JP7689057B2 - Construction Machinery - Google Patents
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Description
本発明は、建設機械に関する。 The present invention relates to construction machinery.
近年、油圧ショベル等の建設機械において、自律的に作業を行う無人建設機械の開発が進められている。無人建設機械には、オペレータと同等に次に行う作業を判断及び計画し、それを実行することが求められる。 In recent years, there has been progress in the development of unmanned construction machinery, such as hydraulic excavators, that can perform work autonomously. Unmanned construction machinery is required to determine, plan, and execute the next task in the same way as an operator.
このような自律的に作業を計画及び実行するロジックを実現する手法の１つとして、オペレータの運転傾向を学習し、その運転傾向を模擬する手法がある。人間の運転操作を模擬して機械の自動化を図る技術として、乗用自動車の自動運転技術がある。 One method for implementing this logic for autonomously planning and executing tasks is to learn the driving tendencies of operators and simulate those driving tendencies. One example of a technology that aims to automate machines by simulating human driving operations is self-driving technology for passenger cars.
特許文献１は、人間の運転傾向を学習させた自動運転装置において、ルールやモラルを遵守できない場合、運転計画を補正する構成を開示している。具体的には、特許文献１は、機械学習に基づいて目標制御量を決定する第１プログラムと、予め規定されたルールに基づいて目標制御量を決定する第２プログラムとを備える自動運転装置を開示している。特許文献１に開示された自動運転装置は、第１プログラムにより決定された目標制御量が第２プログラムにより決定された目標制御量を逸脱する場合、第２プログラムにより決定された目標制御量以内になるよう第１プログラムにより決定された目標制御量を補正する。
特許文献１は、乗用自動車の運転計画を決定する自動運転装置のみを開示している。特許文献１は、建設機械の作業装置に特有の幾何学的な制約、建設機械の油圧システムに特有の制約、及び、建設機械の作業現場に特有の制約等に対応する手法について開示していない。特許文献１の自動運転装置では、建設機械に特有の制約に対応した作業装置の運転計画に従って作業装置の自動運転を制御することは難しい。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、建設機械に特有の制約に対応した作業装置の運転計画に従って作業装置の自動運転を制御することが可能な建設機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a construction machine that can control the automatic operation of a work device according to an operation plan of the work device that corresponds to the constraints specific to the construction machine.
上記課題を解決するために、本発明の建設機械は、作業装置が設けられた建設機械であって、前記建設機械の周辺の地形及び物体を含む周辺環境を計測する計測装置と、前記作業装置の自動運転を制御する自動運転装置と、を備え、前記自動運転装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記作業装置の運転中に前記作業装置が通ることが予測される軌跡を生成する軌跡生成部と、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡が予め設定された制約条件を満たすか否かを判定する軌跡判定部と、前記軌跡判定部により前記軌跡が前記制約条件を満たさない場合に前記軌跡を補正する軌跡補正部と、前記軌跡判定部により前記制約条件を満たすと判定された前記軌跡、又は、前記軌跡補正部により補正された前記軌跡に応じて、前記作業装置の運転を制御する運転制御部と、を有し、前記制約条件は、前記建設機械自体に起因する内的条件、及び、前記建設機械の外部に起因する外的条件の少なくとも１つを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the construction machine of the present invention is a construction machine equipped with a working device, and includes a measuring device that measures the surrounding environment including the terrain and objects around the construction machine, and an automatic driving device that controls the automatic driving of the working device. The automatic driving device includes a trajectory generation unit that generates a trajectory that the working device is predicted to follow while the working device is operating based on the measurement results of the measuring device, a trajectory determination unit that determines whether the trajectory generated by the trajectory generation unit satisfies a preset constraint condition, a trajectory correction unit that corrects the trajectory when the trajectory determination unit determines that the trajectory does not satisfy the constraint condition, and a driving control unit that controls the operation of the working device according to the trajectory determined by the trajectory determination unit to satisfy the constraint condition or the trajectory corrected by the trajectory correction unit, and the constraint condition includes at least one of an internal condition caused by the construction machine itself and an external condition caused by the outside of the construction machine.
本発明によれば、建設機械に特有の制約に対応した作業装置の運転計画に従って作業装置の自動運転を制御することが可能な建設機械を提供することができる。
上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a construction machine capable of controlling the automatic operation of a work implement in accordance with an operation plan for the work implement that corresponds to constraints specific to the construction machine.
Problems, configurations and effects other than those described above will become apparent from the following description of the embodiments.
本発明は、油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械に広く適用可能である。本実施形態では、建設機械の一例として油圧ショベルに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。 The present invention is widely applicable to construction machines such as hydraulic excavators and wheel loaders. In this embodiment, the present invention will be described as being applied to a hydraulic excavator as an example of a construction machine.
以下、本実施形態について図面を用いて説明する。同一の符号を付された構成については、特に言及しない限り、同様の機能を有し、重複した説明を適宜省略する。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings. Components with the same reference numerals have the same functions unless otherwise specified, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.
［建設機械］
図１は、本実施形態の建設機械の一例である油圧ショベル１００の構成を模式的に示す図である。
[Construction machinery]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
油圧ショベル１００は、自律的に作業可能な無人ショベルである。油圧ショベル１００は、オペレータの遠隔操作による制御介入が可能な無人ショベルであってもよい。
The
油圧ショベル１００は、クローラ式の走行装置８を装備した下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回装置７を介して旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２の前部に取り付けられた多関節型のフロント作業装置１０３とを備える。上部旋回体１０２には、有人作業時にオペレータが搭乗可能なキャブ１０４が設けられているが、必須ではない。
The
フロント作業装置１０３は、上部旋回体１０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム２と、ブーム２の先端部に前後方向に回動可能に連結されたアーム４と、アーム４の先端部に前後方向に回動可能に連結されたバケット６とを備える。フロント作業装置１０３は、ブーム２を駆動するブームシリンダ１と、アーム４を駆動するアームシリンダ３と、バケット６を駆動するバケットシリンダ５とを備える。
The
ブーム２には、ブーム２の回動角度を計測するブーム角度センサ１２が設けられる。アーム４には、アーム４の回動角度を計測するアーム角度センサ１４が設けられる。バケット６には、バケット６の回動角度を計測するバケット角度センサ１６が設けられる。旋回装置７には、旋回装置７の旋回角度を計測する旋回角度センサ１７が設けられる。本実施形態では、ブーム角度センサ１２、アーム角度センサ１４、バケット角度センサ１６及び旋回角度センサ１７のそれぞれによって計測された各角度を総称して「姿勢」とも称する。
The
