JP2022103603A - Working machine - Google Patents

Working machine Download PDF

Info

Publication number
JP2022103603A
JP2022103603A JP2020218339A JP2020218339A JP2022103603A JP 2022103603 A JP2022103603 A JP 2022103603A JP 2020218339 A JP2020218339 A JP 2020218339A JP 2020218339 A JP2020218339 A JP 2020218339A JP 2022103603 A JP2022103603 A JP 2022103603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
posture
antenna
mask area
predetermined number
orientation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020218339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7500420B2 (en
JP2022103603A5 (en
Inventor
伸一 小竹
Shinichi Kotake
枝穂 泉
Shiho Izumi
惠貞 李
Hyejung Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2020218339A priority Critical patent/JP7500420B2/en
Publication of JP2022103603A publication Critical patent/JP2022103603A/en
Publication of JP2022103603A5 publication Critical patent/JP2022103603A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7500420B2 publication Critical patent/JP7500420B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

To provide a working machine allowing change in measurement results to be suppressed even when changing mask areas according to posture change of the working machine.SOLUTION: An on-vehicle controller selects a predetermined number of mask area data in which calculated posture and direction of a working machine are associated with posture and direction closer thereto in distance in a multidimensional coordinate system where posture and direction of the work machine are variable, and calculates a predetermined number of first positions of a main antenna 50A based on signals transmitted from positioning satellites selected according to each of the predetermined number of mask area data among signals of a plurality of positioning satellites received with the main antenna, and calculates a predetermined number of distances to each of positions of the posture and direction of the working machine associated with the predetermined number of mask area data from the positions of the calculated posture and direction of the work machine in the multidimensional coordinate system, to calculate second positions of the main antenna based on the calculated predetermined number of first positions of the main antenna and the calculated predetermined number of distances.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は多関節型の作業装置とＧＮＳＳ受信機を備える作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine including an articulated work device and a GNSS receiver.

油圧ショベルを含む作業機械には、作業機械の位置及び方位を演算するために２つのＧＮＳＳアンテナ（メインアンテナ及びサブアンテナ）とＧＮＳＳ受信機を備えたものがある。作業機械の位置及び方位は作業機械が備える作業装置の位置の演算などに利用される。 Some work machines, including hydraulic excavators, are equipped with two GNSS antennas (main antenna and sub-antenna) and a GNSS receiver to calculate the position and orientation of the work machine. The position and orientation of the work machine are used to calculate the position of the work device of the work machine.

例えば特許文献１には、一対のアンテナを支持するための一対のアンテナ支持部を備え、前記一対のアンテナ支持部は、上面視において、上部旋回体の旋回中心から車幅の１／４以上離れ、かつ、機械室上に形成される通路と当該通路に連なる階段とのうち旋回中心から最も離れたものよりも旋回中心の近くに配置されている油圧ショベルが開示されている。 For example, Patent Document 1 includes a pair of antenna support portions for supporting a pair of antennas, and the pair of antenna support portions are separated from the turning center of the upper swivel body by 1/4 or more of the vehicle width in a top view. Further, there is disclosed a hydraulic excavator that is arranged closer to the turning center than the passage formed on the machine room and the stairs connected to the passage that are farthest from the turning center.

油圧ショベルは市街地や急斜面付近で作業する場合があるため、建造物や地表面がＧＮＳＳアンテナよりも高い場所に位置することがある。そのためＧＮＳＳアンテナ上空の視界が遮蔽されるおそれがある。アンテナ上空の遮蔽は、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳアンテナに到達する電波を妨げ、測位精度の低下を招くおそれがあるため望ましくない。 Since hydraulic excavators may work in urban areas or near steep slopes, buildings and ground surfaces may be located higher than the GNSS antenna. Therefore, the field of view above the GNSS antenna may be obstructed. Shielding the sky above the antenna is not desirable because it interferes with the radio waves that reach the GNSS antenna from the GNSS satellite and may reduce the positioning accuracy.

そこで、特許文献２には、ＧＰＳ受信機の周囲の電波障害物の配置などに基づいて定めたＧＰＳ衛星の選択規則を表すマスク情報（選択規則情報）を所定地域毎に記憶するデータベースから、ＧＰＳ信号の受信地域に対応するマスク情報を取得し、その取得したマスク情報に従って、天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ受信機の制御装置が開示されている。 Therefore, in Patent Document 2, GPS is obtained from a database that stores mask information (selection rule information) representing selection rules of GPS satellites determined based on the arrangement of radio obstacles around the GPS receiver for each predetermined area. A GPS receiver control device that acquires mask information corresponding to the signal reception area and selects the GPS satellite to be captured from among a plurality of GPS satellites navigating in the sky according to the acquired mask information is disclosed. ing.

国際公開第２０１４／０７６７６１号International Publication No. 2014/076761 特開２００４－１８４１２１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-184121

しかしながら、特許文献２で提案されているＧＰＳ受信機の制御装置を一般的な油圧ショベルに適用する場合、以下のような課題が生ずる。 However, when the control device of the GPS receiver proposed in Patent Document 2 is applied to a general hydraulic excavator, the following problems arise.

例えば油圧ショベルでは、下部走行体を停止させたまま上部旋回体や作業装置を動作させることによって種々の施工作業を実施する。また、高い仕上げ精度が求められる施工面に対しては、一回の掘削量を少なくして繰り返し掘削動作を行うことで最終施工面（目標施工面）まで少しずつ掘り進むといった手法により仕上げ精度の向上を図ることが行われる。かかる動作においては、アンテナ上空の同じ位置が作業装置によって短時間に繰り返し遮蔽されることで、当該位置に存在する衛星が繰り返し測位に使用できなくなる状況が発生する。このような状況においては、特許文献２に見られるように上空視界を有限数の領域に分割して設定されるマスクを想定すると、作業状況によっては作業装置による遮蔽を表現するマスク領域が短時間のうちに頻繁に変化するおそれがある。マスク領域が短時間に頻繁に変化すると、それに伴って測位結果が短時間に大きく変化して測位精度の悪化を引き起こす場合がある。 For example, in a hydraulic excavator, various construction works are carried out by operating an upper swing body and a work device while the lower traveling body is stopped. In addition, for construction surfaces that require high finishing accuracy, the finishing accuracy is improved by a method of gradually digging to the final construction surface (target construction surface) by repeating excavation operations by reducing the amount of excavation at one time. Is done. In such an operation, the same position above the antenna is repeatedly shielded by the working device in a short time, so that the satellite existing at the position cannot be repeatedly used for positioning. In such a situation, assuming a mask that is set by dividing the sky field of view into a finite number of regions as seen in Patent Document 2, the mask region that expresses the shielding by the working device is short depending on the working situation. May change frequently over time. If the mask area changes frequently in a short period of time, the positioning result may change significantly in a short period of time, resulting in deterioration of positioning accuracy.

例えば図２に示すように、油圧ショベル１が備える作業装置６の姿勢が第１姿勢２０（例えばブームを最大に上げた姿勢）である時に設定されるマスク領域を第1マスク領域２７とし、作業装置６の姿勢が第２姿勢２１（第１姿勢からブームを下げた姿勢）である時に設定されるマスク領域を第２マスク領域２４とする。図２の右側の図には、この時に測位に用いることが可能な衛星配置２６を示している。衛星配置２６のうち測位への寄与度が特に高い衛星２６ａが、領域２５（作業装置の姿勢が第１姿勢２０の時にはマスクされ、第２姿勢２１の時にはマスクされない領域）に位置していたとする。この場合、作業装置が第１姿勢２０と第２姿勢２１を繰り返すときに、衛星２６ａはマスク領域の変化に応じて可視・不可視が頻繁に変化し、ひいては衛星２６ａの測位への使用・不使用が頻繁に切り替わることとなる。かかるマスク領域の頻繁な変更は測位に用いる衛星グループの組み合わせを短時間に変化させ得るため、測位結果が短時間に大きく変化して測位精度の悪化を引き起こす場合がある。 For example, as shown in FIG. 2, the mask area set when the posture of the work device 6 included in the hydraulic excavator 1 is the first posture 20 (for example, the posture in which the boom is raised to the maximum) is set as the first mask area 27, and the work is performed. The mask area set when the posture of the device 6 is the second posture 21 (the posture in which the boom is lowered from the first posture) is defined as the second mask area 24. The figure on the right side of FIG. 2 shows the satellite arrangement 26 that can be used for positioning at this time. It is assumed that the satellite 26a, which has a particularly high contribution to positioning among the satellite arrangements 26, is located in the region 25 (the region masked when the posture of the working device is the first posture 20 and not masked when the posture of the working device is the second posture 21). .. In this case, when the working device repeats the first posture 20 and the second posture 21, the satellite 26a frequently changes in visibility according to the change in the mask area, and eventually the satellite 26a is used / not used for positioning. Will be switched frequently. Since such frequent changes in the mask region can change the combination of satellite groups used for positioning in a short time, the positioning result may change significantly in a short time, causing deterioration of positioning accuracy.

なお、マスク領域を特許文献２において提案されているような「上空視界を有限数の領域に分割したマスク」ではなく、図３に示すように「実際に上空を遮蔽している物体の射影形状を正確に反映したマスク（３２）」に変更した場合について触れる。作業装置６の姿勢が第１姿勢２０（例えばブームを最大に上げた姿勢）である時に設定されるマスク領域を第1マスク領域３７とし、作業装置６の姿勢が第２姿勢２１（第１姿勢からブームを下げた姿勢）である時に設定されるマスク領域を第２マスク領域３４とする。また、先の図と同様に衛星２６ａが、領域３５（作業装置の姿勢が第１姿勢２０の時にはマスクされ、第２姿勢２１の時にはマスクされない領域）に位置していたとする。しかし、このようにマスク領域を変更しても状況改善は見込まれない。なぜなら上記において問題となっているのは「作業装置によりアンテナの上空の同じ領域が短時間に繰り返し遮蔽されることによって、その領域に位置する衛星の測位への使用・不使用が短時間に切り替わる」点である。そのため、作業装置６が最大の遮蔽範囲を与える状況でのみ遮蔽される衛星２６ａを測位に使用せざるを得ない場合には、測位に用いる衛星グループの組み合わせが短時間に変化することになり、測位精度の悪化を引き起こすおそれがある。 It should be noted that the mask region is not the "mask in which the sky field of view is divided into a finite number of regions" as proposed in Patent Document 2, but the "projection shape of an object that actually shields the sky" as shown in FIG. I will touch on the case of changing to a mask (32) that accurately reflects. The mask area set when the posture of the work device 6 is the first posture 20 (for example, the posture in which the boom is raised to the maximum) is set as the first mask area 37, and the posture of the work device 6 is the second posture 21 (first posture). The mask area set when the boom is lowered from the position) is defined as the second mask area 34. Further, it is assumed that the satellite 26a is located in the region 35 (the region masked when the posture of the working device is the first posture 20 and not masked when the posture of the working device is the second posture 21) as in the previous figure. However, even if the mask area is changed in this way, the situation is not expected to improve. The problem in the above is that "the work equipment repeatedly shields the same area above the antenna in a short time, so that the satellites located in that area are switched between use and non-use for positioning in a short time. It is a point. Therefore, if the satellite 26a, which is shielded only in the situation where the working device 6 gives the maximum shielding range, must be used for positioning, the combination of satellite groups used for positioning changes in a short time. It may cause deterioration of positioning accuracy.

本発明の目的は、作業装置の姿勢変化に応じてマスク領域を変更しても、それに伴う測位結果の変化を抑制できる作業機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a work machine capable of suppressing a change in a positioning result due to a change in a mask area according to a change in the posture of the work device.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、旋回体と、前記旋回体に取り付けられ複数のフロント部材が連結された作業装置と、複数の測位衛星が発信する信号を受信する第１アンテナ及び第２アンテナと、前記複数のフロント部材の姿勢情報をそれぞれ取得する複数の第１姿勢センサと、前記旋回体の姿勢情報を取得する第２姿勢センサと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号に基づいて、前記第１アンテナから前記第２アンテナへの基線ベクトルとを演算し、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報に基づいて前記作業装置の姿勢を演算し、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と演算した前記基線ベクトルとに基づいて前記作業装置の方位を演算するコントローラとを備えた作業機械において、前記コントローラには、複数のマスク領域データが記憶されており、前記複数のマスク領域データには、それぞれ、前記作業装置の姿勢及び方位が対応付けられており、前記複数のマスク領域データのそれぞれに対応付けられた前記作業装置の姿勢及び方位は、前記作業装置の姿勢及び方位を変数とする多次元座標系に設定されており、前記コントローラは、前記多次元座標系において、前記複数のマスク領域データの中から、演算した前記作業装置の姿勢及び方位と距離が近い姿勢と方位が対応付けられた２以上の所定数のマスク領域データを選択し、前記第１アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号のうち、選択された前記所定数のマスク領域データのそれぞれに従って選択した測位衛星から発信された信号に基づいて、前記第１アンテナの第１の位置を前記所定数演算し、前記多次元座標系において、演算した前記作業装置の姿勢及び方位の位置から前記所定数のマスク領域データに対応付けられた前記作業装置の姿勢及び方位のそれぞれの位置までの距離を前記所定数演算し、演算した前記所定数の前記第１アンテナの第１の位置と、演算した前記所定数の距離とに基づいて、前記第１アンテナの第２の位置を演算し、演算した前記第１アンテナの第２の位置と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢とに基づいて、前記作業装置の位置を演算する。 The present application includes a plurality of means for solving the above problems, and to give an example thereof, a swivel body, a working device attached to the swivel body and connected to a plurality of front members, and a plurality of positioning satellites transmit. The first antenna and the second antenna for receiving the signal to be used, the plurality of first posture sensors for acquiring the posture information of the plurality of front members, the second posture sensor for acquiring the posture information of the swivel body, and the above. Based on the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna and the second antenna, the baseline vector from the first antenna to the second antenna is calculated, and the plurality of first attitude sensors and the plurality of attitude sensors are calculated. The posture of the work device is calculated based on the posture information acquired by the second posture sensor, and the orientation of the work device is calculated based on the posture information acquired by the second posture sensor and the calculated baseline vector. A plurality of mask area data are stored in the controller, and the posture and orientation of the work device are associated with the plurality of mask area data, respectively. The posture and orientation of the work device associated with each of the plurality of mask area data are set in a multidimensional coordinate system having the posture and orientation of the work device as variables, and the controller is set to the multi-dimensional coordinate system. In the dimensional coordinate system, from the plurality of mask area data, two or more predetermined number of mask area data in which the calculated posture and orientation of the work device and the posture and orientation having a close distance are associated with each other are selected. Among the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna, the first of the first antenna is based on the signal transmitted from the positioning satellite selected according to each of the selected predetermined number of mask area data. The position of the work device is calculated by the predetermined number, and in the multidimensional coordinate system, the posture and orientation of the work device associated with the predetermined number of mask area data from the calculated posture and orientation position of the work device, respectively. The distance to the position is calculated by the predetermined number, and the second position of the first antenna is calculated based on the calculated first position of the first antenna of the predetermined number and the calculated distance of the predetermined number. The position of the working device is calculated based on the calculated second position of the first antenna and the posture acquired by the second posture sensor.

本発明によれば、作業装置の姿勢変化に応じてマスク領域を変更しても、それに伴う測位結果の変化を抑制できる。 According to the present invention, even if the mask area is changed according to the change in the posture of the working device, the change in the positioning result due to the change can be suppressed.

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの側面図。The side view of the hydraulic excavator which concerns on embodiment of this invention. フロント作業装置の姿勢に応じて、設定されるマスク領域が変更される点を説明する図。The figure explaining the point that the set mask area is changed according to the posture of the front work apparatus. フロント作業装置の姿勢に応じて、設定されるマスク領域が変更される点を説明する他の図。Another figure illustrating that the set mask area changes depending on the posture of the front work equipment. 図１の油圧ショベルに搭載された車載コントローラ及びＧＮＳＳ受信機の機能ブロック図。The functional block diagram of the in-vehicle controller and the GNSS receiver mounted on the hydraulic excavator of FIG. 図４におけるメインアンテナ可用衛星判定部２１４とメインアンテナ位置演算部２１７の詳細図。FIG. 4 is a detailed view of the main antenna usable satellite determination unit 214 and the main antenna position calculation unit 217 in FIG. ブーム角と方位角の２つを変数とする二次元座標系上において、ブーム角の範囲をα個の角度値でα－１個の領域に等分割しつつ、方位角の範囲をβ個の角度値でβ－１個の領域に等分割して作成した格子の一例を示す図。On a two-dimensional coordinate system with two variables, the boom angle and the azimuth, the range of the azimuth is divided into β-1 regions with α angle values. The figure which shows an example of the lattice created by equally dividing into β-1 regions by the angle value. メインアンテナ５０Ａのマスク領域としてＤＢ２１３に記録されているα×β個のマスク領域のうち３つのマスク領域の一例を示す図。The figure which shows an example of 3 mask regions out of α × β mask regions recorded in DB 213 as a mask region of a main antenna 50A. 姿勢統合部２２３から入力した実際のブームの角度と上部旋回体の方位角（ＩＭＵ方位）の組み合わせが（θ，φ）のときに、これに対応する点Ｓ（θ，φ）を図６の格子上にプロットして拡大表示した図。When the combination of the actual boom angle input from the attitude integration unit 223 and the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body is (θ, φ), the corresponding point S (θ, φ) is shown in FIG. Enlarged view plotted on a grid. 本実施形態に係る車載コントローラ４０及びＧＮＳＳ受信機５１で実行されるフロント作業装置６の位置および方位の演算処理の一例をフローチャートでまとめた図。It is a figure which summarized in the flowchart an example of the calculation process of the position and direction of the front work apparatus 6 executed by the vehicle-mounted controller 40 and the GNSS receiver 51 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る車載コントローラ４０及びＧＮＳＳ受信機５１で実行されるフロント作業装置６の位置および方位の演算処理の一例をフローチャートでまとめた図。It is a figure which summarized in the flowchart an example of the calculation process of the position and direction of the front work apparatus 6 executed by the vehicle-mounted controller 40 and the GNSS receiver 51 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る車載コントローラ４０及びＧＮＳＳ受信機５１で実行されるフロント作業装置６の位置および方位の演算処理の一例をフローチャートでまとめた図。It is a figure which summarized in the flowchart an example of the calculation process of the position and direction of the front work apparatus 6 executed by the vehicle-mounted controller 40 and the GNSS receiver 51 which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。以下の実施の形態は、作業機械としてクローラ式の油圧ショベルに本発明を適用したものであり、バケット先端と施工目標面の位置関係を運転室内のモニタに表示するマシンガイダンス機能と、バケット先端が施工目標面を超えないように作業装置の動作（すなわちフロント部材を駆動するアクチュエータの動作）に制限をかけるマシンコントロール機能とを有している。なお、各図において同じ部分には同じ符号を付し、重複した説明は適宜省略するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment applies the present invention to a crawler type hydraulic excavator as a work machine, and has a machine guidance function that displays the positional relationship between the bucket tip and the construction target surface on a monitor in the cab, and the bucket tip. It has a machine control function that limits the operation of the work equipment (that is, the operation of the actuator that drives the front member) so as not to exceed the construction target surface. In each figure, the same parts are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted as appropriate.

