JP2022054119A - 自動積込システム - Google Patents

Abstract

【課題】積込制御が開始される前に、積込制御が開始可能な状況であるか否かを、コントローラ以外の判断主体に判断させる余地を生み出す。【解決手段】コントローラ５０は、作業機械２０に搭載され、位置検出部４１の検出結果に基づく積込制御を行うことが可能である。外部システム７０は、作業機械２０の外部に配置可能であり、コントローラ５０と通信可能である。外部システム７０は、積込制御を開始させるための積込制御開始信号を出力可能である。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号が入力されたことを条件として、積込制御を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械が運搬車に運搬物を自動的に積み込むための自動積込システムに関する。

例えば特許文献１などに、従来の自動積込システムが記載されている。同文献に記載の技術では、作業機械を制御するコントローラは、作業機械への運搬車の接近を検知したときに、運搬車への積込を行うように作業機械を動作させる積込モードにする（同文献の請求項１を参照）。

国際公開第２０２０／０２６５０５号

同文献に記載の技術では、作業機械が運搬車への積込を行うのに適した状態でなくても、例えば運搬車が接近していることが誤検知されれば、積込を行う制御（積込制御）が行われてしまう。

そこで、本発明は、積込制御が開始される前に、積込制御が開始可能な状況であるか否かを、コントローラ以外の判断主体に判断させる余地を生み出すことができる、自動積込システムを提供することを目的とする。

自動積込システムは、作業機械と、位置検出部と、コントローラと、外部システムと、を備える。前記作業機械は、運搬物を捕捉する捕捉動作、および、捕捉した前記運搬物を運搬車に積み込む開放動作を行う。前記位置検出部は、前記作業機械に対する前記運搬車の位置を検出する。前記コントローラは、前記作業機械に搭載され、前記位置検出部の検出結果に基づく積込制御を行うことが可能である。前記外部システムは、前記作業機械の外部に配置可能であり、前記コントローラと通信可能である。前記積込制御は、前記捕捉動作と前記開放動作とを含む一連の動作を前記作業機械に繰り返し行わせる制御である。前記外部システムは、前記積込制御を開始させるための積込制御開始信号を出力可能である。前記コントローラは、前記外部システムから前記コントローラに前記積込制御開始信号が入力されたことを条件として、前記積込制御を開始する。

上記構成により、積込制御が開始される前に、積込制御が開始可能な状況であるか否かを、コントローラ以外の判断主体に判断させる余地を生み出すことができる。

自動積込システム１０などを示す図であり、運搬車２および作業機械２０を横から見た図である。 図１に示す自動積込システム１０のブロック図である。 図１に示す自動積込システム１０の作動のフローチャートである。 図１に示す運搬車２の位置を正しく検出できている場合の、図２に示す表示部７１を示す図である。 図４相当図であり、運搬車２の位置を誤検出している場合の表示部７１を示す図である。 図２に示す表示部７１を示す図である。

図１～図３を参照して、図１に示す運搬車２に運搬物Ｌを積み込むための自動積込システム１０について説明する。

運搬車２は、荷台５を備える車両である。運搬車２は、作業機械２０によって積み込まれた運搬物Ｌを輸送するための車両である。運搬車２は、ダンプカーでもよく、トラックでもよい。運搬車２は、運搬車本体部３と、荷台５と、を備える。運搬車本体部３は、走行可能であり、荷台５を支持する。運搬車本体部３は、運搬車運転室３ａを備える。荷台５は、運搬物Ｌを収容する。荷台５に収容される運搬物Ｌは、例えば土砂でもよく、石でもよく、廃棄物などでもよい。荷台５は、運搬車本体部３に対して可動でもよく、運搬車本体部３に固定されてもよい。

自動積込システム１０は、運搬車２に運搬物Ｌを積み込む作業を作業機械２０に自動的に行わせるシステムである。自動積込システム１０は、作業機械２０と、位置検出部４１と、図２に示す指示部４２と、コントローラ５０と、外部システム７０と、を備える。

作業機械２０は、図１に示すように、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。作業機械２０は、運搬物Ｌを捕捉する捕捉動作、および、捕捉した運搬物Ｌを運搬車２に積み込む開放動作を行う（捕捉動作および開放動作の詳細は後述）。作業機械２０は、下部走行体２１と、上部旋回体２３と、アタッチメント２５と、図２に示す駆動制御部３１と、姿勢検出部３３と、を備える。

下部走行体２１は、図１に示す作業機械２０を走行させる。下部走行体２１は、例えばクローラを備える。上部旋回体２３は、下部走行体２１に旋回可能に搭載される。上部旋回体２３は、作業機械運転室２３ａを備える。

アタッチメント２５は、上部旋回体２３に起伏可能に取り付けられる。アタッチメント２５は、運搬物Ｌの捕捉、移動、および開放を行う装置である。アタッチメント２５は、ブーム２５ａと、アーム２５ｂと、先端アタッチメント２５ｃと、を備える。ブーム２５ａは、上部旋回体２３に起伏可能（上下に回転可能）に取り付けられる。アーム２５ｂは、ブーム２５ａ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２５ｃは、アタッチメント２５の先端部に設けられ、アーム２５ｂに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント２５ｃは、運搬物Ｌ（例えば土砂など）をすくうバケットでもよく、運搬物Ｌを挟んで掴む装置（グラップルなど）でもよい。

