JP2024004211A - 旋回作業機、及び旋回作業機の方位検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単一の位置検出装置で旋回台の方位を検出する。【解決手段】旋回作業機は、上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転可能な旋回台と、旋回台に設けられた作業装置と、旋回台に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置と、位置検出装置が検出した検出位置に基づいて、旋回台の方位を演算する演算部と、を備え、演算部は、旋回台が旋回軸心廻りに回転をした際の複数の検出位置に基づいて、旋回軸心の軸心位置を演算し、軸心位置と、検出位置と、に基づいて旋回台の方位を演算する。【選択図】図８

Description

本発明は、旋回作業機、及び旋回作業機の方位検出方法に関する。

従来、特許文献１に開示された積込機械が知られている。
特許文献１に開示された積込機械は、例えば機械本体に対して上下方向に回動自在に設けられた作業装置を備えた油圧ショベル等のバックホーであって、積込機械の方位を計測する積込機械方位センサを有している。積込機械方位センサは、例えばアンテナを２つ備えてそれぞれが取得したアンテナ位置の相対位置から方位を計測するデュアルアンテナＧＰＳである。

特開２０２２－７５２００号公報

特許文献１の積込機械では、デュアルアンテナＧＰＳから構成される積込機械方位センサによって、積込機械の方位を計測することができる。
ここで、積込機械の方位の計測精度を向上させるために、デュアルアンテナＧＰＳを構成する位置検出装置として、位置検出精度が高いＧＮＳＳ受信機等の装置を採用することが考えられる。しかしながら、ＧＮＳＳ受信機等は、比較的高価であるため、デュアルアンテナＧＰＳとして複数のＧＮＳＳ受信機等を設けることで積込機械の製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、単一の位置検出装置で旋回台の方位を検出することができる旋回作業機及び旋回作業機の方位検出方法の提供を目的とする。

本発明の一態様に係る旋回作業機は、上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転可能な旋回台と、前記旋回台に設けられた作業装置と、前記旋回台に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置が検出した検出位置に基づいて、前記旋回台の方位を演算する演算部と、を備え、前記演算部は、前記旋回台が前記旋回軸心廻りに回転をした際の複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、前記軸心位置と、前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する。

上記旋回作業機及び旋回作業機の方位検出方法によれば、単一の位置検出装置で旋回台の方位を検出することができる。

旋回作業機を示す概略側面図である。 旋回作業機を示す概略平面図である。 旋回作業機のシステムを説明する図である。 旋回台が旋回軸心廻りに回転している場合を示す平面図である。 旋回台が旋回軸心廻りに回転した場合における検出位置を示す平面図である。 フィルタ処理部のフィルタリングの一例を説明する第１図である。 フィルタ処理部のフィルタリングの一例を説明する第２図である。 第２算出部が算出した近似線の一例を示す第１図である。 第２算出部が算出した近似線の一例を示す第２図である。 第３算出部が算出した基準方位及び第４算出部が算出した現在の方位の一例を示す図である。 演算部が方位を演算する一連の流れを説明する図である。 揺動体の位置の算出について説明する図である。 第１の変形例における方位の演算を説明する図である。 第１の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。 第１の変形例における旋回作業機のシステムを説明する図である。 第２の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。 第３の変形例における旋回作業機のシステムを説明する図である。 第３の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、旋回作業機１の全体構成について説明する。図１は、旋回作業機１を示す概略側面図である。また、図２は、旋回作業機１を示す概略平面図である。図１、図２に示すように、旋回作業機１は、例えば旋回台２と、キャビン５と、下部走行体１０と、作業装置２０と、を備えているバックホー等である。旋回台２上には、運転席６が設けられている。

以下、旋回作業機１の運転席６に着座した作業者（オペレータ）が向く方向（図１、図２等の矢印Ａ１方向）を前方、その反対方向（図１、図２等の矢印Ａ２方向）を後方という。また、作業者の左側（図１の手前側、図２の矢印Ｂ１方向）を左方、作業者の右側（図１の奥側、図２及の矢印Ｂ２方向）を右方という。また、前後方向に直交する方向である水平方向を幅方向（図２参照）という。

旋回台２は、上下方向に延伸する旋回軸心（縦軸）Ｘ廻りに回転可能である。旋回台２は、旋回基板１７とウエイト１８とを有している。旋回基板１７は、下部走行体１０上に、旋回ベアリング３を介して左右に旋回自在に支持されている。旋回ベアリング３の中心は、旋回軸心Ｘであり、旋回基板１７には、旋回モータＭＴが取り付けられている。旋回モータＭＴは、旋回基板１７に設けられた油圧ポンプ（図示略）が吐出した作動油によって駆動する油圧機器であり、旋回基板１７を旋回軸心Ｘ廻りに回転駆動するモータである。ウエイト１８は、旋回台２の後部に設けられている。

下部走行体１０は、走行フレーム（トラックフレーム）１１と、走行機構１２と、を有する。走行フレーム１１は、走行機構１２が取り付けられ、且つ上部に旋回台２を支持する構造体である。
走行機構１２は、例えば、クローラ式の走行装置である。走行機構１２は、アイドラ１３と、駆動輪１４と、複数の転輪１５と、無端状のクローラベルト１６と、油圧ポンプが吐出した作動油によって駆動する走行モータＭＬ，ＭＲと、を有する。走行モータＭＬ，ＭＲは、油圧モータから構成されており、駆動輪１４を駆動することでクローラベルト１６を周方向に循環回走させる。走行機構１２の前部にはドーザ装置２９が設けられている。

旋回台２の前部には、支持ブラケット７が設けられている。支持ブラケット７には、スイングブラケット８が装着されている。スイングブラケット８は、支持ブラケット７に対して縦方向の軸心廻りに揺動可能に支持されている。スイングブラケット８の揺動は、旋回台２に取り付けられたスイングシリンダ（図示略）の伸縮により行われる。なお、図１、図２に示す例においては、図２に示すように、支持ブラケット７は、旋回基板１７の幅方向の中央（旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬ上）から右方に偏倚した位置に設けられている。

図１に示すように、作業装置２０は、旋回台２に設けられている。作業装置２０は、揺動体とバケット２５とを有している。本実施形態では、揺動体は、ブーム２１とアーム２３とを有している。揺動体であるアーム２３の先端にバケット２５が姿勢変更可能に取り付けられている。
バケット２５の基端にはブラケット２７が設けられている。バケット２５は、ブラケット２７を介してアーム２３の先端に取り付けられている。バケット２５は、側壁２５Ａと底壁２５Ｂとバケット爪２５Ｃとを有している。側壁２５Ａは、左側壁と右側壁とを含む。底壁２５Ｂは、左側壁と右側壁とを連結している。バケット爪２５Ｃは、バケット２５の先端に設けられている。

作業装置２０は、ブーム２１、アーム２３及びバケット２５の駆動機構（油圧アクチュエータ等）として、ブームシリンダ２１ａ、アームシリンダ２３ａ及びバケットシリンダ２５ａを有している。ブームシリンダ２１ａ、アームシリンダ２３ａ、及びバケットシリンダ２５ａは、油圧シリンダにより構成されている。
ブーム２１の基端部は、スイングブラケット８に対して第１回転軸２２廻りに揺動可能に枢支されている。アーム２３の基端部は、ブーム２１の先端部に対して第２回転軸２４廻りに揺動可能に枢支されている。バケット２５の基端部は、アーム２３の先端部に対して第３回転軸２６廻りに揺動可能に枢支されている。ブーム２１は、ブームシリンダ２１ａの伸縮により上下に揺動する。アーム２３は、アームシリンダ２３ａの伸縮により上下に揺動する。バケット２５は、バケットシリンダ２５ａの伸縮によりスクイ・ダンプ動作する。

旋回台２の右部には、旋回台２の旋回、走行機構１２の駆動、作業装置２０の駆動等を行うための油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御するコントロールバルブ（図示略）等が搭載されている。旋回台２の後部には、原動機４、油圧ポンプ（図示略）等が搭載されている。原動機４は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、又は電動モータ等である。原動機４は、内燃機関と電動モータとの両方を有するハイブリッド型であってもよい。