＜対象機械＞
図１は本発明の実施形態に係る油圧ショベル１及びＧＮＳＳ基準局８の側面図である。この図に示す油圧ショベル１は、クローラ式の走行体（下部走行体）２と、走行体２の上部に旋回可能に取り付けられた旋回体（上部旋回体）３と、一端（基端）が旋回体３の前方に取り付けられ複数のフロント部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃを連結してなるフロント作業装置（単に「作業装置」と称することもある）６とを備えている。図中の符号３０は地面を表す。 <Target machine>
FIG. 1 is a side view of the hydraulic excavator 1 and the GNSS reference station 8 according to the embodiment of the present invention. The hydraulic excavator 1 shown in this figure has a crawler type traveling body (lower traveling body) 2, a swivel body (upper swivel body) 3 rotatably attached to the upper part of the traveling body 2, and one end (base end). It is provided with a front working device (sometimes simply referred to as a "working device") 6 which is attached to the front of the swivel body 3 and is formed by connecting a plurality of front members 6A, 6B, 6C. Reference numeral 30 in the figure represents the ground.

フロント作業装置６は、一端が旋回体３に連結されたブーム６Ａと、一端がブーム６Ａの他端に連結されたアーム６Ｂと、一端がアーム６Ｂの他端に連結されたバケット６Ｃとを有しており、これら各フロント部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、それぞれ上下方向に回動するように構成されている。 The front working device 6 has a boom 6A having one end connected to the swivel body 3, an arm 6B having one end connected to the other end of the boom 6A, and a bucket 6C having one end connected to the other end of the arm 6B. Each of these front members 6A, 6B, and 6C is configured to rotate in the vertical direction.

また、各フロント部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの回動を行う駆動アクチュエータとして、ブームシリンダ１１Ａ、アームシリンダ１１Ｂ、バケットシリンダ１１Ｃが備えられている。旋回体３は図示しない旋回モータによって旋回中心軸Ｏを中心に旋回駆動される。 Further, boom cylinders 11A, arm cylinders 11B, and bucket cylinders 11C are provided as drive actuators for rotating the front members 6A, 6B, and 6C. The swivel body 3 is swiveled around the swivel center axis O by a swivel motor (not shown).

ブーム６Ａ、アーム６Ｂ及びバケット６Ｃは、フロント作業装置６を含む共通の平面上で動作し、以下ではこの平面を動作平面と称することがある。つまり動作平面とは、ブーム６Ａ、アーム６Ｂ及びバケット６Ｃの回動軸に直交する平面であり、例えばブーム６Ａ、アーム６Ｂ及びバケット６Ｃの幅方向の中心（すなわち各フロント部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの回動軸の中心）に設定できる。本実施形態では、ブーム６Ａ、アーム６Ｂ及びバケット６Ｃの幅方向の中心を通過する面を動作平面とする。 The boom 6A, arm 6B, and bucket 6C operate on a common plane including the front working device 6, and this plane may be referred to as an operating plane below. That is, the operating plane is a plane orthogonal to the rotation axis of the boom 6A, the arm 6B, and the bucket 6C, for example, the center in the width direction of the boom 6A, the arm 6B, and the bucket 6C (that is, the front members 6A, 6B, 6C. It can be set to the center of the rotation axis). In the present embodiment, a plane passing through the center of the boom 6A, the arm 6B, and the bucket 6C in the width direction is used as an operating plane.

＜姿勢センサ＞
油圧ショベル１には、フロント作業装置６と旋回体３の姿勢を検出するための複数の姿勢センサ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、２３が備えられている。本実施形態では各姿勢センサに、角度（または角速度）と加速度を検出可能な慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を用いている。これら姿勢センサのうち、ブーム６Ａにはブーム姿勢センサ７５Ａが、アーム６Ｂにはアーム姿勢センサ７５Ｂが、バケット６Ｃにはバケット姿勢センサ７５Ｃが取り付けられている。また、旋回体３には旋回体姿勢センサ２３が取り付けられており、それにより旋回体３の傾斜角度（ピッチ角及びロール角）、旋回速度及び旋回角度を計測できる。姿勢センサ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、２３の出力（検出信号）は、接続線を介して車載コントローラ４０に入力されている。なお、フロント作業装置６の姿勢センサとしては、各フロント部材の回動角度を検出する角度センサを用いても良い。本稿では、フロント作業装置６の３つの姿勢センサ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃを第１姿勢センサ、旋回体３の姿勢センサ２３を第２姿勢センサと称することがある。 <Posture sensor>
The hydraulic excavator 1 is provided with a plurality of posture sensors 75A, 75B, 75C, 23 for detecting the postures of the front working device 6 and the swivel body 3. In this embodiment, an inertial measurement unit (IMU: Inertial Measurement Unit) capable of detecting an angle (or angular velocity) and acceleration is used for each posture sensor. Among these posture sensors, the boom 6A is equipped with the boom posture sensor 75A, the arm 6B is equipped with the arm posture sensor 75B, and the bucket 6C is equipped with the bucket posture sensor 75C. Further, a swivel body posture sensor 23 is attached to the swivel body 3, whereby the tilt angle (pitch angle and roll angle), the swivel speed and the swivel angle of the swivel body 3 can be measured. The outputs (detection signals) of the attitude sensors 75A, 75B, 75C, and 23 are input to the vehicle-mounted controller 40 via the connection line. As the posture sensor of the front work device 6, an angle sensor that detects the rotation angle of each front member may be used. In this paper, the three posture sensors 75A, 75B, and 75C of the front work device 6 may be referred to as a first posture sensor, and the posture sensor 23 of the swivel body 3 may be referred to as a second posture sensor.

旋回体３には、オペレータによって操作される操作装置（図示せず）、バケット６Ｃと施工目標面の位置関係等が表示されるモニタ６０が設けられた運転席４と、複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）が発信する衛星信号を受信するための２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂ（メインアンテナ５０Ａ，サブアンテナ５０Ｂと称することもある）と、基準局８から送信されるＧＮＳＳ補正データ３０１（図４参照）を受信するための無線機７と、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂのうち少なくとも１つのＧＮＳＳアンテナの地理座標系（グローバル座標系）における位置座標と、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ間の方位（すなわち旋回体３の方位）とを演算するＧＮＳＳ受信機５１と、ＧＮＳＳ受信機５１で演算された位置及び方位と、複数の姿勢センサ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、２３の検出信号とに基づいて、フロント作業装置６上の所望の位置座標を演算するコンピュータである車載コントローラ４０とが備えられている。なお、本実施形態では２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの位置及び旋回体３の方位角を１つのＧＮＳＳ受信機で演算する構成を採っているが、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂのそれぞれに対応する２つのＧＮＳＳ受信機５１，５１を搭載する構成を採っても良い。 The swivel body 3 includes an operating device (not shown) operated by an operator, a driver's seat 4 provided with a monitor 60 for displaying the positional relationship between the bucket 6C and the construction target surface, and a plurality of positioning satellites (GNSS). Two GNSS antennas 50A and 50B (sometimes referred to as main antenna 50A and sub-antenna 50B) for receiving satellite signals transmitted by the satellite) and GNSS correction data 301 transmitted from the reference station 8 (see FIG. 4). The position coordinates of the radio 7 for receiving the signal, the position coordinates of at least one of the two GNSS antennas 50A and 50B in the geographic coordinate system (global coordinate system), and the orientation between the two GNSS antennas 50A and 50B (that is, Front work based on the GNSS receiver 51 that calculates the orientation of the swivel body 3), the position and orientation calculated by the GNSS receiver 51, and the detection signals of the plurality of attitude sensors 75A, 75B, 75C, 23. An in-vehicle controller 40, which is a computer for calculating desired position coordinates on the device 6, is provided. In this embodiment, the positions of the two GNSS antennas 50A and 50B and the azimuth angle of the swivel body 3 are calculated by one GNSS receiver, but each of the two GNSS antennas 50A and 50B is supported. A configuration may be adopted in which two GNSS receivers 51 and 51 are mounted.

＜ＧＮＳＳ基準局＞
油圧ショベル１の無線機７に対してＧＮＳＳ補正データを無線送信するＧＮＳＳ基準局８について説明する。地理座標系における座標位置が既知であるＧＮＳＳ基準局８には、複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）から衛星信号を受信するためのＧＮＳＳアンテナ８０と、ＧＮＳＳアンテナ８０で受信された衛星信号に基づいてＧＮＳＳアンテナ８０の地理座標系における位置座標を演算するＧＮＳＳ受信機８１と、ＧＮＳＳアンテナ８０で受信された複数の衛星信号に基づいて無線機７に無線送信するためのＧＮＳＳ補正データ３０１（図４参照）を生成する基準局コントローラ８２と、基準局コントローラ８２で生成されたＧＮＳＳ補正データを無線機７に送信する無線機８７が備えられている。ＧＮＳＳ基準局アンテナ８０に接続したＧＮＳＳ受信機８１は、基準局コントローラ８２を経由して無線機８７よりＧＮＳＳ補正データを無線送信する。無線機７で受信されたＧＮＳＳ補正データをＧＮＳＳ受信機５１での測位に利用するとセンチメートル級の高精度な測位が可能となる。 <GNSS Standard Station>
The GNSS reference station 8 that wirelessly transmits GNSS correction data to the radio 7 of the hydraulic excavator 1 will be described. The GNSS reference station 8 whose coordinate position in the geographic coordinate system is known includes a GNSS antenna 80 for receiving satellite signals from a plurality of positioning satellites (GNSS satellites) and a GNSS based on the satellite signals received by the GNSS antenna 80. A GNSS receiver 81 that calculates the position coordinates of the antenna 80 in the geographic coordinate system, and a GNSS correction data 301 for wirelessly transmitting to the radio 7 based on a plurality of satellite signals received by the GNSS antenna 80 (see FIG. 4). The reference station controller 82 for generating the above and the radio 87 for transmitting the GNSS correction data generated by the reference station controller 82 to the radio 7. The GNSS receiver 81 connected to the GNSS reference station antenna 80 wirelessly transmits GNSS correction data from the radio 87 via the reference station controller 82. If the GNSS correction data received by the radio 7 is used for positioning by the GNSS receiver 51, highly accurate positioning in the centimeter class becomes possible.

＜ＧＮＳＳアンテナ５０の配置＞
２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂは、それぞれマスト（アンテナ支持部材）５２ａ、５２ｂを介して上部旋回体３に固定されている。これら２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂは、上部旋回体３の位置と方位とを計測するという目的を実現可能な限りにおいて、設置位置を問わない。 <Arrangement of GNSS antenna 50>
The two GNSS antennas 50A and 50B are fixed to the upper swing body 3 via masts (antenna support members) 52a and 52b, respectively. These two GNSS antennas 50A and 50B may be installed at any position as long as the purpose of measuring the position and orientation of the upper swing body 3 can be realized.

２本のマスト５２ａ、５２ｂはそれぞれ上部旋回体３の上方でＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂを支持するためのポール状の支持部材である。本実施形態の２本のマスト５２ａ、５２ｂは、ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂと同様に設置位置を問わない。図１に示した例では、各マスト５２ａ、５２ｂの基端は上部旋回体３の上面に固定されており、各マスト５２ａ、５２ｂは当該基端から略垂直に伸びている。そして各マスト５２ａ、５２ｂの先端には、中心部が軸方向に膨らんだ略円盤状の外形を有するＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂが取り付けられており、各マスト５２ａ、５２ｂは自身の中心軸心が各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの中心軸心を通過するように各アンテナ５０Ａ、５０Ｂを支持している。なお、ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの支持部材は、ポール状のマスト５２ａ、５２ｂに限らず、種々の形状の支持部材による支持が可能である。 The two masts 52a and 52b are pole-shaped support members for supporting the GNSS antennas 50A and 50B above the upper swing body 3, respectively. The two masts 52a and 52b of the present embodiment may be installed at any position like the GNSS antennas 50A and 50B. In the example shown in FIG. 1, the base ends of the masts 52a and 52b are fixed to the upper surface of the upper swivel body 3, and the masts 52a and 52b extend substantially vertically from the base ends. GNSS antennas 50A and 50B having a substantially disk-shaped outer shape with a central portion bulging in the axial direction are attached to the tips of the masts 52a and 52b, and each mast 52a and 52b has its own central axis. The antennas 50A and 50B are supported so as to pass through the central axis of the GNSS antennas 50A and 50B. The support members of the GNSS antennas 50A and 50B are not limited to the pole-shaped masts 52a and 52b, and can be supported by support members of various shapes.

＜ＧＮＳＳ受信機５１＞
ＧＮＳＳ受信機５１は、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂで受信される複数の衛星信号と、無線機７で受信されたＧＮＳＳ補正データとに基づいて、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂのうち少なくとも１つのＧＮＳＳアンテナ（例えば、ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂ）の地理座標系（グローバル座標系）における位置座標と、メインアンテナ５０Ａからサブアンテナ５０Ｂに向かうベクトル（基線ベクトル）の地理座標系（グローバル座標系）における方位とを演算する。旋回体３における２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの取り付け位置は既知であるため、基線ベクトルからは旋回体３（フロント作業装置６）の方位が演算できる。 <GNSS receiver 51>
The GNSS receiver 51 is at least one of the two GNSS antennas 50A, 50B based on the plurality of satellite signals received by the two GNSS antennas 50A, 50B and the GNSS correction data received by the radio 7. The position coordinates of the GNSS antenna (for example, the GNSS antenna 50B) in the geographic coordinate system (global coordinate system) and the orientation of the vector (baseline vector) from the main antenna 50A to the sub-antenna 50B in the geographic coordinate system (global coordinate system). Calculate. Since the mounting positions of the two GNSS antennas 50A and 50B in the swivel body 3 are known, the orientation of the swivel body 3 (front work device 6) can be calculated from the baseline vector.

複数の測位衛星からは送信時刻情報を含んだ電磁波（衛星信号）が送信されている。ＧＮＳＳ受信機５１は、各ＧＮＳＳ衛星からの電磁波の受信時刻とその電磁波に含まれた送信時刻とから到達時間差を演算し、その到達時間差を基に各ＧＮＳＳ衛星とＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、８０との距離を推測してＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、８０の位置を算出する。ＧＮＳＳ衛星は精巧な時計を搭載しており、各衛星からの電磁波を復調して得られる到達時間差に電磁波の速度を乗算することにより各ＧＮＳＳ衛星とＧＮＳＳアンテナ間の距離が算出される。 Electromagnetic waves (satellite signals) including transmission time information are transmitted from a plurality of positioning satellites. The GNSS receiver 51 calculates the arrival time difference from the reception time of the electromagnetic wave from each GNSS satellite and the transmission time included in the electromagnetic wave, and based on the arrival time difference, each GNSS satellite and the GNSS antennas 50A, 50B, 80 and The positions of the GNSS antennas 50A, 50B, and 80 are calculated by estimating the distance between the two. The GNSS satellite is equipped with an elaborate clock, and the distance between each GNSS satellite and the GNSS antenna is calculated by multiplying the arrival time difference obtained by demolishing the electromagnetic waves from each satellite by the speed of the electromagnetic waves.

算出した各ＧＮＳＳ衛星と各ＧＮＳＳアンテナとの距離には誤差が含まれ得る。この誤差は、ＧＮＳＳ衛星とＧＮＳＳアンテナ間に存在する電離層や水蒸気によって発生する電磁波の速度変化が方位や仰角が異なる各ＧＮＳＳ衛星の位置毎に異なることや、各ＧＮＳＳ衛星より電磁波で送られる軌道情報が実際の位置と若干異なることや、各ＧＮＳＳ衛星間の時計情報に若干の誤差があること等の要因により発生する。 The calculated distance between each GNSS satellite and each GNSS antenna may include an error. This error is due to the fact that the speed change of the electromagnetic wave generated by the ionization layer and water vapor existing between the GNSS satellite and the GNSS antenna differs depending on the position of each GNSS satellite with different orientation and elevation angle, and the orbit information sent by the electromagnetic wave from each GNSS satellite. Is slightly different from the actual position, and there is a slight error in the clock information between each GNSS satellite.

このような誤差はＲＴＫ－ＧＮＳＳ（リアルタイムキネマティックＧＮＳＳ）を利用することで低減できる。例えば、油圧ショベル１の近くに（数ｋｍ以内）設置した絶対位置が既知の基準局ＧＮＳＳアンテナ８０の測位とＧＮＳＳ補正データの演算を基準局ＧＮＳＳ受信機８１で行い、その補正データを無線機８７にてショベル１の受信機５１に送信する。そして２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ（５０Ｂ）、８０間の絶対位置ではなく相対位置（ベクトル）を測定することで誤差を低減することができる。 Such an error can be reduced by using RTK-GNSS (real-time kinematic GNSS). For example, the reference station GNSS receiver 81 performs positioning and GNSS correction data calculation of the reference station GNSS antenna 80 whose absolute position is known near the hydraulic excavator 1 (within several km), and the correction data is performed by the radio 87. It is transmitted to the receiver 51 of the excavator 1. Then, the error can be reduced by measuring the relative position (vector) instead of the absolute position between the two GNSS antennas 50A (50B) and 80.