駆動制御部３１（図２参照）は、作業機械２０を駆動させるアクチュエータ（図示なし）を制御する。さらに詳しくは、駆動制御部３１は、下部走行体２１を走行させるモータ、および、下部走行体２１に対して上部旋回体２３を旋回させるモータを制御する。駆動制御部３１は、上部旋回体２３に対してブーム２５ａを起伏させるシリンダ、ブーム２５ａに対してアーム２５ｂを回転させるシリンダ、および、アーム２５ｂに対して先端アタッチメント２５ｃを回転させるシリンダを制御する。先端アタッチメント２５ｃ自体が作動（例えば開閉）する場合、駆動制御部３１は、先端アタッチメント２５ｃを作動させるアクチュエータを制御する。

姿勢検出部３３（図２参照）は、後述する待機制御Ｃ１（図３のステップＳ１２）および積込制御Ｃ２（図３のステップＳ３２）を行うために、作業機械２０の姿勢を検出する。さらに詳しくは、姿勢検出部３３は、下部走行体２１に対する上部旋回体２３の旋回角度を検出する。姿勢検出部３３は、上部旋回体２３に対するブーム２５ａの回転角度（起伏角度）、ブーム２５ａに対するアーム２５ｂの回転角度、および、アーム２５ｂに対する先端アタッチメント２５ｃの回転角度を検出する。姿勢検出部３３は、例えば角度センサなどである。

位置検出部４１は、作業機械２０に対する運搬車２の位置を検出する。さらに詳しくは、位置検出部４１は、運搬車２の三次元の位置情報を検出し、運搬車２の三次元の形状情報を検出する。位置検出部４１は、三次元の情報と二次元の情報（画像）とに基づいて、運搬車２の位置を検出してもよい。位置検出部４１は、運搬車２の一部のみの位置を検出してもよく、例えば運搬車２のうち荷台５のみの位置を検出してもよい。

この位置検出部４１は、１つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。位置検出部４１は、作業機械２０に搭載されてもよく、作業機械２０の外部（例えば作業現場）に配置されてもよい。位置検出部４１が作業機械２０の外部に配置される場合は、位置検出部４１が作業機械２０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２５の陰になる部分など）を検出できる場合がある。また、位置検出部４１が作業機械２０の外部に配置される場合は、作業機械２０が位置検出部４１を備えていなくても、本実施形態の自動積込システム１０を適用することができる。

この位置検出部４１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。位置検出部４１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。位置検出部４１は、ステレオカメラを備えてもよい。位置検出部４１が三次元の情報と二次元の情報とに基づいて運搬車２の位置を検出する場合は、位置検出部４１は、二次元の画像を検出可能なカメラを備えてもよい。

指示部４２（図２参照）は、後述する指示を行う。指示部４２は、作業者（人）が知覚可能な指示を行ってもよく、電気信号による指示（例えば制御のための指示など）を出力してもよい。作業者が知覚可能な指示を指示部４２が行う場合、指示部４２は、作業者に音、光、および振動の少なくともいずれかの指示を出力する。指示部４２は、作業機械２０に搭載されてもよく、作業機械２０の外部に配置されてもよい。指示部４２は、外部システム７０に設けられてもよい。指示部４２は、ホーン（例えば作業機械２０に搭載されたホーンなど）でもよく、スピーカでもよく、ライトでもよく、表示装置（モニタなど）でもよい。

コントローラ５０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コンピュータである。コントローラ５０は、作業機械２０に搭載される。コントローラ５０は、後述する待機制御Ｃ１（図３のステップＳ１２）と、積込制御Ｃ２（図３のステップＳ３２）と、を行うことが可能である。コントローラ５０は、駆動制御部３１（図２参照）に指令を出力することで、作業機械２０の作動を制御する。

外部システム７０は、コントローラ５０とは別に設けられるコンピュータである。外部システム７０は、コントローラ５０と通信可能である。外部システム７０は、作業機械２０の外部に配置可能である。外部システム７０は、例えば、作業機械２０の外部に設置されたもの（サーバなど）でもよく、携帯可能な装置（携帯端末、タブレット端末など）でもよい。なお、外部システム７０は、作業機械２０の外部に配置可能であればよく、作業機械２０の内部（例えば作業機械運転室２３ａの内部）に配置されてもよい。外部システム７０とコントローラ５０との通信は、無線通信でもよく、有線通信でもよい。図２に示すように、外部システム７０は、表示部７１と、待機制御開始指示部７３と、積込制御開始指示部７５と、中断指示部７７と、を備える。外部システム７０は、自動判断部７９を備えてもよい。

表示部７１は、各種情報を表示する。表示部７１は、コントローラ５０が自動制御（具体的には図３に示す待機制御Ｃ１および積込制御Ｃ２）を開始可能な状況か否かを作業者に判断させるための表示を行う（図４～図６を参照）。

待機制御開始指示部７３は、待機制御開始信号７３ｓを外部システム７０に出力させる。待機制御開始信号７３ｓは、コントローラ５０に待機制御Ｃ１（図３参照）を開始させるための信号である。待機制御開始指示部７３は、作業者の操作に応じて、待機制御開始信号７３ｓを外部システム７０に出力させる。待機制御開始指示部７３に対して行われる操作は、例えば、タッチパネルの操作でもよく、物理スイッチの操作でもよく、音声操作でもよい（積込制御開始指示部７５および中断指示部７７に対して行われる操作も同様）。