油圧ショベル１００は、バックホウショベルであり、アームシリンダ３又はバケットシリンダ５が伸長することによってバケット６が後方向に引き戻されるように構成される。
The
図２（ａ）は、図１に示す油圧ショベル１００の掘削動作時におけるトラック２００との位置関係を示す図である。図２（ｂ）は、図１に示す油圧ショベル１００の放出動作時におけるトラック２００との位置関係を示す図である。
Figure 2(a) is a diagram showing the positional relationship between the
油圧ショベル１００は、図２（ａ）に示すように、掘削対象である掘削面３００の上部に停車している。油圧ショベル１００のフロント作業装置１０３は、掘削面３００の掘削箇所３００ａを掘削する掘削動作を行う。フロント作業装置１０３は、掘削動作後に、バケット６を掘削箇所３００ａからトラック２００のベッセルに向けて移動させる運搬動作を行う。フロント作業装置１０３は、運搬動作後に、図２（ｂ）に示すように、バケット６に積載された掘削物をトラック２００のベッセルに放出する放出動作を行う。本実施形態では、フロント作業装置１０３の運搬動作及び放出動作を総称して「積込動作」とも称する。
As shown in FIG. 2(a), the
油圧ショベル１００は、油圧ショベル１００の周辺の地形及び物体を含む周辺環境を計測する計測装置２０を備える。油圧ショベル１００の周辺の物体には、トラック２００等の他の建設機械、作業員及び構造物が含まれる。計測装置２０は、特に限定されないが、例えば、Ｌｉｄａｒ等の３次元走査センサ２０ａ，２０ｂであってもよい。３次元走査センサ２０ａは、油圧ショベル１００の上部旋回体１０２の左面に取り付けられ、油圧ショベル１００の左下方向の３次元形状を測定することができる。３次元走査センサ２０ｂは、油圧ショベル１００の上部旋回体１０２の右面に取り付けられ、油圧ショベル１００の右下方向の３次元形状を測定することができる。
The
［自動運転装置］
図３は、図１に示す油圧ショベル１００が備える自動運転装置１１０の機能的構成を示すブロック図である。
[Automatic driving device]
FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the
自動運転装置１１０は、フロント作業装置１０３の自動運転を制御する。自動運転装置１１０は、オペレータによるフロント作業装置１０３の運転傾向を学習済である。本実施形態では、自動運転装置１１０がフロント作業装置１０３を運転することによって、掘削箇所３００ａから掘削された掘削物をトラック２００に積み込む場合について説明する。
The
自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１と、軌跡判定部１１２と、軌跡補正部１１３と、運転制御部１１４とを備える。
The
軌跡生成部１１１は、計測装置２０の計測結果に基づいて、フロント作業装置１０３の運転中にフロント作業装置１０３が通ることが予測される軌跡を生成する。軌跡生成部１１１は、ニューラルネットワークを用いた機械学習によって生成される。軌跡生成部１１１には、計測装置２０により計測された油圧ショベル１００の周辺環境と、当該周辺環境においてオペレータがフロント作業装置１０３を運転中にフロント作業装置１０３が通った軌跡との関係が学習されている。これにより、軌跡生成部１１１は、計測装置２０により計測された油圧ショベル１００の周辺環境が軌跡生成部１１１に入力されると、オペレータにより決定された運転計画に基づく軌跡と同等の、フロント作業装置１０３の軌跡を生成することができる。機械学習の詳細については、図１２～図１４を用いて後述する。
Based on the measurement results of the measuring
なお、軌跡生成部１１１は、ニューラルネットワークを用いた機械学習以外の手法によって生成されてもよい。例えば、軌跡生成部１１１は、周辺環境の情報と、周辺環境に適した油圧ショベル１００の軌跡とが紐付けられたデータセットを多数蓄積して構成されたデータベースによって生成されてもよい。軌跡生成部１１１により生成された軌跡の詳細については、図４～図１０を用いて後述する。
The trajectory generating unit 111 may be generated by a method other than machine learning using a neural network. For example, the trajectory generating unit 111 may be generated by a database configured by accumulating a large number of data sets in which information about the surrounding environment is linked to a trajectory of the
軌跡判定部１１２は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が予め設定された制約条件を満たすか否かを判定する。制約条件は、油圧ショベル１００自体に起因する制約条件である内的条件、及び、油圧ショベル１００の外部に起因する制約条件である外的条件の少なくとも１つを含む。
The
内的条件としては、例えば、油圧ショベル１００のフロント作業装置１０３に特有の幾何学的な制約条件や、油圧ショベル１００の油圧システムに特有の制約条件等がある。フロント作業装置１０３に特有の幾何学的な制約条件とは、例えば、フロント作業装置１０３の構造によって定められるフロント作業装置１０３の可動範囲についての制約条件である。油圧システムに特有の制約条件とは、ブームシリンダ１、アームシリンダ３及びバケットシリンダ５をはじめとする油圧アクチュエータの性能や、当該油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプの性能についての制約条件である。外的条件としては、油圧ショベル１００の作業現場毎に定められたルールについての制約条件がある。軌跡判定部１１２の詳細については、図４～図１０を用いて後述する。
The internal conditions include, for example, geometric constraints specific to the
軌跡補正部１１３は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が制約条件を満たさないと軌跡判定部１１２によって判定された場合に当該軌跡を、制約条件を満たすように補正する。軌跡補正部１１３の詳細については、図４～図１０を用いて後述する。
When the
運転制御部１１４は、軌跡判定部１１２により制約条件を満たすと判定された軌跡、又は、軌跡補正部１１３により補正された軌跡に応じて、フロント作業装置１０３の運転を制御する。運転制御部１１４は、これらの軌跡に応じてフロント作業装置１０３が実際に動作するように油圧ショベル１００の駆動装置１２０を制御するための制御信号を生成する。運転制御部１１４は、生成された制御信号を駆動装置１２０に送信する。駆動装置１２０は、当該制御信号に応じて油圧システムのパイロット圧を制御して、油圧ポンプ及び油圧アクチュエータを制御する。フロント作業装置１０３は、軌跡判定部１１２により制約条件を満たすと判定された軌跡、又は、軌跡補正部１１３により補正された軌跡に応じて動作する。
The driving
図４～図１０を用いて、軌跡生成部１１１により生成された軌跡、軌跡判定部１１２、及び、軌跡補正部１１３の詳細について説明する。
The details of the trajectory generated by the trajectory generation unit 111, the
図４は、図３に示す軌跡生成部１１１に用いられる座標系とバケット６の爪先角度とを説明する図である。 Figure 4 is a diagram explaining the coordinate system used by the trajectory generating unit 111 shown in Figure 3 and the tip angle of the bucket 6.
本実施形態では、図４に示すように、油圧ショベル１００の下部走行体１０１が前進する方向を＋Ｘ軸方向とし、下部走行体１０１が後進する方向を－Ｘ軸方向とする。油圧ショベル１００の上方向を＋Ｚ軸方向とし、油圧ショベル１００の下方向を－Ｚ軸方向とする。油圧ショベル１００の左方向を＋Ｙ軸方向とし、油圧ショベル１００の右方向を－Ｙ軸方向とする。また、本実施形態では、下部走行体１０１の接地面と旋回中心Ｃとの交点を原点とする。また、本実施形態では、図４に示すように、バケット６の爪先の上面と接地面との成す角度をバケット６の爪先角度（θｂｋ）とする。バケット６の爪先角度は、バケット６のクラウド方向に回動するにつれて増加する。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the direction in which the
図５は、図３に示す軌跡生成部１１１により生成された軌跡の一例を示す図である。図５は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す油圧ショベル１００が図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す掘削面３００及びトラック２００に対して掘削、運搬及び放出動作を行うという運転計画において、軌跡生成部１１１により生成されたフロント作業装置１０３の軌跡を示している。
Figure 5 is a diagram showing an example of a trajectory generated by the trajectory generating unit 111 shown in Figure 3. Figure 5 shows the trajectory of the front working implement 103 generated by the trajectory generating unit 111 in an operation plan in which the
フロント作業装置１０３の軌跡は、バケット６の爪先のＸ軸方向における位置（以下「爪先Ｘ位置」とも称する）、バケット６の爪先のＹ軸方向における位置（以下「爪先Ｙ位置」とも称する）、バケット６の爪先のＺ軸方向における位置（以下「爪先Ｚ位置」とも称する）、及び、バケット６の爪先角度のそれぞれの時系列データとして表される。図５の例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２において掘削動作が行われ、時刻ｔ２から時刻ｔ３において運搬動作が行われ、時刻ｔ３から時刻ｔ４において放出動作が行われる。
The trajectory of the
軌跡判定部１１２は、速度判定部１１２ａと、姿勢判定部１１２ｂと、リスク判定部１１２ｃと、車体負荷判定部１１２ｄと、放出速度判定部１１２ｅと、ルール判定部１１２ｆとを含む。
The
軌跡判定部１１２の姿勢判定部１１２ｂは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、姿勢判定部１１２ｂに予め設定された内的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、姿勢判定部１１２ｂには、内的条件の１つであるフロント作業装置１０３の幾何学的な制約条件として、フロント作業装置１０３がフロント作業装置１０３の可動範囲内で動作することが予め設定されている。姿勢判定部１１２ｂは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、フロント作業装置１０３が可動範囲内で動作するか否かを判定する。姿勢判定部１１２ｂは、フロント作業装置１０３が可動範囲内で動作すると判定した場合、設定された内的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。姿勢判定部１１２ｂは、フロント作業装置１０３が可動範囲内で動作しないと判定した場合、設定された内的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、フロント作業装置１０３が可動範囲内で動作するよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The
図５の例では、時刻ｔ４におけるバケット６の爪先角度が可動範囲外であるとする。この場合、軌跡補正部１１３は、時刻ｔ４における爪先角度が可動範囲内になるよう、生成された軌跡を補正する。図示しないが、バケット６の爪先Ｘ位置、爪先Ｙ位置又は爪先Ｚ位置についても、フロント作業装置１０３の可動範囲外であれば、生成された軌跡を適宜補正する。