無線機８７より送信された補正データは、油圧ショベル１に搭載された無線機７で受信されＧＮＳＳ受信機５１に送信される。ＧＮＳＳ受信機５１ではＧＮＳＳアンテナ５０Ａ（移動局）で受信した衛星信号と補正データより得た基準局ＧＮＳＳアンテナ８０の信号を比較演算することにより、基準局ＧＮＳＳアンテナ８０とＧＮＳＳアンテナ５０Ａ間の相対的な位置（方向と距離）を算出する。このとき、補正データとして基地局アンテナ８０が受信した衛星からの衛星信号の搬送波位相情報を送信し、これを移動局アンテナ５０Ａが受信した衛星信号の搬送波位相情報とＧＮＳＳ受信機５１で比較演算する。これにより数ｃｍオーダーの移動局アンテナ５０Ａの測位が可能となり、ほぼ一点に収束した高精度の相対測位が可能となる。さらに、前述した補正データのなかに基準局ＧＮＳＳアンテナ８０の位置情報を含めることで、移動局であるＧＮＳＳアンテナ５０Ａの絶対位置を求めることが可能となる。また、基準局ＧＮＳＳアンテナ８０とＧＮＳＳアンテナ５０Ａの距離が近距離（一般的に数ｋｍ以内）の場合は、前述した誤差要因（電磁波の速度変化、各ＧＮＳＳ衛星間の時計情報誤差）をよく相殺することが可能となる。２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ間の方位や、もう１つのＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの位置についても同様に演算できる。ＧＮＳＳ受信機５１はそれぞれのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの緯度、経度、ジオイド高さを含むＮＭＥＡフォーマットなどでＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの測位結果を出力可能である。 The correction data transmitted from the radio 87 is received by the radio 7 mounted on the hydraulic excavator 1 and transmitted to the GNSS receiver 51. In the GNSS receiver 51, the relative position between the reference station GNSS antenna 80 and the GNSS antenna 50A is calculated by comparing the satellite signal received by the GNSS antenna 50A (mobile station) with the signal of the reference station GNSS antenna 80 obtained from the correction data. Calculate (direction and distance). At this time, the carrier phase information of the satellite signal received by the base station antenna 80 is transmitted as correction data, and this is compared with the carrier phase information of the satellite signal received by the mobile station antenna 50A by the GNSS receiver 51. .. This enables positioning of the mobile station antenna 50A on the order of several centimeters, and enables highly accurate relative positioning that converges to almost one point. Further, by including the position information of the reference station GNSS antenna 80 in the above-mentioned correction data, it is possible to obtain the absolute position of the GNSS antenna 50A which is a mobile station. Further, when the distance between the reference station GNSS antenna 80 and the GNSS antenna 50A is short (generally within several km), the above-mentioned error factors (electromagnetic wave speed change, clock information error between each GNSS satellite) are well offset. It becomes possible. The direction between the two GNSS antennas 50A and 50B and the position of the other GNSS antenna 50B can be calculated in the same manner. The GNSS receiver 51 can output the positioning results of the GNSS antennas 50A and 50B in the NMEA format including the latitude, longitude and geoid height of the respective GNSS antennas 50A and 50B.

また、本実施形態では基準局ＧＮＳＳアンテナ８０から補正データを無線送信して上部旋回体３やフロント作業装置６の方向を演算するシステムについて説明したが、ＶＲＳ（仮想基準点方式）や準天頂衛星等の補正データをネットワークで配信するサービスを用いても良い。 Further, in the present embodiment, a system that wirelessly transmits correction data from the reference station GNSS antenna 80 to calculate the direction of the upper swivel body 3 and the front working device 6 has been described, but VRS (virtual reference point method), a quasi-zenith satellite, etc. You may use a service that distributes the correction data of the above on the network.

＜車載コントローラ＞
図４は図１の油圧ショベルに搭載された車載コントローラ４０及びＧＮＳＳ受信機５１の機能ブロック図である。 <In-vehicle controller>
FIG. 4 is a functional block diagram of an in-vehicle controller 40 and a GNSS receiver 51 mounted on the hydraulic excavator of FIG.

車載コントローラ４０は、ＧＮＳＳ受信機５１で演算された２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの位置と旋回体３の方位と、複数の姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３の検出信号に基づいて、フロント作業装置６を構成する各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの位置座標及びフロント作業装置６の方位（上部旋回体３の方位）を演算するコンピュータである。 The in-vehicle controller 40 performs front work based on the positions of the two GNSS antennas 50A and 50B calculated by the GNSS receiver 51, the orientation of the swivel body 3, and the detection signals of the plurality of attitude sensors 75A, 75B, 75C and 23. It is a computer that calculates the position coordinates of each front member 6A, 6B, 6C constituting the device 6 and the direction of the front work device 6 (direction of the upper swivel body 3).

車載コントローラ４０は、演算処理装置（例えばＣＰＵ（図示せず））、記憶装置（例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ（図示せず））、インタフェース（入出力装置（図示せず））を備えており、記憶装置内に予め保存されているプログラム（ソフトウェア）を演算処理装置で実行し、プログラム内で規定されているデータとインタフェースから入力されたデータに基づいて演算処理装置が演算処理を行い、インタフェースから外部に信号（演算結果）を出力する。なお、ＧＮＳＳ受信機５１，８１も車載コントローラ４０と同種のハードウェアを備えることができる。また、記憶装置はコントローラ４０から独立した装置としても良い。 The in-vehicle controller 40 includes an arithmetic processing unit (for example, a CPU (not shown)), a storage device (for example, a semiconductor memory such as a ROM or RAM (not shown)), and an interface (input / output device (not shown)). The program (software) stored in advance in the storage device is executed by the arithmetic processing unit, and the arithmetic processing unit performs arithmetic processing based on the data specified in the program and the data input from the interface. , Outputs a signal (calculation result) to the outside from the interface. The GNSS receivers 51 and 81 can also be provided with the same type of hardware as the in-vehicle controller 40. Further, the storage device may be a device independent of the controller 40.

車載コントローラ４０は、インタフェースを介して、ＧＮＳＳ受信機５１、姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３，モニタ６０（図４に示さず）、及び無線機７と接続されており、データの入出力が可能になっている。 The in-vehicle controller 40 is connected to the GNSS receiver 51, the attitude sensors 75A, 75B, 75C, 23, the monitor 60 (not shown in FIG. 4), and the radio 7 via the interface, and data input / output is performed. It is possible.

車載コントローラ４０の記憶装置には、例えば、油圧ショベル１の施工対象である施工目標面の位置を定義した施工目標面データと、車体形状寸法データと、演算処理装置によって実行される各種プログラム等が記憶されている。 The storage device of the in-vehicle controller 40 contains, for example, construction target surface data that defines the position of the construction target surface that is the construction target of the hydraulic excavator 1, vehicle body shape dimension data, various programs executed by the arithmetic processing device, and the like. It is remembered.

車載コントローラ４０は、記憶装置内に格納されたプログラムを実行することで、作業装置姿勢計測部１１６と、上部旋回体姿勢計測部１１５と、姿勢統合部２２３と、作業装置遮蔽領域マスクデータベース（ＤＢ）２１３と、三次元データ受信部２１６と、遮蔽物三次元データ記録部２２４と、メイン電波遮蔽領域設定部２１２と、サブ電波遮蔽領域設定部２２６と、メインアンテナ演算結果統合部２２０と、メインアンテナ位置精度評価部２１９と、作業機械位置・方位出力部２２１と、ＩＭＵ方位精度評価部１１８と、作業機械方位精度評価部２２２と、基線ベクトル精度評価部２１８として機能する。 The in-vehicle controller 40 executes a program stored in the storage device to execute the work device attitude measurement unit 116, the upper swivel body attitude measurement unit 115, the attitude integration unit 223, and the work device shielding area mask database (DB). ) 213, 3D data receiving unit 216, shield 3D data recording unit 224, main radio wave shielding area setting unit 212, sub radio wave shielding area setting unit 226, main antenna calculation result integration unit 220, and main. It functions as an antenna position accuracy evaluation unit 219, a work machine position / orientation output unit 221, an IMU orientation accuracy evaluation unit 118, a work machine orientation accuracy evaluation unit 222, and a baseline vector accuracy evaluation unit 218.

これら各部の相互作用により発揮される機能の一部として、車載コントローラ４０は、メインアンテナ５０Ａの位置及び基線ベクトルと、複数の姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３で取得された姿勢とに基づいて、フロント作業装置６の姿勢及び方位を演算し、フロント作業装置６の姿勢及び方位を変数とする多次元座標系において、複数のマスク領域データ（後述）の中から、演算したフロント作業装置６の姿勢及び方位と距離が近い姿勢と方位が対応付けられた２以上の所定数（例えば４つ）のマスク領域データを選択し、メインアンテナ５０Ａで受信された複数の測位衛星の信号のうち、選択された前記所定数のマスク領域データのそれぞれに従って選択した測位衛星から発信された信号に基づいて、メインアンテナ５０Ａの位置を前記所定数演算し、前記多次元座標系において、演算したフロント作業装置６の姿勢及び方位の位置（例えば、後述の点Ｓ（θ，φ）の位置）から前記所定数のマスク領域データに対応付けられたフロント作業装置６の姿勢及び方位のそれぞれの位置（例えば、後述の点ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの位置）までの距離（例えば、後述の｜ＳＳＡ｜、｜ＳＳＢ｜、｜ＳＳＣ｜、｜ＳＳＤ｜）を前記所定数演算し、演算した前記所定数のメインアンテナ５０Ａの第１の位置（例えば、後述のＱA，ＱB，ＱC，ＱD）と、演算した前記所定数の距離（例えば、後述の｜ＳＳＡ｜、｜ＳＳＢ｜、｜ＳＳＣ｜、｜ＳＳＤ｜）とに基づいてメインアンテナ５０Ａの第２の位置を演算する。 As part of the functions exerted by the interaction of these parts, the in-vehicle controller 40 is based on the position and baseline vector of the main antenna 50A and the postures acquired by the plurality of posture sensors 75A, 75B, 75C, 23. , The posture and orientation of the front work device 6 are calculated, and in a multidimensional coordinate system in which the posture and orientation of the front work device 6 are variables, the calculated front work device 6 is calculated from a plurality of mask area data (described later). Select two or more predetermined number (for example, four) of mask area data in which the attitude and orientation are close to each other, and select from the signals of a plurality of positioning satellites received by the main antenna 50A. The front working apparatus 6 calculated the position of the main antenna 50A by the predetermined number based on the signals transmitted from the positioning satellites selected according to each of the predetermined number of mask area data, and calculated in the multidimensional coordinate system. Positions of posture and orientation (for example, positions of points S (θ, φ) described later) to positions of posture and orientation of the front working apparatus 6 associated with the predetermined number of mask area data (for example, described later). Calculate the predetermined number of distances (for example, | SS A |, | SS B |, | SSC |, | SS D | ) to the points SA , SB , SC , and SD positions described later. , The calculated first position of the predetermined number of main antennas 50A (for example, Q A , Q B , Q C , Q D described later) and the calculated distance of the predetermined number (for example, | SS A | described later). , | SS B |, | SSC |, | SSD | ) and the second position of the main antenna 50A is calculated.

ＧＮＳＳ受信機５１は、メインアンテナ概位置算出部２０１と、メインアンテナ可用衛星判定部２１４と、メインアンテナ位置演算部２１７と、基線ベクトル算出部２２５と、サブアンテナ可用衛星判定部２１５として機能する。 The GNSS receiver 51 functions as a main antenna approximate position calculation unit 201, a main antenna available satellite determination unit 214, a main antenna position calculation unit 217, a baseline vector calculation unit 225, and a sub antenna available satellite determination unit 215.

図４において、基準局８から送信される補正データ３０１は、無線機７にて受信された後、ＧＮＳＳアンテナ（メイン）５０Ａが受信した複数の測位衛星の電波と合わせて、受信機５１内のメインアンテナ概位置算出部２０１及びメインアンテナ位置演算部２１７に送信され、それぞれでＧＮＳＳアンテナ（メイン）５０Ａの測位演算に用いられる。 In FIG. 4, the correction data 301 transmitted from the reference station 8 is the main in the receiver 51 together with the radio waves of the plurality of positioning satellites received by the GNSS antenna (main) 50A after being received by the radio 7. It is transmitted to the antenna approximate position calculation unit 201 and the main antenna position calculation unit 217, and is used for positioning calculation of the GNSS antenna (main) 50A, respectively.

（上部旋回体姿勢計測部１１５）
上部旋回体姿勢計測部１１５は、上部旋回体３に搭載された姿勢センサ（ＩＭＵ）２３から出力される検出データに基づいて、上部旋回体３のロール角度、ピッチ角度、旋回角度、それらの角速度、方位角（ＩＭＵ方位）を演算し、これらのデータを姿勢統合部２２３及びＩＭＵ方位精度評価部１１８に送信する。方位角（ＩＭＵ方位）は、例えば、直近に演算された基線ベクトルと、姿勢センサ２３の検出データとに基づいて演算できる。具体的には、方位角（ＩＭＵ方位）は、直近に基線ベクトルから演算された上部旋回体３（フロント作業装置６）の方位角に対して、姿勢センサ２３を利用して演算される上部旋回体３の旋回角の変化分を追加することで演算できる。 (Upper swivel body posture measuring unit 115)
The upper swivel body posture measuring unit 115 has a roll angle, a pitch angle, a swivel angle, and their angular speeds of the upper swivel body 3 based on the detection data output from the posture sensor (IMU) 23 mounted on the upper swivel body 3. , The azimuth angle (IMU azimuth) is calculated, and these data are transmitted to the attitude integration unit 223 and the IMU azimuth accuracy evaluation unit 118. The azimuth (IMU azimuth) can be calculated based on, for example, the most recently calculated baseline vector and the detection data of the attitude sensor 23. Specifically, the azimuth angle (IMU azimuth) is calculated by using the attitude sensor 23 with respect to the azimuth angle of the upper swivel body 3 (front work device 6) calculated from the most recently baseline vector. It can be calculated by adding the change in the turning angle of the body 3.

（作業装置姿勢計測部１１６）
作業装置姿勢計測部１１６は、フロント作業装置６の各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃに取り付けられた姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃの検出データに基づいて、フロント作業装置６の姿勢を演算し、姿勢統合部２２３に出力する。 (Working device posture measurement unit 116)
The work device posture measuring unit 116 calculates the posture of the front work device 6 based on the detection data of the posture sensors 75A, 75B, 75C attached to the front members 6A, 6B, 6C of the front work device 6, and the posture. Output to the integration unit 223.

（姿勢統合部２２３）
姿勢統合部２２３は、上部旋回体姿勢計測部１１５で演算された上部旋回体３の姿勢（ロール角度及びピッチ角度）と、作業装置姿勢計測部１１６で演算された各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの姿勢とに基づいて、例えば水平面に対する上部旋回体３及びフロント作業装置６の姿勢（各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの姿勢を含む）を演算して出力する。また、姿勢統合部２２３は、上部旋回体姿勢計測部１１５で演算された上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）を出力する。 (Posture integration unit 223)
The posture integrating unit 223 includes the posture (roll angle and pitch angle) of the upper swivel body 3 calculated by the upper swivel body posture measuring unit 115 and the front members 6A, 6B, 6C calculated by the working device posture measuring unit 116. Based on the posture of, for example, the postures of the upper swing body 3 and the front working device 6 (including the postures of the front members 6A, 6B, 6C) with respect to the horizontal plane are calculated and output. Further, the posture integrating unit 223 outputs the azimuth angle (IMU direction) of the upper swivel body 3 calculated by the upper swivel body posture measuring unit 115.

（作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３）
作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３には、上部旋回体３に設定された座標系（上部旋回体基準座標系）において、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂごとに複数の遮蔽領域（以下、マスク領域と称することがある）のデータ（マスク領域データ）が保存されている。マスク領域データは、各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂで受信された複数の測位衛星の信号のうち測位に利用する測位衛星の信号を規定するものであり、測位に利用される信号はマスク領域データに従って選択される。また、マスク領域データはＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂごとに規定されている。各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの複数のマスク領域データのそれぞれには、作業装置６の姿勢（即ち、各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの角度）および上部旋回体３の方位角が対応付けられており、作業装置６のフロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃが当該対応付けられた姿勢及び方位角のときに各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの上空を遮蔽し得る領域が予め規定されている。なお、同一のアンテナ５０Ａ，５０Ｂについての複数のマスク領域データでは、それぞれに対応付けられている作業装置６の姿勢（即ち、各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの角度）および上部旋回体３の方位角に重複はなく、互いに独立しているものとする。作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３は例えば車載コントローラ４０の記憶装置内の記憶領域に格納できる。なお、車載コントローラ４０と通信可能に接続された外部記憶装置（例えば、磁気記憶装置や半導体メモリ）内に作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３を格納しても良い。 (Working device shielding area mask DB 213)
The working device shielding area mask DB 213 has a plurality of shielding areas (hereinafter referred to as mask areas) for each of the two GNSS antennas 50A and 50B in the coordinate system (upper turning body reference coordinate system) set in the upper turning body 3. Data (mask area data) is saved. The mask area data defines the signal of the positioning satellite used for positioning among the signals of a plurality of positioning satellites received by each GNSS antenna 50A and 50B, and the signal used for positioning is selected according to the mask area data. Will be done. Further, the mask area data is specified for each of the GNSS antennas 50A and 50B. Each of the plurality of mask area data of each GNSS antenna 50A, 50B is associated with the posture of the working device 6 (that is, the angle of each front member 6A, 6B, 6C) and the azimuth angle of the upper swivel body 3. A region where the front members 6A, 6B, 6C of the working device 6 can shield the sky above each GNSS antenna 50A, 50B when the associated posture and azimuth angle are defined in advance. In the plurality of mask area data for the same antenna 50A, 50B, the posture of the working device 6 (that is, the angle of each front member 6A, 6B, 6C) and the orientation of the upper swivel body 3 associated with each other. It is assumed that the corners do not overlap and are independent of each other. The working device shielding area mask DB 213 can be stored in, for example, a storage area in the storage device of the vehicle-mounted controller 40. The work device shielding area mask DB 213 may be stored in an external storage device (for example, a magnetic storage device or a semiconductor memory) communicably connected to the vehicle-mounted controller 40.

以下では、説明を簡単にするために、上部旋回体３のロール角とピッチ角は考慮しないものとし、上部旋回体３の方位角と、フロント作業装置６を構成する複数のフロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃのうち上部旋回体３に最も近いフロント部材（本実施形態ではブーム６Ａ、以下、便宜上ブーム６Ａとする）の角度との組み合わせごとにマスク領域を設定した場合を例に挙げて説明する。 In the following, for the sake of simplicity, the roll angle and pitch angle of the upper swivel body 3 will not be considered, and the azimuth angle of the upper swivel body 3 and the plurality of front members 6A and 6B constituting the front working device 6 will be taken into consideration. A case where the mask region is set for each combination with the angle of the front member (boom 6A in the present embodiment, hereinafter referred to as boom 6A for convenience) closest to the upper swing body 3 among 6C will be described as an example.