旋回台２の上部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５は、運転席６を保護する運転席保護装置である。運転席保護装置としてキャビン５に代えてキャノピを搭載してもよい。
運転席６の周囲には、旋回台２を旋回操作する旋回レバー、走行機構１２を操作する走行レバー、作業装置２０を操作する操作レバー（いずれも図示略）等を含む操作機器４０が設けられている。

図３は、旋回作業機１のシステムを説明する図である。図３に示すように、旋回作業機１は、制御装置３０と、記憶装置３４と、表示装置３５と、を備えている。制御装置３０、記憶装置３４、及び表示装置３５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やフレックスレイ（FlexRay）等の車載用通信ネットワークＮによって、相互通信が可能である。
制御装置３０は、旋回作業機１が有する様々な機器を制御する装置である。制御装置３０は、電気・電子部品、及びプログラム等から構成されている。記憶装置３４は、不揮発性のメモリ等であり、オペレーティングシステムや、様々なアプリケーションソフト（Application software）を記憶しており、種々のプログラム等や旋回作業機１に関する様々な情報を記憶することができる。

表示装置３５は、旋回作業機１に関する情報等、旋回作業機１について様々な表示する表示画面３５ａを備えている。例えば、旋回作業機１は、走行機構１２の速度（車速）を検出する車速検出装置（車速センサ）５３を備え、表示装置３５は、当該車速検出装置５３が検出した車速を表示画面３５ａに表示することができる。車速検出装置５３は、制御装置３０と接続されており、検出した車速に関する信号（車速信号）を制御装置３０に出力する。制御装置３０は、当該車速信号に基づいて表示装置３５に車速を表示させる。表示装置３５の表示画面３５ａは、キャビン５の室内における運転席６に着座した作業者から視認可能な位置（例えば、運転席６の前方、斜め前方、或いは側方）に配置されている。なお、表示画面３５ａは、旋回作業機１に関する様々な設定を行うことが可能であってもよい。

旋回作業機１は、旋回台２に設けられた位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄの位置情報に基づいて、旋回台２の方位Ｄを演算することができる。さらに、旋回作業機１は、演算した旋回台２の方位Ｄに基づいて、揺動体の位置Ｐｗを演算することができる。ここで、旋回台２の方位Ｄとは、例えば旋回台２における作業装置２０が向く水平面内の方向であって、旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬのうち、作業装置２０の先端側（バケット２５側）が指し示す方向である。なお、旋回台２の方位Ｄは、旋回軸心Ｘを基準とした、旋回台２上の所定の点を指し示す水平面内の方向であればよく、直線ＳＬのうち、作業装置２０の先端側が指し示す方向に限定されない。

以下、旋回作業機１による旋回台２の方位Ｄの演算について詳しく説明する。図３に示すように、旋回作業機１は、位置検出装置５０と、傾斜検出装置５１と、角度検出装置５２と、演算部（方位演算部）３１と、を備えている。
位置検出装置５０は、自己の位置である検出位置Ｐｄを検出する装置である。位置検出装置５０は、検出位置Ｐｄの位置情報（緯度、経度を含む測位情報であって、本実施形態においては位置座標）を信号（位置信号）として、制御装置３０に出力する。本実施形態においては、位置検出装置５０は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の一例である周知のＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して検出位置Ｐｄを検出する。図１、図２に示すように、位置検出装置５０は、旋回軸心Ｘから離れた位置に配置されている。

図４は、旋回台２が旋回軸心Ｘ廻りに回転している場合を示す平面図である。図４に示すように、下部走行体１０が走行を停止している場合において、旋回台２が旋回軸心Ｘ廻りに回転すると、位置検出装置５０のうち、検出位置Ｐｄに対応する位置Ｐ´は、旋回軸心Ｘと位置Ｐ´との間の距離Ｌ１を半径Ｒ１とする円弧状の軌跡を描く。図５は、旋回台２が旋回軸心Ｘ廻りに回転した場合における検出位置Ｐｄを示す平面図である。

なお、図５等におけるｘ軸方向は、経度方向と一致し、ｙ軸方向は、緯度方向と一致する。また、図５等においては、説明の都合上、下部走行体１０の進行方向（前後方向）がｙ軸方向を向き、下部走行体１０の幅方向がｘ軸方向を向いている場合を例示している。
位置検出装置５０は、図１、図２に示すように、本実施形態においては、ブラケット５０ａを介して、キャビン５の後上部に取り付けられている。また、図２に示す例においては、位置検出装置５０は、旋回基板１７の幅方向の中央に設けられている。

なお、位置検出装置５０の取り付け位置は、図１、図２等に示す位置に限定されず、旋回台２のうち、旋回軸心Ｘから水平方向に離れた所定の位置を検出することができればよい。例えば、位置検出装置５０は、キャビン５のルーフ５ａに取り付けられていてもよいし、旋回台２に設けられたウエイト１８、フレーム（図示略）、又は外装カバー９に設けられていてもよい。ただし、ＧＮＳＳの測位信号の受信精度を高めるためには、旋回台２における比較的高い位置に位置検出装置５０を設けることが好ましい。また、方位Ｄの検出精度を高めるためには、旋回軸心Ｘからの水平方向の距離が大きい位置に位置検出装置５０を設けることが好ましい。

以下、説明の都合上、図２に示すように位置検出装置５０がキャビン５の後上部に取り付けられ、旋回軸心Ｘよりも後方であって、且つ幅方向の中央に配置されている場合を例に説明する。
傾斜検出装置５１は、水平面に対する旋回台２の傾斜角度を検出する装置である。傾斜検出装置５１は、検出した旋回台２の傾斜角度を信号（傾斜信号）として、制御装置３０に出力する。本実施形態において、傾斜検出装置５１は、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）である。慣性計測装置は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。慣性計測装置は、旋回台２、例えば、運転席６の下方に設けられ、旋回台２のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。なお、傾斜検出装置５１は、旋回台２の傾斜角度として、ロール角及びピッチ角を検出することができればよく、上述したような慣性計測装置に限定されず、２軸チルトセンサであってもよい。

角度検出装置５２は、下部走行体１０に対する旋回台２の旋回軸心Ｘ廻りの旋回角度θを検出する装置である。角度検出装置５２は、検出した旋回角度θを信号（角度信号）として、制御装置３０に出力する。本実施形態において、角度検出装置５２は、ロータリエンコーダである。本実施形態において、旋回角度θは、旋回台２が初期位置（例えば作業装置２０の前部と、下部走行体１０の前部とが一致している場合の旋回台２の位置）における直線ＳＬと、旋回台２が回転した後の位置における直線ＳＬとが形成する角度である。

また、角度検出装置５２は、インクリメンタル形のロータリエンコーダである。このため、角度検出装置５２は、旋回角度θを示す角度信号として、軸の回転変位量に対応するパルスを制御装置３０に出力する。なお、角度検出装置５２は、インクリメンタル形のロータリエンコーダに限定されず、アブソリュート形のロータリエンコーダであってもよい。斯かる場合、角度検出装置５２は、旋回角度θを示す角度信号として、原点からの絶対位置を回転角度に対応するコードを制御装置３０に出力する。

なお、角度検出装置５２は、旋回角度θを検出することができればよく、ロータリエンコーダに限定されない。また、角度検出装置５２は、旋回台２に設けられていてもよく、下部走行体１０に設けられていてもよい。
演算部３１は、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置３４に組み込まれたプログラム等から構成されている。演算部３１は、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄに基づいて、旋回台２の方位Ｄを演算する。詳しくは、演算部３１は、下部走行体１０が走行してから停止し、且つ旋回台２が最初に旋回軸心Ｘ廻りに回転をした際において、当該旋回台２が回転を開始してから当該回転を停止（終了）するまでの複数の検出位置Ｐｄに基づく円又は楕円の近似線ＡＬを演算する。演算部３１は、当該近似線ＡＬに基づいて旋回軸心Ｘの軸心位置（旋回軸心Ｘの位置座標）Ｐｘを演算する。また、演算部３１は、軸心位置Ｐｘと、検出位置Ｐｄ（軸心位置Ｐｘの演算に用いた検出位置Ｐｄのうちのいずれか）と、に基づいて旋回台２の方位Ｄ（旋回台２が回転を停止した際において、旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬ２のうち、作業装置２０の先端側が指し示す方向である基準方位Ｄ１）を演算する。本実施形態においては、演算部３１は、軸心位置Ｐｘと、軸心位置Ｐｘの演算に用いた検出位置Ｐｄのうちのいずれかの平均であり、且つ旋回台２が回転を停止した際の位置を示す基準位置Ｐｐと、に基づいて基準方位Ｄ１を演算する。そして、演算部３１は、基準方位Ｄ１に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θ（旋回台２が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差）と、基準方位Ｄ１と、に基づいて、旋回台２の現在の方位（旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬ３のうち、作業装置２０の先端側が指し示す方向）Ｄ２を演算する。