In the example of FIG. 5, it is assumed that the tip angle of the bucket 6 at time t4 is outside the movable range. In this case, the trajectory correction unit 113 corrects the generated trajectory so that the tip angle at time t4 is within the movable range. Although not shown, if the tip X position, tip Y position, or tip Z position of the bucket 6 is outside the movable range of the
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡がフロント作業装置１０３の可動範囲に対応していない場合には、可動範囲に対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、フロント作業装置１０３の可動範囲内でフロント作業装置１０３を運転することができる。すなわち、油圧ショベル１００は、オペレータの運転傾向を学習済の自動運転装置１１０により決定された運転計画（すなわち軌跡生成部１１１により生成された軌跡）が、予め設定された建設機械に特有の制約条件を満たさなかったとしても、当該制約条件を満たす運転計画に補正することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not correspond to the movable range of the
軌跡判定部１１２のリスク判定部１１２ｃは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、リスク判定部１１２ｃに予め設定された外的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、リスク判定部１１２ｃには、外的条件として、フロント作業装置１０３が油圧ショベル１００の周辺の物体に対して接近限界距離以上に離隔して動作することが予め設定されている。接近限界距離は、油圧ショベル１００の周辺の物体とフロント作業装置１０３との衝突を十分に回避できる距離である。当該物体とフロント作業装置１０３との距離が接近限界距離未満になると、両者の衝突リスクが高くなる。リスク判定部１１２ｃは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作するか否かを判定する。リスク判定部１１２ｃは、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作すると判定した場合、設定された外的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。リスク判定部１１２ｃは、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作しないと判定した場合、設定された外的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作するよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The
図５の例では、リスク判定部１１２ｃは、図５に示す軌跡にて運転する場合にフロント作業装置１０３とトラック２００や掘削面３００等との距離を、図２に示す３次元走査センサ２０ａ，２０ｂの計測結果に基づいて計算し、計算された距離が、予め設定された接近限界距離未満にならないか否かを判定する。図５の例では、時刻ｔ２．５において、バケット６の爪先Ｚ位置が、トラック２００のベッセル上に到達する。この時、バケット６の爪先Ｚ位置がベッセルに対して接近限界距離未満に接近している場合、軌跡補正部１１３は、時刻ｔ２．５における爪先Ｚ位置が接近限界距離以上に離隔するよう、生成された軌跡を補正する。
In the example of FIG. 5, the
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡がフロント作業装置１０３の接近限界距離に対応していない場合には、接近限界距離に対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、周辺の物体との衝突リスクを高めることなくフロント作業装置１０３を運転することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not correspond to the approach limit distance of the front working implement 103, the
軌跡判定部１１２のルール判定部１１２ｆは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、ルール判定部１１２ｆに予め設定された外的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、ルール判定部１１２ｆには、外的条件として、フロント作業装置１０３の動作が作業現場の禁止動作に該当しないことが予め設定されている。ルール判定部１１２ｆは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当しないか否かを判定する。ルール判定部１１２ｆは、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当しないと判定した場合、設定された外的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。ルール判定部１１２ｆは、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当すると判定した場合、設定された外的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当しないよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The
図５の例では、作業現場のルールとして、バケット６の爪先Ｚ位置が、トラック２００のベッセル上に到達する時（時刻２．５）に現場通過基準（接近限界距離よりも高い位置）を超えることが定められているとする。すなわち、図５の例では、バケット６の爪先Ｚ位置が、トラック２００のベッセル上に到達する時に現場通過基準以下になることは、作業現場の禁止動作に該当する。軌跡補正部１１３は、バケット６の爪先Ｚ位置が時刻２．５において現場通過基準を超えるよう、生成された軌跡を補正する。
In the example of FIG. 5, it is assumed that the rules of the work site stipulate that the Z position of the toe of the bucket 6 exceeds the site passing criterion (a position higher than the approach limit distance) when it reaches the vessel of the truck 200 (time 2.5). In other words, in the example of FIG. 5, the Z position of the toe of the bucket 6 being below the site passing criterion when it reaches the vessel of the
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が作業現場のルールに対応していない場合には、ルールに対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、作業現場のルールを順守してフロント作業装置１０３を運転することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not comply with the rules of the work site, the
図６は、図５に示すバケット６の爪先角度から算出されるバケット６の爪先角速度を示す図である。 Figure 6 shows the angular velocity of the tip of the bucket 6 calculated from the tip angle of the bucket 6 shown in Figure 5.
軌跡判定部１１２の放出速度判定部１１２ｅは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、放出速度判定部１１２ｅに予め設定された外的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、放出速度判定部１１２ｅには、外的条件として、フロント作業装置１０３における掘削物の放出速度の大きさが、掘削物の放出によってトラック２００に加わる衝撃に応じて定められた最大放出速度の大きさ以下であることが予め設定されている。最大放出速度の大きさは、掘削物の放出によってトラック２００に加わる衝撃をトラック２００が耐え得る規定値以下に抑制する放出速度の大きさである。放出速度判定部１１２ｅは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下であるか否かを判定する。放出速度判定部１１２ｅは、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下であると判定した場合、設定された外的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。放出速度判定部１１２ｅは、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下でないと判定した場合、設定された外的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下になるよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The release
図６の例では、放出速度判定部１１２ｅは、時刻ｔ３から時刻ｔ４におけるバケット６の爪先角速度の大きさが、最大放出速度の大きさよりも大きくなっていると判定する。この場合、軌跡補正部１１３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４におけるバケット６の爪先角速度の大きさが、最大放出速度の大きさ以下になるよう、生成された軌跡を補正する。この際、軌跡補正部１１３は、爪先角速度の大きさを積分して得られる放出動作終了時の爪先角度の大きさが、補正前後において同一となるよう、放出動作の終了時刻ｔ４をｔ４’に補正する。
In the example of FIG. 6, the release
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡がフロント作業装置１０３の最大放出速度に対応していない場合には、最大放出速度に対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、掘削物の放出によってトラック２００に加わる衝撃を規定値以下に抑制してフロント作業装置１０３を運転することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not correspond to the maximum release speed of the
図７は、図５に示す軌跡を達成する油圧アクチュエータの動作状態を示す図である。図８は、図７に示す油圧アクチュエータの動作状態から算出される油圧アクチュエータの動作速度と、当該動作速度を達成するために要求される油圧ポンプの吐出流量とを示す図である。図９は、図８に示す時刻ｔ２から時刻ｔ３における運搬動作に係る部分の拡大図である。 Figure 7 is a diagram showing the operating state of the hydraulic actuator that achieves the trajectory shown in Figure 5. Figure 8 is a diagram showing the operating speed of the hydraulic actuator calculated from the operating state of the hydraulic actuator shown in Figure 7, and the discharge flow rate of the hydraulic pump required to achieve that operating speed. Figure 9 is an enlarged view of the portion related to the transport operation from time t2 to time t3 shown in Figure 8.
