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JP7799952B2 - Support devices, work machines, and programs - Google Patents
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JP7799952B2 - Support devices, work machines, and programs - Google Patents

Support devices, work machines, and programs

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JP7799952B2 JP2022060273A JP2022060273A JP7799952B2 JP 7799952 B2 JP7799952 B2 JP 7799952B2 JP 2022060273 A JP2022060273 A JP 2022060273A JP 2022060273 A JP2022060273 A JP 2022060273A JP 7799952 B2 JP7799952 B2 JP 7799952B2
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Description

本開示は、作業機械の支援装置等に関する。 This disclosure relates to support devices for work machines, etc.

例えば、ティーチングポイントを設定し、そのティーチングポイントに基づき作業機械の作業部位の軌道を生成する技術が開示されている(特許文献1参照)。 For example, a technology has been disclosed in which teaching points are set and a trajectory for the working part of a work machine is generated based on those teaching points (see Patent Document 1).

特開2021-50576号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-50576

しかしながら、例えば、特許文献1では、実施にショベルを操作し作業機械を動作させることによってティーチングポイントを設定する必要があり、その結果、作業部位の目標軌道の生成に多くの時間や手間が必要になる可能性がある。 However, for example, in Patent Document 1, it is necessary to set teaching points by actually operating a shovel and operating the work machine, which can result in a lot of time and effort being required to generate the target trajectory for the work area.

そこで、上記課題に鑑み、作業機械の作業部位の軌道をより容易に生成することが可能な技術を提供することを目的とする。 In view of the above issues, the objective is to provide technology that can more easily generate the trajectory of the working part of a work machine.

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
作業機械の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されるデータに基づき、前記作業対象の形状を表す画像を表示する表示部と、
前記作業対象の形状における前記作業機械の動作時の目標となる点を設定する設定部と、
前記取得部により取得されるデータ、前記作業対象の目標形状、及び前記設定部により設定される点に基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を生成する生成部と、を備える、
支援装置が提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present disclosure,
an acquisition unit that acquires data relating to the shape of a work target in the vicinity of the work machine;
a display unit that displays an image representing the shape of the work object based on the data acquired by the acquisition unit;
a setting unit that sets a point on the shape of the work object that will be a target when the work machine is operating;
a generation unit that generates a trajectory of a working portion of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit, the target shape of the work object, and the points set by the setting unit,
Support devices are provided.

また、本開示の他の実施形態では、
上述の支援装置を備える、
作業機械が提供される。
In another embodiment of the present disclosure,
The above-mentioned support device is provided.
A work machine is provided.

また、本開示の更に他の実施形態では、
支援装置に、
作業機械の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得されるデータに基づき、前記作業対象の形状を表す画像を表示部に表示させる表示ステップと、
前記作業対象の形状における前記作業機械の動作時の目標となる点を設定する設定ステップと、
前記取得ステップで取得されるデータ、前記作業対象の目標形状、及び前記設定ステップで設定される点に基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を生成する生成ステップと、を実行させる、
プログラムが提供される。
In still another embodiment of the present disclosure,
Support devices include:
an acquisition step of acquiring data relating to the shape of a work object around the work machine;
a display step of displaying an image representing the shape of the work object on a display unit based on the data acquired in the acquisition step;
a setting step of setting a point on the shape of the work object that will be a target when the work machine is operating;
a generating step of generating a trajectory of a working portion of the work machine based on the data acquired in the acquiring step, the target shape of the work object, and the points set in the setting step;
Programs are offered.

上述の実施形態によれば、作業機械の作業部位の軌道をより容易に生成することができる。 The above-described embodiment makes it easier to generate the trajectory of the working part of a work machine.

稼働支援システムの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of an operation support system. ショベルの一例を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing an example of a shovel. ショベルの遠隔操作に関する構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration for remotely controlling a shovel. ショベルのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the shovel. 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a hardware configuration of an information processing device. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a functional configuration related to generation of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen related to generation of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する画面の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of a screen relating to generation of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する画面の更に他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing yet another example of a screen relating to generation of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a process for generating a target trajectory of a working portion of a shovel.

以下、図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.

[稼働支援システムの概要]
まず、図1~図3を参照して、本実施形態に係る稼働支援システムSYSの概要について説明をする。
[Outline of the operation support system]
First, an overview of the operation support system SYS according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、稼働支援システムSYSの一例を示す図である。図1において、ショベル100は、左側面図が示される。図2は、ショベル100の一例を示す上面図である。図3は、ショベルの遠隔操作に関する構成の一例を示す図である。以下、ショベル100の上面視でアタッチメントATが延び出す方向(図2の上方向)を"前"と規定して、ショベル100における方向、或いは、ショベル100から見た方向を説明する場合がある。 Figure 1 is a diagram showing an example of an operation support system SYS. In Figure 1, a left side view of the shovel 100 is shown. Figure 2 is a top view showing an example of the shovel 100. Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration related to remote operation of the shovel. Hereinafter, the direction in which the attachment AT extends when viewed from above the shovel 100 (upward in Figure 2) will be defined as "front," and directions on the shovel 100 or directions seen from the shovel 100 may be described.

図1に示すように、稼働支援システムSYSは、ショベル100と、情報処理装置200とを含む。 As shown in FIG. 1, the operation support system SYS includes an excavator 100 and an information processing device 200.

稼働支援システムSYSは、情報処理装置200を用いて、ショベル100と連携し、ショベル100の稼働に関する支援を行う。 The operation support system SYS uses the information processing device 200 to work in conjunction with the excavator 100 and provide support regarding the operation of the excavator 100.

稼働支援システムSYSに含まれるショベル100は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。 The operation support system SYS may include one or more excavators 100.

ショベル100は、稼働支援システムSYSにおいて、稼働に関する支援の対象の作業機械である。 The excavator 100 is a work machine that receives operation support in the operation support system SYS.

図1、図2に示すように、ショベル100は、下部走行体1と、上部旋回体3と、ブーム4、アーム5、及び、バケット6を含むアタッチメントATと、キャビン10とを備える。 As shown in Figures 1 and 2, the excavator 100 comprises a lower traveling body 1, an upper rotating body 3, an attachment AT including a boom 4, an arm 5, and a bucket 6, and a cabin 10.

下部走行体1は、クローラ1Cを用いて、ショベル100を走行させる。クローラ1Cは、左側のクローラ1CL及び右側のクローラ1CRを含む。クローラ1CLは、走行油圧モータ1MLで油圧駆動される。同様に、クローラ1CLは、走行油圧モータ1MRで油圧駆動される。これにより、下部走行体1は、自走することができる。 The undercarriage 1 uses crawlers 1C to propel the excavator 100. The crawlers 1C include a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The crawler 1CL is hydraulically driven by a traveling hydraulic motor 1ML. Similarly, the crawler 1CL is hydraulically driven by a traveling hydraulic motor 1MR. This allows the undercarriage 1 to travel independently.

上部旋回体3は、旋回機構2を介して下部走行体1に旋回可能に搭載される。例えば、上部旋回体3は、旋回油圧モータ2Mで旋回機構2が油圧駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。 The upper rotating body 3 is rotatably mounted on the lower traveling body 1 via the rotating mechanism 2. For example, the upper rotating body 3 rotates relative to the lower traveling body 1 when the rotating mechanism 2 is hydraulically driven by a rotating hydraulic motor 2M.

ブーム4は、左右方向に沿う回転軸を中心として俯仰可能なように、上部旋回体3の前部中央に取り付けられる。アーム5は、左右方向に沿う回転軸を中心として回転可能なように、ブーム4の先端に取り付けられる。バケット6は、左右方向に沿う回転軸を中心として回転可能なように、アーム5の先端に取り付けられる。 The boom 4 is attached to the front center of the upper rotating body 3 so that it can be raised and lowered around a rotation axis that runs in the left-right direction. The arm 5 is attached to the tip of the boom 4 so that it can rotate around a rotation axis that runs in the left-right direction. The bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 so that it can rotate around a rotation axis that runs in the left-right direction.

バケット6は、エンドアタッチメントの一例であり、例えば、掘削作業に用いられる。 The bucket 6 is an example of an end attachment and is used, for example, for excavation work.

バケット6は、ショベル100の作業内容に応じて、適宜交換可能な態様で、アーム5の先端に取り付けられている。つまり、アーム5の先端には、バケット6に代えて、バケット6とは異なる種類のバケット、例えば、相対的に大きい大型バケット、法面用バケット、浚渫用バケット等が取り付けられてもよい。また、アーム5の先端には、バケット以外の種類のエンドアタッチメント、例えば、攪拌機、ブレーカ、クラッシャー等が取り付けられてもよい。また、アーム5と、エンドアタッチメントとの間には、例えば、クイックカップリングやチルトローテータ等の予備アタッチメントが設けられてもよい。 The bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 in a manner that allows it to be replaced as needed depending on the type of work being performed by the excavator 100. In other words, instead of the bucket 6, a different type of bucket, such as a relatively large bucket, a slope bucket, or a dredging bucket, may be attached to the tip of the arm 5. Furthermore, an end attachment other than a bucket, such as a mixer, breaker, or crusher, may also be attached to the tip of the arm 5. Furthermore, a spare attachment, such as a quick coupling or tiltrotator, may be provided between the arm 5 and the end attachment.

ブーム4、アーム5、及び、バケット6は、それぞれ、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及び、バケットシリンダ9により油圧駆動される。 The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9, respectively.

キャビン10は、オペレータが搭乗し、ショベル100を操作するための操縦室である。キャビン10は、例えば、上部旋回体3の前部左側に搭載される。 The cabin 10 is a control room where the operator sits and operates the excavator 100. The cabin 10 is mounted, for example, on the front left side of the upper rotating body 3.