図３に示すように、演算部３１は、第１取得部３１ａと、第２取得部３１ｂと、第３取得部３１ｃと、第４取得部３１ｄと、第１算出部３１ｅと、フィルタ処理部３１ｆと、第２算出部３１ｇと、第３算出部３１ｈと、第４算出部３１ｉと、を有している。第１取得部３１ａ、第２取得部３１ｂ、第３取得部３１ｃ、第４取得部３１ｄ、第１算出部３１ｅ、フィルタ処理部３１ｆ、第２算出部３１ｇ、第３算出部３１ｈ、及び第４算出部３１ｉは、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置３４に組み込まれたプログラム等から構成されている。

第１取得部３１ａは、車速検出装置５３から制御装置３０に出力された車速信号に基づいて、下部走行体１０の車速を取得する。第１取得部３１ａは、車速信号と、記憶装置３４に記憶された演算式又は演算マップ等と、に基づいて、車速を取得する。第１取得部３１ａは、例えば、車速検出装置５３が検出する車速のうち、下部走行体１０が前進している場合の車速を正の値とし、後進している場合の車速を負の値として取得する。

第２取得部３１ｂは、位置検出装置５０が制御装置３０に取得された位置信号に基づいて、検出位置Ｐｄの位置情報（位置座標）を取得する。第２取得部３１ｂは、位置信号と、記憶装置３４に記憶された演算式等と、に基づいて、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄを位置座標として取得する。なお、第２取得部３１ｂは、位置情報と、位置検出装置５０が当該検出位置Ｐｄを検出した時刻と、を対応付けて記憶装置３４に記憶する。

第３取得部３１ｃは、傾斜検出装置５１から制御装置３０に出力された傾斜信号に基づいて、旋回台２のロール角とピッチ角とを取得する。第３取得部３１ｃは、傾斜信号と、記憶装置３４に記憶された演算式等と、に基づいて、ロール角及びピッチ角を取得する。
第４取得部３１ｄは、角度検出装置５２から制御装置３０に出力された旋回信号に基づいて、旋回台２の回転方向及び旋回角度θを取得する。第４取得部３１ｄは、旋回信号と、記憶装置３４に記憶された演算式等と、に基づいて、旋回台２の回転方向及び旋回角度θを取得する。

例えば、第４取得部３１ｄは、角度検出装置５２から入力されたＡ相のパルスとＢ相のパルスの出力タイミングによって、旋回台２の回転方向を取得する。また、第４取得部３１ｄは、旋回台２が所定の初期位置に位置している場合を零として、角度検出装置５２から入力されたパルスをカウントすることにより、旋回角度θを取得する。このため、第４取得部３１ｄは、カウントを初期化（リセット）することにより、初期位置を再定義することができる。初期位置は、所定の位置であって、任意のタイミングにおいて、第４取得部３１ｄがカウントを初期化した際の旋回台２の回転位置である。また、第４取得部３１ｄは、初期位置における旋回角度θを零として、旋回台２が平面視において反時計回りに回転している場合の旋回角度θを正の値とし、旋回台２が平面視において時計回りに回転している場合の旋回角度θを負の値として取得する。

第１算出部３１ｅは、方位Ｄの演算に用いる検出位置Ｐｄ（候補位置Ｐｃ）として、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄから所定の条件を満たす検出位置Ｐｄを抽出する。本実施形態において、候補位置Ｐｃは、下部走行体１０が走行してから停止して、旋回台２が最初に回転した際において、回転を開始してから当該回転を停止するまでの検出位置Ｐｄである。

第１算出部３１ｅは、第１取得部３１ａが取得した車速の絶対値が所定の第１閾値（例えば零）を超過している場合、下部走行体１０が走行している状態（走行状態）であると判断する。また、第１算出部３１ｅは、第１取得部３１ａが取得した車速の絶対値が所定の第１閾値以下である場合、下部走行体１０が停止している状態（走行停止状態）であると判断する。

ここで、旋回作業機１で作業を行う場合、作業者は、旋回作業機１を操作して、下部走行体１０を走行させて作業場に移動した後に、まず旋回台２を回転させるため、作業を実施する前に特別な操作を経ることなく、作業者が普段の作業を実施する中で、第１算出部３１ｅは、上述した条件を満たす候補位置Ｐｃを抽出することができる。
第１算出部３１ｅは、第４取得部３１ｄが取得した旋回角度θの変化量の絶対値が所定の第２閾値を超過している場合、旋回台２が回転している状態（回転状態）であると判断する。第１算出部３１ｅは、第４取得部３１ｄが取得した旋回角度θの変化量の絶対値が所定の第２閾値以下である場合、下部走行体１０が停止している状態（回転停止状態）であると判断する。本実施形態においては、第２閾値は、零であって、第１算出部３１ｅは、角度検出装置５２からパルスが入力された場合、旋回台２が回転状態であると判断し、角度検出装置５２からパルスが入力されていない場合、旋回台２が回転停止状態であると判断する。

このため、第１算出部３１ｅは、下部走行体１０が回転停止状態から回転状態に移行し、角度検出装置５２からパルスが入力された場合に、旋回台２が回転を開始したと判断する。一方、第１算出部３１ｅは、下部走行体１０が回転状態から回転停止状態に移行し、角度検出装置５２からパルスが入力されなくなった場合に、旋回台２が回転を停止したと判断する。

なお、候補位置Ｐｃの条件は、上述した条件に限定されず、第１算出部３１ｅは、旋回台２が回転を開始する前の所定時間内の検出位置Ｐｄ、及び旋回台２が回転を停止した後の所定時間内の検出位置Ｐｄを候補位置Ｐｃとして算出してもよい。
また、以下の説明において、第１算出部３１ｅが候補位置Ｐｃを算出する際に、旋回台２が回転を開始してから当該回転を停止するまでの旋回角度θの変化量を「基準角度θｂ」として説明することがある。つまり、図５に示すように、基準角度θｂは、旋回台２が回転を開始した際において、旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬ１と、直線ＳＬ２と、が形成する角度である。

また、以下の説明において、第１算出部３１ｅによって旋回台２が回転を停止したと判断した時点において、第２取得部３１ｂが取得した検出位置Ｐｄのことを「停止位置Ｐｅ」として説明する場合がある。
また、上述した一例において、第１算出部３１ｅは、第１取得部３１ａが取得した車速に基づいて、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断するが、制御装置３０が操作機器４０の操作情報を取得できる場合、第１算出部３１ｅは、当該操作情報に基づいて下部走行体１０の状態（走行状態及び走行停止状態）を判断してもよい。また、第１算出部３１ｅは、角度検出装置５２から制御装置３０に出力された旋回信号に基づいて、旋回台２が回転を開始したかを判断し、当該回転が停止したかを判断しているが、制御装置３０が操作機器４０の操作情報を取得できる場合、第１算出部３１ｅは、当該操作情報に基づいて旋回台２の状態（回転状態及び回転停止状態）を判断してもよい。

フィルタ処理部３１ｆは、旋回台２が回転した際の複数の候補位置Ｐｃ（検出位置Ｐｄ）のフィルタリング（フィルタ処理）を行う。フィルタ処理部３１ｆは、所定のエリアＥ外に位置する候補位置Ｐｃを排除する。図６Ａは、フィルタ処理部３１ｆのフィルタリングの一例を説明する第１図である。図６Ｂは、フィルタ処理部３１ｆのフィルタリングの一例を説明する第２図である。