図７は、図５に示す軌跡を達成するブームシリンダ１、アームシリンダ３及びバケットシリンダ５の各ストローク並びに旋回装置７の旋回角度を示している。図８は、図７に示す各ストローク並びに旋回角度から算出されるブームシリンダ１、アームシリンダ３及びバケットシリンダ５の各動作速度並びに旋回装置７の旋回角速度を示している。更に、図８は、ブームシリンダ１、アームシリンダ３及びバケットシリンダ５の各動作速度並びに旋回装置７の旋回角速度を達成するために、それぞれに供給されるべき作動油の流量を算出し、算出された各流量の合計した要求吐出流量Ｑｐｄを示している。この要求吐出流量Ｑｐｄは、油圧アクチュエータ全体に供給するべき作動油の流量として油圧ポンプに要求される吐出流量である。図８及び図９に示すＱｐｍａｘは、油圧ポンプの最大吐出流量であり、油圧ポンプの性能限界を示している。
Figure 7 shows the strokes of the
軌跡判定部１１２の速度判定部１１２ａは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、速度判定部１１２ａに予め設定された内的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、速度判定部１１２ａには、内的条件の１つである油圧システムの制約条件として、油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下であることが予め設定されている。速度判定部１１２ａは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下であるか否かを判定する。速度判定部１１２ａは、油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下であると判定した場合、設定された内的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。速度判定部１１２ａは、油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下でないと判定した場合、設定された内的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下となるよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The
図８及び図９の例では、速度判定部１１２ａは、各油圧アクチュエータの動作速度から算出された油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが、時刻ｔ２から時刻ｔ３において油圧ポンプの最大吐出流量Ｑｐｍａｘよりも大きくなっていると判定する。この場合、油圧ポンプの性能限界を超えているので、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を実現することができない。軌跡補正部１１３は、各油圧アクチュエータの動作速度を低速にして油圧ポンプに対する要求吐出流量Ｑｐｄが最大吐出流量Ｑｐｍａｘ以下になるよう、生成された軌跡を補正する。この際、軌跡補正部１１３は、一部の油圧アクチュエータの動作速度だけを低速にすると、運転時にバケット６が通過する位置（座標）がずれてしまう。そこで、軌跡補正部１１３は、各油圧アクチュエータの動作速度の比率が補正前後において同一となるように、補正する。更に、軌跡補正部１１３は、各油圧アクチュエータの動作速度の大きさをそれぞれ積分して得られる運搬動作時の各油圧アクチュエータのストローク又は旋回角度の大きさが補正前後において同一となるように、運搬動作の終了時刻ｔ３をｔ３’に補正する。
8 and 9, the
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が油圧ポンプの最大吐出流量に対応していない場合には、最大吐出流量に対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、油圧ポンプの性能限界を超えない範囲でフロント作業装置１０３を運転することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not correspond to the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump, the
図１０は、図８に示す油圧アクチュエータの動作速度から算出される油圧アクチュエータの動作加速度を示す図である。 Figure 10 shows the operating acceleration of the hydraulic actuator calculated from the operating speed of the hydraulic actuator shown in Figure 8.
軌跡判定部１１２の車体負荷判定部１１２ｄは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、車体負荷判定部１１２ｄに予め設定された内的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、車体負荷判定部１１２ｄには、内的条件として、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが、フロント作業装置１０３の動作によって油圧ショベル１００に加わる負荷に応じて定められた最大動作加速度の大きさ以下であることが予め設定されている。最大動作加速度の大きさは、フロント作業装置１０３の動作によって油圧ショベル１００に加わる負荷を油圧ショベル１００が耐え得る規定値以下に抑制する動作加速度の大きさである。車体負荷判定部１１２ｄは、軌跡生成部１１１により生成された軌跡を通ってフロント作業装置１０３を運転する場合に、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下であるか否かを判定する。車体負荷判定部１１２ｄは、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下であると判定した場合、設定された内的条件を満たすとして、生成された軌跡を運転制御部１１４に出力する。車体負荷判定部１１２ｄは、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下でないと判定した場合、設定された内的条件を満たさないとして、生成された軌跡を軌跡補正部１１３に出力する。軌跡補正部１１３は、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下になるよう、生成された軌跡を補正して、運転制御部１１４に出力する。
The vehicle body
図１０の例では、車体負荷判定部１１２ｄは、各油圧アクチュエータの動作加速度が、予め定められたαｍｉｎ以上αｍａｘ以下の範囲内にあるか否かを判定する。図１０の例では、車体負荷判定部１１２ｄは、掘削動作の開始時刻ｔ１の直後においてバケットシリンダ５の動作加速度がαｍａｘを超えたと判定し、運搬動作の終了時刻ｔ３の直前において旋回装置７の旋回角加速度がαｍｉｎを下回ったと判定する。すなわち、車体負荷判定部１１２ｄは、時刻ｔ１の直後及び時刻ｔ３の直前において、動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさを超えたと判定する。軌跡補正部１１３は、時刻ｔ１の直後におけるバケットシリンダ５の動作加速度のピーク値がαｍａｘ以下になり、時刻ｔ３の直前における旋回装置７の旋回角加速度のピーク値がαｍｉｎ以上になるよう、生成された軌跡を補正する。
In the example of FIG. 10, the vehicle
このように、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡がフロント作業装置１０３の最大動作加速度に対応していない場合には、最大動作加速度に対応するよう当該軌跡を補正することができる。これにより、自動運転装置１１０は、フロント作業装置１０３の動作によって油圧ショベル１００に加わる負荷を規定値以下に抑制してフロント作業装置１０３を運転することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, when the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not correspond to the maximum operating acceleration of the front working implement 103, the
図１１は、図３に示す自動運転装置１１０が行う処理のフローチャートである。
Figure 11 is a flowchart of the processing performed by the
ステップＳ１において、自動運転装置１１０は、軌跡生成処理を行う。具体的には、自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１を用いて、フロント作業装置１０３の運転中にフロント作業装置１０３が通ることが予測される軌跡を生成する。
In step S1, the
ステップＳ２において、自動運転装置１１０は、軌跡判定処理を行う。具体的には、自動運転装置１１０は、軌跡判定部１１２を用いて、ステップＳ１において生成された軌跡が予め設定された制約条件を満たすか否かを判定する。
In step S2, the
ステップＳ３において、自動運転装置１１０は、ステップＳ２における判定結果が制約条件を満たすことを示す場合にはステップＳ４に移行し、当該判定結果が制約条件を満たさないことを示す場合にはステップＳ５に移行する。
In step S3, if the determination result in step S2 indicates that the constraint condition is satisfied, the
ステップＳ４において、自動運転装置１１０は、軌跡判定部１１２を用いて、ステップＳ１において生成された軌跡を、フロント作業装置１０３の運転中にフロント作業装置１０３が通るべき軌跡である目標軌跡に設定する。その後、自動運転装置１１０は、ステップＳ７に移行する。
In step S4, the
ステップＳ５において、自動運転装置１１０は、軌跡補正部１１３を用いて、ステップＳ１において生成された軌跡を、制約条件を満たすように補正する。
In step S5, the
ステップＳ６において、自動運転装置１１０は、軌跡補正部１１３を用いて、ステップＳ５において補正された軌跡を目標軌跡に設定する。
In step S6, the
ステップＳ７において、自動運転装置１１０は、運転制御部１１４を用いて、フロント作業装置１０３の運転中にフロント作業装置１０３がステップＳ４又はステップＳ６において設定された目標軌跡を通るように、駆動装置１２０を制御するための制御信号を生成する。
In step S7, the
ステップＳ８において、自動運転装置１１０は、運転制御部１１４を用いて、ステップＳ７において生成された制御信号を駆動装置１２０に出力する。その後、自動運転装置１１０は、図１１に示す本処理を終了する。
In step S8, the
以上のように、本実施形態の自動運転装置１１０は、計測装置２０の計測結果に基づいてフロント作業装置１０３の運転中にフロント作業装置１０３が通ることが予測される軌跡を生成する軌跡生成部１１１を備える。自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が制約条件を満たすか否かを判定する軌跡判定部１１２と、生成された軌跡が制約条件を満たさない場合に当該軌跡を補正する軌跡補正部１１３とを備える。自動運転装置１１０は、軌跡判定部１１２により制約条件を満たすと判定された軌跡、又は、軌跡補正部１１３により補正された軌跡に応じて、フロント作業装置１０３の運転を制御する運転制御部１１４を備える。制約条件は、油圧ショベル１００自体に起因する内的条件、及び、油圧ショベル１００の外部に起因する外的条件の少なくとも１つを含む。
As described above, the
これにより、本実施形態の自動運転装置１１０は、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が、予め設定された建設機械に特有の制約条件を満たさなかったとしても、当該制約条件を満たす運転計画に補正することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
As a result, even if the trajectory generated by the trajectory generating unit 111 does not satisfy the constraint conditions specific to the construction machine that are set in advance, the