例えば、ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータの操作に応じて、下部走行体1(即ち、左右の一対のクローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を動作させる。 For example, the excavator 100 operates driven elements such as the lower traveling structure 1 (i.e., the pair of left and right crawlers 1CL, 1CR), upper rotating structure 3, boom 4, arm 5, and bucket 6 in response to operations by an operator seated in the cabin 10.

また、ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータによって操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベル100の外部から遠隔操作(リモート操作)が可能に構成されてもよい。ショベル100が遠隔操作される場合、キャビン10の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン10のオペレータの操作装置26に対する操作、及び外部のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。 Furthermore, instead of or in addition to being configured to be operable by an operator inside the cabin 10, the shovel 100 may be configured to be remotely operable from outside the shovel 100. When the shovel 100 is remotely operated, the interior of the cabin 10 may be unmanned. The following explanation will be given on the assumption that operator operation includes at least one of operation of the operating device 26 by the operator inside the cabin 10 and remote operation by an external operator.

例えば、図3に示すように、遠隔操作には、遠隔操作支援装置300で行われるショベル100のアクチュエータに関する操作入力によって、ショベル100が操作される態様が含まれる。 For example, as shown in FIG. 3, remote operation includes a mode in which the shovel 100 is operated by operation input related to the actuator of the shovel 100 performed by the remote operation support device 300.

遠隔操作支援装置300は、例えば、ショベル100の作業を外部から管理する管理センタ等に設けられる。また、遠隔操作支援装置300は、可搬型の操作端末であってもよく、この場合、オペレータは、ショベル100の周辺からショベル100の作業状況を直接確認しながらショベル100の遠隔操作を行うことができる。 The remote operation support device 300 is installed, for example, in a management center that externally manages the work of the shovel 100. The remote operation support device 300 may also be a portable operation terminal, in which case the operator can remotely operate the shovel 100 while directly checking the work status of the shovel 100 from the vicinity of the shovel 100.

ショベル100は、例えば、後述の通信装置60を通じて、後述の撮像装置40が出力する撮像画像に基づくショベル100の前方を含む周辺の様子を表す画像(以下、「周辺画像」)を遠隔操作支援装置300に送信してよい。そして、遠隔操作支援装置300は、ショベル100から受信される画像(周辺画像)を表示装置に表示させてよい。また、ショベル100のキャビン10の内部の出力装置50(表示装置50A)に表示される各種の情報画像(情報画面)は、同様に、遠隔操作支援装置300の表示装置にも表示されてよい。これにより、遠隔操作支援装置300を利用するオペレータは、例えば、表示装置に表示されるショベル100の周辺の様子を表す画像や情報画面等の表示内容を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。そして、ショベル100は、通信装置60により遠隔操作支援装置300から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。 The shovel 100 may transmit, for example, via the communication device 60 described below, an image (hereinafter referred to as a "peripheral image") showing the surrounding area including the area in front of the shovel 100, based on an image captured by the imaging device 40 described below. The remote operation support device 300 may then display the image (peripheral image) received from the shovel 100 on a display device. Various information images (information screens) displayed on the output device 50 (display device 50A) inside the cabin 10 of the shovel 100 may also be displayed on the display device of the remote operation support device 300. This allows the operator using the remote operation support device 300 to remotely operate the shovel 100 while checking, for example, the contents of the images and information screens showing the surrounding area of the shovel 100 displayed on the display device. The excavator 100 may operate actuators and drive driven elements such as the lower traveling body 1, upper rotating body 3, boom 4, arm 5, and bucket 6 in response to remote control signals indicating the content of the remote control, which are received by the communication device 60 from the remote operation support device 300.

また、遠隔操作には、例えば、ショベル100の周囲の人(例えば、作業者)のショベル100に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル100が操作される態様が含まれてよい。具体的には、ショベル100は、自機に搭載される音声入力装置(例えば、マイクロフォン)やジェスチャ入力装置(例えば、撮像装置)等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル100は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1(左右のクローラ1C)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してもよい。 Remote control may also include, for example, a mode in which the shovel 100 is operated by external voice input or gesture input to the shovel 100 by a person (e.g., a worker) around the shovel 100. Specifically, the shovel 100 recognizes voices uttered by surrounding workers and gestures made by the workers through a voice input device (e.g., a microphone) or a gesture input device (e.g., an imaging device) mounted on the shovel 100. The shovel 100 may then operate actuators in accordance with the content of the recognized voices and gestures to drive driven elements such as the lower traveling body 1 (left and right crawlers 1C), upper rotating body 3, boom 4, arm 5, and bucket 6.

また、ショベル100の作業が遠隔監視されてもよい。この場合、遠隔操作支援装置300と同様の機能を有する遠隔監視支援装置が設けられてもよい。遠隔監視支援装置は、例えば、情報処理装置200である。これにより、遠隔監視支援装置のユーザである監視者は、遠隔監視支援装置の表示装置に表示される周辺画像を確認しながら、ショベル100の作業の状況を監視することができる。また、例えば、監視者は、安全性の観点から必要と判断した場合、遠隔監視支援装置の入力装置を用いて、所定の入力を行うことによって、ショベル100のオペレータによる操作に介入し緊急停止させることができる。 The work of the shovel 100 may also be remotely monitored. In this case, a remote monitoring support device having the same functions as the remote operation support device 300 may be provided. The remote monitoring support device is, for example, the information processing device 200. This allows a monitor, who is the user of the remote monitoring support device, to monitor the status of the work of the shovel 100 while checking the surrounding image displayed on the display device of the remote monitoring support device. Furthermore, for example, if the monitor determines it is necessary from a safety perspective, the monitor can intervene in the operation of the operator of the shovel 100 and cause an emergency stop by making a specified input using the input device of the remote monitoring support device.

情報処理装置200は、ショベル100と通信を行うことにより相互に連携し、ショベル100の稼働に関する支援を行う。 The information processing device 200 communicates with the shovel 100 to cooperate with it and provide support for the operation of the shovel 100.

情報処理装置200は、例えば、ショベル100の作業現場内の管理事務所、或いは、ショベル100の作業現場とは異なる場所にある、ショベル100の稼働状況等を管理する管理センタ等に設置されるサーバや管理用の端末装置である。管理用の端末装置は、例えば、デスクトップ型のPC(Personal Computer)等の定置型の端末装置であってもよいし、タブレット端末、スマートフォン、ラップトップ型のPC等の可搬型の端末装置(携帯端末)であってもよい。後者の場合、作業現場の作業者や作業を監督する監督者や作業現場を管理する管理者等は、可搬型の情報処理装置200を所持して作業現場内を移動することができる。また、後者の場合、オペレータは、例えば、可搬型の情報処理装置200をショベル100のキャビンに持ち込むことができる。 The information processing device 200 is a server or management terminal device installed, for example, in an administrative office within the work site of the shovel 100, or in a management center that manages the operating status of the shovel 100 and is located in a location different from the work site of the shovel 100. The management terminal device may be, for example, a fixed terminal device such as a desktop PC (Personal Computer), or a portable terminal device (mobile terminal) such as a tablet terminal, smartphone, or laptop PC. In the latter case, workers at the work site, supervisors who oversee the work, managers who manage the work site, etc. can move around the work site carrying the portable information processing device 200. In the latter case, the operator can, for example, bring the portable information processing device 200 into the cabin of the shovel 100.

情報処理装置200は、例えば、ショベル100から稼働状態に関するデータを取得する。これにより、情報処理装置200は、ショベル100の稼働状態を把握し、ショベル100の異常の有無等を監視することができる。また、情報処理装置200は、後述の表示装置208を通じて、ショベル100の稼働状態に関するデータを表示し、ユーザに確認させることができる。 The information processing device 200, for example, acquires data relating to the operating status from the shovel 100. This allows the information processing device 200 to grasp the operating status of the shovel 100 and monitor the presence or absence of abnormalities in the shovel 100. The information processing device 200 can also display data relating to the operating status of the shovel 100 via the display device 208 (described below) so that the user can check it.

また、情報処理装置200は、例えば、ショベル100にコントローラ30等の処理で利用されるプログラムや参照データ等の各種データをショベル100に送信する。これにより、ショベル100は、情報処理装置200からダウンロードされる各種データを用いて、ショベル100の稼働に関する各種の処理を行うことができる。 The information processing device 200 also transmits to the shovel 100 various data, such as programs and reference data used in the processing of the controller 30, etc., to the shovel 100. This allows the shovel 100 to perform various processes related to the operation of the shovel 100 using the various data downloaded from the information processing device 200.

[稼働支援システムのハードウェア構成]
次に、図1~図3に加えて、図4、図5を参照して、稼働支援システムSYSのハードウェア構成について説明する。
[Hardware configuration of the operation support system]
Next, the hardware configuration of the operation support system SYS will be described with reference to FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. 1 to 3.

<ショベルのハードウェア構成>
図4は、ショベル100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
<Excavator hardware configuration>
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the shovel 100.

尚、図4では、機械的動力が伝達される経路は二重線、油圧アクチュエータを駆動する高圧の作動油が流れる経路は実線、パイロット圧が伝達される経路は破線、電気信号が伝達される経路は点線でそれぞれ示される。 In Figure 4, the paths through which mechanical power is transmitted are indicated by double lines, the paths through which high-pressure hydraulic oil that drives the hydraulic actuator flows are indicated by solid lines, the paths through which pilot pressure is transmitted are indicated by dashed lines, and the paths through which electrical signals are transmitted are indicated by dotted lines.