積込制御開始指示部７５は、積込制御開始信号７５ｓを外部システム７０に出力させる。積込制御開始信号７５ｓは、コントローラ５０に積込制御Ｃ２（図３参照）を開始させるための信号である。積込制御開始指示部７５は、作業者の操作に応じて、積込制御開始信号７５ｓを外部システム７０に出力させる。

中断指示部７７は、コントローラ５０に自動制御を中断させるための中断信号７７ｓを、外部システム７０に出力させる。中断指示部７７は、作業者の操作に応じて、中断信号７７ｓを外部システム７０に出力させる。中断指示部７７は、コントローラ５０に待機制御Ｃ１（図３参照）を中断させるための中断信号７７ｓ（待機制御中断信号）を、外部システム７０に出力させてもよい。中断指示部７７は、コントローラ５０に積込制御Ｃ２（図３参照）を中断させるための中断信号７７ｓ（積込制御中断信号）を、外部システム７０に出力させてもよい。なお、自動判断部７９については後述する。

（作業機械２０の動作）
図１に示す作業機械２０は、捕捉動作、持上移動動作、開放動作、および復帰移動動作を行う。

捕捉動作は、先端アタッチメント２５ｃが運搬物Ｌを捕捉する動作である。例えば、捕捉動作は、先端アタッチメント２５ｃであるバケットが、運搬物Ｌである土砂を、掘削してすくう動作（掘削動作）でもよい。例えば、捕捉動作は、先端アタッチメント２５ｃが運搬物Ｌを挟んで掴む動作でもよい。

持上移動動作は、捕捉動作を行った位置から開放動作を行う位置に、先端アタッチメント２５ｃが移動する（運搬物Ｌを移動させる）動作である。持上移動動作は、先端アタッチメント２５ｃが、目標とする軌跡（図６に示す目標軌跡Ｑａを参照）に沿って移動する動作である。具体的には例えば、持上移動動作は、下部走行体２１に対して上部旋回体２３が旋回する動作と、上部旋回体２３に対して先端アタッチメント２５ｃが移動（例えば上などに移動）する動作と、を含む動作（持上旋回動作）である。

開放動作は、先端アタッチメント２５ｃが、運搬車２（さらに詳しくは荷台５）の上で運搬物Ｌを開放し、運搬車２に運搬物Ｌを積み込む動作である。例えば、開放動作は、先端アタッチメント２５ｃであるバケットが、運搬物Ｌである土砂を、荷台５に落下させる動作（排土動作）でもよい。例えば、開放動作は、先端アタッチメント２５ｃが、挟んで掴んでいた運搬物Ｌを開放し、荷台５に落下させる動作でもよい。

復帰移動動作は、開放動作を行った位置から捕捉動作を行う位置に先端アタッチメント２５ｃが移動する（復帰する）動作である。復帰移動動作は、先端アタッチメント２５ｃが、目標とする軌跡（図６に示す目標軌跡Ｑａを参照）に沿って移動する動作である。具体的には例えば、復帰移動動作は、下部走行体２１に対して上部旋回体２３が旋回する動作と、上部旋回体２３に対して先端アタッチメント２５ｃが移動（例えば下などに移動）する動作と、を含む動作（復帰旋回動作）である。

（コントローラ５０による自動制御）
コントローラ５０は、作業機械２０を自動的に動作させる制御（自動制御）を行う。コントローラ５０が行う自動制御には、待機制御Ｃ１（図３に示すステップＳ１２を参照）と、積込制御Ｃ２（図３に示すステップＳ３２を参照）と、がある。以下では、作業機械２０については主に図１を参照し、フローチャートの各ステップ、待機制御Ｃ１、および積込制御Ｃ２については図３を参照して説明する。

待機制御Ｃ１（図３に示すステップＳ１２を参照）は、図１に示す作業機械２０に捕捉動作を行わせた後、作業機械２０を待機姿勢で待機させる制御である。さらに詳しくは、待機制御Ｃ１は、作業機械２０に、捕捉動作（例えば掘削）を行わせ、持上移動動作（例えば旋回など）を行わせ、待機姿勢で待機させる制御である。上記「待機姿勢」は、捕捉した運搬物Ｌを運搬車２に積み込むための姿勢であり、開放動作を待機する姿勢（事前準備姿勢）である。待機姿勢は、コントローラ５０が開放動作を行う指令を出力すれば作業機械２０が即座に開放動作を行えるような姿勢である。具体的には例えば、待機姿勢は、運搬物Ｌを捕捉している先端アタッチメント２５ｃ（例えば土砂が入っているバケット）が、開放動作を行うことが予定されている位置（空中）で停止した姿勢である（例えば排土待機姿勢）。図１に示す作業機械２０の姿勢は、待機姿勢の一例である。