［学習装置］
図１２は、図１に示す油圧ショベル１００が備える学習装置１４０の機能的構成を示すブロック図である。
[Learning device]
FIG. 12 is a block diagram showing the functional configuration of the
学習装置１４０は、ニューラルネットワークを用いた機械学習によって軌跡生成部１１１を生成する。学習装置１４０は、計測装置２０により計測された油圧ショベル１００の周辺環境と、当該周辺環境においてオペレータがフロント作業装置１０３を運転中にフロント作業装置１０３が通った学習用の軌跡との関係を、軌跡生成部１１１に学習させる。オペレータがフロント作業装置１０３を運転中にフロント作業装置１０３が通った学習用の軌跡は、軌跡計測装置１３０によって計測される。
The
軌跡計測装置１３０は、ブーム角度センサ１２、アーム角度センサ１４、バケット角度センサ１６及び旋回角度センサ１７のそれぞれが、オペレータがフロント作業装置１０３を運転中に計測した各角度を取得する。軌跡計測装置１３０は、取得された各角度からバケット６の爪先Ｘ位置、爪先Ｙ位置、爪先Ｚ位置及び爪先角度を算出する。これにより、軌跡計測装置１３０は、オペレータがフロント作業装置１０３を運転中にフロント作業装置１０３が通った学習用の軌跡を計測することができる。軌跡計測装置１３０は、学習装置１４０と一体的に設けられていてもよい。軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡の詳細については、図１３を用いて後述する。
The
学習装置１４０は、学習判定部１４１と、学習部１４２とを備える。
The
学習判定部１４１は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡が予め設定された学習条件を満たすか否かを判定する。学習条件は、油圧ショベル１００自体に起因する制約条件である内的条件、及び、油圧ショベル１００の外部に起因する制約条件である外的条件の少なくとも１つを含む。この内的条件及び外的条件は、自動運転装置１１０の軌跡判定部１１２に予め設定された制約条件に含まれる内的条件及び外的条件の多くと重複している。
The learning
また、学習判定部１４１は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３の運転シーンが、予め定められた学習対象シーンであったか否かを判定することができる。具体的には、学習判定部１４１は、計測装置２０により計測された周辺環境や、油圧ショベル１００の機種や状態に関する情報である車体情報に基づいて、当該運転シーンを特定することができる。そして、学習判定部１４１は、特定された運転シーンが予め定められた学習対象シーンであったか否かを判定することができる。
The learning
学習部１４２は、学習判定部１４１により学習条件を満たすと判定された学習用の軌跡と、計測装置２０により計測された周辺環境との関係を軌跡生成部１１１に学習させる学習処理を行う。これにより、軌跡生成部１１１は、計測装置２０により計測された油圧ショベル１００の周辺環境が軌跡生成部１１１に入力されると、オペレータにより決定された運転計画に基づく軌跡と同等の、フロント作業装置１０３の軌跡を生成することができる。
The
また、学習部１４２は、学習処理の前処理として、学習判定部１４１により学習対象シーンと判定されなかった運転シーンにおいて軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を、学習処理の対象から除外する。学習部１４２は、学習判定部１４１により学習対象シーンと判定された運転シーンにおいて軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を、学習処理の対象とする。
In addition, as a pre-processing step for the learning process, the
これにより、学習装置１４０は、学習処理に相応しい周辺環境とフロント作業装置１０３の軌跡の関係だけを軌跡生成部１１１に学習させることができる。したがって、学習装置１４０は、建設機械に特有の制約に対応して運転するフロント作業装置１０３の精確な軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。学習判定部１４１及び学習部１４２の詳細については、図１３を用いて後述する。
The
学習判定部１４１は、リスク判定部１４１ａと、車体負荷判定部１４１ｂと、放出速度判定部１４１ｃと、ルール判定部１４１ｄと、作業量判定部１４１ｅとを含む。
The learning
学習判定部１４１のリスク判定部１４１ａは、軌跡判定部１１２のリスク判定部１１２ｃと同様である。すなわち、リスク判定部１４１ａには、外的条件として、フロント作業装置１０３が油圧ショベル１００の周辺の物体に対して接近限界距離以上に離隔して動作したことが予め設定されている。リスク判定部１４１ａは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作したか否かを判定する。学習部１４２は、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作したと判定された場合、設定された外的条件を満たすとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象とする。学習部１４２は、フロント作業装置１０３が接近限界距離以上に離隔して動作しなかったと判定された場合、設定された外的条件を満たさないとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象から除外する。
The
このように、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡がフロント作業装置１０３の接近限界距離に対応している場合にのみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、周辺の物体との衝突リスクを高めることなく運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, the
学習判定部１４１の車体負荷判定部１４１ｂは、軌跡判定部１１２の車体負荷判定部１１２ｄと同様である。すなわち、車体負荷判定部１４１ｂには、内的条件として、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが、フロント作業装置１０３の動作によって油圧ショベル１００に加わる負荷に応じて定められた最大動作加速度の大きさ以下であったことが予め設定されている。車体負荷判定部１４１ｂは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが、最大動作加速度の大きさ以下であったか否かを判定する。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下であったと判定された場合、設定された内的条件を満たすとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象とする。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の動作加速度の大きさが最大動作加速度の大きさ以下でなかったと判定された場合、設定された内的条件を満たさないとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象から除外する。
The vehicle
このように、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡がフロント作業装置１０３の最大動作加速度に対応している場合にのみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、フロント作業装置１０３の動作によって油圧ショベル１００に加わる負荷を規定値以下に抑制して運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, the
学習判定部１４１の放出速度判定部１４１ｃは、軌跡判定部１１２の放出速度判定部１１２ｅと同様である。すなわち、放出速度判定部１４１ｃには、外的条件として、フロント作業装置１０３における掘削物の放出速度の大きさが、掘削物の放出によってトラック２００に加わる衝撃に応じて定められた最大放出速度の大きさ以下であったことが予め設定されている。放出速度判定部１４１ｃは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３の放出速度の大きさが、最大放出速度の大きさ以下であったか否かを判定する。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下であったと判定された場合、設定された外的条件を満たすとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象とする。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の放出速度の大きさが最大放出速度の大きさ以下でなかったと判定された場合、設定された外的条件を満たさないとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象から除外する。
The release
このように、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡がフロント作業装置１０３の最大放出速度に対応している場合にのみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、掘削物の放出によってトラック２００に加わる衝撃を規定値以下に抑制して運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, the
学習判定部１４１のルール判定部１４１ｄは、軌跡判定部１１２のルール判定部１１２ｆと同様である。すなわち、ルール判定部１４１ｄには、外的条件として、フロント作業装置１０３の動作が作業現場の禁止動作に該当しなかったことが予め設定されている。ルール判定部１４１ｄは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当しなかったか否かを判定する。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当しなかったと判定された場合、設定された外的条件を満たすとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象とする。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の動作が禁止動作に該当したと判定された場合、設定された外的条件を満たさないとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象から除外する。
The
このように、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡が作業現場のルールに対応している場合のみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、作業現場のルールを順守して運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, the
学習判定部１４１の作業量判定部１４１ｅは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡が、作業量判定部１４１ｅに予め設定された外的条件を満たすか否かを判定する。具体的には、作業量判定部１４１ｅには、外的条件として、フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できたことが予め設定されている。フロント作業装置１０３の作業量は、例えば、規定重量の掘削物をトラック２００に積み込む作業が完了するのに要する時間（以下「作業時間」とも称する）であってもよい。規定量は、規定の作業生産性を確保するのに必要な作業量である。フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できないことは、例えば、作業時間が規定値より長く、規定の作業生産性を確保できないことを意味する。作業量判定部１４１ｅは、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡を通って運転されたフロント作業装置１０３の作業量が、規定量を確保できたか否かを判定する。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できたと判定された場合、設定された外的条件を満たすとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象とする。学習部１４２は、フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できなかったと判定された場合、設定された外的条件を満たさないとして、計測された学習用の軌跡を学習処理の対象から除外する。