ショベル100は、被駆動要素の油圧駆動に関する油圧駆動系、被駆動要素の操作に関する操作系、ユーザとの情報のやり取りに関するユーザインタフェース系、外部との通信に関する通信系、及び各種制御に関する制御系等のそれぞれの構成要素を含む。 The excavator 100 includes various components, such as a hydraulic drive system for hydraulically driving the driven elements, an operation system for operating the driven elements, a user interface system for exchanging information with the user, a communication system for communicating with the outside world, and a control system for various controls.

≪油圧駆動系≫
図4に示すように、ショベル100の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体1(左右のクローラ1C)、上部旋回体3、及びアタッチメントAT等の被駆動要素のそれぞれを油圧駆動する油圧アクチュエータHAを含む。また、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、エンジン11と、レギュレータ13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17とを含む。
<Hydraulic drive system>
4, the hydraulic drive system of the excavator 100 includes hydraulic actuators HA that hydraulically drive each of the driven elements such as the lower traveling body 1 (left and right crawlers 1C), the upper rotating body 3, and the attachment AT, as described above. The hydraulic drive system of the excavator 100 according to this embodiment also includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, and a control valve 17.

油圧アクチュエータHAには、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2M、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等が含まれる。 The hydraulic actuator HA includes travel hydraulic motors 1ML, 1MR, swing hydraulic motor 2M, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9.

尚、ショベル100は、油圧アクチュエータHAの一部又は全部が電動アクチュエータに置換されてもよい。つまり、ショベル100は、ハイブリッドショベルや電動ショベルであってもよい。 In addition, the excavator 100 may have some or all of the hydraulic actuators HA replaced with electric actuators. In other words, the excavator 100 may be a hybrid excavator or an electric excavator.

エンジン11は、ショベル100の原動機であり、油圧駆動系におけるメイン動力源である。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン11は、例えば、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、後述するコントローラ30による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。 The engine 11 is the prime mover of the excavator 100 and the main power source in the hydraulic drive system. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel. The engine 11 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3. The engine 11 rotates at a constant speed at a preset target speed under direct or indirect control by the controller 30 (described below), and drives the main pump 14 and pilot pump 15.

尚、エンジン11に代えて、或いは、加えて、他の原動機(例えば、電動機)等がショベル100に搭載されてもよい。 In addition, other prime movers (e.g., electric motors) may be installed in the excavator 100 instead of or in addition to the engine 11.

レギュレータ13は、コントローラ30の制御下で、メインポンプ14の吐出量を制御(調節)する。例えば、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じて、メインポンプ14の斜板の角度(以下、「傾転角」)を調節する。 The regulator 13 controls (adjusts) the discharge rate of the main pump 14 under the control of the controller 30. For example, the regulator 13 adjusts the angle of the swash plate of the main pump 14 (hereinafter referred to as the "tilt angle") in response to a control command from the controller 30.

メインポンプ14は、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。メインポンプ14は、上述の如く、エンジン11により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ30の制御下で、レギュレータ13により斜板の傾転角が調節されることによりピストンのストローク長が調整され、吐出流量や吐出圧が制御される。 The main pump 14 supplies hydraulic oil to the control valve 17 through a high-pressure hydraulic line. The main pump 14 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3, similar to the engine 11. As described above, the main pump 14 is driven by the engine 11. The main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and as described above, under the control of the controller 30, the tilt angle of the swash plate is adjusted by the regulator 13, thereby adjusting the piston stroke length and controlling the discharge flow rate and discharge pressure.

コントロールバルブ17は、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作の内容、或いは、自動運転機能に対応する操作指令に応じて、油圧アクチュエータHAを駆動する。コントロールバルブ17は、例えば、上部旋回体3の中央部に搭載される。コントロールバルブ17は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ14と接続され、メインポンプ14から供給される作動油を、オペレータの操作、或いは、自動運転機能に対応する操作指令に応じて、それぞれの油圧アクチュエータに選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14から油圧アクチュエータHAのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁(「方向切換弁」とも称する)を含む。 The control valve 17 drives the hydraulic actuators HA in response to the operator's operation of the operating device 26, the details of remote operation, or operation commands corresponding to the automatic operation function. The control valve 17 is mounted, for example, in the center of the upper rotating body 3. As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high-pressure hydraulic line, and selectively supplies hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator in response to the operator's operation or operation commands corresponding to the automatic operation function. Specifically, the control valve 17 includes multiple control valves (also referred to as "directional control valves") that control the flow rate and direction of hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator HA.

≪操作系≫
図4に示すように、ショベル100の操作系は、パイロットポンプ15と、操作装置26と、油圧制御弁31と、シャトル弁32と、油圧制御弁33とを含む。
≪Operation system≫
As shown in FIG. 4 , the operating system of the excavator 100 includes a pilot pump 15 , an operating device 26 , a hydraulic control valve 31 , a shuttle valve 32 , and a hydraulic control valve 33 .

パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン11により駆動される。 The pilot pump 15 supplies pilot pressure to various hydraulic equipment via a pilot line 25. The pilot pump 15 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3, similar to the engine 11. The pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.

尚、パイロットポンプ15は、省略されてもよい。この場合、メインポンプ14から吐出される相対的に高い圧力の作動油が所定の減圧弁により減圧された後の相対的に低い圧力の作動油がパイロット圧として各種油圧機器に供給されてよい。 The pilot pump 15 may be omitted. In this case, the relatively high-pressure hydraulic oil discharged from the main pump 14 may be reduced in pressure by a specified pressure reducing valve, and the resulting relatively low-pressure hydraulic oil may be supplied to various hydraulic equipment as pilot pressure.

操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素の操作を行うために用いられる。具体的には、操作装置26は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータHAの操作を行うために用いられ、その結果として、油圧アクチュエータHAの駆動対象の被駆動要素のオペレータによる操作を実現することができる。操作装置26は、それぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータHA)を操作するためのペダル装置やレバー装置を含む。 The operating device 26 is provided near the cockpit of the cabin 10 and is used by the operator to operate the various driven elements. Specifically, the operating device 26 is used by the operator to operate the hydraulic actuators HA that drive each driven element, thereby enabling the operator to operate the driven elements that are driven by the hydraulic actuators HA. The operating device 26 includes pedal devices and lever devices for operating each driven element (hydraulic actuator HA).

例えば、図4に示すように、操作装置26は、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置26は、パイロットライン25及びそこから分岐するパイロットライン25Aを通じてパイロットポンプ15から供給される作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を二次側のパイロットライン27Aに出力する。パイロットライン27Aは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続され、シャトル弁32の出口ポートに接続されるパイロットライン27を介して、コントロールバルブ17に接続される。これにより、コントロールバルブ17には、シャトル弁32を介して、操作装置26における各種被駆動要素(油圧アクチュエータHA)に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ17は、オペレータ等による操作装置26に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動することができる。 For example, as shown in FIG. 4, the operating device 26 is a hydraulic pilot type. Specifically, the operating device 26 uses hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 through the pilot line 25 and a pilot line 25A branching from the pilot line 25, and outputs a pilot pressure corresponding to the operation to the secondary pilot line 27A. The pilot line 27A is connected to one inlet port of the shuttle valve 32 and to the control valve 17 via the pilot line 27, which is connected to the outlet port of the shuttle valve 32. This allows pilot pressure corresponding to the operation of the various driven elements (hydraulic actuators HA) in the operating device 26 to be input to the control valve 17 via the shuttle valve 32. Therefore, the control valve 17 can drive each hydraulic actuator HA according to the operation of the operating device 26 by an operator or the like.

また、操作装置26は、電気式であってもよい。この場合、パイロットライン27A、シャトル弁32、及び油圧制御弁33は省略される。具体的には、操作装置26は、操作内容に応じた電気信号(以下、「操作信号」)を出力し、操作信号は、コントローラ30に取り込まれる。そして、コントローラ30は、操作信号の内容に応じた制御指令、つまり、操作装置26に対する操作内容に応じた制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、油圧制御弁31からコントロールバルブ17に操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ17は、操作装置26の操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動することができる。 The operating device 26 may also be electrical. In this case, the pilot line 27A, shuttle valve 32, and hydraulic control valve 33 are omitted. Specifically, the operating device 26 outputs an electrical signal (hereinafter referred to as the "operation signal") corresponding to the operation content, and the operation signal is input to the controller 30. The controller 30 then outputs a control command corresponding to the operation signal, i.e., a control signal corresponding to the operation content of the operating device 26, to the hydraulic control valve 31. As a result, a pilot pressure corresponding to the operation content of the operating device 26 is input from the hydraulic control valve 31 to the control valve 17, and the control valve 17 can drive each hydraulic actuator HA according to the operation content of the operating device 26.

また、コントロールバルブ17に内蔵される、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動する制御弁(方向切換弁)は、電磁ソレノイド式であってもよい。この場合、操作装置26から出力される操作信号がコントロールバルブ17に、即ち、電磁ソレノイド式の制御弁に直接入力されてもよい。 In addition, the control valves (directional control valves) built into the control valve 17 that drive each hydraulic actuator HA may be of the electromagnetic solenoid type. In this case, the operation signal output from the operating device 26 may be input directly to the control valve 17, i.e., the electromagnetic solenoid type control valve.

また、上述の如く、油圧アクチュエータHAの一部又は全部は電動アクチュエータに置換されてもよい。この場合、コントローラ30は、操作装置26の操作内容や遠隔操作信号で規定される遠隔操作の内容に応じた制御指令を電動アクチュエータ或いは電動アクチュエータを駆動するドライバ等に出力してよい。また、ショベル100が遠隔操作される場合、操作装置26は省略されてもよい。 Furthermore, as described above, some or all of the hydraulic actuators HA may be replaced with electric actuators. In this case, the controller 30 may output control commands to the electric actuators or a driver that drives the electric actuators, depending on the operation content of the operating device 26 and the remote operation content specified by the remote operation signal. Furthermore, if the excavator 100 is remotely operated, the operating device 26 may be omitted.