エリアＥは、緯度と経度で示す位置座標の領域であって、図６Ａに示すように、旋回軸心Ｘから位置検出装置５０が検出する位置Ｐ´までの長さＲ１を半径とする円弧を含む略円弧状の領域である。なお、図６Ａ、図６Ｂにおいて、エリアＥ内に位置する候補位置Ｐｃを黒点で記載し、エリアＥ外に位置する候補位置Ｐｃを白点で記載している。
また、エリアＥの中心角θｅの大きさは、基準角度θｂに対応している。なお、エリアＥの中心角θｅの大きさは、基準角度θｂに対応していればよく、基準角度θｂよりも所定値だけ大きくてもよい。エリアＥの径方向の長さ（幅Ｗ）は、位置検出装置５０が検出する検出位置Ｐｄの誤差に応じて定義された大きさである。例えば、幅Ｗは、位置検出装置５０が検出する検出位置Ｐｄの誤差の大きさの２倍の大きさである。

なお、幅Ｗは、検出位置Ｐｄの誤差の大きさに応じた値であることが好ましく、２倍に限定されない。また、幅Ｗは、記憶装置３４に予め記憶されている値であって、作業者が表示装置３５等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。このため、作業者が表示装置３５等を操作して幅Ｗを小さくすることで軸心位置Ｐｘの算出の精度を向上するよう設定できる。

フィルタ処理部３１ｆは、記憶装置３４に記憶された演算式（第１演算式）や各種パラメータ（長さＲ１、幅Ｗ、基準角度θｂ等）に基づいてエリアＥを演算する。演算式は、円又は楕円の方程式と各種パラメータに基づいて定義された数式である。また、フィルタ処理部３１ｆは、傾斜検出装置５１が検出した傾斜角度（ロール角及びピッチ角）に基づいて、エリアＥを補正する。フィルタ処理部３１ｆは、記憶装置３４に記憶された演算式（第２演算式）と傾斜角度とに基づいてエリアＥを補正する。

このため、旋回台２が水平であって、第３取得部３１ｃが取得した傾斜角度が零である場合、図６Ａに示すように、エリアＥは、半径Ｒ２が長さＲ１よりも幅Ｗの１／２大きい円（外円）Ｃ１と、半径Ｒ３が長さＲ１よりも幅Ｗの１／２小さい円（内円）Ｃ２と、に囲まれ、且つ中心角θｅの大きさが基準角度θｂと同値の領域である。外円Ｃ１及び内円Ｃ２は、同心円状に配置され、且つそれぞれ真円を描く。

フィルタ処理部３１ｆは、旋回台２が水平である場合のエリアＥを基準エリアＥｂとして、当該基準エリアＥｂを傾斜角度に基づいて補正する。このため、旋回作業機１が傾斜地に位置し、旋回台２が傾いており、第３取得部３１ｃが取得した傾斜角度（ロール角及びピッチ角）が零以外である場合、フィルタ処理部３１ｆは、基準エリアＥｂを当該傾斜角度だけ傾斜した領域に補正する。即ち、外円Ｃ１及び内円Ｃ２は、同心円状に配置され、且つそれぞれ楕円を描く。

また、フィルタ処理部３１ｆは、演算したエリアＥをより多くの候補位置ＰｃがエリアＥ内に位置するよう移動させ、エリアＥ外に位置する候補位置Ｐｃを排除することで掃引を行う。
なお、上述した実施形態において、フィルタ処理部３１ｆは、第１演算式及び各種パラメータに基づいて基準エリアＥｂを演算し、第２演算式及び傾斜角度に基づいて当該基準エリアＥｂを補正しているが、記憶装置３４は、第１演算式と第２演算式を組み合わせた単一の演算式を記憶し、フィルタ処理部３１ｆは、当該単一の演算式と、各種パラメータ（長さＲ１、幅Ｗ、基準角度θｂ、及び傾斜角度）に基づいてエリアＥを演算してもよい。

第２算出部３１ｇは、フィルタ処理部３１ｆがフィルタリングした複数の候補位置Ｐｃ（検出位置Ｐｄ）に基づいて、円又は楕円の近似線ＡＬを算出（演算）する。第２算出部３１ｇは、近似線ＡＬを緯度と経度で示す座標系の近似式によって算出する。図７Ａは、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬの一例を示す第１図である。図７Ｂは、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬの一例を示す第２図である。

第２算出部３１ｇは、旋回台２が回転した際の複数の検出位置Ｐｄに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ＡＬを算出する。最小二乗法のモデル関数は、傾斜角度に基づいて楕円の方程式を補正した演算式であって、各種パラメータ（長さＲ１、傾斜角度）を代入して用いられる。
このため、旋回台２が水平であって、第３取得部３１ｃが取得した傾斜角度が零である場合、図７Ａに示すように、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬは、半径が長さＲ１の真円となる。一方、旋回台２が傾いており、第３取得部３１ｃが取得した傾斜角度（ロール角及びピッチ角）が零以外である場合、図７Ｂに示すように、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬは、半径が長さＲ１の真円を傾斜角度で補正した楕円となる。

第３算出部３１ｈは、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬに基づいて、当該近似線ＡＬの中心の位置（中心位置）Ｐｏを旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘとして算出（演算）する。また、第３算出部３１ｈは、算出した軸心位置Ｐｘと、基準位置Ｐｐと、に基づいて、軸心位置Ｐｘと基準位置Ｐｐを通る直線ＳＬ２を旋回台２の方位Ｄ（基準方位Ｄ１）として算出する。図８は、第３算出部３１ｈが算出した基準方位Ｄ１及び第４算出部３１ｉが算出した現在の方位Ｄ２の一例を示す図である。

第３算出部３１ｈは、基準方位Ｄ１を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。第３算出部３１ｈは、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄから少なくとも停止位置Ｐｅを含む検出位置Ｐｄ（終了位置Ｐａ）を抽出し、当該検出位置Ｐｄに基づいて基準位置Ｐｐを算出する。終了位置Ｐａとは、第１算出部３１ｅによって旋回台２が回転を停止したと判断した時点の前後の所定時間内において、第２取得部３１ｂが取得した複数の検出位置Ｐｄである。第３算出部３１ｈは、複数の終了位置Ｐａの位置情報の平均値に基づいて基準位置Ｐｐを算出する。

なお、図８において、終了位置Ｐａを白点で記載し、基準位置Ｐｐを黒点で記載している。
また、本実施形態においては、第３算出部３１ｈは、複数の位置情報の平均値を基準位置Ｐｐとして算出するが、第３算出部３１ｈは、少なくとも停止位置Ｐｅを含む検出位置Ｐｄに基づいて基準位置Ｐｐを算出すればよく、第３算出部３１ｈが参照する検出位置Ｐｄ（終了位置Ｐａ）は、停止位置Ｐｅのみであってもよいし、停止位置Ｐｅを含む２つ以上の検出位置Ｐｄであってもよい。

第３算出部３１ｈは、基準方位Ｄ１を算出すると、第４取得部３１ｄのカウントを初期化させ、初期位置を再定義させる。つまり、再定義された初期位置において、旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線は、直線ＳＬ２である。
第４算出部３１ｉは、基準方位Ｄ１と、旋回角度θに基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を算出（演算）する。第４算出部３１ｉは、基準方位Ｄ１に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θ（旋回台２が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差）と、基準方位Ｄ１と、に基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を算出する。なお、本実施形態においては、第３算出部３１ｈによって、第４取得部３１ｄのカウントが初期化され、初期位置が再定義されるため、旋回台２が回転を停止した際の旋回角度θは、零である。