積込制御Ｃ２（図３に示すステップＳ３２を参照）は、捕捉動作と、開放動作と、を含む一連の動作を作業機械２０に繰り返し行わせる制御である。さらに詳しくは、積込制御Ｃ２は、開放動作（例えば排土）、復帰移動動作（例えば旋回）、捕捉動作（例えば掘削）、持上移動動作（例えば旋回）、の順に行われる一連の動作を作業機械２０に繰り返し行わせる制御である。積込制御Ｃ２は、位置検出部４１の検出結果に基づいて行われる。積込動作の各動作（開放動作、復帰移動動作、捕捉動作、持上移動動作）のうち、少なくとも一部が、位置検出部４１の検出結果に基づいて行われる。具体的には例えば、開放動作は、次のように行われる。コントローラ５０は、位置検出部４１の検出結果に基づいて荷台５の三次元の位置および形状を算出する。そして、コントローラ５０は、荷台５の上の特定の位置で、先端アタッチメント２５ｃに運搬物Ｌを開放させる。具体的には例えば、捕捉動作は、次のように行われる。コントローラ５０は、位置検出部４１の検出結果に基づいて、捕捉前の運搬物Ｌ（例えば土砂山など）（図６参照）の三次元の位置および形状を算出する。そして、コントローラ５０は、捕捉前の運搬物Ｌの特定の位置（例えば図６に示す点Ｑｃなど）で、先端アタッチメント２５ｃに運搬物Ｌを捕捉させる。

コントローラ５０は、積込制御Ｃ２（図３参照）の開始直前の作業機械２０の状態に基づいて、積込制御Ｃ２の開始時の動作が、開放動作、復帰移動動作、捕捉動作、および持上移動動作のうち、どの動作であるかを決定する。例えば、コントローラ５０が待機制御Ｃ１（図３参照）を行ったことなどにより、作業機械２０が待機姿勢で停止している状態で積込制御Ｃ２が開始される場合は、コントローラ５０は、積込制御Ｃ２を開放動作から開始させる。例えば、先端アタッチメント２５ｃが運搬物Ｌを捕捉していない状態（例えばバケットが空の状態）で、積込制御Ｃ２が開始される場合は、コントローラ５０は、積込制御Ｃ２を復帰移動動作または捕捉動作から開始させてもよい。

（自動制御の開始の条件など）
コントローラ５０は、図２に示す外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓが入力されたことを条件として、待機制御Ｃ１（図３参照）を開始する。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓが入力されたことを条件として、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始する。自動積込システム１０の作動などを、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

（待機制御Ｃ１の開始の妥当性の確認）
コントローラ５０（図２参照）が待機制御Ｃ１を開始する前に、作業者が、待機制御Ｃ１を開始可能な状況か否か（妥当性）を確認する。例えば、作業者は、図１に示す作業機械２０が作業を行う位置の周囲の障害物の有無を確認してもよい。例えば、作業者は、作業機械２０に捕捉させようとする運搬物Ｌ（捕捉前の運搬物Ｌ（図６参照））に関する妥当性を確認してもよい。例えば、作業者は、捕捉前の運搬物Ｌの位置を確認してもよく、運搬物Ｌの有無や量を確認してもよい。例えば、作業者は、ベルトコンベア（図示なし）や作業機械２０とは異なる機械などから運ばれてきた運搬物Ｌの有無を確認してもよい。図６に示すように、外部システム７０は、待機制御Ｃ１を開始可能な状況か否かを作業者に判断させるための情報を出力（例えば表示部７１に表示）してもよい（具体例は後述する［例Ｂ］～［例Ｅ］を参照）。

作業者は、待機制御Ｃ１（図３参照）を開始可能な状況であると判断した場合、図２に示す待機制御開始指示部７３を操作することで、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓを出力させる。作業者は、待機制御Ｃ１を開始可能な状況でないと判断した場合、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓを出力させない。

（コントローラ５０の作動など）
コントローラ５０は、待機制御開始信号７３ｓが入力されたか否かを判定する（図３に示すステップＳ１１）。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓが入力されたことを条件として、待機制御Ｃ１を開始する（図３に示すステップＳ１２）。上記「条件」は、必要条件でも、十分条件でもよい。コントローラ５０は、待機制御開始信号７３ｓが入力されたこととは異なる条件がさらに満たされた場合に、待機制御Ｃ１を開始してもよい。コントローラ５０が待機制御Ｃ１を開始する（図３に示すステップＳ１２）条件は、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓが入力されたことを含む。

コントローラ５０は、図１に示す作業機械２０に対する運搬車２の位置に関する判定を行う（図３に示すステップＳ２１）。例えば、コントローラ５０は、作業機械２０に対する運搬車２の位置が、所定の範囲内か否かを判定する。この「所定の範囲」は、予め（ステップＳ２１の判定より前に）コントローラ５０に設定される（下記の「閾値」も同様）。例えば、コントローラ５０は、作業機械２０から運搬車２までの距離が、閾値以下か否かを判定する。作業機械２０に対する運搬車２の位置や距離は、位置検出部４１により検出される。作業機械２０に対する運搬車２の位置が所定の範囲内（例えば距離が閾値以下）である場合は、フローはステップＳ２２（図３参照）に進む。作業機械２０に対する運搬車２の位置が所定の範囲内でない（例えば距離が閾値を超える）場合は、コントローラ５０は、作業機械２０に対する運搬車２の位置に関する判定（図３に示すステップＳ２１の判定）を継続する。なお、図３に示すステップＳ２１の判定が行われるタイミングは、待機制御Ｃ１（ステップＳ１２）よりも後でもよく、待機制御Ｃ１よりも前でもよく、待機制御Ｃ１と同時でもよい。ステップＳ２１の判定が行われるタイミングは、積込制御Ｃ２（ステップＳ３２）よりも前である。