油圧制御弁31は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータHA)ごと且つ被駆動要素(油圧アクチュエータHA)の駆動方向(例えば、ブーム4の上げ方向及び下げ方向)ごとに設けられる。つまり、複動式である油圧アクチュエータHAごとに、2つの油圧制御弁31が設けられる。油圧制御弁31は、例えば、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17との間のパイロットライン25Bに設けられ、その流路面積(即ち、作動油が通流可能な断面積)を変更可能に構成されてよい。これにより、油圧制御弁31は、パイロットライン25Bを通じて供給されるパイロットポンプ15の作動油を利用して、所定のパイロット圧を二次側のパイロットライン27Bに出力することができる。そのため、油圧制御弁31は、パイロットライン27Bとパイロットライン27の間のシャトル弁32を通じて、間接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。よって、コントローラ30は、油圧制御弁31から自動運転機能に対応する操作指令に応じたパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、自動運転機能によるショベル100の動作を実現することができる。 A hydraulic control valve 31 is provided for each driven element (hydraulic actuator HA) operated by the operating device 26 and for each drive direction of the driven element (hydraulic actuator HA) (e.g., the raising and lowering directions of the boom 4). In other words, two hydraulic control valves 31 are provided for each double-acting hydraulic actuator HA. The hydraulic control valve 31 may be provided, for example, in the pilot line 25B between the pilot pump 15 and the control valve 17 and configured to change its flow area (i.e., the cross-sectional area through which hydraulic oil can flow). This allows the hydraulic control valve 31 to output a predetermined pilot pressure to the secondary pilot line 27B using hydraulic oil from the pilot pump 15 supplied through the pilot line 25B. Therefore, the hydraulic control valve 31 can indirectly apply a predetermined pilot pressure to the control valve 17 in response to a control signal from the controller 30 via the shuttle valve 32 between the pilot line 27B and the pilot line 27B. Therefore, the controller 30 causes the hydraulic control valve 31 to supply pilot pressure to the control valve 17 in accordance with the operation command corresponding to the automatic operation function, thereby enabling the operation of the excavator 100 using the automatic operation function.

また、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御し、ショベル100の遠隔操作を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、通信装置60によって、遠隔操作支援装置300から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から遠隔操作の内容に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの遠隔操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 The controller 30 may also control, for example, the hydraulic control valve 31 to realize remote operation of the excavator 100. Specifically, the controller 30 outputs a control signal corresponding to the remote operation content specified in the remote operation signal received from the remote operation assistance device 300 via the communication device 60 to the hydraulic control valve 31. As a result, the controller 30 causes the hydraulic control valve 31 to supply a pilot pressure corresponding to the remote operation content to the control valve 17, thereby realizing operation of the excavator 100 based on remote operation by the operator.

また、操作装置26が電気式の場合、コントローラ30は、油圧制御弁31から操作装置26の操作内容(操作信号)に応じたパイロット圧を直接的にコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 Furthermore, if the operating device 26 is electric, the controller 30 can cause the hydraulic control valve 31 to directly supply pilot pressure to the control valve 17 in accordance with the operation content (operation signal) of the operating device 26, thereby realizing operation of the excavator 100 based on the operator's operation.

シャトル弁32は、2つの入口ポートと1つの出口ポートを有し、2つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁32は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータHA)ごと且つ被駆動要素(油圧アクチュエータHA)の駆動方向ごとに設けられる。シャトル弁32の2つの入口ポートのうちの一方が操作装置26(具体的には、操作装置26に含まれる上述のレバー装置やペダル装置)の二次側のパイロットライン27Aに接続され、他方が油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bに接続される。シャトル弁32の出口ポートは、パイロットライン27を通じて、コントロールバルブ17の対応する制御弁のパイロットポートに接続される。対応する制御弁とは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続される上述のレバー装置或いはペダル装置の操作対象である油圧アクチュエータを駆動する制御弁である。そのため、これらのシャトル弁32は、それぞれ、操作装置26の二次側のパイロットライン27Aのパイロット圧と油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bのパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ30は、操作装置26の二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を油圧制御弁31から出力させることで、オペレータの操作装置26に対する操作に依らず、対応する制御弁を制御することができる。よって、コントローラ30は、オペレータの操作装置26に対する操作状態に依らず、被駆動要素(下部走行体1、上部旋回体3、アタッチメントAT)の動作を制御し、遠隔操作機能や自動運転機能を実現することができる。 The shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port, and outputs hydraulic fluid having the higher pilot pressure of the two pilot pressures input to the two inlet ports to the outlet port. A shuttle valve 32 is provided for each driven element (hydraulic actuator HA) operated by the operating device 26 and for each drive direction of the driven element (hydraulic actuator HA). One of the two inlet ports of the shuttle valve 32 is connected to the secondary pilot line 27A of the operating device 26 (specifically, the lever device or pedal device included in the operating device 26), and the other is connected to the secondary pilot line 27B of the hydraulic control valve 31. The outlet port of the shuttle valve 32 is connected via the pilot line 27 to the pilot port of the corresponding control valve of the control valve 17. The corresponding control valve is the control valve that drives the hydraulic actuator operated by the lever device or pedal device connected to one inlet port of the shuttle valve 32. Therefore, each of these shuttle valves 32 can apply the higher of the pilot pressure in the pilot line 27A on the secondary side of the operating device 26 and the pilot pressure in the pilot line 27B on the secondary side of the hydraulic control valve 31 to the pilot port of the corresponding control valve. In other words, by outputting a pilot pressure higher than the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26 from the hydraulic control valve 31, the controller 30 can control the corresponding control valve regardless of the operator's operation of the operating device 26. Therefore, the controller 30 can control the operation of the driven elements (undercarriage 1, upper rotating body 3, attachment AT) regardless of the operating state of the operating device 26 by the operator, thereby achieving remote operation and automatic driving functions.

油圧制御弁33は、操作装置26とシャトル弁32とを接続するパイロットライン27Aに設けられる。油圧制御弁33は、例えば、その流路面積を変更可能なように構成される。油圧制御弁33は、コントローラ30から入力される制御信号に応じて動作する。これにより、コントローラ30は、オペレータにより操作装置26が操作されている場合に、操作装置26から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ30は、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ30は、例えば、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26から出力されるパイロット圧を減圧させ、油圧制御弁31から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31及び油圧制御弁33を制御することで、例えば、操作装置26の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ17内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31に加えて、油圧制御弁33を制御することで、ショベル100の遠隔操作機能や自動運転機能をより適切に実現することができる。 The hydraulic control valve 33 is provided in the pilot line 27A connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32. The hydraulic control valve 33 is configured, for example, to change its flow path area. The hydraulic control valve 33 operates in response to a control signal input from the controller 30. This allows the controller 30 to forcibly reduce the pilot pressure output from the operating device 26 when the operating device 26 is operated by the operator. Therefore, even when the operating device 26 is being operated, the controller 30 can forcibly suppress or stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the operation of the operating device 26. Furthermore, for example, even when the operating device 26 is being operated, the controller 30 can reduce the pilot pressure output from the operating device 26 to a value lower than the pilot pressure output from the hydraulic control valve 31. Therefore, by controlling the hydraulic control valves 31 and 33, the controller 30 can reliably apply the desired pilot pressure to the pilot port of the control valve in the control valve 17, regardless of the operation of the operating device 26. Therefore, for example, by controlling hydraulic control valve 33 in addition to hydraulic control valve 31, controller 30 can more appropriately realize the remote control function and automatic operation function of excavator 100.

≪ユーザインタフェース系≫
図4に示すように、ショベル100のユーザインタフェース系は、操作装置26と、出力装置50と、入力装置52とを含む。
<User Interface>
As shown in FIG. 4 , the user interface system of the excavator 100 includes an operation device 26 , an output device 50 , and an input device 52 .

出力装置50は、ショベル100のユーザ(例えば、キャビン10のオペレータや外部の遠隔操作のオペレータ)やショベル100の周辺の人(例えば、作業者や作業車両の運転者)等に向けて各種情報を出力する。 The output device 50 outputs various information to the user of the excavator 100 (e.g., the operator of the cabin 10 or an external remote control operator) and people in the vicinity of the excavator 100 (e.g., workers or drivers of work vehicles).

例えば、出力装置50は、視覚的な方法で各種情報を出力する照明機器や表示装置50A(図5参照)等を含む。照明機器は、例えば、警告灯(インジケータランプ)等である。表示装置50Aは、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。例えば、図2に示すように、照明機器や表示装置50Aは、キャビン10の内部に設けられ、キャビン10の内部のオペレータ等に視覚的な方法で各種情報を出力してよい。また、照明機器や表示装置50Aは、例えば、上部旋回体3の側面等に設けられ、ショベル100の周囲の作業者等に視覚的な方法で各種情報を出力してもよい。 For example, the output device 50 includes lighting equipment and a display device 50A (see FIG. 5) that visually output various types of information. The lighting equipment is, for example, a warning light (indicator lamp). The display device 50A is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (electroluminescence) display. For example, as shown in FIG. 2, the lighting equipment and display device 50A may be provided inside the cabin 10 and output various types of information visually to an operator or the like inside the cabin 10. The lighting equipment and display device 50A may also be provided, for example, on the side of the upper rotating body 3 and output various types of information visually to workers or the like around the excavator 100.