ブーム６Ａが取りうる角度範囲（例えば、最小ブーム角から最大ブーム角までの範囲）を有限数の領域に分割する境界値となる有限個数の角度値（例えば、θ１、θ２、…、θα）が予め定められている。同じように、上部旋回体３が取りうる方位角範囲（例えば、最小方位角から最大方位角までの範囲）を有限数の領域に分割する境界値を示す有限個数の角度値（例えば、φ１、φ２、…、φβ）が予め定められている。図６は、ブーム角と方位角の２つを変数とする二次元座標系上において、ブーム角の範囲をα個の角度値でα－１個の領域に等分割しつつ、方位角の範囲をβ個の角度値でβ－１個の領域に等分割した場合の例である。θ１はブーム角範囲の最小値とし、θαはブーム角範囲の最大値とし、φ１は方位角範囲の最小値とし、φβは方位角範囲の最小値とする。この場合、α×β個の格子点が存在し、２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ,５０Ｂのそれぞれに対応する格子点の数のマスク領域が作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記録されている。すなわち、α×β×２個のマスク領域が作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記録されている。 A finite number of angle values (eg, θ 1 , θ 2 , ..., θ) that are boundary values that divide the angle range that the boom 6A can take (for example, the range from the minimum boom angle to the maximum boom angle) into a finite number of regions. α ) is predetermined. Similarly, a finite number of angle values (eg, φ 1 ) indicating a boundary value that divides the azimuth range that the upper swivel body 3 can take (for example, the range from the minimum azimuth angle to the maximum azimuth angle) into a finite number of regions. , Φ 2 , ..., φ β ) are predetermined. FIG. 6 shows a range of azimuths while equally dividing the range of boom angles into α-1 regions with α angle values on a two-dimensional coordinate system having two variables, the boom angle and the azimuth. Is an example of the case where is equally divided into β-1 regions with β angle values. θ 1 is the minimum value of the boom angle range, θ α is the maximum value of the boom angle range, φ 1 is the minimum value of the azimuth angle range, and φ β is the minimum value of the azimuth angle range. In this case, there are α × β lattice points, and a mask area of the number of lattice points corresponding to each of the two GNSS antennas 50A and 50B is recorded in the working device shielding area mask DB 213. That is, α × β × 2 mask areas are recorded in the working device shielding area mask DB 213.

本実施形態では、ブーム６Ａの角度（ブーム角）θと上部旋回体３の方位角φを上記２種の角度値（θｍ，φｎ（但し、ｍは１からαの自然数、ｎは１からβの自然数））から一つずつ選択し、ブーム６Ａの角度を選択した角度値に固定したまま、複数のフロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃからブーム６Ａを除いた残りのフロント部材６Ｂ，６Ｃがそれらの作動範囲においてメインアンテナ５０Ａ又はサブアンテナ５０Ｂの上空視界を遮蔽し得る最大の領域をメインアンテナ５０Ａ又はサブアンテナ５０Ｂの上空視界のマスク領域としている。この場合、ブーム６Ａの角度と上部旋回体３の方位角の２点を有限個数の角度値から任意に１つずつ選択すると、選択されたブーム角と方位角の条件においてアンテナ上空視界を作業装置６が遮蔽しうる最大領域（最大遮蔽領域）が与えられる。このように定義される最大遮蔽領域を、各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂについて、α個のブーム角度値（θ１、θ２、…、θα）とβ個の方位角度値（φ１、φ２、…、φβ）の全ての組み合わせ（合計α×β個）について測位に先立って求めておき、α×β個のマスク領域として作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記録しておく。各マスク領域には、他のマスク領域と異なるブーム角度θｍと方位角φｎが対応づけられることになる。 In the present embodiment, the angle (boom angle) θ of the boom 6A and the azimuth angle φ of the upper swivel body 3 are set to the above two angle values (θ m , φ n (where m is a natural number from 1 to α, n is 1). Select one by one from (natural number of β))), and while fixing the angle of the boom 6A to the selected angle value, the remaining front members 6B, 6C excluding the boom 6A from the plurality of front members 6A, 6B, 6C The maximum area that can block the sky view of the main antenna 50A or the sub antenna 50B in those operating ranges is defined as the mask area of the sky view of the main antenna 50A or the sub antenna 50B. In this case, if two points, the angle of the boom 6A and the azimuth of the upper swivel body 3, are arbitrarily selected one by one from a finite number of angle values, the working device can obtain an aerial view over the antenna under the conditions of the selected boom angle and azimuth. The maximum area that 6 can shield (maximum shielding area) is given. The maximum shielding region defined in this way is defined by α boom angle values (θ 1 , θ 2 , ..., θ α ) and β azimuth angle values (φ 1 , φ 2 ) for each GNSS antenna 50A, 50B. , ..., φ β ) all combinations (total α × β) are obtained prior to positioning, and are recorded in the working device shielding area mask DB 213 as α × β mask areas. A boom angle θ m and an azimuth angle φ n , which are different from those of the other mask areas, are associated with each mask area.

図７はメインアンテナ５０Ａのマスク領域としてＤＢ２１３に記録されているα×β個のマスク領域のうち３つのマスク領域の一例を示す図である。具体的には、ブーム角と方位角の組み合わせが、（θ１，φ１）、（θ１，φ２）、（θ２，φ１）のときの３つのマスク領域を示している。図の例ではメインアンテナ５０Ａを中心とする天空図にマスク領域（斜線を付した領域）を規定しており、各天空図において円の周方向が方位角を示し、円の半径方向が仰角を示す。なお、図６及び図７に示した例は一例に過ぎず、ブーム角と方位角の分割方法は不等間隔でも良く、何らかの関数を使って分割しても良い。 FIG. 7 is a diagram showing an example of three mask regions among the α × β mask regions recorded in the DB 213 as the mask region of the main antenna 50A. Specifically, three mask regions are shown when the combination of the boom angle and the azimuth is (θ1, φ1), (θ1, φ2), and (θ2, φ1). In the example of the figure, the mask area (the area with diagonal lines) is defined in the sky map centered on the main antenna 50A. In each sky map, the circumferential direction of the circle indicates the azimuth angle, and the radial direction of the circle indicates the elevation angle. show. The examples shown in FIGS. 6 and 7 are merely examples, and the method of dividing the boom angle and the azimuth angle may be unequal intervals, or may be divided using some function.

（三次元データ保持・送信部１０２）
三次元データ保持・送信部１０２には、ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂを利用して衛星信号を受信する際に当該衛星信号の直接的な受信を阻害し得る油圧ショベル１の周囲に位置する障害物（例えば、地形や立体構造物）の三次元データ３０２が記憶されている。三次元データ保持・送信部１０２に記憶された障害物（遮蔽物とも称する）の三次元データ３０２は車載コントローラ４０に出力される。三次元データ保持・送信部１０２としては、例えば、フラッシュメモリや記録メディア等の記憶装置（障害物三次元データ記憶装置）が利用可能であり、車載コントローラ４０とデータ通信可能なサーバ上に搭載しても良い。三次元データ保持・送信部１０２は車載コントローラ４０の外部に設置しても良いし、車載コントローラ４０内の記憶装置内に記憶することで搭載しても良い（この場合、後述する三次元データ受信部２１６及び遮蔽物三次元データ記録部２２４は不要となる）。 (Three-dimensional data holding / transmitting unit 102)
The three-dimensional data holding / transmitting unit 102 has an obstacle located around the hydraulic excavator 1 that can hinder the direct reception of the satellite signal when the satellite signal is received by using the GNSS antennas 50A and 50B. For example, three-dimensional data 302 of (topography and three-dimensional structure) is stored. The three-dimensional data 302 of the obstacle (also referred to as a shield) stored in the three-dimensional data holding / transmitting unit 102 is output to the in-vehicle controller 40. As the three-dimensional data holding / transmitting unit 102, for example, a storage device (obstacle three-dimensional data storage device) such as a flash memory or a recording medium can be used, and the device is mounted on a server capable of data communication with the in-vehicle controller 40. May be. The three-dimensional data holding / transmitting unit 102 may be installed outside the vehicle-mounted controller 40, or may be mounted by storing it in a storage device inside the vehicle-mounted controller 40 (in this case, the three-dimensional data reception described later). The unit 216 and the shield three-dimensional data recording unit 224 are unnecessary).

（三次元データ受信部２１６）
三次元データ受信部２１６は、三次元データ保持・送信部１０２から障害物の三次元データ３０２を受信する部分である。 (Three-dimensional data receiving unit 216)
The three-dimensional data receiving unit 216 is a unit that receives the three-dimensional data 302 of an obstacle from the three-dimensional data holding / transmitting unit 102.

（遮蔽物三次元データ記録部２２４）
遮蔽物三次元データ記録部２２４は、車載コントローラ４０の記憶装置内に割り当てられた記憶領域であり、三次元データ受信部２１６が受信した三次元データ３０２を保存する。遮蔽物三次元データ記録部２２４に記録された三次元データ３０２は、メインアンテナ可用衛星判定部２１４と、サブアンテナ可用衛星判定部２１５とに送信される。 (Shield 3D data recording unit 224)
The shield 3D data recording unit 224 is a storage area allocated in the storage device of the vehicle-mounted controller 40, and stores the 3D data 302 received by the 3D data receiving unit 216. The three-dimensional data 302 recorded in the shield three-dimensional data recording unit 224 is transmitted to the main antenna-enabled satellite determination unit 214 and the sub-antenna-enabled satellite determination unit 215.

なお、油圧ショベル１の周囲に障害物が存在しない場合もあるため、三次元データ保持・送信部１０２、三次元データ受信部２１６および遮蔽物三次元データ記録部２２４は省略可能である。 Since there may be no obstacle around the hydraulic excavator 1, the three-dimensional data holding / transmitting unit 102, the three-dimensional data receiving unit 216, and the shield three-dimensional data recording unit 224 can be omitted.

（メインアンテナ概位置算出部２０１）
メインアンテナ概位置算出部２０１は、無線機７が受信した補正データ３０１と、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａで受信された複数の衛星信号とに基づいて、フロント作業装置６や障害物に起因するマスク領域（遮蔽領域）を考慮しないメインアンテナ５０Ａの概算位置（概位置）を演算する。このメインアンテナ５０Ａの概算位置は、サブアンテナ用補正データとして利用されることがある。 (Main antenna approximate position calculation unit 201)
The main antenna approximate position calculation unit 201 is based on the correction data 301 received by the radio 7 and the plurality of satellite signals received by the GNSS main antenna 50A, and the mask region caused by the front work device 6 and obstacles ( The approximate position (approximate position) of the main antenna 50A that does not consider the shielded area) is calculated. The approximate position of the main antenna 50A may be used as correction data for the sub antenna.

（メイン電波遮蔽領域設定部２１２）
メイン電波遮蔽領域設定部２１２は、メインアンテナ概位置算出部２０１で演算されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの概算位置と、姿勢統合部２２３から入力する上部旋回体３のロール角・ピッチ角・方位角（ＩＭＵ方位）とに基づいて、メインアンテナ５０Ａの上空の衛星配置データを得る。 (Main radio wave shielding area setting unit 212)
The main radio wave shielding area setting unit 212 includes the approximate position of the GNSS main antenna 50A calculated by the main antenna approximate position calculation unit 201 and the roll angle, pitch angle, and azimuth angle of the upper swing body 3 input from the attitude integration unit 223. Based on the IMU direction), satellite placement data over the main antenna 50A is obtained.

また、メイン電波遮蔽領域設定部２１２は、姿勢統合部２２３から入力する実際の作業装置６の姿勢データ（各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの角度データ）と上部旋回体３のロール角・ピッチ角・方位角（ＩＭＵ方位）と、作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記憶されたメインアンテナ５０Ａ用の複数のマスク領域データの中から、実際の作業装置６の姿勢と上部旋回体３のロール角・ピッチ角・方位角（ＩＭＵ方位）に類似する姿勢と方位角が対応付けられたマスク領域データを類似度が上位のものから所定数選択する。本実施形態の所定数は４であるがその他の数値でも良い。 Further, the main radio wave shielding area setting unit 212 is the attitude data of the actual work device 6 (angle data of each front member 6A, 6B, 6C) input from the attitude integration unit 223, and the roll angle / pitch angle of the upper swivel body 3. -From the azimuth (IMU azimuth) and the plurality of mask area data for the main antenna 50A stored in the work device shielding area mask DB 213, the actual posture of the work device 6 and the roll angle / pitch of the upper swivel body 3 A predetermined number of mask area data in which a posture similar to an angle / azimuth (IMU azimuth) and an azimuth are associated with each other are selected from those having a higher degree of similarity. The predetermined number of this embodiment is 4, but other numerical values may be used.

本実施形態の類似度の判定について図８を用いて説明する。本実施形態では、説明を簡略化するために、姿勢統合部２２３から入力したデータのうちブーム６Ａの角度と上部旋回体３の方位角を類似度の判定に利用する。類似度の判定には図６の格子（つまり、ブーム角と上部旋回体方位角の２次元座標系）を利用する。図８は、姿勢統合部２２３から入力した実際のブーム６Ａの角度と上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）の組み合わせが（θ，φ）のときに、これに対応する点Ｓ（θ，φ）を図６の格子上にプロットして拡大表示した図である。本実施形態では、点Ｓからその周囲に位置する４つの格子点ＳA（θa，φa），ＳB（θb，φb），ＳC（θc，φc），ＳD（θd，φd）までの距離を基準にして類似度を判定し、当該距離が短い格子点ほど類似していると判定する。図８の例ではＳA，ＳB，ＳC，ＳDの順番で距離が近く、この順番で類似度が高い。ところで、メインアンテナ可用衛星判定部２１４は、図５に示すように４つのメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ａ，メインアンテナ可用衛星判定部Ｂ２１４Ｂ，メインアンテナ可用衛星判定部Ｃ２１４Ｃ，メインアンテナ可用衛星判定部Ｄ２１４Ｄを含んでいる。メイン電波遮蔽領域設定部２１２は、類似度が最も高い格子点ＳAに割り当てられているマスク領域データをメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ａ（図５参照）に送信し、類似度が２番目に高い格子点ＳBに割り当てられているマスク領域データをメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ｂに送信し、類似度が３番目に高い格子点ＳCに割り当てられているマスク領域データをメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ｃに送信し、類似度が４番目に高い格子点ＳDに割り当てられているマスク領域データをメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ｄに送信する。つまり、４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄにはメイン電波遮蔽領域設定部２１２で選択された４つのマスク領域データ（フロント作業装置６によるマスク領域データ）のうち異なるマスク領域データが送信される。 The determination of the similarity of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in order to simplify the explanation, the angle of the boom 6A and the azimuth angle of the upper swivel body 3 among the data input from the attitude integration unit 223 are used for determining the degree of similarity. The grid of FIG. 6 (that is, the two-dimensional coordinate system of the boom angle and the upper swivel azimuth angle) is used to determine the similarity. FIG. 8 shows a point S (θ, θ, corresponding to this when the combination of the actual angle of the boom 6A input from the attitude integration unit 223 and the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3 is (θ, φ). φ) is plotted on the grid of FIG. 6 and enlarged. In this embodiment, four lattice points SA (θ a , φ a ), SB (θ b, φ b), SC (θ c, φ c), S D ( 4 ) located around the point S. The degree of similarity is determined based on the distance to θ d , φ d ), and it is determined that the shorter the distance is, the more similar the grid points are. In the example of FIG. 8, the distances are close in the order of SA, SB, SC, and SD , and the similarity is high in this order. By the way, as shown in FIG. 5, the main antenna available satellite determination unit 214 has four main antenna available satellite determination units A214A, a main antenna available satellite determination unit B214B, a main antenna available satellite determination unit C214C, and a main antenna available satellite determination unit D214D. Includes. The main radio wave shielding area setting unit 212 transmits the mask area data assigned to the grid point SA having the highest similarity to the main antenna available satellite determination unit A214A (see FIG. 5), and has the second highest similarity. The mask area data assigned to the grid point S B is transmitted to the main antenna available satellite determination unit A214B, and the mask area data assigned to the grid point S C having the third highest similarity is sent to the main antenna available satellite determination unit A214B. It is transmitted to A214C, and the mask area data assigned to the grid point SD having the fourth highest similarity is transmitted to the main antenna available satellite determination unit A214D. That is, the four main antenna enabled satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D have different mask areas among the four mask area data (mask area data by the front work device 6) selected by the main radio wave shielding area setting unit 212. The data is sent.

（メインアンテナ可用衛星判定部２１４）
４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄは、それぞれ、メイン電波遮蔽領域設定部２１２から得られるＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの概算位置および上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）と、遮蔽物三次元データ記録部２２４から得られる障害物の三次元データとに基づいて、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａを基準とした障害物の位置を特定し、それによりＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの上空を障害物が遮蔽し得る領域のデータ（障害物によるマスク領域データ）を演算する。ただし、油圧ショベル１の周囲に障害物が存在しない場合には障害物によるマスク領域データの演算は省略可能である。また、障害物によるマスク領域データの算出に際して、上部旋回体３のロール角・ピッチ角も考慮しても良い。 (Main antenna available satellite determination unit 214)
The four main antenna usable satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D have the approximate position of the GNSS main antenna 50A obtained from the main radio wave shielding area setting unit 212 and the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3, respectively. The position of the obstacle is specified with reference to the GNSS main antenna 50A based on the three-dimensional data of the obstacle obtained from the shield three-dimensional data recording unit 224, whereby the obstacle moves over the GNSS main antenna 50A. Calculate the data of the area that can be shielded (mask area data due to obstacles). However, when there is no obstacle around the hydraulic excavator 1, the calculation of the mask area data by the obstacle can be omitted. Further, when calculating the mask area data due to an obstacle, the roll angle and pitch angle of the upper swing body 3 may be taken into consideration.