ステップＳ２１の判定が行われるときに、図１に示す運搬車２が、作業機械２０に向かって移動している場合がある。この場合に、作業機械２０に対する運搬車２の位置が所定の範囲内（例えば距離が閾値以下）である場合（図３に示すステップＳ２１でＹＥＳの場合）、コントローラ５０は、指示部４２（図２参照）に停止指示を行わせる。上記「停止指示」は、作業機械２０に向かって移動している運搬車２に対して停止させるための指示である。例えば、指示部４２（図２参照）が、人が知覚可能な停止指示を行うものである場合、停止指示（例えばホーンの音など）を知覚した運搬車運転室３ａ内の運転手が、運搬車２を停止させる。例えば、指示部４２が、電気信号による停止指示を出力するものである場合、停止指示を受信した運搬車２が自動的に停止してもよい。

（積込制御Ｃ２の開始の妥当性の確認）
コントローラ５０が積込制御Ｃ２（図３参照）を開始する前に、作業者が、積込制御Ｃ２を開始可能な状況か否か（妥当性）を確認する。このとき、作業者は、位置検出部４１の検出結果の妥当性を確認してもよい。作業者は、作業機械２０に対する運搬車２の位置の妥当性を確認してもよい。作業者は、作業機械２０に対する、捕捉前の運搬物Ｌ（図６参照）の位置の妥当性を確認してもよい。作業者は、積込制御Ｃ２での先端アタッチメント２５ｃの目標軌跡Ｑａ（図６参照）や目標位置（例えば図６に示す点Ｑｃ、点Ｑｂなど）の妥当性を確認してもよい。

図６に示すように、外部システム７０は、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始可能な状況か否かを作業者に確認させるための情報を出力し、例えば表示部７１に表示する（図３に示すステップＳ２３）。外部システム７０での出力および作業者による確認の具体例は、次の［例Ａ］～［例Ｅ］の通りである。

［例Ａ］例えば、図１に示す外部システム７０（さらに詳しくは表示部７１（図４参照））は、位置検出部４１が検出した、作業機械２０に対する運搬車２（例えば荷台５）の位置に関する情報（運搬車２の検出位置情報）を表示してもよい。図４に示すように、外部システム７０が表示する運搬車２の検出位置情報は、例えば荷台５の特定の位置を表す点（例えば荷台５の四隅を示す４つの点Ｐ５ａ、Ｐ５ｂ、Ｐ５ｃ、Ｐ５ｄ）でもよく、荷台５の範囲を示す直線や図形などでもよい。外部システム７０は、運搬車２の検出位置情報に関する値（座標や距離など）を表示してもよい。外部システム７０は、運搬車２の検出位置情報と、運搬車２の二次元画像（例えば荷台５の画像）と、を重ね合わせて表示する。この表示を見た作業者は、運搬車２の検出位置情報と二次元画像とを対比することで、検出位置情報の妥当性を判断する。具体的には例えば、作業者は、運搬車２の検出位置情報（例えば４つの点Ｐ５ａ、Ｐ５ｂ、Ｐ５ｃ、Ｐ５ｄ）と、運搬車２の二次元画像における検出位置情報に対応する部分（例えば荷台５の四隅の位置）と、が一致または略一致しているか否かを確認する。これらが一致または略一致している場合は、作業者は、図１に示す位置検出部４１の検出結果が妥当であると判断できる。これらが大きくずれている場合（図５参照）は、作業者は、位置検出部４１の検出結果が妥当ではないと判断できる。

［例Ｂ］例えば、外部システム７０は、位置検出部４１（図１参照）が検出した、作業機械２０（図１参照）に対する運搬物Ｌの位置に関する情報（運搬物Ｌの検出位置情報）を表示してもよい。例えば、外部システム７０は、作業機械２０（図１参照）に捕捉される前の運搬物Ｌ（例えば土砂山など）の位置に関する情報を表示してもよい。外部システム７０が表示する運搬物Ｌの検出位置情報は、例えば運搬物Ｌの特定の位置を表す点（例えば頂点を表す点Ｒａ）でもよく、運搬物Ｌの範囲を示す図形などでもよい。外部システム７０は、運搬物Ｌの検出位置情報に関する値（座標や距離など）を表示してもよい。外部システム７０は、上記［例Ａ］と同様に、運搬物Ｌの検出位置情報と、運搬物Ｌの二次元画像と、を重ね合わせて表示する。この表示を見た作業者は、位置検出部４１（図１参照）の検出結果の妥当性を判断できる。