また、例えば、出力装置50は、聴覚的な方法で各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置には、例えば、ブザーやスピーカ等が含まれる。音出力装置は、例えば、キャビン10の内部及び外部の少なくとも一方に設けられ、キャビン10の内部のオペレータやショベル100の周囲の人(作業者等)に聴覚的な方法で各種情報を出力してよい。 Furthermore, for example, the output device 50 includes a sound output device that outputs various information auditorily. Sound output devices include, for example, buzzers and speakers. The sound output device may be provided, for example, inside or outside the cabin 10, and may output various information auditorily to an operator inside the cabin 10 or to people (workers, etc.) around the excavator 100.

また、例えば、出力装置50は、操縦席の振動等の触覚的な方法で各種情報を出力する装置を含んでもよい。 Furthermore, for example, the output device 50 may include a device that outputs various information in a tactile manner, such as by vibrating the cockpit.

入力装置52は、ショベル100のユーザからの各種入力を受け付け、受け付けられる入力に対応する信号は、コントローラ30に取り込まれる。入力装置52は、例えば、キャビン10の内部に設けられ、キャビン10の内部のオペレータ等からの入力を受け付ける。また、入力装置52は、例えば、上部旋回体3の側面等に設けられ、ショベル100の周辺の作業者等からの入力を受け付けてもよい。 The input device 52 accepts various inputs from the user of the excavator 100, and signals corresponding to the accepted inputs are input into the controller 30. The input device 52 may be provided, for example, inside the cabin 10, and accept inputs from an operator or the like inside the cabin 10. The input device 52 may also be provided, for example, on the side of the upper rotating body 3, and accept inputs from workers or the like near the excavator 100.

例えば、入力装置52は、ユーザからの機械的な操作による入力を受け付ける操作入力装置を含む。操作入力装置には、表示装置に実装されるタッチパネル、表示装置の周囲に設置されるタッチパッド、ボタンスイッチ、レバー、トグル、操作装置26(レバー装置)に設けられるノブスイッチ等が含まれてよい。 For example, the input device 52 includes an operation input device that accepts input from a user through mechanical operation. The operation input device may include a touch panel mounted on the display device, a touch pad installed around the display device, a button switch, a lever, a toggle, a knob switch provided on the operation device 26 (lever device), etc.

また、例えば、入力装置52は、ユーザの音声入力を受け付ける音声入力装置を含んでもよい。音声入力装置には、例えば、マイクロフォンが含まれる。 Furthermore, for example, the input device 52 may include an audio input device that accepts audio input from the user. The audio input device may include, for example, a microphone.

また、例えば、入力装置52は、ユーザのジェスチャ入力を受け付けるジェスチャ入力装置を含んでもよい。ジェスチャ入力装置には、例えば、ユーザが行うジェスチャの様子を撮像する撮像装置が含まれる。 Furthermore, for example, the input device 52 may include a gesture input device that accepts gesture input from the user. The gesture input device may include, for example, an imaging device that captures images of gestures made by the user.

また、例えば、入力装置52は、ユーザの生体入力を受け付ける生体入力装置を含んでもよい。生体入力には、例えば、ユーザの指紋、虹彩等の生体情報の入力が含まれる。 Furthermore, for example, the input device 52 may include a biometric input device that accepts biometric input from the user. Biometric input includes, for example, input of biometric information such as the user's fingerprint or iris.

≪通信系≫
図4に示すように、本実施形態に係るショベル100の通信系は、通信装置60を含む。
<Communications>
As shown in FIG. 4 , the communication system of the shovel 100 according to this embodiment includes a communication device 60 .

通信装置60は、外部の通信回線に接続し、ショベル100と別に設けられる装置と通信を行う。ショベル100と別に設けられる装置には、ショベル100の外部にある装置の他、ショベル100のユーザによってキャビン10に持ち込まれる可搬型の端末装置(携帯端末)が含まれてもよい。通信装置60は、例えば、4G(4th Generation)や5G(5th Generation)等の規格に準拠する移動体通信モジュールを含んでよい。また、通信装置60は、例えば、衛星通信モジュールを含んでもよい。また、通信装置60は、例えば、WiFi通信モジュールやブルートゥース(登録商標)通信モジュール等を含んでもよい。また、通信装置60は、接続対象の通信回線に合わせて、複数の通信装置を含んでもよい。 The communication device 60 connects to an external communication line and communicates with devices provided separately from the shovel 100. The devices provided separately from the shovel 100 may include devices external to the shovel 100, as well as portable terminal devices (mobile terminals) brought into the cabin 10 by the user of the shovel 100. The communication device 60 may include, for example, a mobile communication module conforming to standards such as 4G ( 4th Generation) and 5G ( 5th Generation). The communication device 60 may also include, for example, a satellite communication module. The communication device 60 may also include, for example, a Wi-Fi communication module or a Bluetooth (registered trademark) communication module. The communication device 60 may also include multiple communication devices in accordance with the communication lines to be connected.

例えば、通信装置60は、作業現場に構築される局所的な通信回線を通じて、作業現場内の情報処理装置200や遠隔操作支援装置300等の外部装置と通信を行う。局所的な通信回線は、例えば、作業現場に構築される局所的な5G(いわゆるローカル5G)による移動体通信回線やWiFi6によるローカルネットワーク(LAN:Local Area Network)である。 For example, the communication device 60 communicates with external devices such as the information processing device 200 and remote operation support device 300 at the work site through a local communication line established at the work site. The local communication line is, for example, a local 5G (so-called local 5G) mobile communication line established at the work site or a local network (LAN: Local Area Network) using Wi-Fi 6.

また、例えば、通信装置60は、作業現場を含む広域の通信回線、即ち、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)を通じて、作業現場の外部にある情報処理装置200や遠隔操作支援装置300等と通信を行う。広域ネットワークは、例えば、広域の移動体通信網や衛星通信網やインターネット網等を含む。 Furthermore, for example, the communication device 60 communicates with the information processing device 200 and remote operation support device 300 outside the work site via a wide area communication line that includes the work site, i.e., a wide area network (WAN). Wide area networks include, for example, wide area mobile communication networks, satellite communication networks, and the Internet.

≪制御系≫
図4に示すように、ショベル100の制御系は、コントローラ30を含む。また、本実施形態に係るショベル100の制御系は、操作圧センサ29と、撮像装置40と、センサS1~S5とを含む。
<Control System>
4, the control system of the shovel 100 includes a controller 30. The control system of the shovel 100 according to this embodiment also includes an operating pressure sensor 29, an imaging device 40, and sensors S1 to S5.

コントローラ30は、ショベル100に関する各種制御を行う。 The controller 30 performs various controls related to the excavator 100.

コントローラ30の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、図4に示すように、コントローラ30は、バスB1で接続される、補助記憶装置30A、メモリ装置30B、CPU(Central Processing Unit)30C、及びインタフェース装置30Dを含む。 The functions of the controller 30 may be realized by any hardware or any combination of hardware and software. For example, as shown in FIG. 4, the controller 30 includes an auxiliary storage device 30A, a memory device 30B, a CPU (Central Processing Unit) 30C, and an interface device 30D, all connected via a bus B1.

補助記憶装置30Aは、不揮発性の記憶手段であり、インストールされるプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。補助記憶装置30Aは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)やフラッシュメモリ等である。 The auxiliary storage device 30A is a non-volatile storage device that stores the programs to be installed as well as necessary files and data. The auxiliary storage device 30A is, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or flash memory.

メモリ装置30Bは、例えば、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置30AのプログラムをCPU30Cが読み込み可能なようにロードする。メモリ装置30Bは、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)である。 For example, when a program startup command is received, memory device 30B loads the program from auxiliary storage device 30A so that it can be read by CPU 30C. Memory device 30B is, for example, SRAM (Static Random Access Memory).

CPU30Cは、例えば、メモリ装置30Bにロードされるプログラムを実行し、プログラムの命令に従って、コントローラ30の各種機能を実現する。 The CPU 30C, for example, executes programs loaded into the memory device 30B and implements various functions of the controller 30 according to the program's instructions.

インタフェース装置30Dは、例えば、ショベル100の内部の通信回線に接続するための通信インタフェースとして機能する。インタフェース装置30Dは、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類の通信インタフェースを含んでよい。 The interface device 30D functions, for example, as a communication interface for connecting to a communication line inside the excavator 100. The interface device 30D may include multiple different types of communication interfaces to match the type of communication line to be connected.

また、インタフェース装置30Dは、記録媒体からのデータの読み取りや記録媒体へのデータの書き込みのための外部インタフェースとして機能する。記録媒体は、例えば、キャビン10の内部に設置されるコネクタに着脱可能なケーブルで接続される専用ツールである。また、記録媒体は、例えば、SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の汎用の記録媒体であってもよい。これにより、コントローラ30の各種機能を実現するプログラムは、例えば、可搬型の記録媒体によって提供され、コントローラ30の補助記憶装置30Aにインストールされうる。また、プログラムは、通信装置60を通じて、ショベル100の外部の他のコンピュータからダウンロードされ、補助記憶装置30Aにインストールされてもよい。 The interface device 30D also functions as an external interface for reading data from and writing data to a recording medium. The recording medium is, for example, a dedicated tool connected via a detachable cable to a connector installed inside the cabin 10. The recording medium may also be a general-purpose recording medium, such as an SD memory card or USB (Universal Serial Bus) memory. As a result, programs that realize the various functions of the controller 30 can be provided, for example, by a portable recording medium and installed in the auxiliary storage device 30A of the controller 30. The programs may also be downloaded from another computer external to the excavator 100 via the communication device 60 and installed in the auxiliary storage device 30A.