第４算出部３１ｉは、現在の旋回角度θと基準方位Ｄ１とに基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。本実施形態において、現在の旋回角度θは、現在の位置において旋回軸心Ｘを通る前後方向に延びる直線ＳＬ３と、直線ＳＬ２と、が形成する角度である。現在の旋回角度θと基準方位Ｄ１とに基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。即ち、第２取得部３１ｂが取得した旋回角度θが正の値である場合、第４算出部３１ｉは、軸心位置Ｐｘを中心として基準方位Ｄ１を変化量だけ、反時計回りに傾けることで現在の方位Ｄ２を算出する。一方、第２取得部３１ｂが取得した旋回角度θが負の値である場合、第４算出部３１ｉは、基準方位Ｄ１を変化量だけ、軸心位置Ｐｘを中心として時計回りに傾けることで現在の方位Ｄ２を算出する。

図９は、演算部３１が方位Ｄを演算する一連の流れを説明する図である。以下、図９を用いて、第１算出部３１ｅによる候補位置Ｐｃの抽出、フィルタ処理部３１ｆによる候補位置Ｐｃのフィルタリング、第２算出部３１ｇによる近似線ＡＬの算出、第３算出部３１ｈによる軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１の算出、並びに第４算出部３１ｉによる現在の方位Ｄ２の算出の一連の流れについて説明する。

まず、第１算出部３１ｅは、第１取得部３１ａが取得した車速に基づいて、下部走行体１０が走行状態か否かを判断する（Ｓ１０）。第１算出部３１ｅは、下部走行体１０が走行状態であると判断すると（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、第１算出部３１ｅが第１取得部３１ａの取得した車速に基づいて、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断する（Ｓ１１）。第１算出部３１ｅは、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行していないと判断した場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、Ｓ１１の処理を継続し、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したと判断した場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、第４取得部３１ｄが取得した旋回信号に基づいて、旋回台２が回転を開始したか否かを判断する（Ｓ１２）。

第１算出部３１ｅが、旋回台２は回転を開始していないと判断すると（Ｓ１２，Ｎｏ）、Ｓ１２の処理を継続し、旋回台２は回転を開始したと判断すると（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、位置検出装置５０が検出位置Ｐｄを検出する（Ｓ１３）。第２取得部３１ｂは、位置検出装置５０が検出した位置情報を記憶装置３４に記憶させる。第１算出部３１ｅは、第４取得部３１ｄが取得した旋回信号に基づいて、旋回台２が回転を停止したか否かを判断する（Ｓ１４）。

第１算出部３１ｅは、旋回台２が回転を停止していないと判断した場合（Ｓ１４，Ｎｏ）、即ち旋回台２が回転を停止するまでの間、Ｓ１３の処理を実行する。一方、第１算出部３１ｅは、旋回台２が回転を停止したと判断すると（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、第１算出部３１ｅが旋回台２は回転を開始したと判断してから（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、旋回台２は回転を停止したと判断する（Ｓ１４，Ｙｅｓ）までの間（旋回期間）において、記憶装置３４から第２取得部３１ｂが取得した位置情報の抽出を行い、候補位置Ｐｃとして算出する（Ｓ１５）。このため、第１算出部３１ｅは、下部走行体１０が走行してから停止した際に、旋回台２が旋回することで候補位置Ｐｃを算出することができる。

なお、以下の説明において、旋回台２を旋回軸心Ｘ廻りに回転させて、位置検出装置５０により複数の検出位置Ｐｄを検出するＳ１２～Ｓ１４のようなステップのことを第１ステップということがある。
第１算出部３１ｅがＳ１５の処理を行うと、フィルタ処理部３１ｆは、第１演算式や各種パラメータに基づいてエリアＥを演算する（Ｓ１６）。フィルタ処理部３１ｆは、エリアＥを演算すると（Ｓ１６）、より多くの候補位置ＰｃがエリアＥ内に位置するよう当該エリアＥを移動させる（Ｓ１７）。フィルタ処理部３１ｆは、エリアＥ外に位置する候補位置Ｐｃを排除することで掃引を行う（Ｓ１８）。

フィルタ処理部３１ｆがＳ１８の処理を行うと、第２算出部３１ｇは、フィルタ処理部３１ｆがフィルタリングした複数の候補位置Ｐｃに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ＡＬを算出する（Ｓ１９）。
第２算出部３１ｇがＳ１９の処理を行うと、第３算出部３１ｈは、第２算出部３１ｇが算出した近似線ＡＬに基づいて、当該近似線ＡＬの中心位置Ｐｏを旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘとして算出する（Ｓ２０）。言い換えると、Ｓ２０は、第１ステップ（Ｓ１３）において、位置検出装置５０が検出した複数の検出位置Ｐｄに基づいて、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを演算するステップ（第２ステップ）である。また、第３算出部３１ｈは、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄから少なくとも停止位置Ｐｅを含む検出位置Ｐｄ（終了位置Ｐａ）を抽出し、当該検出位置Ｐｄに基づいて基準位置Ｐｐを算出する（Ｓ２１）。

第３算出部３１ｈは、Ｓ２０で算出した軸心位置Ｐｘと、Ｓ２１で算出した基準位置Ｐｐと、に基づいて、軸心位置Ｐｘと基準位置Ｐｐを通る直線を旋回台２の方位Ｄ（基準方位Ｄ１）として算出して、当該基準方位Ｄ１を記憶装置３４に記憶させる（Ｓ２２）。つまり、Ｓ２２は、第２ステップで演算した軸心位置Ｐｘと、基準位置Ｐｐと、に基づいて旋回台２の方位Ｄを演算するステップである（第３ステップ）。

第３算出部３１ｈは、基準方位Ｄ１を算出すると（Ｓ２２）、第４取得部３１ｄのカウントを初期化させ、初期位置を再定義させる（Ｓ２３）。第３算出部３１ｈがＳ２３の処理を停止すると、第１算出部３１ｅがＳ１０の処理を実行する。
また、第１算出部３１ｅが下部走行体１０は走行停止状態であると判断すると（Ｓ１０，Ｎｏ）、第４算出部３１ｉは、記憶装置３４に軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１が記憶されているか否かを判断する（Ｓ２４）。第４算出部３１ｉは、記憶装置３４に軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１が記憶されていると判断した場合（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、記憶装置３４に記憶された軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１、並びに第４取得部３１ｄが取得した旋回角度θに基づいて、現在の方位Ｄ２を算出する（Ｓ２５）。

第４算出部３１ｉが現在の方位Ｄ２を算出すると（Ｓ２５）、一連の処理を停止する。なお、第４算出部３１ｉが記憶装置３４に軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１が記憶されていないと判断した場合（Ｓ２４，Ｎｏ）、第１算出部３１ｅは、Ｓ１０の処理を実行する。
このため、下部走行体１０が走行状態になると（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、Ｓ１１～Ｓ２２の処理によって基準方位Ｄ１が再定義されることになる。一方、下部走行体１０が走行停止状態を維持され（Ｓ１０，Ｎｏ）、記憶装置３４に軸心位置Ｐｘ及び基準方位Ｄ１が記憶されている場合（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、第４算出部３１ｉは、Ｓ１１～Ｓ２２の処理によって算出された基準方位Ｄ１に基づいて現在の方位Ｄ２を算出することになる（Ｓ２５）。

これにより、旋回作業機１が備える位置検出装置５０が単一である場合であっても、旋回台２の方位Ｄを演算することができる。このため、旋回台２（旋回作業機１）の方位Ｄを演算する機能を低コストで導入することができる。また、基準方位Ｄ１と、旋回角度θと、に基づいて現在の方位Ｄ２を演算するため、基準方位Ｄ１の演算後には、位置検出装置５０の検出誤差が発生せず、演算部３１は、より精度高く現在の方位Ｄ２を演算することができる。

次に、旋回作業機１における揺動体の位置Ｐｗの演算について詳しく説明する。図３に示すように、旋回作業機１は、位置演算部３２を有している。位置演算部３２は、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置３４に組み込まれたプログラム等から構成されている。位置演算部３２は、旋回作業機１に設けられたセンサが検出した信号と、演算部３１が演算した旋回台２の方位Ｄ（現在の方位Ｄ２）と、に基づいて、揺動体の位置Ｐｗを演算できる。位置演算部３２が演算した揺動体の位置Ｐｗは、例えば表示装置３５に表示される。また、位置演算部３２が演算した揺動体の位置Ｐｗと、記憶装置３４に記憶された位置情報とに基づいて、旋回作業機１が自律して作業を行うような構成であってもよい。