また、４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄは、それぞれ、メイン電波遮蔽領域設定部２１２から送信されるフロント作業装置６によるマスク領域データと、上記の障害物によるマスク領域データとを組合わせて例えば地理座標系（グローバル座標系）上にメイン合成マスク領域データを生成し、生成したメイン合成マスク領域データを４つのメインアンテナ位置演算部２１７のうち対応するものに出力する。なお、メインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄは、それぞれメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄに対応する（つまり末尾のアルファベットが同じもの同士が対応している）。メイン合成マスク領域データが規定する合成マスク領域を除いた領域に位置する測位衛星は、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの電気的中心に電波が直接届く、又は、測位において信頼性に足る信号を発信している衛星（可用衛星）となる。 Further, the four main antenna usable satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D have the mask area data by the front working device 6 transmitted from the main radio wave shielding area setting unit 212 and the mask area data by the above obstacles, respectively. For example, the main composite mask area data is generated on the geographic coordinate system (global coordinate system), and the generated main composite mask area data is output to the corresponding one of the four main antenna position calculation units 217. The main antenna compatible satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D correspond to the main antenna position calculation units 217A, 217B, 217C, and 217D, respectively (that is, those having the same ending alphabet correspond to each other). The positioning satellite located in the area excluding the synthetic mask area specified by the main synthetic mask area data has radio waves directly reaching the electrical center of the GNSS main antenna 50A or transmitting a signal having sufficient reliability in positioning. It becomes a satellite (usable satellite).

なお、前述の通りメインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ａ、メインアンテナ可用衛星判定部Ｂ２１４Ｂ、メインアンテナ可用衛星判定部Ｃ２１４Ｃ、メインアンテナ可用衛星判定部Ｄ２１４Ｄがメイン電波遮蔽領域設定部２１２から受信するマスク領域データはそれぞれ異なっているため、メインアンテナ位置演算部Ａ２１７Ａ、メインアンテナ位置演算部Ｂ２１７Ｂ、メインアンテナ位置演算部Ｃ２１７Ｃ、メインアンテナ位置演算部Ｄ２１７Ｄに出力されるメイン合成マスク領域データ（可用衛星データ）はそれぞれ異なり得る。 As described above, the mask area data received from the main radio wave shielding area setting unit 212 by the main antenna available satellite determination unit A214A, the main antenna available satellite determination unit B214B, the main antenna available satellite determination unit C214C, and the main antenna available satellite determination unit D214D. The main combined mask area data (usable satellite data) output to the main antenna position calculation unit A217A, main antenna position calculation unit B217B, main antenna position calculation unit C217C, and main antenna position calculation unit D217D are different from each other. Can be different.

（メインアンテナ位置演算部２１７）
メインアンテナ位置演算部２１７は、無線機７で受信された補正データ３０１と、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａで受信された衛星信号と、メインアンテナ可用衛星判定部２１４で生成されたメイン合成マスク領域データとに基づいて、メインアンテナ５０Ａの測位演算を行う。 (Main antenna position calculation unit 217)
The main antenna position calculation unit 217 combines the correction data 301 received by the radio 7, the satellite signal received by the GNSS main antenna 50A, and the main composite mask area data generated by the main antenna available satellite determination unit 214. Based on this, the positioning calculation of the main antenna 50A is performed.

本実施形態のメインアンテナ位置演算部２１７は、図５に示すように、メインアンテナ位置演算部Ａ２１７Ａ、メインアンテナ位置演算部Ｂ２１７Ｂ、メインアンテナ位置演算部Ｃ２１７Ｃ、メインアンテナ位置演算部Ｄ２１７Ｄを内包する。これら４つの位置演算部２１７は、それぞれ独立してＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位演算を行う。例えば、メインアンテナ位置演算部Ａ２１７Ａは、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａで受信された複数の測位衛星の衛星信号のうち、測位衛星メインアンテナ可用衛星判定部Ａ２１４Ａから送信されるメイン合成マスク領域データが規定する選択規則に従って選択した測位衛星から発信された衛星信号と、補正データ３０１とに基づいて、メインアンテナ５０Ａの位置を演算し、その結果（測位結果ＱA）をメインアンテナ演算結果統合部２２０に出力する。メイン合成マスク領域データが規定する測位衛星の選択規則としては、例えば、メイン合成マスク領域データで規定されたマスク領域に存在する測位衛星をＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａで衛星信号を受信した測位衛星から除き、残りの測位衛星を選択する規則がある。他のメインアンテナ位置演算部２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄでもこれと同様の処理が行われ、結果的に合計４つのメインアンテナ５０Ａの測位結果（測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱD）がメインアンテナ演算結果統合部２２０に出力される。本稿ではメインアンテナ位置演算部２１７が演算する複数の測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDのそれぞれをメインアンテナ５０Ａの第１の位置と称することがある。 As shown in FIG. 5, the main antenna position calculation unit 217 of the present embodiment includes the main antenna position calculation unit A217A, the main antenna position calculation unit B217B, the main antenna position calculation unit C217C, and the main antenna position calculation unit D217D. Each of these four position calculation units 217 independently performs positioning calculation of the GNSS main antenna 50A. For example, the main antenna position calculation unit A217A selects from among the satellite signals of a plurality of positioning satellites received by the GNSS main antenna 50A, the main composite mask area data transmitted from the positioning satellite main antenna available satellite determination unit A214A. The position of the main antenna 50A is calculated based on the satellite signal transmitted from the positioning satellite selected according to the rules and the correction data 301, and the result (positioning result QA ) is output to the main antenna calculation result integration unit 220. .. As the selection rule of the positioning satellite specified by the main synthetic mask area data, for example, the positioning satellite existing in the mask area specified by the main synthetic mask area data is excluded from the positioning satellites that received the satellite signal by the GNSS main antenna 50A. There are rules to select the remaining positioning satellites. Similar processing is performed on the other main antenna position calculation units 217B , 217C , and 217D , and as a result, the positioning results (positioning results QA, QB, QC, QD ) of the four main antennas 50A in total are obtained. It is output to the main antenna calculation result integration unit 220. In this paper, each of the plurality of positioning results QA , QB, QC , and QD calculated by the main antenna position calculation unit 217 may be referred to as the first position of the main antenna 50A .

（メインアンテナ演算結果統合部２２０）
メインアンテナ演算結果統合部２２０は、複数（４つ）のメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄから出力される複数（４つ）の測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDに対して、メイン電波遮蔽領域設定部２１２で演算した類似度に基づく重み付けを行い、当該重み付け後の４つのメインアンテナ５０Ａの位置を単一のアンテナ位置に統合し、当該統合後のアンテナ位置をメインアンテナ５０Ａの位置（最終測位結果Ｑ(t)）としてメインアンテナ位置精度評価部２１９に出力する。本稿ではメインアンテナ演算結果統合部２２０が演算する最終測位結果Ｑ(t)をメインアンテナ５０Ａの第２の位置と称することがある。 (Main antenna calculation result integration unit 220)
The main antenna calculation result integration unit 220 has a plurality of (four) positioning results Q A , Q B , Q C , and Q D output from the plurality (four) main antenna position calculation units 217A, 217B, 217C, and 217D. On the other hand, weighting is performed based on the similarity calculated by the main radio wave shielding area setting unit 212, the positions of the four main antennas 50A after the weighting are integrated into a single antenna position, and the antenna positions after the integration are integrated. It is output to the main antenna position accuracy evaluation unit 219 as the position of the main antenna 50A (final positioning result Q (t) ). In this paper, the final positioning result Q (t) calculated by the main antenna calculation result integration unit 220 may be referred to as the second position of the main antenna 50A.

ここで類似度に基づく重み付けの一例について説明する。下記式（１）は、実際のブーム角度及び上部旋回体方位角の組み合わせが図８に示したＳ（θ，φ）のとき、メインアンテナ位置演算部２１７で演算される４つのＱA，ＱB，ＱC，ＱDに重み付けを行って、最終測位結果Ｑ(t)に統合する場合に行う演算の一例である。下記式（１）において、｜ＳＳＸ｜は点Ｓから格子点ＳＸまでの距離を示す（ただし、Ｘは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれか）。式（１）の分母は、点Ｓから格子点ＳＸまでの４つの距離の中から３つを選択する全ての組み合わせ（合計４つの組み合わせ）において、各組み合わせに含まれる３つの距離を乗算した値（例えば、｜ＳＳＡ｜｜ＳＳＢ｜｜ＳＳＣ｜）を全て加算した値になっている。分子は、４つの格子点から１つの格子点Ｓｘ（ただし、Ｘは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれか）を除いた３つの格子点からＳまでの距離と測位結果Ｑｘと乗算し、その乗算値を４つ全ての測位結果について求め、その４つの乗算値を全て加算した値になっている。下記式（１）では、図８に示した座標系において、ＳとＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤとの距離に応じて測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDに対して重みづけが行われ最終測位結果Ｑ(t)が演算される。 Here, an example of weighting based on the degree of similarity will be described. In the following equation (1), when the combination of the actual boom angle and the upper swing body azimuth is S (θ, φ) shown in FIG. 8, the four QA, Q calculated by the main antenna position calculation unit 217 This is an example of the operation performed when weighting B , Q C , and Q D and integrating them into the final positioning result Q (t) . In the following equation (1), | SS X | indicates the distance from the point S to the grid point SX (where X is any of A, B, C, and D). The denominator of equation (1) is the multiplication of the three distances included in each combination in all combinations (four combinations in total) that select three from the four distances from the point S to the grid point SX. It is a value obtained by adding all the values (for example, | SS A | | SS B | | SSC | ) . The numerator is multiplied by the distance from the three grid points excluding one grid point Sx (where X is any of A, B, C, D) to S from the four grid points and the positioning result Qx. The multiplication value is obtained for all four positioning results, and the value is obtained by adding all four multiplication values. In the following equation (1), in the coordinate system shown in FIG. 8, the positioning results Q A , Q B , Q C , and Q D are obtained according to the distance between S and SA , SB , SC , and SD . The weighting is performed and the final positioning result Q (t) is calculated.

Figure 2022103603000002
Figure 2022103603000002

（メインアンテナ位置精度評価部２１９）
メインアンテナ位置精度評価部２１９は、メインアンテナ演算結果統合部２２０が出力するメインアンテナ５０Ａの位置データ（最終測位結果Ｑ(t)）が予め定められた精度を満たすかどうかを判定する部分であり、その判定結果とともにメインアンテナ５０Ａの位置データを作業機械位置・方位出力部２２１に出力する。 (Main antenna position accuracy evaluation unit 219)
The main antenna position accuracy evaluation unit 219 is a part that determines whether or not the position data (final positioning result Q (t) ) of the main antenna 50A output by the main antenna calculation result integration unit 220 satisfies a predetermined accuracy. , The position data of the main antenna 50A is output to the work machine position / orientation output unit 221 together with the determination result.

（サブ電波遮蔽領域設定部２２６）
サブ電波遮蔽領域設定部２２６は、基線ベクトル算出部２２５で演算された基線ベクトルデータと、姿勢統合部２２３から入力する実際の作業装置６の姿勢データ（各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの角度データ）と上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）とに基づいて、作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記憶されたサブアンテナ５０Ｂ用の複数のマスク領域データの中から、実際の作業装置６の姿勢と上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）に最も類似する姿勢と方位角が対応付けられたマスク領域データ（フロント作業装置６によるマスク領域データ）を１つ選択する。このとき、上部旋回体３のロール角・ピッチ角も考慮して類似度を判定しても良い。 (Sub radio wave shielding area setting unit 226)
The sub radio wave shielding area setting unit 226 has the baseline vector data calculated by the baseline vector calculation unit 225 and the attitude data of the actual work device 6 input from the attitude integration unit 223 (angle data of each front member 6A, 6B, 6C). ) And the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3, from the plurality of mask area data for the sub antenna 50B stored in the work device shielding area mask DB 213, the actual posture of the work device 6 and Select one mask area data (mask area data by the front working device 6) in which the posture and the azimuth angle most similar to the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3 are associated with each other. At this time, the similarity may be determined in consideration of the roll angle and pitch angle of the upper swing body 3.

本実施形態では、メイン電波遮蔽領域設定部２１２と同様に、サブ電波遮蔽領域設定部２２６は、実際のブーム角θと上部旋回体方位角φが規定する点Ｓの周囲に位置する４つの格子点ＳA（θa，φa），ＳB（θb，φb），ＳC（θc，φc），ＳD（θd，φd）のうち点Ｓからの距離が最も短い格子点（距離が最も近い格子点）を最も類似する姿勢と方位角と判定し（図８参照）、その姿勢と方位角が対応付けられたマスク領域データをサブアンテナ５０Ｂのマスク領域（フロント作業装置６によるマスク領域データ）として設定する。 In the present embodiment, similarly to the main radio wave shielding area setting unit 212, the sub radio wave shielding area setting unit 226 has four grids located around the point S defined by the actual boom angle θ and the upper swivel azimuth angle φ. Of the points SA (θ a , φ a ), SB (θ b , φ b ), SC (θ c , φ c ), S D (θ d , φ d ) , the distance from the point S is the shortest. The grid points (the grid points closest to each other) are determined to be the most similar posture and azimuth (see FIG. 8), and the mask area data in which the posture and the azimuth are associated is the mask area of the sub antenna 50B (front work). It is set as mask area data by the device 6).

（基線ベクトル算出部２２５）
基線ベクトル算出部２２５は、ＧＮＳＳサブアンテナ５０Ｂで受信された測位信号（電波）と、メインアンテナ概位置算出部２０１から出力されるサブアンテナ用補正データ（メインアンテナ５０Ａの概算位置）又はメインアンテナ演算結果統合部２２０から出力されるメインアンテナ位置（最終測位結果Ｑ(t)）と、サブアンテナ可用衛星判定部２１５から出力されるサブ合成マスク領域データ（後述）とに基づいて、基線ベクトルを演算する。基線ベクトルはメインアンテナ５０Ａからサブアンテナ５０Ｂに向かうベクトルである。なお、メインアンテナ位置（最終測位結果Ｑ(t)）の入力がないときは、サブアンテナ用補正データ（メインアンテナ５０Ａの概算位置）を利用して基線ベクトルを演算できる。また、サブ合成マスク領域データの入力がないときはマスク領域（サブ合成マスク領域）を考慮することなく基線ベクトルを演算できる。 (Baseline vector calculation unit 225)
The baseline vector calculation unit 225 uses the positioning signal (radio wave) received by the GNSS sub-antenna 50B and the sub-antenna correction data (approximate position of the main antenna 50A) or main antenna calculation output from the main antenna approximate position calculation unit 201. The baseline vector is calculated based on the main antenna position (final positioning result Q (t) ) output from the result integration unit 220 and the sub-synthesis mask area data (described later) output from the sub-antenna available satellite determination unit 215. do. The baseline vector is a vector from the main antenna 50A to the sub antenna 50B. When the main antenna position (final positioning result Q (t) ) is not input, the baseline vector can be calculated using the sub-antenna correction data (approximate position of the main antenna 50A). Further, when there is no input of sub-composite mask area data, the baseline vector can be calculated without considering the mask area (sub-composite mask area).

（サブアンテナ可用衛星判定部２１５）
サブアンテナ可用衛星判定部２１５は、基線ベクトル算出部２２５で演算された基線ベクトルと、姿勢統合部２２３から入力される上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）と、遮蔽物三次元データ記録部２２４から得られる障害物の三次元データとに基づいて、ＧＮＳＳサブアンテナ５０Ｂを基準とした障害物の位置を特定し、それによりＧＮＳＳサブアンテナ５０Ｂの上空を障害物が遮蔽し得る領域のデータ（障害物によるマスク領域データ）を演算する。ただし、油圧ショベル１の周囲に障害物が存在しない場合には障害物によるマスク領域データの演算は省略可能である。また、障害物によるマスク領域データの算出に際して、上部旋回体３のロール角・ピッチ角も考慮しても良い。 (Sub-antenna available satellite determination unit 215)
The sub-antenna available satellite determination unit 215 has a baseline vector calculated by the baseline vector calculation unit 225, an azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3 input from the attitude integration unit 223, and a shield three-dimensional data recording unit. Based on the 3D data of the obstacle obtained from 224, the position of the obstacle is specified with reference to the GNSS sub-antenna 50B, and the data of the area where the obstacle can shield the sky above the GNSS sub-antenna 50B ( (Mask area data due to obstacles) is calculated. However, when there is no obstacle around the hydraulic excavator 1, the calculation of the mask area data by the obstacle can be omitted. Further, when calculating the mask area data due to an obstacle, the roll angle and pitch angle of the upper swing body 3 may be taken into consideration.

また、サブアンテナ可用衛星判定部２１５は、サブ電波遮蔽領域設定部２２６から送信されるフロント作業装置６によるマスク領域データと、上記の障害物によるマスク領域データとを組合わせて例えば地理座標系（グローバル座標系）上にサブ合成マスク領域データを生成し、生成したサブ合成マスク領域データを基線ベクトル算出部２２５に出力する。サブ合成マスク領域データが規定する合成マスク領域を除いた領域に位置する測位衛星は、ＧＮＳＳサブアンテナ５０Ｂの電気的中心に電波が直接届く、又は、測位において信頼性に足る信号を発信している衛星（可用衛星）となる。 Further, the sub-antenna-enabled satellite determination unit 215 combines, for example, the mask area data by the front working device 6 transmitted from the sub-radio shielding area setting unit 226 with the mask area data due to the above-mentioned obstacle, for example, in a geographic coordinate system ( The sub-composite mask area data is generated on the global coordinate system), and the generated sub-composite mask area data is output to the baseline vector calculation unit 225. Sub-synthetic mask area The positioning satellite located in the area excluding the synthetic mask area specified by the data directly reaches the electrical center of the GNSS sub-antenna 50B, or emits a signal with sufficient reliability in positioning. It becomes a satellite (usable satellite).

（基線ベクトル精度評価部２１８）
基線ベクトル精度評価部２１８は、基線ベクトル算出部２２５で演算される基線ベクトルの精度を評価する部分である。基線ベクトル精度評価部２１８は、基線ベクトル算出部２２５で演算された基線ベクトルに基づいて当該基線ベクトルの方位精度を算出し、基線ベクトルが規定する方位と基線ベクトルの精度を作業機械方位精度評価部２２２に送信する。 (Baseline vector accuracy evaluation unit 218)
The baseline vector accuracy evaluation unit 218 is a portion that evaluates the accuracy of the baseline vector calculated by the baseline vector calculation unit 225. The baseline vector accuracy evaluation unit 218 calculates the orientation accuracy of the baseline vector based on the baseline vector calculated by the baseline vector calculation unit 225, and determines the orientation defined by the baseline vector and the accuracy of the baseline vector as the work machine orientation accuracy evaluation unit. Send to 222.