尚、コントローラ30の機能の一部は、他のコントローラ(制御装置)により実現されてもよい。即ち、コントローラ30の機能は、複数のコントローラにより分散して実現される態様であってもよい。 Note that some of the functions of controller 30 may be realized by other controllers (control devices). In other words, the functions of controller 30 may be realized in a distributed manner by multiple controllers.

操作圧センサ29は、油圧パイロット式の操作装置26の二次側(パイロットライン27A)のパイロット圧、即ち、操作装置26におけるそれぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータ)の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ29による操作装置26におけるそれぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータHA)に関する操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。 The operating pressure sensor 29 detects the pilot pressure on the secondary side (pilot line 27A) of the hydraulic pilot type operating device 26, i.e., the pilot pressure corresponding to the operating state of each driven element (hydraulic actuator) in the operating device 26. The pilot pressure detection signal from the operating pressure sensor 29 corresponding to the operating state of each driven element (hydraulic actuator HA) in the operating device 26 is input to the controller 30.

尚、操作装置26が電気式である場合、操作圧センサ29は省略される。コントローラ30は、操作装置26から取り込まれる操作信号に基づき、操作装置26を通じたそれぞれの被駆動要素の操作状態を把握することができるからである。 If the operating device 26 is electrical, the operating pressure sensor 29 is omitted. This is because the controller 30 can grasp the operating state of each driven element through the operating device 26 based on the operating signal received from the operating device 26.

撮像装置40は、ショベル100の周辺の画像を取得する。また、撮像装置40は、取得した画像及び後述の距離に関するデータに基づき、撮像範囲(画角)内におけるショベル100の周辺の物体の位置及び外形を表す三次元データ(以下、単に「物体の三次元データ」)を取得(生成)してもよい。ショベル100の周辺の物体の三次元データは、例えば、物体の表面を表す点群の座標情報のデータや距離画像データ等である。 The imaging device 40 acquires images of the area around the shovel 100. Furthermore, the imaging device 40 may acquire (generate) three-dimensional data (hereinafter simply referred to as "three-dimensional data of objects") representing the position and outline of objects around the shovel 100 within the imaging range (angle of view) based on the acquired images and distance-related data described below. The three-dimensional data of objects around the shovel 100 is, for example, coordinate information data of a point cloud representing the surface of the object, distance image data, etc.

例えば、図2に示すように、撮像装置40は、上部旋回体3の前方を撮像するカメラ40F、上部旋回体3の後方を撮像するカメラ40B、上部旋回体3の左方を撮像するカメラ40L、及び上部旋回体3の右方を撮像するカメラ40Rを含む。これにより、撮像装置40は、ショベル100の上面視において、ショベル100を中心とする全周、即ち360度の角度方向に亘る範囲を撮像することができる。また、オペレータは、出力装置50(表示装置50A)や遠隔操作用表示装置を通じて、カメラ40B,40L,40Rの撮像画像や当該撮像画像に基づき生成される加工画像等の周辺画像を視認し、上部旋回体3の左方、右方、及び後方の様子を確認することができる。また、オペレータは、遠隔操作用表示装置を通じて、カメラ40Fの撮像画像や当該撮像画像に基づき生成される加工画像等の周辺画像を視認することで、バケット6を含むアタッチメントATの動作を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。以下、カメラ40F,40B,40L,40Rを包括的に、或いは、個別に、「カメラ40X」と称する場合がある。 For example, as shown in FIG. 2 , the imaging device 40 includes a camera 40F that captures images in front of the upper rotating body 3, a camera 40B that captures images behind the upper rotating body 3, a camera 40L that captures images to the left of the upper rotating body 3, and a camera 40R that captures images to the right of the upper rotating body 3. This allows the imaging device 40 to capture images of the entire circumference of the excavator 100, i.e., a 360-degree angular range, from the top view of the excavator 100. Furthermore, the operator can view the images captured by cameras 40B, 40L, and 40R and peripheral images such as processing images generated based on the captured images via the output device 50 (display device 50A) and the remote control display device, thereby checking the conditions to the left, right, and rear of the upper rotating body 3. Furthermore, by viewing the images captured by camera 40F and peripheral images such as processing images generated based on the captured images via the remote control display device, the operator can remotely operate the excavator 100 while checking the operation of the attachment AT, including the bucket 6. Hereinafter, cameras 40F, 40B, 40L, and 40R may be referred to collectively or individually as "camera 40X."

カメラ40Xは、例えば、単眼カメラである。また、カメラ40Xは、例えば、ステレオカメラ、TOF(Time Of Flight)カメラ等(以下、包括的に「3Dカメラ」)のように、二次元の画像に加えて、距離(深度)に関するデータを取得可能であってもよい。 Camera 40X is, for example, a monocular camera. Camera 40X may also be capable of acquiring distance (depth) data in addition to two-dimensional images, such as a stereo camera or a TOF (Time Of Flight) camera (hereinafter collectively referred to as a "3D camera").

撮像装置40(カメラ40X)の出力データ(例えば、画像データやショベル100の周辺の物体の三次元データ等)は、一対一の通信線や車載ネットワークを通じて、コントローラ30に取り込まれる。これにより、例えば、コントローラ30は、カメラ40Xの出力データに基づき、ショベル100の周辺の物体に関する監視を行うことができる。また、例えば、コントローラ30は、カメラ40Xの出力データに基づき、ショベル100の周辺環境を判断することができる。また、例えば、コントローラ30は、カメラ40X(カメラ40F)の出力データに基づき、撮像画像に映るアタッチメントATの姿勢状態を判断することができる。また、例えば、コントローラ30は、カメラ40Xの出力データに基づき、ショベル100の周辺の物体を基準として、ショベル100の機体(上部旋回体3)の姿勢状態を判断することができる。 The output data of the imaging device 40 (camera 40X) (e.g., image data, three-dimensional data of objects around the shovel 100, etc.) is input into the controller 30 via a one-to-one communication line or an on-board network. This allows the controller 30 to, for example, monitor objects around the shovel 100 based on the output data of the camera 40X. Furthermore, for example, the controller 30 can determine the environment around the shovel 100 based on the output data of the camera 40X. Furthermore, for example, the controller 30 can determine the posture of the attachment AT shown in the captured image based on the output data of the camera 40X (camera 40F). Furthermore, for example, the controller 30 can determine the posture of the body (upper rotating body 3) of the shovel 100 based on the objects around the shovel 100 based on the output data of the camera 40X.

尚、カメラ40F,40B,40L,40Rのうちの一部が省略されてもよい。例えば、ショベル100の遠隔操作が行われない場合、カメラ40Fやカメラ40Lは、省略されてもよい。ショベル100の前方や左側方の様子は、キャビン10のオペレータから見て、比較的確認しやすいからである。また、撮像装置40(カメラ40X)に代えて、或いは、加えて、距離センサが上部旋回体3に設けられてもよい。距離センサは、例えば、上部旋回体3の上部に取り付けられ、ショベル100を基準とする周辺の物体の距離及び方向に関するデータを取得する。また、距離センサは、取得したデータに基づき、センシング範囲内におけるショベル100の周辺の物体の三次元データ(例えば、点群の座標情報のデータ)を取得(生成)してもよい。距離センサは、例えば、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。また、例えば、距離センサは、例えば、ミリ波レーダや超音波センサや赤外線センサ等であってもよい。 Note that some of the cameras 40F, 40B, 40L, and 40R may be omitted. For example, if the shovel 100 is not remotely operated, the cameras 40F and 40L may be omitted. This is because the situation in front of and to the left of the shovel 100 is relatively easy to see from the operator in the cabin 10. Furthermore, instead of or in addition to the imaging device 40 (camera 40X), a distance sensor may be provided on the upper rotating body 3. The distance sensor is attached, for example, to the top of the upper rotating body 3, and acquires data regarding the distance and direction of surrounding objects relative to the shovel 100. Furthermore, the distance sensor may acquire (generate) three-dimensional data (e.g., point cloud coordinate information data) of objects around the shovel 100 within its sensing range based on the acquired data. The distance sensor is, for example, a LIDAR (Light Detection and Ranging) sensor. Furthermore, the distance sensor may be, for example, a millimeter-wave radar, an ultrasonic sensor, an infrared sensor, or the like.

センサS1は、ブーム4に取り付けられ、ブーム4の上部旋回体3との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「ブーム角度」)を検出する。センサS1は、例えば、ロータリポテンショメータ、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角加速度センサ、6軸センサ、IMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)等を含む。以下、センサS2、センサS4についても同様であってよい。また、センサS1は、ブームシリンダ7の伸縮位置を検出するシリンダセンサを含んでもよい。以下、センサS2についても同様であってもよい。センサS1によるブーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、ブーム4の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S1 is attached to the boom 4 and detects the attitude angle (hereinafter referred to as the "boom angle") around the rotation axis of the base end of the boom 4, which corresponds to the connection point with the upper rotating body 3. Sensor S1 includes, for example, a rotary potentiometer, rotary encoder, acceleration sensor, angular acceleration sensor, 6-axis sensor, IMU (Inertial Measurement Unit), etc. The same may apply to sensors S2 and S4 below. Sensor S1 may also include a cylinder sensor that detects the extension/retraction position of the boom cylinder 7. The same may apply to sensor S2 below. The boom angle detection signal from sensor S1 is input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the attitude state of the boom 4.

センサS2は、アーム5に取り付けられ、アーム5のブーム4との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「アーム角度」)を検出する。センサS2によるアーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、アーム5の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S2 is attached to arm 5 and detects the posture angle (hereinafter referred to as "arm angle") around the rotation axis of the base end of arm 5, which corresponds to the connection point between arm 5 and boom 4. The arm angle detection signal from sensor S2 is input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the posture state of arm 5.