［例Ｃ］例えば、図６に示すように、外部システム７０は、積込制御Ｃ２（図３参照）での目標軌跡Ｑａに関する情報を表示してもよい。目標軌跡Ｑａは、捕捉動作が行われる位置（点Ｑｃ）と開放動作が行われる位置（点Ｑｂ）との間の先端アタッチメント２５ｃ（図１参照）の目標とする軌跡であり、コントローラ５０（図１参照）により算出される。外部システム７０は、持上移動動作での目標軌跡Ｑａに関する情報を表示してもよく、復帰移動動作での目標軌跡Ｑａに関する情報を表示してもよい。位置検出部４１（図１参照）に検出された運搬車２の位置などに応じて自動的に目標軌跡Ｑａが補正された場合や、手動で目標軌跡Ｑａが補正された場合には、外部システム７０は、目標軌跡Ｑａの補正結果を表示してもよい。外部システム７０は、目標軌跡Ｑａに関する情報と、アタッチメント２５（図１参照）が通ると予想される位置の二次元画像と、を重ね合わせて表示してもよい。この表示を見た作業者は、上記［例Ａ］と同様に、目標軌跡Ｑａに関する情報の妥当性を判断できる。

［例Ｄ］例えば、外部システム７０は、積込制御Ｃ２（図３参照）での目標積込位置（点Ｑｂ）に関する情報を表示してもよい。目標積込位置（点Ｑｂ）は、図１に示す作業機械２０が開放動作を行う目標位置であり、コントローラ５０により算出される。図６に示すように、外部システム７０は、目標積込位置（点Ｑｂ）を表示してもよい。外部システム７０は、位置検出部４１（図１参照）に検出された運搬車２の位置などに応じて自動的に目標積込位置（点Ｑｂ）が補正された場合や、手動で目標積込位置（点Ｑｂ）が補正された場合には、目標積込位置（点Ｑｂ）の補正結果を表示してもよい。外部システム７０は、目標積込位置（点Ｑｂ）に関する情報と、運搬車２（例えば荷台５）の二次元画像と、を重ね合わせて表示してもよい。この表示を見た作業者は、目標積込位置（点Ｑｂ）が妥当か否か（例えば荷台５上の適切な位置であるか否かなど）を判断できる。

［例Ｅ］外部システム７０は、積込制御Ｃ２（図３参照）での目標捕捉位置（点Ｑｃ）に関する情報を表示してもよい。目標捕捉位置（点Ｑｃ）は、図１に示す作業機械２０が捕捉動作を行う目標位置であり、コントローラ５０により算出される。図６に示すように、外部システム７０は、目標捕捉位置（点Ｑｃ）を表示してもよい。外部システム７０は、位置検出部４１（図１参照）に検出された運搬物Ｌの位置などに応じて自動的に目標捕捉位置（点Ｑｃ）が補正された場合や、手動で目標捕捉位置（点Ｑｃ）が補正された場合には、目標捕捉位置（点Ｑｃ）の補正結果を表示してもよい。外部システム７０は、目標捕捉位置（点Ｑｃ）に関する情報と、捕捉前の運搬物Ｌの二次元画像と、を重ね合わせて表示してもよい。この表示を見た作業者は、目標捕捉位置（点Ｑｃ）が妥当か否か（例えば捕捉前の運搬物Ｌ内の適切な位置であるか否かなど）を判断できる。

作業者は、図３に示す積込制御Ｃ２（ステップＳ３２）を開始可能な状況であると判断した場合、図２に示す積込制御開始指示部７５を操作することで、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓを出力させる。作業者は、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始可能な状況ではないと判断した場合、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓを出力させない。

（コントローラ５０の作動など）
コントローラ５０は、積込制御開始信号７５ｓが入力されたか否かを判定する（図３に示すステップＳ３１）。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓが入力されたことを条件として、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始する（図３に示すステップＳ３２）。上記「条件」は、必要条件でも、十分条件でもよい。コントローラ５０は、積込制御開始信号７５ｓが入力されたこととは異なる条件（追加条件）がさらに満たされた場合に、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始してもよい。コントローラ５０が積込制御Ｃ２（図３参照）を開始する（図３に示すステップＳ３２）条件は、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓが入力されたことを含む。上記の「追加条件」は、例えば、図１に示す作業機械２０に対する運搬車２の位置が所定範囲内であること（図３に示すステップＳ２１でＹＥＳ）でもよい。追加条件は、運搬車２に対する停止指示（図３に示すステップＳ２２）が完了したことでもよい。

コントローラ５０は、積込制御Ｃ２（図３参照）を行っているときに、積込制御Ｃ２を終了するか否かの判定を行う（図３に示すステップＳ４１）。例えば、コントローラ５０は、運搬車２に積み込まれた運搬物Ｌの量が所定の量を超えたとき、積込制御Ｃ２を終了する。運搬車２に積み込まれた運搬物Ｌの量は、位置検出部４１が検出してもよく、位置検出部４１以外のセンサが検出してもよい。例えば、コントローラ５０は、図２に示す外部システム７０から中断信号７７ｓが入力された場合、積込制御Ｃ２を中断してもよい。コントローラ５０は、積込制御Ｃ２を終了しないと判断した場合、積込制御Ｃ２を継続させる。コントローラ５０は、積込制御Ｃ２を中断している時に、積込制御Ｃ２を再開させる信号（例えば積込制御開始信号７５ｓ）が入力された場合、積込制御Ｃ２を再開してもよい。