図１０は、揺動体の位置Ｐｗの算出について説明する図である。図１０に示すように、本実施形態において、位置演算部３２は、揺動体の位置Ｐｗとして、作業装置２０が作業を行う位置（作業位置）Ｐｗを演算する。特に、位置演算部３２は、作業位置Ｐｗとして、揺動体のうちバケット爪２５Ｃの位置座標を演算する。なお、位置演算部３２が演算する作業位置Ｐｗは、バケット爪２５Ｃの位置座標に限定されず、バケット２５の底壁２５Ｂの中央部等であってもよい。

例えば、作業装置２０には、第１回転軸２２、第２回転軸２４、及び第３回転軸２６の回転角度を検出する角度センサ５４（ブーム角度センサ５４ａ、アーム角度センサ５４ｂ、作業具角度センサ５４ｃ、スイング角度センサ５４ｄ）が設けられている。角度センサ５４は、例えば制御装置３０に接続され、且つ検出した回転角度を信号として制御装置３０に出力するポテンショメータである。

具体的には、ブーム角度センサ５４ａは、ブーム２１の揺動角度（回動位置）を検出し、アーム角度センサ５４ｂは、アーム２３の揺動角度（回動位置）を検出する。作業具角度センサ５４ｃは、アーム２３の先端側に対するバケット２５の揺動角度（回動位置）を検出し、スイング角度センサ５４ｄは、支持ブラケット７に対するスイングブラケット８の揺動角度（回動位置）を検出する。

位置演算部３２は、角度センサ５４が検出した回転角度と、記憶装置３４に記憶されている演算式と、に基づいて、旋回軸心Ｘから作業位置Ｐｗまでの長さ（前後方向の長さＬ２、幅方向の長さＬ３）を演算する。位置演算部３２は、演算した長さＬ２，Ｌ３と、第３取得部３１ｃが取得した傾斜角度と、現在の方位Ｄ２を示す数式と、軸心位置Ｐｘと、に基づいて、作業位置Ｐｗを算出する。

なお、位置演算部３２は、作業位置Ｐｗを算出できればよく、角度センサ５４は、ポテンショメータに限定されず、例えば、ブームシリンダ２１ａ、アームシリンダ２３ａ、バケットシリンダ２５ａ、及びスイングシリンダのストローク（伸長位置）を検出し、その検出結果からブーム２１、アーム２３、バケット２５、及びスイングブラケット８の揺動角度を演算するようにしてもよい。また、作業装置２０の周辺を撮像する撮像装置（カメラ）を用いて、ブーム２１、アーム２３、バケット２５、及びスイングブラケット８の揺動角度を検出するような構成であってもよい。

なお、上述した実施形態においては、下部走行体１０が走行状態になると（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、演算部３１は、Ｓ１１～Ｓ２２の処理によって基準方位Ｄ１を再定義していたが、所定の条件を満たす場合、基準方位Ｄ１を初期化しない構成であってもよい。図１１は、第１の変形例における方位Ｄの演算を説明する図である。図１１に示すように、下部走行体１０が走行停止状態から走行状態に移行し、演算部３１が基準方位Ｄ１を算出した際の位置から前方又は後方に直進走行した場合において、旋回台２の旋回角度θが維持されている場合には、演算部３１は、基準方位Ｄ１を更新せず、軸心位置Ｐｘを補正してもよい。

図１２は、第１の変形例において演算部３１が方位Ｄを演算する一連の流れの一部を説明する図である。図１２に示すように、Ｓ１０において第１算出部３１ｅが下部走行体１０は走行状態であると判断してから、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したと判断する（Ｓ１１，Ｙｅｓ）までの間（移動期間）において、下部走行体１０が直進方向に前進又は後進を継続し、旋回動作を行わなかった場合、演算部３１は、軸心位置Ｐｘを補正する処理を実行する。

図１３は、第１の変形例における旋回作業機１のシステムを説明する図である。図１３に示すように、演算部３１は、補正部３１ｊを有している。補正部３１ｊは、移動期間において旋回台２が回転しないで、下部走行体１０が直進走行を継続している場合、当該移動期間の始点Ｓと、終点Ｇと、において位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄの位置情報に基づいて軸心位置Ｐｘを補正する。

補正部３１ｊは、第４取得部３１ｄが取得した旋回角度θに基づいて、旋回台２の旋回角度θが維持されているか否かを判断する。また、補正部３１ｊは、操作機器４０の操作情報に基づいて、下部走行体１０が直進走行を維持しているか、旋回走行を行っているかを判断する。補正部３１ｊは、第２取得部３１ｂが取得した検出位置Ｐｄの位置情報に基づいて、移動期間の始点Ｓにおける検出位置Ｐｓの位置情報と、終点Ｇにおける検出位置Ｐｇの位置情報と、を取得する。

また、補正部３１ｊは、始点Ｓにおける検出位置Ｐｓの位置情報と、終点Ｇにおける検出位置Ｐｇの位置情報と、に基づいて、移動期間において下部走行体１０が移動した距離（経度方向の移動距離Ｌｘ、及び緯度方向の移動距離Ｌｙ）を演算する。そして、補正部３１ｊは、下部走行体１０が移動した移動距離Ｌｘ，Ｌｙと同じだけ軸心位置Ｐｘをオフセットすることで、軸心位置Ｐｘを補正する。補正部３１ｊは、補正後の軸心位置Ｐｘを記憶装置３４に記憶されている軸心位置Ｐｘに上書きして記憶させる。

以下、図１２を用いて、補正部３１ｊによる軸心位置Ｐｘの補正について説明する。
図１２に示すように、第１算出部３１ｅが下部走行体１０は走行状態であると判断すると（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、補正部３１ｊは、第４取得部３１ｄが取得した旋回角度θに基づいて、旋回台２の旋回角度θが維持されているか否かを判断する（Ｓ３１）。補正部３１ｊは、旋回台２の旋回角度θが維持されていると判断した場合（Ｓ３１，Ｙｅｓ）、操作機器４０の操作情報に基づいて、下部走行体１０が直進走行しているか否かを判断する（Ｓ３２）。

補正部３１ｊは、下部走行体１０が直進走行していると判断すると（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、第１取得部３１ａの取得した車速に基づいて、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断する（Ｓ３３）。補正部３１ｊは、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行していないと判断した場合（Ｓ３３，Ｎｏ）、Ｓ３１の処理を実行する。一方、補正部３１ｊは、下部走行体１０が走行状態から走行停止状態に移行したと判断した場合（Ｓ３３，Ｙｅｓ）、第２取得部３１ｂが取得し且つ記憶装置３４に記憶された位置情報に基づいて、移動期間の始点Ｓにおける検出位置Ｐｓの位置情報と終点Ｇにおける検出位置Ｐｇの位置情報とを取得する（Ｓ３４）。

補正部３１ｊは、始点Ｓにおける検出位置Ｐｓの位置情報と終点Ｇにおける検出位置Ｐｇの位置情報に基づいて、移動期間において下部走行体１０が移動した移動距離Ｌｘ，Ｌｙを演算し、下部走行体１０が移動した移動距離Ｌｘ，Ｌｙと同じだけ軸心位置Ｐｘをオフセットすることで、軸心位置Ｐｘを補正する（Ｓ３５）。補正部３１ｊが軸心位置Ｐｘを補正すると（Ｓ３５）、第４算出部３１ｉがＳ２４の処理を実行する。

なお、補正部３１ｊが旋回台２の旋回角度θが維持されていないと判断した場合（Ｓ３１，Ｎｏ）、及び補正部３１ｊが下部走行体１０は旋回走行していると判断した場合（Ｓ３２，Ｎｏ）、第１算出部３１ｅは、Ｓ１１の処理を実行する。
また、図１２に示す例においては、Ｓ３１において、旋回台２の旋回角度θが維持されているか否かを判断しているが、移動期間の始点Ｓにおける旋回角度θと終点Ｇにおける旋回角度θとが同値であればよく、補正部３１ｊは、Ｓ３１に代えてＳ３３とＳ３４との間において、移動期間の始点Ｓにおける旋回角度θと終点Ｇにおける旋回角度θとが同値であるか判断してもよい。斯かる場合、補正部３１ｊは、移動期間の始点Ｓにおける旋回角度θと終点Ｇにおける旋回角度θとが同値であると判断すると、Ｓ３４の処理を実行し、同値でないと判断すると、第１算出部３１ｅがＳ１１の処理を実行する。