（ＩＭＵ方位精度評価部１１８）
ＩＭＵ方位精度評価部１１８は、上部旋回体姿勢計測部１１５が出力するＩＭＵ方位の精度を評価する部分である。ＩＭＵ方位精度評価部１１８は、車載コントローラ４０が取得する下部走行体２の走行動作データ（下部走行体２の走行動作の有無）と、作業機械方位精度評価部２２２からフィードバック出力される基線ベクトルの方位ならびに精度とに基づいて、上部旋回体姿勢計測部１１５が出力するＩＭＵ方位の精度を算出し、ＩＭＵが出力する方位とその精度を作業機械方位精度評価部２２２に送信する。 (IMU Directional Accuracy Evaluation Unit 118)
The IMU directional accuracy evaluation unit 118 is a unit that evaluates the accuracy of the IMU directional output output by the upper swivel body posture measuring unit 115. The IMU directional accuracy evaluation unit 118 is of the traveling operation data of the lower traveling body 2 (presence or absence of the traveling operation of the lower traveling body 2) acquired by the in-vehicle controller 40 and the baseline vector feedback output from the working machine directional accuracy evaluation unit 222. Based on the orientation and accuracy, the accuracy of the IMU orientation output by the upper swing body attitude measurement unit 115 is calculated, and the orientation output by the IMU and its accuracy are transmitted to the work machine orientation accuracy evaluation unit 222.

（作業機械方位精度評価部２２２）
作業機械方位精度評価部２２２は、基線ベクトル精度評価部２１８から出力される基線ベクトルの方位及び精度と、ＩＭＵ方位精度評価部１１８から出力されるＩＭＵ方位及びその精度とを受信し、受信したこれらのデータに基づいて、基線ベクトルによる方位とＩＭＵ方位のうち上部旋回体３の方位（作業装置６の方位）を示す値として精度の高い方を選択して作業機械位置・方位出力部２２１に出力する。 (Working machine orientation accuracy evaluation unit 222)
The work machine orientation accuracy evaluation unit 222 receives and receives the orientation and accuracy of the baseline vector output from the baseline vector accuracy evaluation unit 218 and the IMU orientation and its accuracy output from the IMU orientation accuracy evaluation unit 118. Based on the data of, select the one with higher accuracy as the value indicating the direction of the upper swivel body 3 (direction of the work device 6) from the direction by the baseline vector and the IMU direction, and output it to the work machine position / direction output unit 221. do.

（作業機械位置・方位出力部２２１）
作業機械位置・方位出力部２２１は、メインアンテナ位置精度評価部２１９からの出力（メインアンテナ位置）と、作業機械方位精度評価部２２２からの出力（上部旋回体方位）とに基づいてフロント作業装置６の位置と方位を出力する。詳細な説明は省略するが、フロント作業装置６の位置と方位は、フロント作業装置６を制御する場合（目標施工面の上方にフロント作業装置６が保持されるように制御するマシンコントロール）や、フロント作業装置６と目標施工面の関係をモニタ６０に表示する場合（マシンガイダンス）などに利用される。 (Working machine position / direction output unit 221)
The work machine position / direction output unit 221 is a front work device based on the output from the main antenna position accuracy evaluation unit 219 (main antenna position) and the output from the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 (upper swing body direction). The position and direction of 6 are output. Although detailed description is omitted, the position and orientation of the front work device 6 may be determined when the front work device 6 is controlled (machine control for controlling the front work device 6 to be held above the target construction surface). It is used when displaying the relationship between the front work device 6 and the target construction surface on the monitor 60 (machine guidance).

（フローチャート）
図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、本実施形態に係る車載コントローラ４０及びＧＮＳＳ受信機５１で実行されるフロント作業装置６の位置および方位の演算処理の一例をフローチャートでまとめた図である。メインアンテナ５０Ａの位置の演算は主にステップ８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８２０により行われ、フロント作業装置６の方位の演算（換言すると、ＩＭＵ方位と基線ベクトルの方位のいずれかを利用してフロント作業装置６の方位を演算するか決定する処理）は主に残りのステップにより行われる。 (flowchart)
9A, 9B, and 9C are diagrams showing an example of calculation processing of the position and orientation of the front work apparatus 6 executed by the vehicle-mounted controller 40 and the GNSS receiver 51 according to the present embodiment in a flowchart. The calculation of the position of the main antenna 50A is mainly performed by steps 801, 802, 803, 804, 805, 806, 820, and the calculation of the direction of the front working device 6 (in other words, either the IMU direction or the direction of the baseline vector). The process of determining whether to calculate the direction of the front working device 6 using the above) is mainly performed by the remaining steps.

（メインアンテナ５０Ａの位置の演算処理）
まず、ステップ８０１において、車載コントローラ４０は下部走行体２が停止しているかどうか判定する。下部走行体２が停止しているか否かは、例えば下部走行体２を駆動する油圧モータの動作がないことや当該油圧モータへの操作信号の出力がないことを検出すれば良い。ＮＯの場合はステップ８９０に進み、車載コントローラ４０によって車体停止判定の解除を行ったのちにステップ８９１に進み、当該時刻の測位処理を終了する（メインアンテナ５０Ａの位置とフロント作業装置６の方位の出力は行わない）。ＹＥＳの場合はステップ８０２とステップ８１０（図９Ｂ）に進む。 (Calculation processing of the position of the main antenna 50A)
First, in step 801 the vehicle-mounted controller 40 determines whether or not the lower traveling body 2 is stopped. Whether or not the lower traveling body 2 is stopped may be determined by detecting, for example, that the hydraulic motor for driving the lower traveling body 2 is not operating or that the operation signal is not output to the hydraulic motor. If NO, the process proceeds to step 890, the vehicle body stop determination is canceled by the in-vehicle controller 40, and then the process proceeds to step 891 to end the positioning process at that time (the position of the main antenna 50A and the orientation of the front work device 6). No output). If YES, the process proceeds to step 802 and step 810 (FIG. 9B).

ステップ８０２において、作業装置姿勢計測部１１６は姿勢センサ７５の出力値に基づいてフロント作業装置６の姿勢を演算し、上部旋回体姿勢計測部１１５は姿勢センサ（上部旋回体ＩＭＵ）２３の出力値と直近に演算された基線ベクトルとに基づいて上部旋回体３のＩＭＵ方位を演算する。姿勢統合部２２３は、作業装置姿勢計測部１１６から入力されるフロント作業装置６の姿勢と、上部旋回体姿勢計測部１１５から入力されるＩＭＵ方位とを組合わせて、メイン電波遮蔽領域設定部２１２、サブ電波遮蔽領域設定部２２６およびメインアンテナ演算結果統合部２２０に出力する。 In step 802, the work device posture measurement unit 116 calculates the posture of the front work device 6 based on the output value of the posture sensor 75, and the upper swing body posture measurement unit 115 calculates the output value of the posture sensor (upper swing body IMU) 23. And the most recently calculated baseline vector, the IMU orientation of the upper swing body 3 is calculated. The posture integration unit 223 combines the posture of the front work device 6 input from the work device posture measurement unit 116 with the IMU orientation input from the upper swivel body posture measurement unit 115 to set the main radio wave shielding area 212. , It is output to the sub radio wave shielding area setting unit 226 and the main antenna calculation result integration unit 220.

ステップＳ８０３において、メイン電波遮蔽領域設定部２１２は、作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記憶されているメインアンテナ５０Ａの複数のマスク領域データの中から、姿勢統合部２２３から入力される実際のブーム角及び上部旋回体方位角（ＩＭＵ方位）に類似するブーム角及び上部旋回体方位角が割り当てられたマスク領域データ（フロント作業装置６によるマスク領域データ）を類似度が上位のものから４つ（所定数）選択して４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄに出力する。また、メイン電波遮蔽領域設定部２１２は、メインアンテナ概位置算出部２０１で演算されたメインアンテナ概算位置を４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄに出力する。 In step S803, the main radio wave shielding area setting unit 212 has the actual boom angle and the actual boom angle input from the attitude integration unit 223 from the plurality of mask area data of the main antenna 50A stored in the working device shielding area mask DB 213. Mask area data (mask area data by the front working device 6) to which a boom angle similar to the upper swivel body azimuth angle (IMU azimuth) and an upper swivel body azimuth angle are assigned, from the one with the highest similarity (predetermined number) ) Select and output to the four main antenna available satellite determination units 214A, 214B, 214C, 214D. Further, the main radio wave shielding area setting unit 212 outputs the estimated main antenna position calculated by the main antenna approximate position calculation unit 201 to the four main antenna available satellite determination units 214A, 214B, 214C, 214D.

４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄは、それぞれ、メインアンテナ５０Ａの概算位置および上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）と、遮蔽物三次元データ記録部２２４から得られる障害物の三次元データとに基づいて、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの上空を障害物が遮蔽し得る領域のデータ（障害物によるマスク領域データ）を演算する。さらに４つのメインアンテナ可用衛星判定部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄは、それぞれ、メイン電波遮蔽領域設定部２１２から送信されるフロント作業装置６による４つのマスク領域データのそれぞれに上記の障害物によるマスク領域データを組合わせて４つのメイン合成マスク領域データを生成し、生成した４つのメイン合成マスク領域データを４つのメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄのうち対応するものに出力する。 The four main antenna usable satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D are obtained from the approximate position of the main antenna 50A, the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3, and the shield three-dimensional data recording unit 224, respectively. Based on the three-dimensional data of the obstacle, the data of the area where the obstacle can shield the sky above the GNSS main antenna 50A (mask area data due to the obstacle) is calculated. Further, the four main antenna-enabled satellite determination units 214A, 214B, 214C, and 214D each mask the four mask area data by the front working device 6 transmitted from the main radio wave shielding area setting unit 212 by the above obstacles. Four main synthetic mask area data are generated by combining the area data, and the generated four main synthetic mask area data are output to the corresponding ones among the four main antenna position calculation units 217A, 217B, 217C, and 217D.

また、サブ電波遮蔽領域設定部２２６は、作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記憶されているサブアンテナ５０Ｂの複数のマスク領域データの中から、姿勢統合部２２３から入力される実際のブーム角及び上部旋回体方位角に類似するブーム角及び上部旋回体方位角が割り当てられたマスク領域データ（フロント作業装置６によるマスク領域データ）を類似度が最上位のものを１つ選択してサブアンテナ可用衛星判定部２１５に出力する。 Further, the sub-radio shielding area setting unit 226 has an actual boom angle and upper turning input from the attitude integration unit 223 from among the plurality of mask area data of the sub-antenna 50B stored in the working device shielding area mask DB 213. Select one of the mask area data (mask area data by the front working device 6) to which the boom angle similar to the body azimuth angle and the upper swivel body azimuth angle have the highest degree of similarity, and determine the satellite that can use the sub-antenna. Output to unit 215.

サブアンテナ可用衛星判定部２１５は、基線ベクトルと、上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位）と、遮蔽物三次元データ記録部２２４から得られる障害物の三次元データとに基づいて、ＧＮＳＳサブアンテナ５０Ｂの上空を障害物が遮蔽し得る領域のデータ（障害物によるマスク領域データ）を演算する。ただし、油圧ショベル１の周囲に障害物が存在しない場合には障害物によるマスク領域データの演算は省略可能である。さらに、サブアンテナ可用衛星判定部２１５は、サブ電波遮蔽領域設定部２２６から送信されるフロント作業装置６によるマスク領域データと、上記の障害物によるマスク領域データとを組合わせてサブ合成マスク領域データを生成し、生成したサブ合成マスク領域データを基線ベクトル算出部２２５に出力する。 The sub-antenna available satellite determination unit 215 is a GNSS sub based on the baseline vector, the azimuth angle (IMU azimuth) of the upper swivel body 3, and the three-dimensional data of the obstacle obtained from the shield three-dimensional data recording unit 224. The data of the area where the obstacle can shield the sky above the antenna 50B (mask area data due to the obstacle) is calculated. However, when there is no obstacle around the hydraulic excavator 1, the calculation of the mask area data by the obstacle can be omitted. Further, the sub-antenna available satellite determination unit 215 combines the mask area data by the front working device 6 transmitted from the sub-radio wave shielding area setting unit 226 with the mask area data due to the above-mentioned obstacle, and sub-synthesized mask area data. Is generated, and the generated sub-composite mask area data is output to the baseline vector calculation unit 225.

上記のステップ８０３に係る各処理が完了したら、ステップ８０４およびステップ８１１に進む。 When each process according to step 803 is completed, the process proceeds to step 804 and step 811.

ステップ８０４において、４つのメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄは、それぞれ、メインアンテナ概位置算出部２０１から入力されるサブアンテナ用補正データと、ＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａで受信された衛星信号と、対応するメインアンテナ可用衛星判定部２１４から出力されたメイン合成マスク領域データとに基づいて、当該時刻におけるＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの位置（ＱA，ＱB，ＱC，ＱD）を演算し、メインアンテナ演算結果統合部２２０に送信する。４つ全てのメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄにて測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDの送信が完了したらステップ８０５に進む。 In step 804, the four main antenna position calculation units 217A, 217B, 217C, and 217D each have the correction data for the sub-antenna input from the main antenna approximate position calculation unit 201 and the satellite signal received by the GNSS main antenna 50A. And the position (Q A , Q B , Q C , Q D ) of the GNSS main antenna 50A at the relevant time is calculated based on the main synthetic mask area data output from the corresponding main antenna available satellite determination unit 214. , Is transmitted to the main antenna calculation result integration unit 220. When all four main antenna position calculation units 217A , 217B , 217C , and 217D complete the transmission of the positioning results QA, QB, QC, and QD, the process proceeds to step 805.

ステップ８０５において、メインアンテナ演算結果統合部２２０は、４つのメインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄにてメインアンテナ５０Ａの測位に用いられたマスク領域データ（フロント作業装置６によるマスク領域データ）に対応付けられたブーム角及び上部旋回体方位角と、姿勢統合部２２３から出力された実際のブーム角及び上部旋回体方位角との類似度（例えば２次元座標系における距離（｜ＳＳＡ｜、｜ＳＳＢ｜、｜ＳＳＣ｜、｜ＳＳＤ｜））に基づいて、各メインアンテナ位置演算部２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ，２１７Ｄの測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDにそれぞれ重み付けを行って統合し、基線ベクトル算出部２２５及びメインアンテナ位置精度評価部２１９にメインアンテナ５０Ａの最終測位結果Ｑ(t)を送信する。送信が完了したらステップ８０６に進む。 In step 805, the main antenna calculation result integration unit 220 uses the mask area data (mask area data by the front work device 6) used for positioning the main antenna 50A by the four main antenna position calculation units 217A, 217B, 217C, and 217D. ) Is similar to the actual boom angle and upper swivel body azimuth angle output from the attitude integration unit 223 (for example, the distance in the two-dimensional coordinate system (| SS A )). |, | SS B |, | SSC |, | SSD | ) ) ) , the positioning results of each main antenna position calculation unit 217A , 217B , 217C , 217D Each is weighted and integrated, and the final positioning result Q (t) of the main antenna 50A is transmitted to the baseline vector calculation unit 225 and the main antenna position accuracy evaluation unit 219. When the transmission is completed, the process proceeds to step 806.

ステップ８０６において、メインアンテナ位置精度評価部２１９は、メインアンテナ演算結果統合部２２０から送信される最終測位結果Ｑ(t)の精度（メインアンテナ測位精度）が許容値を満足するかどうか判断し、その判断結果とともに最終測位結果Ｑ(t)を作業機械位置・方位出力部２２１に送信する。送信が完了したらステップ８２０に進む。なお、メインアンテナ測位精度が許容値を満足するか否かは、例えば、最終測位結果Ｑ(t)のバラツキ（例えば所定期間のバラツキ）が所定値以内（例えば１σ以内）に収まるか否かで判定できる。また、本実施形態では、以下に登場する各「精度」が「許容値」を満足するか否かについても同様にバラツキに基づいて判定するものとする。 In step 806, the main antenna position accuracy evaluation unit 219 determines whether the accuracy (main antenna positioning accuracy) of the final positioning result Q (t) transmitted from the main antenna calculation result integration unit 220 satisfies the allowable value. The final positioning result Q (t) is transmitted to the work machine position / orientation output unit 221 together with the determination result. When the transmission is completed, the process proceeds to step 820. Whether or not the main antenna positioning accuracy satisfies the permissible value depends on, for example, whether or not the variation in the final positioning result Q (t) (for example, the variation in a predetermined period) is within the predetermined value (for example, within 1σ). It can be judged. Further, in the present embodiment, whether or not each of the "accuracy" appearing below satisfies the "allowable value" is also determined based on the variation.

ステップ８２０において、メインアンテナ位置精度評価部２１９は、メインアンテナ演算結果統合部２２０から送信されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位精度が許容値を満たすか否かを判定する。許容値を満たす場合（ＹＥＳの場合）はステップ８２１に進む。一方、許容値を満たさない場合（ＮＯの場合）はステップ８９１に進み、当該時刻の測位処理を終了する（メインアンテナ５０Ａの位置とフロント作業装置６の方位の出力は行わない）
（フロント作業装置６（上部旋回体３）の方位の演算処理）
ステップ８１０において、ＩＭＵ方位精度評価部１１８は、上部旋回体姿勢計測部１１５から送信されたＩＭＵ方位の精度が許容値を満足するかどうか判断し、その判断結果（合否結果）とともにＩＭＵ方位と精度とを作業機械方位精度評価部２２２に送信する。 In step 820, the main antenna position accuracy evaluation unit 219 determines whether or not the positioning accuracy of the GNSS main antenna 50A transmitted from the main antenna calculation result integration unit 220 satisfies the allowable value. If the allowable value is satisfied (YES), the process proceeds to step 821. On the other hand, if the allowable value is not satisfied (NO), the process proceeds to step 891 and the positioning process at that time is terminated (the position of the main antenna 50A and the direction of the front work device 6 are not output).
(Calculation processing of the direction of the front work device 6 (upper swivel body 3))
In step 810, the IMU direction accuracy evaluation unit 118 determines whether the accuracy of the IMU direction transmitted from the upper swivel body attitude measurement unit 115 satisfies the allowable value, and together with the determination result (pass / fail result), the IMU direction and accuracy. Is transmitted to the work machine orientation accuracy evaluation unit 222.