The
図１３を用いて、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡、学習判定部１４１、及び、学習部１４２の詳細について説明する。
Using Figure 13, we will explain the details of the learning trajectory measured by the
図１３は、図１２に示す軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡の一例を示す図である。図１３は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す油圧ショベル１００が図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す掘削面３００及びトラック２００に対して掘削、運搬及び放出動作を行うという運転計画において、オペレータの運転中に計測されたフロント作業装置１０３の軌跡を示している。
Figure 13 is a diagram showing an example of a learning trajectory measured by the
図１３の例では、オペレータの運転中に計測された学習用の軌跡として、パターン１、パターン２、パターン３がある。パターン１の軌跡における作業完了時刻は時刻Ｔ１である。パターン２の軌跡における作業完了時刻は時刻Ｔ２である。パターン３の軌跡における作業完了時刻は時刻Ｔ３である。作業量が規定量であるときの作業完了時刻を時刻Ｔｌｉｍとする。パターン１の作業完了時刻Ｔ１とパターン２の作業完了時刻Ｔ２とは、規定量の作業完了時刻Ｔｌｉｍよりも早い時刻である。パターン３の作業完了時刻Ｔ３は、規定量の作業完了時刻Ｔｌｉｍよりも遅い時刻である。作業量判定部１４１ｅは、規定量の作業完了時刻Ｔｌｉｍよりも早い作業完了時刻Ｔ１及びＴ２のパターン１及び２の軌跡を、フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できたと判定する。作業量判定部１４１ｅは、規定量の作業完了時刻Ｔｌｉｍよりも遅い作業完了時刻Ｔ３のパターン３の軌跡を、フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できなかったと判定する。学習部１４２は、パターン１及び２の軌跡を学習処理の対象とし、パターン３の軌跡を学習処理の対象から除外する。
In the example of FIG. 13, there are three learning trajectories,
このように、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡がフロント作業装置１０３の作業量に係る規定量に対応している場合にのみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、規定の作業生産性を確保できるように運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In this way, the
なお、フロント作業装置１０３の作業量は、例えば、規定時間内にトラック２００に積み込まれた掘削物の重量（以下「積込重量」とも称する）であってもよい。フロント作業装置１０３の作業量が規定量を確保できないことは、例えば、積込重量が規定値より少なく、規定の作業生産性を確保できないことを意味する。また、作業量判定部１４１ｅは、図３に示す軌跡判定部１１２には含まれていないが、軌跡判定部１１２に含まれていてもよい。
The amount of work performed by the front working implement 103 may be, for example, the weight of excavated material loaded onto the
図１４は、図１２に示す学習装置１４０が行う処理のフローチャートである。
Figure 14 is a flowchart of the processing performed by the
ステップＳ２１において、学習装置１４０は、計測装置２０により計測された周辺環境の情報や、油圧ショベル１００の機種や状態に関する情報である車体情報を記録する。
In step S21, the
ステップＳ２２において、学習装置１４０は、オペレータにフロント作業装置１０３の運転の開始を指示する。
In step S22, the
ステップＳ２３において、学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０が軌跡計測処理を実行するよう指示する。軌跡計測装置１３０は、オペレータの運転中においてブーム角度センサ１２等により計測された各角度から、バケット６の爪先位置及び角度を算出することによって、オペレータの運転中にフロント作業装置１０３が通った学習用の軌跡を計測する。
In step S23, the
ステップＳ２４において、学習装置１４０は、学習判定部１４１を用いて、オペレータによるフロント作業装置１０３の運転シーンは、学習対象シーンであったか否かを判定する。学習装置１４０は、オペレータによるフロント作業装置１０３の運転シーンが学習対象シーンでなかった場合、図１４に示す本処理を終了する。学習装置１４０は、オペレータによるフロント作業装置１０３の運転シーンが学習対象シーンであった場合、ステップＳ２５に移行する。
In step S24, the
ステップＳ２５において、学習装置１４０は、軌跡判定処理を行う。具体的には、学習装置１４０は、学習判定部１４１を用いて、ステップＳ２３において計測された学習用の軌跡が予め設定された学習条件を満たすか否かを判定する。
In step S25, the
ステップＳ２６において、学習装置１４０は、ステップＳ２５における判定結果が学習条件を満たすことを示す場合にはステップＳ２７に移行し、当該判定結果が学習条件を満たさないことを示す場合には図１４に示す本処理を終了する。
In step S26, if the determination result in step S25 indicates that the learning conditions are met, the
ステップＳ２７において、学習装置１４０は、学習部１４２を用いて、ステップＳ２３において計測された学習用の軌跡と、ステップＳ２１において記録された周辺環境との関係を軌跡生成部１１１に学習させる学習処理を行う。その後、学習装置１４０は、図１４に示す本処理を終了する。
In step S27, the
以上のように、本実施形態の油圧ショベル１００は、オペレータがフロント作業装置１０３を運転中にフロント作業装置１０３が通った学習用の軌跡を計測する軌跡計測装置１３０と、軌跡生成部１１１を生成する学習装置１４０とを備える。学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡が学習条件を満たすか否かを判定する学習判定部１４１を備える。学習装置１４０は、学習判定部１４１により学習条件を満たすと判定された学習用の軌跡と、計測装置２０により計測された周辺環境との関係を軌跡生成部１１１に学習させる学習部１４２を備える。学習条件は、油圧ショベル１００自体に起因する内的条件、及び、油圧ショベル１００の外部に起因する外的条件の少なくとも１つを含む。
As described above, the
これにより、本実施形態の学習装置１４０は、軌跡計測装置１３０により計測された学習用の軌跡が、予め設定された建設機械に特有の制約に対応している場合のみ当該学習用の軌跡を学習処理の対象とすることができる。これにより、学習装置１４０は、建設機械に特有の制約に対応して運転するフロント作業装置１０３の軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を生成することができる。よって、油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に対応したフロント作業装置１０３の運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
As a result, the
油圧ショベル１００では、建設機械に特有の制約に対応した軌跡を生成し易い軌跡生成部１１１を学習装置１４０によって生成できたとしても、学習時の周辺環境と完全に同一の周辺環境でない限り、軌跡生成部１１１が建設機械に特有の制約に完全に対応した軌跡を常に生成することは難しい。しかしながら、油圧ショベル１００では、自動運転装置１１０が軌跡判定部１１２及び軌跡補正部１１３を備えることにより、軌跡生成部１１１により生成された軌跡が建設機械に特有の制約に対応していなくても、当該軌跡を補正することができる。更に、油圧ショベル１００は、学習装置１４０が学習判定部１４１及び学習部１４２を備えることにより、自動運転装置１１０における軌跡補正部１１３の補正量や補正回数を減らすことができる。よって、このような自動運転装置１１０及び学習装置１４０を備える油圧ショベル１００は、建設機械に特有の制約に確実に対応した運転計画に従ってフロント作業装置１０３の自動運転を制御することができる。
In the
［その他］
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、或る実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、或る実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
[others]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, it is possible to replace a part of the configuration of a certain embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of a certain embodiment. In addition, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路にて設計する等によりハードウェアによって実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアによって実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テープ、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（solid state drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。 Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in part or in whole by hardware, for example by designing them in an integrated circuit. Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, etc. may be realized by software, in which a processor interprets and executes a program that realizes each function. Information on the programs, tapes, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (solid state drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも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もよい。 In addition, the control lines and information lines shown are those considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines on the product are necessarily shown. In reality, it can be assumed that almost all components are interconnected.