センサS3は、バケット6に取り付けられ、バケット6のアーム5との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「アーム角度」)を検出する。センサS3によるアーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、バケット6の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S3 is attached to the bucket 6 and detects the attitude angle (hereinafter referred to as the "arm angle") around the rotation axis of the base end of the bucket 6, which corresponds to the connection point with the arm 5. The arm angle detection signal from sensor S3 is input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the attitude state of the bucket 6.

センサS4は、所定の基準面(例えば、水平面)に対する機体(例えば、上部旋回体3)の傾斜状態を検出する。センサS4は、例えば、上部旋回体3に取り付けられ、ショベル100(即ち、上部旋回体3)の前後方向及び左右方向の2軸回りの傾斜角度(以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」)を検出する。センサS4により検出される傾斜角度(前後傾斜角及び左右傾斜角)に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、機体(上部旋回体3)の傾斜状態を把握することができる。 Sensor S4 detects the inclination state of the machine body (e.g., the upper rotating body 3) relative to a predetermined reference plane (e.g., a horizontal plane). Sensor S4 is attached, for example, to the upper rotating body 3 and detects the inclination angles (hereinafter referred to as the "fore-aft inclination angle" and the "left-right inclination angle") of the excavator 100 (i.e., the upper rotating body 3) about two axes in the fore-aft and left-right directions. The detection signals corresponding to the inclination angles (fore-aft inclination angle and left-right inclination angle) detected by sensor S4 are input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the inclination state of the machine body (upper rotating body 3).

センサS5は、上部旋回体3に取り付けられ、上部旋回体3の旋回状態に関する検出情報を出力する。センサS5は、例えば、上部旋回体3の旋回角速度や旋回角度を検出する。センサS5は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含む。センサS5により検出される旋回状態に関する検出情報は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、上部旋回体3の旋回角度等の旋回状態を把握することができる。 Sensor S5 is attached to the upper rotating body 3 and outputs detection information related to the rotation state of the upper rotating body 3. Sensor S5 detects, for example, the rotation angular velocity and rotation angle of the upper rotating body 3. Sensor S5 includes, for example, a gyro sensor, resolver, rotary encoder, etc. The detection information related to the rotation state detected by sensor S5 is input into controller 30. This allows controller 30 to grasp the rotation state, such as the rotation angle, of the upper rotating body 3.

尚、センサS4に3軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、6軸センサ、IMU等が含まれる場合、センサS4の検出信号に基づき上部旋回体3の旋回状態(例えば、旋回角速度)が検出されてもよい。この場合、センサS5は、省略されてもよい。また、撮像装置40や距離センサの出力に基づき、上部旋回体3やアタッチメントAT等の姿勢状態を把握することが可能な場合、センサS1~S5の少なくとも一部は省略されてもよい。 If sensor S4 includes a gyro sensor, a six-axis sensor, an IMU, or the like that can detect angular velocity around three axes, the rotation state of the upper rotating body 3 (e.g., rotation angular velocity) may be detected based on the detection signal of sensor S4. In this case, sensor S5 may be omitted. Also, if it is possible to determine the posture state of the upper rotating body 3, attachment AT, etc. based on the output of the imaging device 40 or distance sensor, at least some of sensors S1 to S5 may be omitted.

≪情報処理装置のハードウェア構成>
図5は、情報処理装置200のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
<Hardware configuration of information processing device>
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing device 200.

情報処理装置200の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、図5に示すように、情報処理装置200は、バスB2で接続される、外部インタフェース201、補助記憶装置202、メモリ装置203、CPU204、高速演算装置205、通信インタフェース206、入力装置207、及び表示装置208を含む。 The functions of the information processing device 200 are realized by any hardware or any combination of hardware and software. For example, as shown in FIG. 5, the information processing device 200 includes an external interface 201, an auxiliary storage device 202, a memory device 203, a CPU 204, a high-speed calculation device 205, a communication interface 206, an input device 207, and a display device 208, which are connected via a bus B2.

外部インタフェース201は、記録媒体201Aからデータの読み取りや記録媒体201Aへのデータの書き込みのためのインタフェースとして機能する。記録媒体201Aには、例えば、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、SDメモリカード、USBメモリ等が含まれる。これにより、情報処理装置200は、記録媒体201Aを通じて、処理で利用する各種データを読み込み、補助記憶装置202に格納したり、各種機能を実現するプログラムをインストールしたりすることができる。 The external interface 201 functions as an interface for reading data from and writing data to the recording medium 201A. Examples of the recording medium 201A include flexible disks, CDs (Compact Discs), DVDs (Digital Versatile Discs), BDs (Blu-ray (registered trademark) Discs), SD memory cards, USB memory, etc. This allows the information processing device 200 to read various data used in processing through the recording medium 201A, store the data in the auxiliary storage device 202, and install programs that realize various functions.

尚、情報処理装置200は、通信インタフェース206を通じて、外部装置から処理で利用する各種データやプログラムを取得してもよい。 In addition, the information processing device 200 may obtain various data and programs used in processing from external devices via the communication interface 206.

補助記憶装置202は、インストールされた各種プログラムを格納すると共に、各種処理に必要なファイルやデータ等を格納する。補助記憶装置202は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)やSSD(Solid State Disc)やフラッシュメモリ等を含む。 The auxiliary storage device 202 stores various installed programs as well as files and data required for various processes. Examples of the auxiliary storage device 202 include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), and flash memory.

メモリ装置203は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置202からプログラムを読み出して格納する。メモリ装置203は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAMを含む。 When a program startup instruction is received, the memory device 203 reads and stores the program from the auxiliary storage device 202. The memory device 203 includes, for example, DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SRAM.

CPU204は、補助記憶装置202からメモリ装置203にロードされた各種プログラムを実行し、プログラムに従って情報処理装置200に関する各種機能を実現する。 The CPU 204 executes various programs loaded from the auxiliary storage device 202 to the memory device 203, and realizes various functions related to the information processing device 200 in accordance with the programs.

高速演算装置205は、CPU204と連動し、相対的に高い速度で演算処理を行う。高速演算装置205は、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等を含む。 The high-speed calculation device 205 works in conjunction with the CPU 204 to perform calculations at a relatively high speed. The high-speed calculation device 205 includes, for example, a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), etc.

尚、高速演算装置205は、必要な演算処理の速度に応じて、省略されてもよい。 Note that the high-speed calculation device 205 may be omitted depending on the required calculation processing speed.

通信インタフェース206は、外部機器と通信可能に接続するためのインタフェースとして用いられる。これにより、情報処理装置200は、通信インタフェース206を通じて、例えば、ショベル100等の外部機器と通信することができる。また、通信インタフェース206は、接続される機器との間の通信方式等によって、複数の種類の通信インタフェースを有してもよい。 The communication interface 206 is used as an interface for connecting to an external device so that communication is possible. This allows the information processing device 200 to communicate with external devices such as the excavator 100 through the communication interface 206. The communication interface 206 may also have multiple types of communication interfaces depending on the communication method between the connected devices, etc.

入力装置207は、ユーザから各種入力を受け付ける。 The input device 207 accepts various inputs from the user.

入力装置207は、例えば、ユーザからの機械的な操作入力を受け付ける操作入力装置を含む。操作入力装置は、例えば、ボタン、トグル、レバー等を含む。また、操作入力装置は、例えば、表示装置208に実装されるタッチパネル、表示装置208とは別に設けられるタッチパッド等を含む。 The input device 207 includes, for example, an operation input device that accepts mechanical operation input from the user. The operation input device includes, for example, a button, a toggle, a lever, etc. The operation input device also includes, for example, a touch panel implemented in the display device 208, a touch pad provided separately from the display device 208, etc.

また、入力装置207は、例えば、ユーザからの音声入力を受付可能な音声入力装置を含む。音声入力装置は、例えば、ユーザの音声を集音可能なマイクロフォンを含む。 The input device 207 also includes, for example, an audio input device capable of accepting audio input from the user. The audio input device includes, for example, a microphone capable of collecting the user's voice.

また、入力装置207は、例えば、ユーザからのジェスチャ入力を受付可能なジェスチャ入力装置を含む。ジェスチャ入力装置は、例えば、ユーザのジェスチャの様子を撮像可能なカメラを含む。 The input device 207 also includes, for example, a gesture input device capable of accepting gesture input from a user. The gesture input device includes, for example, a camera capable of capturing images of the user's gestures.

また、入力装置207は、例えば、ユーザからの生体入力を受付可能な生体入力装置を含む。生体入力装置は、例えば、ユーザの指紋や虹彩に関する情報を内包する画像データを取得可能なカメラを含む。 The input device 207 also includes, for example, a biometric input device capable of accepting biometric input from a user. The biometric input device includes, for example, a camera capable of acquiring image data containing information about the user's fingerprint or iris.

表示装置208は、ユーザに向けて、情報画面や操作画面を表示する。例えば、表示装置208には、上述の遠隔操作用表示装置が含まれる。表示装置208は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。 The display device 208 displays information screens and operation screens to the user. For example, the display device 208 includes the remote control display device described above. The display device 208 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (electroluminescence) display.