ステップ８１１において、基線ベクトル算出部２２５は、メインアンテナ概位置算出部２０１が出力したサブアンテナ用補正データと、サブアンテナ５０Ｂで受信された測位信号と、直近に（例えば１制御周期前の処理（時刻Ｔ＝ｔ－１）で）メインアンテナ演算結果統合部２２０が算出したメインアンテナ位置（最終測位結果Ｑ(t)）と、そのときに（例えば１制御周期前の処理（時刻Ｔ＝ｔ－１））サブアンテナ可用衛星判定部２１５が出力したサブ合成マスク領域データとに基づいて、基線ベクトルを演算し、それを基線ベクトル精度評価部２１８に送信する。送信が完了したらステップ８１２に進む。 In step 811, the baseline vector calculation unit 225 receives the sub-antenna correction data output by the main antenna approximate position calculation unit 201 and the positioning signal received by the sub-antenna 50B immediately (for example, processing one control cycle before (for example, processing (for example, one control cycle before)). (At time T = t-1)) The main antenna position (final positioning result Q (t) ) calculated by the main antenna calculation result integration unit 220 and at that time (for example, processing one control cycle before (time T = t-). 1)) Based on the sub-synthesis mask area data output by the sub-antenna available satellite determination unit 215, the baseline vector is calculated and transmitted to the baseline vector accuracy evaluation unit 218. When the transmission is completed, the process proceeds to step 812.

ステップ８１２において、基線ベクトル精度評価部２１８は、基線ベクトル算出部２２５から送信された基線ベクトルの方位の精度が許容値を満足するかどうか判断し、その判断結果（合否結果）とともに基線ベクトルの方位とその精度を作業機械方位精度評価部２２２に送信する。 In step 812, the baseline vector accuracy evaluation unit 218 determines whether the accuracy of the orientation of the baseline vector transmitted from the baseline vector calculation unit 225 satisfies the allowable value, and together with the determination result (pass / fail result), the orientation of the baseline vector. And its accuracy are transmitted to the working machine orientation accuracy evaluation unit 222.

ステップ８１０ならびにステップ８１２が完了したら、ステップ８１３において、作業機械方位精度評価部２２２は、ＩＭＵ方位精度評価部１１８から送信されたＩＭＵ方位とその精度と、基線ベクトル精度評価部２１８から送信された基線ベクトルの方位とその精度とを受信する。 When steps 810 and 812 are completed, in step 813, the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 uses the IMU orientation and its accuracy transmitted from the IMU orientation accuracy evaluation unit 118, and the baseline transmitted from the baseline vector accuracy evaluation unit 218. Receives the direction of the vector and its accuracy.

ステップ８１３ならびにステップ８２０が完了したら、ステップ８２１において、作業機械方位精度評価部２２２は、ステップ８１３で受信した基線ベクトルの方位の精度が許容値を満たすか否かを判断する。許容値を満たす場合（ＹＥＳの場合）はステップ８２２Ａに進み、許容値を満たさない場合（ＮＯの場合）はステップ８２２Ｂに進む。 When steps 813 and 820 are completed, in step 821, the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 determines whether or not the accuracy of the orientation of the baseline vector received in step 813 satisfies the allowable value. If the allowable value is satisfied (YES), the process proceeds to step 822A, and if the allowable value is not satisfied (NO), the process proceeds to step 822B.

ステップ８２２Ａにおいて、作業機械方位精度評価部２２２は、ステップ８１３で受信したＩＭＵ方位の精度が許容値を満たすか否かを判断する。許容値を満たす場合（ＹＥＳの場合）はステップ８２３に進む。一方、許容値を満たさない場合（ＮＯの場合）はステップ８４１に進み、ステップ８０５で取得されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位結果と、ステップ８１１で演算された基線ベクトルとに基づいてフロント作業装置６の位置と方位を算出し、当該時刻における測位処理を終了する。 In step 822A, the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 determines whether or not the accuracy of the IMU orientation received in step 813 satisfies the allowable value. If the allowable value is satisfied (YES), the process proceeds to step 823. On the other hand, if the allowable value is not satisfied (NO), the process proceeds to step 841, and the front work apparatus 6 is based on the positioning result of the GNSS main antenna 50A acquired in step 805 and the baseline vector calculated in step 811. The position and direction of are calculated, and the positioning process at that time is completed.

ステップ８２２Ｂにおいて、作業機械方位精度評価部２２２は、ステップ８１３で受信したＩＭＵ方位の精度が許容値を満たすか否かを判断する。許容値を満たす場合（ＹＥＳの場合）はステップ８４０に進み、ステップ８０５で取得されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位結果と、上部旋回体姿勢計測部１１５で演算されたＩＭＵ方位の測位結果とに基づいてフロント作業装置６の位置と方位を算出し、当該時刻における測位処理を終了する。一方、許容値を満たさない場合（ＮＯの場合）はステップ８９１に進み、当該時刻の測位処理を終了する（メインアンテナ５０Ａの位置とフロント作業装置６の方位の出力は行わない）。 In step 822B, the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 determines whether or not the accuracy of the IMU orientation received in step 813 satisfies the allowable value. If the allowable value is satisfied (YES), the process proceeds to step 840, based on the positioning result of the GNSS main antenna 50A acquired in step 805 and the positioning result of the IMU direction calculated by the upper swivel body attitude measuring unit 115. The position and orientation of the front work device 6 are calculated, and the positioning process at that time is completed. On the other hand, if the allowable value is not satisfied (NO), the process proceeds to step 891 and the positioning process at that time is completed (the position of the main antenna 50A and the direction of the front work device 6 are not output).

ステップ８２３において、作業機械方位精度評価部２２２は、ＩＭＵ方位の精度が基線ベクトルの方位の精度より良いか否かを判断する。ＩＭＵ方位の精度の方が良い場合（ＹＥＳの場合）はステップ８４０に進み、ステップ８０５で取得されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位結果と、上部旋回体姿勢計測部１１５で演算されたＩＭＵ方位の測位結果とに基づいてフロント作業装置６の位置と方位を算出し、当該時刻における測位処理を終了する。一方、基線ベクトルの方位の精度の方が良い場合（ＮＯの場合）はステップ８４１に進み、ステップ８０５で取得されたＧＮＳＳメインアンテナ５０Ａの測位結果と、ステップ８１１で演算された基線ベクトルとに基づいてフロント作業装置６の位置と方位を算出し、当該時刻における測位処理を終了する。 In step 823, the work machine orientation accuracy evaluation unit 222 determines whether or not the accuracy of the IMU orientation is better than the accuracy of the orientation of the baseline vector. If the accuracy of the IMU direction is better (YES), the process proceeds to step 840, and the positioning result of the GNSS main antenna 50A acquired in step 805 and the positioning of the IMU direction calculated by the upper swing body attitude measuring unit 115. The position and orientation of the front work device 6 are calculated based on the result, and the positioning process at that time is completed. On the other hand, when the accuracy of the orientation of the baseline vector is better (NO), the process proceeds to step 841 based on the positioning result of the GNSS main antenna 50A acquired in step 805 and the baseline vector calculated in step 811. The position and orientation of the front work device 6 are calculated, and the positioning process at that time is completed.

（効果）
上記のように構成された本実施形態に係る油圧ショベルでは、ブーム角及び上部旋回体方位角の２つを変数とする二次元座標系において、実際のブーム６Ａの角度と上部旋回体３の方位角（ＩＭＵ方位角）に距離が近いブーム角及び上部旋回体方位角が対応付けられたマスク領域データを距離が近いものから４つ選択し、その４つのマスク領域データをそれぞれ利用してメインアンテナ５０Ａの４つの測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDを取得し、その４つの測位結果ＱA，ＱB，ＱC，ＱDに距離に即した重み付けをして最終的な測位結果Ｑ(t)を得ることとした（上記式（１）参照）。このように重み付けを利用してメインアンテナ５０Ａの測位を行うと、フロント作業装置６の姿勢及び方位角の変化に応じてマスク領域データが切り替わっても、当該マスク領域データの切り替えが測位結果に与える影響を低減できるので、測位結果の変化を従前よりも抑制でき、姿勢及び方位角の変化に伴う測位精度の悪化を抑制できる。 (effect)
In the hydraulic excavator according to the present embodiment configured as described above, the actual angle of the boom 6A and the orientation of the upper swivel body 3 in the two-dimensional coordinate system having the boom angle and the upper swivel body azimuth as variables. Select four mask area data associated with the boom angle and upper swivel azimuth that are close to the angle (IMU azimuth) from the ones that are close to each other, and use each of the four mask area data to make the main antenna. The four positioning results Q A , Q B , Q C , and Q D of 50A are acquired, and the four positioning results Q A , Q B , Q C , and Q D are weighted according to the distance, and the final positioning is performed. It was decided to obtain the result Q (t) (see the above equation (1)). When the main antenna 50A is positioned by using the weighting in this way, even if the mask area data is switched according to the change in the posture and the azimuth of the front working device 6, the switching of the mask area data gives the positioning result. Since the influence can be reduced, the change in the positioning result can be suppressed more than before, and the deterioration of the positioning accuracy due to the change in the attitude and the azimuth can be suppressed.

また、上記の実施形態では、基線ベクトルの方位とＩＭＵ方位の精度を比較し、基線ベクトルの方位の精度が良い場合にはメインアンテナ５０Ａの最終測位結果と基線ベクトルから上部旋回体３の方位を演算し、一方、ＩＭＵ方位の精度が良い場合にはメインアンテナ５０Ａの最終測位結果とＩＭＵ方位から上部旋回体３の方位を演算することとした。そのため本実施形態によればメインアンテナ５０Ａの測位精度だけでなく上部旋回体方位の精度も向上できる。 Further, in the above embodiment, the accuracy of the orientation of the baseline vector and the accuracy of the IMU orientation are compared, and if the accuracy of the orientation of the baseline vector is good, the final positioning result of the main antenna 50A and the orientation of the upper swivel body 3 are obtained from the baseline vector. On the other hand, if the accuracy of the IMU direction is good, the direction of the upper swivel body 3 is calculated from the final positioning result of the main antenna 50A and the IMU direction. Therefore, according to the present embodiment, not only the positioning accuracy of the main antenna 50A but also the accuracy of the upper swing body orientation can be improved.

（その他）
上記では、ブーム角と上部旋回体方位角の２つの変数を作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３内の複数のマスク領域データに対応付けたが、アーム角、バケット角、上部旋回体のピッチ角、および上部旋回体のロール角のうち少なくとも１つの変数をさらにマスク領域データに対応付けて、メインアンテナ５０Ａ又はサブアンテナ５０Ｂの測位演算に利用するマスク領域データを決定しても良い。この場合、メインアンテナ可用衛星判定部２１４およびメインアンテナ位置演算部２１７は変数の数だけ必要となることは言うまでもない。また、この場合の類似度の判定方法としては、例えば、ｎ個の変数（ブーム角、上部旋回体方位角、アーム角など）の組によって空間上の点を規定できるｎ次元座標系（多次元座標系）において、実際の変数の組（姿勢統合部２２３で統合される数値の組み合わせ）を規定する点とマスク領域データに対応付けられた変数の組を規定する点との距離を演算し、当該距離が近いほど類似度が高いと判定するものがある。 (others)
In the above, the two variables of the boom angle and the upper swivel azimuth are associated with the plurality of mask area data in the working device shielding area mask DB 213, but the arm angle, the bucket angle, the pitch angle of the upper swivel body, and the upper part are associated with each other. At least one variable of the roll angle of the swirl may be further associated with the mask area data to determine the mask area data to be used for the positioning calculation of the main antenna 50A or the sub antenna 50B. In this case, it goes without saying that the main antenna available satellite determination unit 214 and the main antenna position calculation unit 217 are required for the number of variables. Further, as a method for determining the degree of similarity in this case, for example, an n-dimensional coordinate system (multidimensional) in which a point in space can be defined by a set of n variables (boom angle, upper swivel body azimuth angle, arm angle, etc.). In the coordinate system), the distance between the point that defines the actual set of variables (the combination of numerical values integrated by the attitude integration unit 223) and the point that defines the set of variables associated with the mask area data is calculated. Some judge that the closer the distance is, the higher the similarity is.

上記の例で作業装置遮蔽領域マスクＤＢ２１３に記憶した複数のマスク領域データでは、ブーム６Ａの角度を所定の角度値に固定したまま、残りのフロント部材６Ｂ，６Ｃがそれらの作動範囲においてメインアンテナ５０Ａ又はサブアンテナ５０Ｂの上空視界を遮蔽し得る最大の領域を演算し、その演算結果に基づいてマスク領域を決定した。すなわち、ブーム６Ａによる遮蔽領域は実際のブーム角が考慮されているが、その他のアーム６Ｂとバケット６Ｃによる遮蔽領域は実際の値を考慮していない。そこで、アーム６Ｂとバケット６Ｃについても実際の値を考慮してマスク領域を決定しても良い。 In the plurality of mask area data stored in the working device shielding area mask DB 213 in the above example, the remaining front members 6B and 6C keep the angle of the boom 6A fixed at a predetermined angle value, and the remaining front members 6B and 6C have the main antenna 50A in their operating range. Alternatively, the maximum area that can block the sky view of the sub-antenna 50B was calculated, and the mask area was determined based on the calculation result. That is, the shielded area by the boom 6A considers the actual boom angle, but the shielded area by the other arms 6B and the bucket 6C does not consider the actual value. Therefore, the mask area may be determined for the arm 6B and the bucket 6C in consideration of the actual values.

測位結果の重み付けに利用した式（１）は一例に過ぎず、実際のフロント作業装置６の姿勢と方位と、測位に利用するマスク領域データに対応付けられたフロント作業装置６の姿勢と方位との類似度（例えば座標系上における２点間の距離）に基づく重み付けがなされる式であれば他の式でも構わない。 The equation (1) used for weighting the positioning result is only an example, and the actual posture and orientation of the front work device 6 and the posture and orientation of the front work device 6 associated with the mask area data used for positioning. Any expression may be used as long as the expression is weighted based on the degree of similarity (for example, the distance between two points on the coordinate system).

図９Ａ，９Ｂ，９Ｃのフローチャートでは、Ｓ８２０，Ｓ８２１，Ｓ８２２Ａ，Ｓ８２２Ｂ，Ｓ８２３において、各演算値の精度とその許容値との比較や、演算値同士の精度の比較を行い、その結果に応じてフロント作業装置６の位置と方位（車***置と方位）の演算プロセスを変更したが、これらの処理は省略しても良い。すなわち、各演算値の精度に関係無く、予め定められたプロセス（例えば図９ＣのＳ８４０とＳ８４１のいずれか一方）を利用してフロント作業装置６の位置と方位を演算しても良い。また、図９ＣのＳ８４０とＳ８４１では、フロント作業装置６の位置と方位のいずれか一方を演算するようにしても良い。また、図９Ａ，９Ｂ，９Ｃの全体の処理の中からＳ８０１－Ｓ８０６，Ｓ８９０，Ｓ８９１のみを実行してメインアンテナ５０Ａの最終測位結果を演算してもよい。 In the flowcharts of FIGS. 9A, 9B, and 9C, in S820, S8211, S822A, S822B, and S823, the accuracy of each calculated value is compared with its permissible value, and the accuracy of each calculated value is compared, and the accuracy is compared according to the result. Although the calculation process of the position and orientation (vehicle body position and orientation) of the front work device 6 has been changed, these processes may be omitted. That is, the position and orientation of the front working apparatus 6 may be calculated by using a predetermined process (for example, either S840 or S841 in FIG. 9C) regardless of the accuracy of each calculated value. Further, in S840 and S841 of FIG. 9C, either the position or the orientation of the front work apparatus 6 may be calculated. Further, only S801-S806, S890, S891 may be executed from the entire processing of FIGS. 9A, 9B, 9C to calculate the final positioning result of the main antenna 50A.

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications within the range not deviating from the gist thereof. For example, the present invention is not limited to the one including all the configurations described in the above-described embodiment, and includes the one in which a part of the configurations is deleted. Further, it is possible to add or replace a part of the configuration according to one embodiment with the configuration according to another embodiment.

また、上記の車載コントローラ４０および受信機５１に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記の車載コントローラ４０および受信機５１に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで車載コントローラ４０および受信機５１の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。 Further, for each configuration related to the in-vehicle controller 40 and the receiver 51 and the functions and execution processes of the respective configurations, a part or all of them are designed by hardware (for example, the logic for executing each function is designed by an integrated circuit). Etc.) may be realized. Further, the configuration related to the vehicle-mounted controller 40 and the receiver 51 is a program (for example, a CPU) that reads and executes the configuration to realize each function related to the configuration of the vehicle-mounted controller 40 and the receiver 51 (for example, a CPU). It may be software). Information related to the program can be stored in, for example, a semiconductor memory (flash memory, SSD, etc.), a magnetic storage device (hard disk drive, etc.), a recording medium (magnetic disk, optical disk, etc.), or the like.

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。 Further, in the description of each of the above embodiments, the control lines and information lines are understood to be necessary for the description of the embodiment, but all the control lines and information lines related to the product are not necessarily included. Does not always indicate. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.