２０…計測装置、１００…油圧ショベル、１０３…フロント作業装置、１１０…自動運転装置、１１１…軌跡生成部、１１２…軌跡判定部、１１３…軌跡補正部、１１４…運転制御部、１３０…軌跡計測装置、１４０…学習装置、１４１…学習判定部、１４２…学習部 20...Measuring device, 100...Hydraulic excavator, 103...Front working device, 110...Automatic driving device, 111...Trajectory generating unit, 112...Trajectory determining unit, 113...Trajectory correcting unit, 114...Driving control unit, 130...Trajectory measuring device, 140...Learning device, 141...Learning determining unit, 142...Learning unit
Claims (15)
前記建設機械の周辺の地形及び物体を含む周辺環境を計測する計測装置と、
前記作業装置の自動運転を制御する自動運転装置と、を備え、
前記自動運転装置は、
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記作業装置の運転中に前記作業装置が通ることが予測される軌跡を生成する軌跡生成部と、
前記軌跡生成部により生成された前記軌跡が予め設定された制約条件を満たすか否かを判定する軌跡判定部と、
前記軌跡判定部により前記軌跡が前記制約条件を満たさない場合に前記軌跡を補正する軌跡補正部と、
前記軌跡判定部により前記制約条件を満たすと判定された前記軌跡、又は、前記軌跡補正部により補正された前記軌跡に応じて、前記作業装置の運転を制御する運転制御部と、を有し、
前記制約条件は、前記建設機械自体に起因する制約条件であって前記油圧アクチュエータに供給するべき前記作動油の流量として前記油圧ポンプに要求される吐出流量が前記油圧ポンプの最大吐出流量以下であることを含む内的条件、及び、前記建設機械の外部に起因する外的条件の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする建設機械。 A construction machine provided with a working device , a hydraulic actuator that drives the working device, and a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic actuator ,
A measuring device that measures the surrounding environment including the topography and objects around the construction machine;
An automatic operation device that controls automatic operation of the working device,
The automatic driving device includes:
a trajectory generating unit that generates a trajectory that is predicted to be taken by the working device during operation of the working device based on a measurement result of the measuring device;
a trajectory determination unit that determines whether the trajectory generated by the trajectory generation unit satisfies a preset constraint condition;
a trajectory correction unit that corrects the trajectory when the trajectory determination unit determines that the trajectory does not satisfy the constraint condition;
an operation control unit that controls operation of the working device in accordance with the trajectory determined by the trajectory determination unit to satisfy the constraint condition or the trajectory corrected by the trajectory correction unit,
the constraint conditions include at least one of internal conditions, which are constraint conditions attributable to the construction machine itself and include a requirement that the discharge flow rate required of the hydraulic pump as the flow rate of the working oil to be supplied to the hydraulic actuator be equal to or less than a maximum discharge flow rate of the hydraulic pump, and external conditions attributable to the outside of the construction machine.
前記建設機械の周辺の地形及び物体を含む周辺環境を計測する計測装置と、A measuring device that measures the surrounding environment including the topography and objects around the construction machine;
前記フロント作業装置の自動運転を制御する自動運転装置と、を備え、an automatic driving device that controls automatic driving of the front working mechanism,
前記自動運転装置は、The automatic driving device includes:
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記フロント作業装置の運転中に前記フロント作業装置が通ることが予測される軌跡を生成する軌跡生成部と、a trajectory generating unit that generates a trajectory that is predicted to be passed by the front working implement during operation of the front working implement based on a measurement result of the measuring device;
前記軌跡生成部により生成された前記軌跡が予め設定された制約条件を満たすか否かを判定する軌跡判定部と、a trajectory determination unit that determines whether the trajectory generated by the trajectory generation unit satisfies a preset constraint condition;
前記軌跡判定部により前記軌跡が前記制約条件を満たさない場合に前記軌跡を補正する軌跡補正部と、a trajectory correction unit that corrects the trajectory when the trajectory determination unit determines that the trajectory does not satisfy the constraint condition;
前記軌跡判定部により前記制約条件を満たすと判定された前記軌跡、又は、前記軌跡補正部により補正された前記軌跡に応じて、前記フロント作業装置の運転を制御する運転制御部と、を有し、a driving control unit that controls driving of the front working implement in accordance with the trajectory determined by the trajectory determination unit as satisfying the constraint condition or the trajectory corrected by the trajectory correction unit,
前記制約条件は、前記建設機械自体に起因する内的条件、及び、前記建設機械の外部に起因する制約条件であって前記フロント作業装置が前記他の建設機械に前記掘削物を放出する際の前記掘削物の放出速度の大きさについての制約条件を含む外的条件の少なくとも１つを含むThe constraint conditions include at least one of an internal condition caused by the construction machine itself, and an external condition caused by the outside of the construction machine, which includes a constraint condition regarding the magnitude of the discharge speed of the excavated material when the front working implement discharges the excavated material to the other construction machine.
ことを特徴とする建設機械。A construction machine characterized by:
前記軌跡補正部は、前記油圧ポンプに要求される前記吐出流量が前記最大吐出流量以下でないと判定された場合、前記最大吐出流量以下となるよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 the trajectory determination unit determines whether or not the discharge flow rate required of the hydraulic pump when the working device is operated along the trajectory generated by the trajectory generation unit is equal to or less than the maximum discharge flow rate;
2. The construction machine according to claim 1, wherein the trajectory correction unit corrects the trajectory so that the discharge flow rate required of the hydraulic pump is equal to or less than the maximum discharge flow rate when it is determined that the discharge flow rate required of the hydraulic pump is not equal to or less than the maximum discharge flow rate.
前記軌跡判定部には、前記内的条件として、前記フロント作業装置が前記フロント作業装置の可動範囲内で動作することが予め設定されており、
前記軌跡判定部は、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡を通って前記フロント作業装置を運転する場合に前記フロント作業装置が前記可動範囲内で動作するか否かを判定し、
前記軌跡補正部は、前記フロント作業装置が前記可動範囲内で動作しないと判定された場合、前記可動範囲内で動作するよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 the working implement is a multi-joint front working implement,
the internal condition set in advance in the trajectory determination unit is that the front working implement moves within a movable range of the front working implement,
the trajectory determination unit determines whether or not the front working implement operates within the movable range when the front working implement is driven along the trajectory generated by the trajectory generation unit;
2. The construction machine according to claim 1, wherein the trajectory correction unit corrects the trajectory so that the front working implement moves within the movable range when it is determined that the front working implement does not move within the movable range.
前記軌跡判定部は、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡を通って前記作業装置を運転する場合に前記作業装置が前記接近限界距離以上に離隔して動作するか否かを判定し、
前記軌跡判定部は、前記作業装置が前記接近限界距離以上に離隔して動作しないと判定された場合、前記接近限界距離以上に離隔して動作するよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 The trajectory determination unit has a preset external condition that the working device operates at a distance greater than a close limit distance from the object in the vicinity of the construction machine,
the trajectory determination unit determines whether or not the working device will operate at a distance equal to or greater than the approach limit distance when the working device is operated along the trajectory generated by the trajectory generation unit,
The construction machine according to claim 1, characterized in that, when it is determined that the working implement does not operate at a distance equal to or greater than the approach limit distance, the trajectory determination unit corrects the trajectory so that the working implement operates at a distance equal to or greater than the approach limit distance.
前記軌跡判定部は、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡を通って前記作業装置を運転する場合に前記作業装置の前記動作加速度の大きさが前記最大動作加速度の大きさ以下であるか否かを判定し、
前記軌跡補正部は、前記作業装置の前記動作加速度の大きさが前記最大動作加速度の大きさ以下でないと判定された場合、前記動作加速度の大きさが前記最大動作加速度の大きさ以下になるよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 The trajectory determination unit has a preset internal condition that the magnitude of the motion acceleration of the work device is equal to or less than a maximum motion acceleration determined in accordance with a load applied to the construction machine by the motion of the work device,
the trajectory determination unit determines whether or not a magnitude of the motion acceleration of the working device is equal to or less than a magnitude of the maximum motion acceleration when the working device is operated along the trajectory generated by the trajectory generation unit;
The construction machine according to claim 1, characterized in that, when it is determined that the magnitude of the operating acceleration of the work device is not equal to or less than the maximum operating acceleration, the trajectory correction unit corrects the trajectory so that the magnitude of the operating acceleration is equal to or less than the maximum operating acceleration.