演算部３１は、下部走行体１０が走行してから停止した際に、旋回台２が旋回することで基準方位Ｄ１を演算していたが、当該旋回台２の旋回角度θの変化量（基準角度θｂ）が所定の第３閾値以下である場合に、基準方位Ｄ１の演算処理をやり直してもよい。図１４は、第２の変形例における演算部３１が方位Ｄを演算する一連の流れの一部を説明する図である。以下、図１４を用いて、第２の変形例における第１算出部３１ｅの処理について説明する。

具体的には、図１４に示すように、下部走行体１０が走行してから停止して（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、旋回台２は回転を開始し（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、旋回台２が回転を停止しても（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、第１算出部３１ｅは、基準角度θｂの絶対値が第３閾値以下であると判断した場合（Ｓ４１，Ｎｏ）、Ｓ１２の処理に戻る。斯かる場合、制御装置３０は、作業者に対して基準方位Ｄ１の算出をやり直す旨の報知を行ってもよい。

一方、旋回台２が回転を停止して（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、第１算出部３１ｅは、基準角度θｂの絶対値が第３閾値を超過していると判断すると（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、Ｓ１５の処理に進む。第３閾値は、記憶装置３４に予め記憶されている値であって、例えば５°や１０°である。なお、第３閾値は、作業者が表示装置３５等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。

報知装置は、例えば制御装置３０に接続される装置であって、本実施形態においては、表示装置３５である。
図３に示すように、演算部３１は、報知制御部３３を有している。第１算出部３１ｅが、基準角度θｂの絶対値が第３閾値以下であると判断すると（Ｓ４１，Ｎｏ）、報知制御部３３は、当該判断結果を取得し、且つ報知装置を制御して、当該報知装置に作業者への報知を実行させる。報知制御部３３は、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置３４に組み込まれたプログラム等から構成されている。例えば報知制御部３３は、表示装置３５に報知画面（図示略）を表示させて、基準方位Ｄ１の算出をやり直す旨を報知する。詳しくは、報知画面は、作業者に対して操作機器４０を操作して、旋回台２を回転させることを促すメッセージ（報知メッセージ）を表示する。

なお、上述した実施形態において、報知装置が表示装置３５である場合を例に説明したが、報知装置は、表示装置３５に限定されず、音声や警告音によって報知を行うスピーカや、点灯や点滅により報知を行うランプであってもよい。斯かる場合において、第１算出部３１ｅが、基準角度θｂの絶対値が第３閾値以下であると判断すると（Ｓ４１，Ｎｏ）、報知制御部３３は、スピーカから報知メッセージを出力させたり、ランプを点滅させたりする。

また、旋回作業機１は、操作を受け付ける操作具４１を備え、演算部３１は、当該操作具４１の操作に応じて、Ｓ１１～Ｓ２２に代えて、或いは加えて当該Ｓ１１～Ｓ１２と同様の処理を行って基準方位Ｄ１を再定義（初期化）してもよい。図１５は、第３の変形例における旋回作業機１のシステムを説明する図である。図１５に示すように、操作具４１は、制御装置３０と通信可能に接続され、且つ操作を受け付けるスイッチである。操作具４１は、操作を受け付けると、旋回台２を所定の旋回角度θ（例えば５°以上、又は１０°以上等）だけ回転させるよう指示する指示信号を制御装置３０に出力する。操作具４１は、例えば押圧操作可能なプッシュスイッチである。なお、操作具４１は、プッシュスイッチに限定されず、表示装置３５が操作を受け付けるタッチパネルである場合、表示装置３５に表示されたアイコン等の表示画像であってもよい。

また、演算部３１は、旋回制御部３１ｋを有している。旋回制御部３１ｋは、操作具４１の操作に応じて、コントロールバルブを制御し、旋回モータＭＴによって旋回台２を所定の方向に所定の旋回角度θだけ回転させる。旋回制御部３１ｋが操作具４１の操作に応じて旋回台２を回転させる方向、及び旋回角度θは、設定情報として記憶装置３４に予め記憶されており、作業者が表示装置３５等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。なお、旋回制御部３１ｋは、操作具４１から入力された指示信号に基づいて、旋回台２を所定の方向に所定の旋回角度θだけ回転させたあと、当該旋回角度θを維持してもよいし、後述するＳ５４の処理が完了後、元の旋回角度θに戻すよう、所定の方向と反対方向に旋回台２を回転させてもよい。

図１６は、第３の変形例における演算部３１が方位Ｄを演算する一連の流れの一部を説明する図である。以下、図１６を用いて、操作具４１が操作された場合に演算部３１による方位Ｄの演算について説明する。
第１算出部３１ｅがＳ１０において下部走行体１０が走行停止状態であると判断すると（Ｓ１０，Ｎｏ）、旋回制御部３１ｋは、操作具４１から指示信号が入力されているか否かを判断する（Ｓ５１）。旋回制御部３１ｋは、操作具４１から指示信号が入力されていると判断した場合（Ｓ５１，Ｙｅｓ）、記憶装置３４に記憶された設定情報に基づいて旋回モータＭＴを制御し、旋回台２を所定方向に回転を開始する（Ｓ５２）。

旋回制御部３１ｋが旋回台２の回転を開始すると（Ｓ５２）、位置検出装置５０が検出位置Ｐｄを検出する（Ｓ５３）。第２取得部３１ｂは、位置検出装置５０が検出した位置情報を記憶装置３４に記憶させる。第１算出部３１ｅは、第４取得部３１ｄが取得した旋回信号に基づいて、旋回台２が回転を停止したか否かを判断する（Ｓ５４）。
第１算出部３１ｅは、旋回台２が回転を停止していないと判断した場合（Ｓ５４，Ｎｏ）、即ち旋回台２が回転を停止するまでの間、Ｓ５３の処理を実行する。一方、第１算出部３１ｅは、旋回台２が回転を停止したと判断すると（Ｓ５４，Ｙｅｓ）、旋回制御部３１ｋが旋回台２の回転を開始してから（Ｓ５２）、旋回台２は回転を停止したと判断する（Ｓ５４，Ｙｅｓ）までの間（旋回期間）において、記憶装置３４から第２取得部３１ｂが取得した位置情報の抽出を行い、候補位置Ｐｃとして算出する（Ｓ５５）。このため、第１算出部３１ｅは、操作具４１の操作に応じて旋回制御部３１ｋが旋回台２を回転することで候補位置Ｐｃを算出することができる。第１算出部３１ｅは、Ｓ５５の処理を実行すると、フィルタ処理部３１ｆがＳ１６の処理を実行する。

また、旋回制御部３１ｋが操作具４１から指示信号が入力されていないと判断した場合（Ｓ５１，Ｎｏ）、第４算出部３１ｉは、Ｓ２４の処理を実行する。
なお、Ｓ５２～Ｓ５４は、旋回台２を旋回軸心Ｘ廻りに回転させて、位置検出装置５０により複数の検出位置Ｐｄを検出するため、第１ステップといえる。
上述した旋回作業機１は、上下方向に延びる旋回軸心Ｘ廻りに回転可能な旋回台２と、旋回台２に設けられた作業装置２０と、旋回台２に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置５０と、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄに基づいて、旋回台２の方位Ｄを演算する演算部３１と、を備え、演算部３１は、旋回台２が旋回軸心Ｘ廻りに回転をした際の複数の検出位置Ｐｄに基づいて、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを演算し、軸心位置Ｐｘと、検出位置（基準位置）Ｐｐと、に基づいて旋回台２の方位Ｄを演算する。