１…油圧ショベル（作業機械），２…走行体（下部走行体），３…旋回体（上部旋回体），４…運転席，６…フロント作業装置（作業装置），６Ａ…ブーム，６Ｂ…アーム，６Ｃ…バケット，７…無線機，８…ＧＮＳＳ基準局，１１Ａ…ブームシリンダ，１１Ｂ…アームシリンダ，１１Ｃ…バケットシリンダ，２３…姿勢センサ（ＩＭＵ），２４…第２マスク領域，２７…第１マスク領域，３４…第２マスク領域，３７…第１マスク領域，４０…車載コントローラ，５０Ａ…ＧＮＳＳメインアンテナ，５０Ｂ…ＧＮＳＳサブアンテナ，５１…ＧＮＳＳ受信機，５２ａ…マスト（アンテナ支持部材），５２ｂ…マスト（アンテナ支持部材），６０…モニタ，７５Ａ…ブーム姿勢センサ，７５Ｂ…アーム姿勢センサ，７５Ｃ…バケット姿勢センサ，８０…基準局ＧＮＳＳアンテナ，８１…基準局ＧＮＳＳ受信機，８２…基準局コントローラ，８７…無線機，１０２…三次元データ保持・送信部，１１５…上部旋回体姿勢計測部，１１６…作業装置姿勢計測部，１１８…ＩＭＵ方位精度評価部，２０１…メインアンテナ概位置算出部，２１２…メイン電波遮蔽領域設定部，２１３…作業装置遮蔽領域マスクデータベース（ＤＢ），２１４…メインアンテナ可用衛星判定部，２１４Ａ…メインアンテナ可用衛星判定部Ａ，２１４Ｂ…メインアンテナ可用衛星判定部Ｂ，２１４Ｃ…メインアンテナ可用衛星判定部Ｃ，２１４Ｄ…メインアンテナ可用衛星判定部Ｄ，２１５…サブアンテナ可用衛星判定部，２１７…メインアンテナ位置演算部，２１７Ａ…メインアンテナ位置演算部Ａ，２１７Ｂ…メインアンテナ位置演算部Ｂ，２１７Ｃ…メインアンテナ位置演算部Ｃ，２１７Ｄ…メインアンテナ位置演算部Ｄ，２１８…基線ベクトル精度評価部，２１９…メインアンテナ位置精度評価部，２２０…メインアンテナ演算結果統合部，２２１…作業機械位置・方位出力部，２２２…作業機械方位精度評価部，２２３…姿勢統合部，２２４…遮蔽物三次元データ記録部，２２５…基線ベクトル算出部，２２６…サブ電波遮蔽領域設定部，３０１…ＧＮＳＳ補正データ 1 ... hydraulic excavator (working machine), 2 ... traveling body (lower traveling body), 3 ... swivel body (upper swivel body), 4 ... driver's seat, 6 ... front work device (working device), 6A ... boom, 6B ... Arm, 6C ... bucket, 7 ... radio, 8 ... GNSS reference station, 11A ... boom cylinder, 11B ... arm cylinder, 11C ... bucket cylinder, 23 ... attitude sensor (IMU), 24 ... second mask area, 27 ... first Mask area, 34 ... 2nd mask area, 37 ... 1st mask area, 40 ... In-vehicle controller, 50A ... GNSS main antenna, 50B ... GNSS sub-antenna, 51 ... GNSS receiver, 52a ... Mast (antenna support member), 52b Mast (antenna support member), 60 ... monitor, 75A ... boom attitude sensor, 75B ... arm attitude sensor, 75C ... bucket attitude sensor, 80 ... reference station GNSS antenna, 81 ... reference station GNSS receiver, 82 ... reference station controller, 87 ... Radio, 102 ... 3D data retention / transmission unit, 115 ... Upper swing body attitude measurement unit, 116 ... Work equipment attitude measurement unit, 118 ... IMU orientation accuracy evaluation unit, 201 ... Main antenna approximate position calculation unit, 212 ... Main Radio shielding area setting unit, 213 ... Working device shielding area mask database (DB), 214 ... Main antenna available satellite determination unit, 214A ... Main antenna available satellite determination unit A, 214B ... Main antenna available satellite determination unit B, 214C ... Main Antenna-enabled satellite determination unit C, 214D ... Main antenna-enabled satellite determination unit D, 215 ... Sub-antenna-enabled satellite determination unit, 217 ... Main antenna position calculation unit, 217A ... Main antenna position calculation unit A, 217B ... Main antenna position calculation unit B, 217C ... Main antenna position calculation unit C, 217D ... Main antenna position calculation unit D, 218 ... Base line vector accuracy evaluation unit, 219 ... Main antenna position accuracy evaluation unit, 220 ... Main antenna calculation result integration unit, 221 ... Work machine Position / orientation output unit, 222 ... work machine orientation accuracy evaluation unit, 223 ... attitude integration unit, 224 ... shield 3D data recording unit, 225 ... baseline vector calculation unit, 226 ... sub-radio shield area setting unit, 301 ... GNSS Correction data

Claims (8)

旋回体と、
前記旋回体に取り付けられ複数のフロント部材が連結された作業装置と、
複数の測位衛星が発信する信号を受信する第１アンテナ及び第２アンテナと、
前記複数のフロント部材の姿勢情報をそれぞれ取得する複数の第１姿勢センサと、
前記旋回体の姿勢情報を取得する第２姿勢センサと、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号に基づいて、前記第１アンテナから前記第２アンテナへの基線ベクトルとを演算し、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報に基づいて前記作業装置の姿勢を演算し、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と前記基線ベクトルとに基づいて前記作業装置の方位を演算するコントローラとを備えた作業機械において、
前記コントローラには、複数のマスク領域データが記憶されており、
前記複数のマスク領域データには、それぞれ、前記作業装置の姿勢及び方位が対応付けられており、
前記複数のマスク領域データのそれぞれに対応付けられた前記作業装置の姿勢及び方位は、前記作業装置の姿勢及び方位を変数とする多次元座標系に設定されており、
前記コントローラは、
前記多次元座標系において、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報に基づいて演算された前記作業装置の姿勢と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と前記基線ベクトルに基づいて演算された前記作業装置の方位とに、距離が近い姿勢と方位とが対応付けられた２以上の所定数のマスク領域データを前記複数のマスク領域データの中から選択し、
前記第１アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号のうち、前記所定数のマスク領域データのそれぞれに従って選択した測位衛星から発信された信号に基づいて、前記第１アンテナの第１の位置を前記所定数演算し、
前記多次元座標系において、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報に基づいて演算された前記作業装置の姿勢と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と前記基線ベクトルに基づいて演算された前記作業装置の方位との位置から前記所定数のマスク領域データに対応付けられた前記作業装置の姿勢及び方位のそれぞれの位置までの距離を前記所定数演算し、
前記所定数の前記第１アンテナの第１の位置と、前記所定数の距離とに基づいて、前記第１アンテナの第２の位置を演算し、
前記第１アンテナの第２の位置と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報とに基づいて、前記作業装置の位置を演算する
ことを特徴とする作業機械。 With a swivel body
A work device attached to the swivel body and connected to a plurality of front members,
The first and second antennas that receive signals transmitted by multiple positioning satellites,
A plurality of first posture sensors that acquire posture information of each of the plurality of front members, and a plurality of first posture sensors.
The second posture sensor that acquires the posture information of the swivel body and
Based on the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna and the second antenna, the baseline vector from the first antenna to the second antenna is calculated, and the plurality of first attitude sensors and the plurality of first attitude sensors are calculated. The attitude of the work device is calculated based on the attitude information acquired by the second attitude sensor, and the orientation of the work device is calculated based on the attitude information acquired by the second attitude sensor and the baseline vector. In a work machine equipped with a controller
A plurality of mask area data are stored in the controller.
The posture and orientation of the work apparatus are associated with the plurality of mask area data, respectively.
The posture and orientation of the work device associated with each of the plurality of mask area data are set in a multidimensional coordinate system in which the posture and orientation of the work device are variables.
The controller
In the multidimensional coordinate system, the posture of the work device calculated based on the posture information acquired by the plurality of first posture sensors and the second posture sensor, and the posture information acquired by the second posture sensor. And two or more predetermined number of mask area data in which postures and orientations having a short distance are associated with the orientation of the work device calculated based on the baseline vector are selected from the plurality of mask region data. death,
Among the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna, the first position of the first antenna is based on the signal transmitted from the positioning satellite selected according to each of the predetermined number of mask area data. Is calculated by the above-mentioned predetermined number,
In the multidimensional coordinate system, the posture of the work device calculated based on the posture information acquired by the plurality of first posture sensors and the second posture sensor, and the posture information acquired by the second posture sensor. And the distance from the position of the work device calculated based on the baseline vector to each position of the posture and direction of the work device associated with the predetermined number of mask area data. death,
Based on the predetermined number of first positions of the first antenna and the predetermined number of distances, the second position of the first antenna is calculated.
A work machine characterized in that the position of the work device is calculated based on the second position of the first antenna and the posture information acquired by the second posture sensor. 請求項１の作業機械において、
前記コントローラは、前記所定数の前記第１アンテナの第１の位置のそれぞれに前記所定数の距離に基づく重み付けを行うことで前記第１アンテナの第２の位置を演算する
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
The controller is characterized in that it calculates the second position of the first antenna by weighting each of the first positions of the predetermined number of the first antennas based on the distance of the predetermined number. machine. 請求項１の作業機械において、
前記複数のマスク領域データには、それぞれ、前記複数のフロント部材の姿勢と、前記作業装置の方位とが対応付けられている
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
A work machine characterized in that the postures of the plurality of front members and the orientations of the work devices are associated with each of the plurality of mask area data. 請求項３の作業機械において、
前記複数のフロント部材にはブームが含まれており、
前記複数のマスク領域データには、それぞれ、前記ブームの姿勢及び前記作業装置の方位を示す互いに異なる１組の値が対応付けられており、
前記複数のマスク領域データは、それぞれに対応付けられた前記１組の値に前記ブームの姿勢及び前記作業装置の方位を定めたときに、前記複数のフロント部材から前記ブームを除いたフロント部材が取り得る全ての姿勢において、前記ブームを除いたフロント部材が前記第１アンテナの上空を遮蔽する領域に基づいて決定されている
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 3,
The plurality of front members include a boom.
Each of the plurality of mask area data is associated with a set of different values indicating the posture of the boom and the orientation of the working device.
The plurality of mask area data includes the front member excluding the boom from the plurality of front members when the posture of the boom and the orientation of the working device are determined by the set of values associated with each of the plurality of mask area data. A work machine characterized in that, in all possible postures, the front member excluding the boom is determined based on a region that shields the sky above the first antenna. 請求項４の作業機械において、
前記複数のマスク領域データに対応付けられた前記ブームの姿勢及び前記作業装置の方位は、前記ブームの角度及び前記作業装置の方位の２つを変数とする二次元座標系に設定されており、
前記コントローラは、
前記複数の第１姿勢センサのうち前記ブームに取り付けられた姿勢センサで取得された姿勢情報と前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報とに基づいて前記ブームの角度を演算し、
前記複数のマスク領域データに対応付けられた前記ブームの角度及び前記作業装置の方位のうち、前記二次元座標系において、前記複数の第１姿勢センサのうち前記ブームに取り付けられた姿勢センサで取得された姿勢情報と前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報とに基づいて演算された前記ブームの角度と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と前記基線ベクトルとに基づいて演算された前記作業装置の方位とからの距離が近いものを前記所定数選択し、
前記第１アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号のうち前記所定数のマスク領域データのそれぞれに従って選択した測位衛星から発信された信号に基づいて、前記第１アンテナの第１の位置を前記所定数演算し、
前記二次元座標系において、前記複数の第１姿勢センサのうち前記ブームに取り付けられた姿勢センサで取得された姿勢情報と前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報とに基づいて演算された前記ブームの角度と、前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報と前記基線ベクトルとに基づいて演算された前記作業装置の方位との位置から、前記所定数のマスク領域データに対応付けられた前記ブームの角度及び前記作業装置の方位のそれぞれの位置までの距離を前記所定数演算し、
前記所定数の前記第１アンテナの第１の位置のそれぞれに前記所定数の距離に基づく重み付けを行うことで前記第１アンテナの第２の位置を演算する
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 4,
The posture of the boom and the orientation of the working device associated with the plurality of mask area data are set in a two-dimensional coordinate system in which two variables are the angle of the boom and the orientation of the working apparatus.
The controller
The angle of the boom is calculated based on the posture information acquired by the posture sensor attached to the boom and the posture information acquired by the second posture sensor among the plurality of first posture sensors.
Of the boom angle and the orientation of the work device associated with the plurality of mask area data, acquired by the posture sensor attached to the boom among the plurality of first posture sensors in the two-dimensional coordinate system. It is calculated based on the boom angle calculated based on the obtained attitude information and the attitude information acquired by the second attitude sensor, and the attitude information acquired by the second attitude sensor and the baseline vector. Select the predetermined number of work devices that are close to the orientation of the work device.
The first position of the first antenna is determined based on the signal transmitted from the positioning satellite selected according to each of the predetermined number of mask area data among the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna. Calculate the predetermined number and
In the two-dimensional coordinate system, the calculation is performed based on the posture information acquired by the posture sensor attached to the boom and the posture information acquired by the second posture sensor among the plurality of first posture sensors. The position associated with the predetermined number of mask area data from the positions of the boom angle, the posture information acquired by the second posture sensor, and the orientation of the work device calculated based on the baseline vector. The predetermined number of distances to the respective positions of the boom angle and the orientation of the working device is calculated.
A work machine characterized in that a second position of the first antenna is calculated by weighting each of the first positions of the first antenna of the predetermined number based on the distance of the predetermined number. 請求項５の作業機械において、
前記所定数は４であることを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 5,
A work machine characterized in that the predetermined number is 4. 請求項１の作業機械において、
基準局から送信されるＧＮＳＳ補正データを受信するための無線機をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号のうち前記データベースに記憶された前記複数のマスク領域データに従って選択した測位衛星から発信された信号と、前記ＧＮＳＳ補正データとに基づいて、前記第１アンテナの第１の位置と、前記基線ベクトルとを演算することを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
Further equipped with a radio for receiving GNSS correction data transmitted from the reference station,
The controller includes signals transmitted from the positioning satellites selected according to the plurality of mask area data stored in the database among the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna and the second antenna. A work machine characterized in that a first position of the first antenna and a baseline vector are calculated based on the GNSS correction data. 請求項１の作業機械において、
前記複数のマスク領域データに対応付けられた前記複数のフロント部材のそれぞれの姿勢と前記作業装置の方位とは、前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位の合計ｎ個を変数とするｎ次元座標系に設定されており、
前記コントローラは、
前記第１アンテナの第１の位置及び前記基線ベクトルと、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢情報とに基づいて、前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位を演算し、
前記複数のマスク領域データに対応付けられた前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位のうち、前記ｎ次元座標系において、前記第１アンテナの第１の位置及び前記基線ベクトルと、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢とに基づいて演算された前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位からの距離が近いものを前記所定数選択し、
前記第１アンテナで受信された前記複数の測位衛星の信号のうち前記所定数のマスク領域データのそれぞれに従って選択した測位衛星から発信された信号に基づいて、前記第１アンテナの第１の位置を前記所定数演算し、
前記ｎ次元座標系において、前記第１アンテナの第１の位置及び前記基線ベクトルと、前記複数の第１姿勢センサ及び前記第２姿勢センサで取得された姿勢とに基づいて演算された前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位の位置から前記所定数のマスク領域データに対応付けられた前記複数のフロント部材のそれぞれの角度及び前記作業装置の方位のそれぞれの位置までの距離を前記所定数演算し、
前記所定数の前記第１アンテナの第１の位置のそれぞれに前記所定数の距離に基づく重み付けを行うことで前記第１アンテナの第２の位置を演算する
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
The posture of each of the plurality of front members and the orientation of the working device associated with the plurality of mask area data are variables of the total n angles of the respective angles of the plurality of front members and the orientation of the working device. It is set in the n-dimensional coordinate system to be
The controller
Based on the first position of the first antenna, the baseline vector, and the attitude information acquired by the plurality of first attitude sensors and the second attitude sensor, the respective angles of the plurality of front members and the said. Calculate the orientation of the work equipment,
Of the angles of the plurality of front members and the orientations of the working devices associated with the plurality of mask area data, the first position of the first antenna and the baseline vector in the n-dimensional coordinate system. The predetermined angles of the plurality of front members calculated based on the plurality of first attitude sensors and the attitudes acquired by the second attitude sensors and the distances from the orientations of the working devices are close to each other. Select a number and
The first position of the first antenna is determined based on the signal transmitted from the positioning satellite selected according to each of the predetermined number of mask area data among the signals of the plurality of positioning satellites received by the first antenna. Calculate the predetermined number and
In the n-dimensional coordinate system, the plurality of operations calculated based on the first position of the first antenna, the baseline vector, and the attitudes acquired by the plurality of first attitude sensors and the second attitude sensor. The distance from each angle of the front member and the position of the orientation of the work device to each angle of the plurality of front members associated with the predetermined number of mask area data and each position of the orientation of the work device. Calculate the predetermined number and
A work machine characterized in that a second position of the first antenna is calculated by weighting each of the first positions of the first antenna of the predetermined number based on the distance of the predetermined number.
JP2020218339A 2020-12-28 2020-12-28 Work Machine Active JP7500420B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020218339A JP7500420B2 (en) 2020-12-28 2020-12-28 Work Machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020218339A JP7500420B2 (en) 2020-12-28 2020-12-28 Work Machine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2022103603A true JP2022103603A (en) 2022-07-08
JP2022103603A5 JP2022103603A5 (en) 2023-10-25
JP7500420B2 JP7500420B2 (en) 2024-06-17

Family

ID=82279556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020218339A Active JP7500420B2 (en) 2020-12-28 2020-12-28 Work Machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7500420B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6216970B2 (en) 2013-05-20 2017-10-25 一般財団法人生産技術研究奨励会 Position detection device, position detection system, and position detection method
JP7007313B2 (en) 2019-03-06 2022-02-10 日立建機株式会社 Work machine
JP7245119B2 (en) 2019-06-06 2023-03-23 日立建機株式会社 construction machinery
JP7089550B2 (en) 2020-06-16 2022-06-22 日立建機株式会社 Construction machinery
JP7039746B1 (en) 2021-03-30 2022-03-22 日立建機株式会社 Work machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP7500420B2 (en) 2024-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5873607B1 (en) Work machine calibration apparatus and work machine parameter calibration method
KR102606049B1 (en) construction machinery
US20120059554A1 (en) Automatic Blade Control System during a Period of a Global Navigation Satellite System ...
US12000114B2 (en) Work machine
JP7143252B2 (en) working machine
CN113454298B (en) Working machine
JP2020117982A (en) Work machine
JP7419119B2 (en) working machine
JP7039746B1 (en) Work machine
JP7007313B2 (en) Work machine
JP2022103603A (en) Working machine
JP7102071B2 (en) Work machine
JP7349956B2 (en) Construction method and construction system
JP7065002B2 (en) Work machine
JP6987808B2 (en) Excavator
WO2023054608A1 (en) System and method for controlling work machine
WO2023054603A1 (en) System and method for controlling work machine
JP2024052345A (en) Work Machine
JP2023012798A (en) Work machine
JP2022027816A (en) Shovel and landform detecting system for the same
JP2023051363A (en) Control system of working machine, and a method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231017

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7500420

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150