもよい。
【００５６】
第１車体部分１１ａは、車体フレーム４５に限らず、作業機械１の他の構成部品であってもよい。第２車体部分１１ｂは、運転室１４に限らず、作業機械１の他の構成部品であってもよい。例えば、第１車体部分１１ａは、運転室１４が省略された車体１１であってもよい。第２車体部分１１ｂは、車体１１に取り付けられたセンサ用の支持部材であってもよい。
【００５７】
車体位置センサ３３の受信機の数は、２つに限らず、２つより少ない、或いは２つより多くてもよい。車体位置センサ３３は、GNSSの受信機に限らず、他のタイプのセンサであってもよい。例えば、車体位置センサ３３は、LPS（Local Positioning system）のセンサであってもよい。
【００５８】
姿勢センサ３２は、IMUに限らず、他のタイプのセンサであってもよい。例えば、姿勢センサ３２は、３つ以上のGNSSの受信機によって構成されてもよい。
【００５９】
作業機位置センサ３４は、ステレオカメラに限らず、他のタイプのセンサであってもよい。例えば、作業機位置センサ３４は、Lidar（Light Detection and Ranging）などの光を照射する測距装置であってもよい。或いは、作業機位置センサ３４は、ミリ波レーダなどの電波を照射する測距装置であってもよい。
【００６０】
上記の実施形態における座標系は変更、或いは省略されてもよい。例えば、グローバル座標は、作業現場における座標系であってもよい。或いは、グローバル座標は、省略されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示によれば、第２車体部分が第１車体部分に対して相対的に変位しても、作業機の位置を精度良く算出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１      作業機械
１１    車体
１１ａ  第１車体部分
１１ｂ  第２車体部分
１３    作業機
１４    運転室
２６    コントローラ
３２    姿勢センサ
３３    車体位置センサ
３４    作業機位置センサ
４１    マウント
４５    車体フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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