上記構成によれば、旋回作業機１が備える位置検出装置５０が単一である場合であっても、旋回台２の方位Ｄを演算することができる。このため、旋回台２（旋回作業機１）の方位Ｄを演算する機能を低コストで導入することができる。
また、演算部３１は、旋回台２が回転を開始してから回転を停止するまでの複数の検出位置Ｐｄに基づいて、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを演算する。

上記構成によれば、旋回台２の回転時の検出位置Ｐｄのうち、演算に用いる検出位置Ｐｄが多く、それぞれの離間距離を大きくすることができるため、演算部３１は、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを精度高く演算することができる。
また、旋回作業機１は、旋回台２に設けられ、且つ当該旋回台２の旋回軸心Ｘ廻りの旋回角度θを検出する角度検出装置５２を備え、演算部３１は、軸心位置Ｐｘと、前記軸心位置Ｐｘの演算に用いた検出位置Ｐｄのうちのいずれかと、に基づいて演算した旋回台２の方位Ｄを基準方位Ｄ１として、基準方位Ｄ１と、基準方位Ｄ１に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θと、に基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を演算する。

上記構成によれば、基準方位Ｄ１と、旋回角度θと、に基づいて現在の方位Ｄ２を演算するため、基準方位Ｄ１の演算後に位置検出装置５０による位置検出に誤差が生じても、現在の方位Ｄ２に影響がないため、演算部３１は、より精度高く現在の方位Ｄ２を演算することができる。
また、演算部３１は、旋回台２が回転を開始してから回転を停止するまでの複数の検出位置Ｐｄに基づいて、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを演算し、旋回台２が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差と、基準方位Ｄ１と、に基づいて、旋回台２の現在の方位Ｄ２を演算する。

上記構成によれば、演算部３１は、比較的簡単な処理により、精度高く現在の方位Ｄ２を演算することができる。
また、演算部３１は、旋回台２が回転した際の複数の検出位置Ｐｄをフィルタリングするフィルタ処理部３１ｆを有し、フィルタ処理部３１ｆは、旋回軸心Ｘから位置検出装置５０が検出する位置までの長さを半径とする円弧を含む略円弧状のエリアＥ外に位置する検出位置Ｐｄを排除する。

上記構成によれば、位置検出装置５０が検出した検出位置Ｐｄのうち、位置検出に誤差が生じた検出位置Ｐｄを排除することができる。このため、方位Ｄの演算精度を向上させることができる。
また、旋回作業機１は、旋回台２の傾斜角度を検出する傾斜検出装置５１を備え、フィルタ処理部３１ｆは、傾斜検出装置５１が検出した傾斜角度に基づいて、エリアＥを補正する。

上記構成によれば、フィルタ処理部３１ｆは、旋回作業機１が傾斜地に位置している場合であっても、フィルタリングの精度を向上させることができる。
また、演算部３１は、旋回台２が回転した際の複数の検出位置Ｐｄに基づいて、円又は楕円の近似線ＡＬを演算し、当該近似線ＡＬに基づいて、軸心位置Ｐｘを演算する。
上記構成によれば、演算部３１は、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを精度高く演算することができる。

また、演算部３１は、旋回台２が回転した際の複数の検出位置Ｐｄに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ＡＬを演算する。
上記構成によれば、演算部３１は、比較的簡単な処理によって、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを精度高く演算することができる。
また、旋回作業機１は、旋回台２を旋回軸心Ｘ廻りに支持し、且つ走行可能な下部走行体１０を備え、演算部３１は、下部走行体１０が走行してから停止した場合において、最初に旋回台２が回転した際の複数の検出位置Ｐｄに基づいて、軸心位置Ｐｘを演算する。

上記構成によれば、通常、旋回作業機１で作業を行う場合、作業場に走行後にまず旋回台２を回転させるため、作業を実施する前に特別な操作を経ることなく、普段の作業の中で、軸心位置Ｐｘを演算することができる。
また、位置検出装置５０は、旋回軸心Ｘから水平方向に離れた位置に配置されている。
上記構成によれば、位置検出装置５０は、離れた位置を検出できるため、演算部３１は、より精度高く方位Ｄを演算することができる。

また、位置検出装置５０は、旋回台２の端部に配置されている。
上記構成によれば、位置検出装置５０は、離れた位置を検出できるため、演算部３１は、一層精度高く方位Ｄを演算することができる。
また、旋回作業機１の方位検出方法は、作業装置２０が設けられた旋回台２を上下方向に延びる旋回軸心Ｘ廻りに回転させて、旋回台２に設けられた位置検出装置５０により複数の検出位置Ｐｄを検出する第１ステップと、位置検出装置５０が検出した複数の検出位置Ｐｄに基づいて、旋回軸心Ｘの軸心位置Ｐｘを演算する第２ステップと、第２ステップで演算した軸心位置Ｐｘと、基準位置Ｐｐと、に基づいて旋回台２の方位Ｄを演算する第３ステップと、を備えている。

以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 旋回作業機
２ 旋回台
１０ 下部走行体
２０ 作業装置
３１ 演算部
３１ｆ フィルタ処理部
５０ 位置検出装置
５１ 傾斜検出装置
５２ 角度検出装置
ＡＬ 近似線
Ｄ 方位
Ｄ１ 基準方位
Ｄ２ 現在の方位
Ｅ エリア
Ｐｄ 検出位置
Ｐｘ 軸心位置
Ｘ 旋回軸心
θ 旋回角度

Claims (12)

1. 上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転可能な旋回台と、
   前記旋回台に設けられた作業装置と、
   前記旋回台に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置と、
   前記位置検出装置が検出した検出位置に基づいて、前記旋回台の方位を演算する演算部と、
   を備え、
   前記演算部は、
   前記旋回台が前記旋回軸心廻りに回転をした際の複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、
   前記軸心位置と、前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する旋回作業機。
2. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転を開始してから前記回転を停止するまでの複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算する請求項１に記載の旋回作業機。
3. 前記旋回台に設けられ、且つ当該旋回台の前記旋回軸心廻りの旋回角度を検出する角度検出装置を備え、
   前記演算部は、
   前記軸心位置と、前記軸心位置の演算に用いた前記検出位置のうちのいずれかと、に基づいて演算した前記旋回台の方位を基準方位として、
   前記基準方位と、前記基準方位に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度と、に基づいて、前記旋回台の現在の方位を演算する請求項１に記載の旋回作業機。
4. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転を開始してから前記回転を停止するまでの複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、
   前記旋回台が前記回転を停止した際の旋回角度と現在の旋回角度との差と、前記基準方位と、に基づいて、前記旋回台の現在の方位を演算する請求項３に記載の旋回作業機。
5. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置をフィルタリングするフィルタ処理部を有し、
   前記フィルタ処理部は、前記旋回軸心から前記位置検出装置が検出する位置までの長さを半径とする円弧を含む略円弧状のエリア外に位置する検出位置を排除する請求項１に記載の旋回作業機。
6. 前記旋回台の傾斜角度を検出する傾斜検出装置を備え、
   前記フィルタ処理部は、前記傾斜検出装置が検出した前記傾斜角度に基づいて、前記エリアを補正する請求項５に記載の旋回作業機。
7. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に基づいて、円又は楕円の近似線を演算し、当該近似線に基づいて、前記軸心位置を演算する請求項１に記載の作業機。
8. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、前記近似線を演算する請求項７に記載の作業機。
9. 前記旋回台を前記旋回軸心廻りに支持し、且つ走行可能な下部走行体を備え、
   前記演算部は、前記下部走行体が走行してから停止した場合において、最初に前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に基づいて、前記軸心位置を演算する請求項１に記載の旋回作業機。
10. 前記位置検出装置は、前記旋回軸心から水平方向に離れた位置に配置されている請求項１に記載の旋回作業機。
11. 前記位置検出装置は、前記旋回台の端部に配置されている請求項１０に記載の旋回作業機。
12. 作業装置が設けられた旋回台を上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転させて、前記旋回台に設けられた位置検出装置により複数の検出位置を検出する第１ステップと、
    前記位置検出装置が検出した複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算する第２ステップと、
    前記第２ステップで演算した前記軸心位置と、現在の前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する第３ステップと、
    を備えている旋回作業機の方位検出方法。

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