前記軌跡判定部は、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡を通って前記フロント作業装置を運転する場合に前記フロント作業装置の前記放出速度の大きさが前記最大放出速度の大きさ以下であるか否かを判定し、
前記軌跡補正部は、前記フロント作業装置の前記放出速度の大きさが前記最大放出速度の大きさ以下でないと判定された場合、前記放出速度の大きさが前記最大放出速度の大きさ以下になるよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の建設機械。 a preset setting in the trajectory determination unit as the external condition that a magnitude of a discharge speed of the excavated material in the front working implement is equal to or less than a maximum discharge speed determined in accordance with an impact applied to the other construction machine by the discharge of the excavated material,
the trajectory determination unit determines whether or not a magnitude of the release speed of the front working implement is equal to or less than a magnitude of the maximum release speed when the front working implement is driven along the trajectory generated by the trajectory generation unit;
3. The construction machine according to claim 2, wherein, when it is determined that the magnitude of the release speed of the front working implement is not equal to or less than the maximum release speed, the trajectory correction unit corrects the trajectory so that the magnitude of the release speed is equal to or less than the maximum release speed.
前記軌跡判定部は、前記軌跡生成部により生成された前記軌跡を通って前記作業装置を運転する場合に前記作業装置の前記動作が前記禁止動作に該当しないか否かを判定し、
前記軌跡補正部は、前記作業装置の前記動作が前記禁止動作に該当すると判定された場合、前記作業装置の前記動作が前記禁止動作に該当しないよう前記軌跡を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 The trajectory determination unit has a preset external condition that the operation of the work device does not correspond to a prohibited operation at a work site,
the trajectory determination unit determines whether or not the movement of the working device corresponds to the prohibited movement when the working device is operated along the trajectory generated by the trajectory generation unit;
The construction machine according to claim 1, characterized in that, when it is determined that the movement of the work device corresponds to the prohibited movement, the trajectory correction unit corrects the trajectory so that the movement of the work device does not correspond to the prohibited movement.
前記軌跡生成部を生成する学習装置と、を更に備え、
前記学習装置は、
前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡が予め設定された学習条件を満たすか否かを判定する学習判定部と、
前記学習判定部により前記学習条件を満たすと判定された前記学習用の軌跡と、前記計測装置により計測された前記周辺環境との関係を前記軌跡生成部に学習させる学習処理を行う学習部と、を有し、
前記学習条件は、前記建設機械自体に起因する内的条件、及び、前記建設機械の外部に起因する外的条件の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 a trajectory measuring device that measures a learning trajectory traveled by the working device while an operator is operating the working device;
A learning device for generating the trajectory generation unit,
The learning device includes:
a learning determination unit that determines whether or not the learning trajectory measured by the trajectory measurement device satisfies a preset learning condition;
a learning unit that performs a learning process to cause the trajectory generating unit to learn a relationship between the learning trajectory determined by the learning determination unit to satisfy the learning condition and the surrounding environment measured by the measurement device,
2. The construction machine according to claim 1, wherein the learning conditions include at least one of an internal condition caused by the construction machine itself and an external condition caused by an external factor of the construction machine.
前記学習判定部は、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を通って運転された前記作業装置の前記作業量が、前記規定量を確保できたか否かを判定し、
前記学習部は、前記作業量が前記規定量を確保できたと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 The learning determination unit is configured to preset, as the external condition, that a specified amount of work performed by the working device has been ensured,
the learning determination unit determines whether or not the amount of work performed by the working device operated along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device has ensured the specified amount;
The construction machine according to claim 9, characterized in that, when it is determined that the work volume has been secured at the specified volume, the learning unit targets the learning trajectory measured by the trajectory measuring device for the learning process.
前記学習判定部は、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を通って運転された前記作業装置が前記接近限界距離以上に離隔して動作したか否かを判定し、
前記学習部は、前記作業装置が前記接近限界距離以上に離隔して動作したと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 The learning determination unit has a preset external condition that the working device has been operated at a distance equal to or greater than a closeness limit distance from the object in the vicinity of the construction machine,
the learning determination unit determines whether or not the working device, which has been operated along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device, has operated at a distance equal to or greater than the approach limit distance,
The construction machine according to claim 9, characterized in that, when it is determined that the working implement has operated at a distance equal to or greater than the approach limit distance, the learning unit targets the learning trajectory measured by the trajectory measuring device for the learning process.
前記学習判定部は、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を通って運転された前記作業装置の前記動作加速度の大きさが前記最大動作加速度の大きさ以下であったか否かを判定し、
前記学習部は、前記作業装置の前記動作加速度の大きさが前記最大動作加速度の大きさ以下であったと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 The learning determination unit has a preset internal condition that the magnitude of the motion acceleration of the working device is equal to or less than a maximum motion acceleration determined in accordance with a load applied to the construction machine by the motion of the working device,
the learning determination unit determines whether or not a magnitude of the motion acceleration of the working device operated along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device is equal to or less than a magnitude of the maximum motion acceleration;
The construction machine according to claim 9, characterized in that, when it is determined that the magnitude of the motion acceleration of the working device is equal to or less than the magnitude of the maximum motion acceleration, the learning unit targets the learning trajectory measured by the trajectory measuring device as the target of the learning process.
前記学習判定部には、前記外的条件として、前記フロント作業装置における前記掘削物の放出速度の大きさが、前記掘削物の放出によって前記他の建設機械に加わる衝撃に応じて定められた最大放出速度の大きさ以下であったことが予め設定されており、
前記学習判定部は、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を通って運転された前記フロント作業装置の前記放出速度の大きさが前記最大放出速度の大きさ以下であったか否かを判定し、
前記学習部は、前記フロント作業装置の前記放出速度の大きさが前記最大放出速度の大きさ以下であったと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 The working device is a front working device that excavates an excavation target and releases the excavated material to another construction machine,
the learning determination unit has preset, as the external condition, a condition that the magnitude of the release speed of the excavated material in the front working implement is equal to or less than a maximum release speed determined in accordance with an impact applied to the other construction machine by the release of the excavated material,
the learning determination unit determines whether or not a magnitude of the release speed of the front working implement driven along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device is equal to or less than a magnitude of the maximum release speed,
10. The construction machine according to claim 9, wherein the learning section, when it is determined that the magnitude of the release speed of the front working implement is equal to or less than the maximum release speed, subjects the learning trajectory measured by the trajectory measuring device to the learning process.
前記学習判定部は、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を通って運転された前記作業装置の前記動作が前記禁止動作に該当しなかったか否かを判定し、
前記学習部は、前記作業装置の前記動作が前記禁止動作に該当しなかったと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 The learning determination unit is configured in advance to determine, as the external condition, that the operation of the working device does not correspond to a prohibited operation at a work site,
the learning determination unit determines whether or not the operation of the working device operated along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device does not correspond to the prohibited operation;
The construction machine according to claim 9, characterized in that, when it is determined that the operation of the work implement does not correspond to the prohibited operation, the learning unit sets the learning trajectory measured by the trajectory measuring device as the subject of the learning process.
前記学習部は、前記作業装置の前記運転シーンが前記学習対象シーンあったと判定された場合、前記軌跡計測装置により計測された前記学習用の軌跡を前記学習処理の対象とする
ことを特徴とする請求項９に記載の建設機械。 the learning determination unit determines whether or not a driving scene of the working device in which the working device is driven along the learning trajectory measured by the trajectory measurement device is a predetermined learning target scene;
The construction machine according to claim 9, characterized in that, when it is determined that the driving scene of the work device is the learning target scene, the learning unit targets the learning trajectory measured by the trajectory measurement device for the learning process.
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