コントローラ５０は、積込制御Ｃ２（図３参照）を終了したとき（図３に示すステップＳ４１でＹＥＳの場合）、積込制御Ｃ２が終了したことを通知する（この通知を終了通知という）。コントローラ５０は、指示部４２に終了通知を出力させる。例えば、指示部４２が、人が知覚可能な指示を行うもの（例えばホーンなど）である場合、図１に示す運搬車２の運転手が終了通知を知覚し（例えばホーンが鳴った音を聞き）、運搬車２を走行（発車）させてもよい。例えば、指示部４２（図２参照）が、電気信号による終了通知を出力するものである場合、終了通知を受信した運搬車２が自動的に走行（発車）してもよい。例えば、外部システム７０が、終了通知をコントローラ５０から受信し、積込が終了したことを出力してもよい。例えば表示部７１（図２参照）が、積み込みが終了したことを示す表示を行ってもよい。なお、停止指示（図３に示すステップＳ２２参照）を行う指示部４２と、終了通知（図３に示すステップＳ４２参照）を行う指示部４２とは、兼用されても、兼用されなくてもよい。

（変形例）
上記の例では、作業者が、自動制御（図３に示す待機制御Ｃ１および積込制御Ｃ２）の開始の妥当性を確認した。一方、図２に示すように、外部システム７０は、自動制御の開始の妥当性を自動的に判断する自動判断部７９を備えてもよい。この場合、自動判断部７９は、例えばＡＩ（Artificial Intelligence）を利用して、自動制御の開始の妥当性を判断する。自動判断部７９は、待機制御Ｃ１（図３参照）の開始が妥当であると判断した場合は、待機制御開始信号７３ｓを外部システム７０に出力させる。自動判断部７９は、待機制御Ｃ１の開始が妥当でないと判断した場合は、待機制御開始信号７３ｓを外部システム７０に出力させない。自動判断部７９は、積込制御Ｃ２（図３参照）の開始が妥当であると判断した場合は、積込制御開始信号７５ｓを外部システム７０に出力させる。自動判断部７９は、積込制御Ｃ２の開始が妥当でないと判断した場合は、積込制御開始信号７５ｓを外部システム７０に出力させない。

具体的には例えば、上記［例Ａ］では、図４に示す運搬車２の検出位置情報（例えば４つの点Ｐ５ａ～Ｐ５ｄ）と、運搬車２の二次元画像の検出位置情報に対応する部分（例えば荷台５の四隅の位置）と、を作業者が比較した。一方、本変形例では、自動判断部７９（図２参照）が、例えば画像処理により自動的にこの比較を行う。そして、自動判断部７９は、積込制御Ｃ２の開始が妥当であると判断した場合、積込制御開始信号７５ｓを外部システム７０に出力させる。上記［例Ｂ］～［例Ｅ］についても同様である。

（第１の発明の効果）
図１に示す自動積込システム１０による効果は、次の通りである。自動積込システム１０は、作業機械２０と、位置検出部４１と、コントローラ５０と、外部システム７０と、を備える。作業機械２０は、運搬物Ｌを捕捉する捕捉動作、および、捕捉した運搬物Ｌを運搬車２に積み込む開放動作を行う。位置検出部４１は、作業機械２０に対する運搬車２の位置を検出する。コントローラ５０は、作業機械２０に搭載され、位置検出部４１の検出結果に基づく積込制御Ｃ２（図３に示すステップＳ３２を参照）を行うことが可能である。外部システム７０は、作業機械２０の外部に配置可能であり、コントローラ５０と通信可能である。積込制御Ｃ２（図３参照）は、捕捉動作と、開放動作と、を含む一連の動作を作業機械２０に繰り返し行わせる制御である。

［構成１］図２に示すように、外部システム７０は、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始させるための積込制御開始信号７５ｓを出力可能である。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓが入力されたことを条件として、積込制御Ｃ２（図３参照）を開始する。

上記［構成１］では、外部システム７０からコントローラ５０に積込制御開始信号７５ｓが入力されない限り、積込制御Ｃ２（図３参照）が開始されない。よって、積込制御Ｃ２（図３参照）が開始される前に、積込制御Ｃ２が開始可能な状況であるか否かを、コントローラ５０以外の判断主体に判断させる余地を生み出すことができる。

例えば、積込制御Ｃ２（図３参照）は、位置検出部４１の検出結果に基づいて行われるところ、この位置検出部４１の検出結果の妥当性を、コントローラ５０以外の判断主体に判断させることができる。コントローラ５０以外の判断主体は、作業者（人）や自動判断部７９（例えばＡＩ）である。

（第２の発明の効果）
コントローラ５０は、待機制御Ｃ１（図３に示すステップＳ１２を参照）を行うことが可能である。待機制御Ｃ１（図３参照）は、図１に示す作業機械２０に捕捉動作を行わせ、捕捉した運搬物Ｌを運搬車２に積み込むための特定の姿勢で作業機械２０を待機させる制御である。

［構成２］図２に示すように、外部システム７０は、待機制御Ｃ１（図３参照）を開始させるための待機制御開始信号７３ｓを出力可能である。コントローラ５０は、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓが入力されたことを条件として、待機制御Ｃ１（図３参照）を開始する。

上記［構成２］では、外部システム７０からコントローラ５０に待機制御開始信号７３ｓが入力されない限り、待機制御Ｃ１（図３参照）が開始されない。よって、図３に示す待機制御Ｃ１が開始される前に、待機制御Ｃ１を開始可能な状況であるか否かを、図２に示すコントローラ５０以外の判断主体に判断させる余地を生み出すことができる。

上記［構成１］および［構成２］では、外部システム７０は、種類の異なる信号（待機制御開始信号７３ｓおよび積込制御開始信号７５ｓ）を出力する。よって、外部システム７０が出力する信号の種類を変えることで、複数の種類の自動制御（具体的には図３に示す待機制御Ｃ１および積込制御Ｃ２）の開始をコントローラ５０に指示することができる。

（第３の発明の効果）
［構成３］図４に示すように、外部システム７０は、位置検出部４１（図１参照）が検出した運搬車２の位置に関する情報を表示する。

上記［構成３］により、外部システム７０が、位置検出部４１（図１参照）が検出した運搬車２の位置に関する情報の妥当性を、作業者に確認させることができる。よって、自動制御（図３に示す待機制御Ｃ１または積込制御Ｃ２）が開始可能な状況であるか否かを、作業者に容易に判断させることができる。

（第４の発明の効果）
［構成４］図６に示すように、外部システム７０は、作業機械２０（図１参照）が運搬車２に運搬物Ｌを積み込む位置（積込位置（点Ｑｂ））に関する情報を表示する。

上記［構成４］により、外部システム７０が、運搬物Ｌの積込位置（点Ｑｂ）に関する情報の妥当性を、作業者に確認させることができる。よって、自動制御（図３に示す待機制御Ｃ１または積込制御Ｃ２）が開始可能な状況であるか否かを、作業者に容易に判断させることができる。

（第５の発明の効果）
［構成５］図１に示すように、作業機械２０は、運搬物Ｌの捕捉、移動、および開放を行う先端アタッチメント２５ｃを備える。図６に示すように、外部システム７０は、捕捉動作が行われる位置と開放動作が行われる位置との間の先端アタッチメント２５ｃの目標軌跡Ｑａに関する情報を表示する。

上記［構成５］により、外部システム７０が、アタッチメント２５の目標軌跡Ｑａに関する情報を、作業者に確認させることができる。よって、自動制御（図３に示す待機制御Ｃ１または積込制御Ｃ２）が開始可能な状況であるか否かを、作業者に容易に判断させることができる。

（他の変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置、形状、接続などが変更されてもよい。例えば、図３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く、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、閾値や範囲など（例えばステップＳ２１を参照）は、一定でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい。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分として説明したものが、一つの部分とされてもよい。例えば、一つの部分として説明したものが、互いに異なる複数の部分に分けて設けられてもよい。例えば、外部システム７０は、１つの物でもよく、複数の部分に分けて設けられてもよい。具体的には例えば、外部システム７０は、表示部７１、待機制御開始指示部７３、積込制御開始指示部７５、および中断指示部７７を備える部分（例えばタブレット端末）と、自動判断部７９（例えばサーバ）と、に分けて設けられてもよい。

２ 運搬車
１０ 自動積込システム
２０ 作業機械
２５ｃ 先端アタッチメント
４１ 位置検出部
５０ コントローラ
７０ 外部システム
７３ｓ 待機制御開始信号
７５ｓ 積込制御開始信号
Ｌ 運搬物

Claims (5)

1. 運搬物を捕捉する捕捉動作、および、捕捉した前記運搬物を運搬車に積み込む開放動作を行う作業機械と、
   前記作業機械に対する前記運搬車の位置を検出する位置検出部と、
   前記作業機械に搭載され、前記位置検出部の検出結果に基づく積込制御を行うことが可能なコントローラと、
   前記作業機械の外部に配置可能であり、前記コントローラと通信可能な外部システムと、
   を備え、
   前記積込制御は、前記捕捉動作と前記開放動作とを含む一連の動作を前記作業機械に繰り返し行わせる制御であり、
   前記外部システムは、前記積込制御を開始させるための積込制御開始信号を出力可能であり、
   前記コントローラは、前記外部システムから前記コントローラに前記積込制御開始信号が入力されたことを条件として、前記積込制御を開始する、
   自動積込システム。
2. 請求項１に記載の自動積込システムであって、
   前記コントローラは、待機制御を行うことが可能であり、
   前記待機制御は、前記作業機械に前記捕捉動作を行わせ、捕捉した前記運搬物を前記運搬車に積み込むための特定の姿勢で前記作業機械を待機させる制御であり、
   前記外部システムは、前記待機制御を開始させるための待機制御開始信号を出力可能であり、
   前記コントローラは、前記外部システムから前記コントローラに前記待機制御開始信号が入力されたことを条件として、前記待機制御を開始する、
   自動積込システム。
3. 請求項１または２に記載の自動積込システムであって、
   前記外部システムは、前記位置検出部が検出した前記運搬車の位置に関する情報を表示する、
   自動積込システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の自動積込システムであって、
   前記外部システムは、前記作業機械が前記運搬車に前記運搬物を積み込む位置に関する情報を表示する、
   自動積込システム。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の自動積込システムであって、
   前記作業機械は、前記運搬物の捕捉、移動、および開放を行う先端アタッチメントを備え、
   前記外部システムは、前記捕捉動作と前記開放動作との間の前記先端アタッチメントの目標軌跡に関する情報を表示する、
   自動積込システム。

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