尚、遠隔操作支援装置300についても、情報処理装置200と同様、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現され、同様のハードウェア構成が採用されてよい。例えば、遠隔操作支援装置300は、情報処理装置200(図6)と同様、CPU、メモリ装置、補助記憶装置、インタフェース装置、入力装置、及び表示装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、SRAMやDRAM等である。補助記憶装置は、例えば、HDDやSSDやEEPROMやフラッシュメモリ等である。インタフェース装置は、外部の記録媒体と接続するための外部インタフェースやショベル100等の外部と通信を行う通信インタフェースを含む。入力装置は、例えば、レバー式の操作入力装置を含む。これにより、オペレータは、操作入力装置を用いて、ショベル100のアクチュエータに関する操作入力を行い、遠隔操作支援装置300は、通信インタフェースを用いて、操作入力に対応する信号をショベル100に送信することができる。そのため、オペレータは、遠隔操作支援装置を利用したショベル100の遠隔操作を行うことができる。 Like the information processing device 200, the remote operation support device 300 may be realized by any hardware or any combination of hardware and software, and may employ a similar hardware configuration. For example, like the information processing device 200 ( FIG. 6 ), the remote operation support device 300 is primarily composed of a computer including a CPU, memory device, auxiliary storage device, interface device, input device, and display device. The memory device is, for example, SRAM or DRAM. The auxiliary storage device is, for example, an HDD, SSD, EEPROM, or flash memory. The interface device includes an external interface for connecting to an external recording medium and a communication interface for communicating with external devices such as the shovel 100. The input device includes, for example, a lever-type operation input device. This allows the operator to use the operation input device to input operations related to the actuators of the shovel 100, and the remote operation support device 300 can transmit signals corresponding to the operation input to the shovel 100 using the communication interface. This allows the operator to remotely control the shovel 100 using the remote operation support device.

[作業部位の軌道の生成に関する機能構成]
次に、図1~図5に加えて、図6~図9を参照して、ショベル100の作業部位の軌道(以下、「目標軌道」)の生成に関する機能構成について説明する。
[Functional configuration for generating the trajectory of the working part]
Next, with reference to FIGS. 6 to 9 in addition to FIGS. 1 to 5, a functional configuration relating to generation of a trajectory of a working portion of the shovel 100 (hereinafter referred to as a "target trajectory") will be described.

図6は、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成の第1例を示すブロック図である。図7は、表示装置50Aに表示される、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面の一例(画面700)を示す図である。図8は、表示装置50Aに表示される、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面の他の例(画面800)を示す図である。図9は表示装置50Aに表示される、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面の更に他の例(画面900)を示す図である。 Figure 6 is a block diagram showing a first example of a functional configuration related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100. Figure 7 is a diagram showing an example of a screen (screen 700) related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100, displayed on the display device 50A. Figure 8 is a diagram showing another example of a screen (screen 800) related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100, displayed on the display device 50A. Figure 9 is a diagram showing yet another example of a screen (screen 900) related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100, displayed on the display device 50A.

尚、ショベル100が遠隔操作される場合、図7、図8と同様の画面が遠隔操作支援装置300(表示装置)に表示される。 When the excavator 100 is remotely operated, screens similar to those shown in Figures 7 and 8 are displayed on the remote operation support device 300 (display device).

ショベル100の作業部位は、例えば、バケット6の爪先や背面である。 The working part of the excavator 100 is, for example, the tip or back of the bucket 6.

ショベル100は、支援装置150を含む。支援装置150は、ショベル100の作業に関する支援を行う。 The shovel 100 includes a support device 150. The support device 150 provides support for the work of the shovel 100.

図6に示すように、支援装置150は、操作装置26と、コントローラ30と、撮像装置40と、出力装置50とを含む。また、ショベル100の遠隔操作が行われる場合、支援装置150は、通信装置60を含んでもよい。 As shown in FIG. 6, the support device 150 includes an operation device 26, a controller 30, an imaging device 40, and an output device 50. In addition, if the shovel 100 is remotely operated, the support device 150 may also include a communication device 60.

コントローラ30は、機能部として、動作ログ提供部301と、作業支援部302とを含む。 The controller 30 includes, as functional units, an operation log providing unit 301 and a work support unit 302.

尚、稼働支援システムSYSに含まれるショベル100が複数台である場合、コントローラ30が動作ログ提供部301及び作業支援部302のうちの前者のみを含むショベル100と、後者のみを含むショベル100とが存在してもよい。この場合、前者のショベル100は、後者のショベル100におけるオペレータの操作支援機能(動作提案機能)のために用いられる、ショベル100の動作ログを取得し情報処理装置200に提供する機能のみを有する。 Note that if the operation support system SYS includes multiple shovels 100, there may be shovels 100 whose controller 30 includes only the operation log providing unit 301 and the work support unit 302, and shovels 100 whose controller 30 includes only the latter. In this case, the former shovel 100 only has the function of acquiring the operation log of the shovel 100 and providing it to the information processing device 200, which is used for the operator's operation support function (operation suggestion function) in the latter shovel 100.

情報処理装置200は、機能部として、動作ログ取得部2001と、動作ログ記憶部2002と、教師データ生成部2003と、機械学習部2004と、学習済みモデル記憶部2005と、配信部2006とを含む。 The information processing device 200 includes, as functional units, an operation log acquisition unit 2001, an operation log storage unit 2002, a training data generation unit 2003, a machine learning unit 2004, a trained model storage unit 2005, and a distribution unit 2006.

動作ログ提供部301は、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成する機能を実現するための元データである、ショベル100の動作ログを取得し、情報処理装置200に提供するための機能部である。具体的には、ショベル100の運転歴が長く、相対的に経験のあるオペレータ(以下、便宜的に「熟練者」)がショベル100を操作したときの動作ログを取得し、情報処理装置200に提供する。 The operation log providing unit 301 is a functional unit that acquires the operation log of the shovel 100, which is the original data used to realize the function of generating the target trajectory of the working part of the shovel 100, and provides it to the information processing device 200. Specifically, it acquires the operation log when the shovel 100 is operated by an operator with a long history of operating the shovel 100 and a relatively high level of experience (hereinafter referred to as an "expert" for convenience), and provides it to the information processing device 200.

ショベル100の動作ログは、ショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータと、その作業対象の形状に対して実行された、ショベル100の動作に関するデータとを含む。ショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータは、例えば、ショベル100の作業対象としての作業現場の地面の地形形状に関するデータである。ショベル100の作業対象の形状に関するデータは、例えば、撮像装置40の画像データやその画像データから得られる、作業対象の三次元データである。ショベル100の動作に関するデータは、例えば、オペレータの操作内容を表すデータである。オペレータの操作内容を表すデータは、例えば、油圧パイロット式の操作装置26の場合における操作圧センサ29の出力データや電気式の操作装置26の場合における操作装置26の出力データ(操作信号のデータ)である。また、ショベル100の動作に関するデータは、オペレータの操作に応じて実際に実行された、ショベル100の動作状態を表すデータであってもよい。ショベル100の動作状態を表すデータは、例えば、センサS1~S5の出力データ、或いは、センサS1~S5の出力データから取得される、ショベル100の姿勢状態に関するデータである。 The operation log of the shovel 100 includes data regarding the shape of the work object around the shovel 100 and data regarding the operation of the shovel 100 performed on the shape of the work object. The data regarding the shape of the work object around the shovel 100 is, for example, data regarding the topographical shape of the ground at the work site as the work object of the shovel 100. The data regarding the shape of the work object of the shovel 100 is, for example, image data from the imaging device 40 or three-dimensional data of the work object obtained from that image data. The data regarding the operation of the shovel 100 is, for example, data representing the operation content of the operator. The data representing the operation content of the operator is, for example, output data from the operating pressure sensor 29 in the case of a hydraulic pilot-type operating device 26, or output data (operation signal data) of the operating device 26 in the case of an electric operating device 26. The data regarding the operation of the shovel 100 may also be data representing the operating state of the shovel 100 actually performed in response to the operation of the operator. Data representing the operating state of the shovel 100 is, for example, output data from sensors S1 to S5, or data relating to the posture state of the shovel 100 obtained from the output data from sensors S1 to S5.

動作ログ提供部301は、動作ログ記録部301Aと、動作ログ記憶部301Bと、動作ログ送信部301Cとを含む。 The operation log providing unit 301 includes an operation log recording unit 301A, an operation log storage unit 301B, and an operation log transmission unit 301C.

動作ログ記録部301Aは、ショベル100の動作ログを取得し、動作ログ記憶部301Bに記録する。例えば、動作ログ記録部301Aは、ショベル100の動作が実行されるごとに、その動作の実行開始時或いは実行直前のショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータ、及びショベル100のその動作に関するデータを動作ログ記憶部301Bに記録する。 The operation log recording unit 301A acquires the operation log of the shovel 100 and records it in the operation log storage unit 301B. For example, each time the shovel 100 performs an operation, the operation log recording unit 301A records data related to the shape of the work object around the shovel 100 at the start of or immediately before the operation, and data related to the operation of the shovel 100, in the operation log storage unit 301B.

動作ログ記憶部301Bには、ショベル100の動作ログが蓄積される形で記憶される。例えば、動作ログ記憶部301Bには、ショベル100の動作ごとのショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータと、ショベル100の動作に関するデータとが紐づけられる形で記憶される。具体的には、動作ログ記憶部301Bには、ショベル100の動作ごとのショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータ、及びショベル100の動作に関するデータの対応関係を表すレコードデータが蓄積され、動作ログのデータベースが構築されてよい。 The operation log storage unit 301B stores an accumulated operation log of the shovel 100. For example, the operation log storage unit 301B stores data relating to the shape of the work object around the shovel 100 for each operation of the shovel 100 and data relating to the operation of the shovel 100 in a linked manner. Specifically, the operation log storage unit 301B may store record data indicating the correspondence between the data relating to the shape of the work object around the shovel 100 for each operation of the shovel 100 and the data relating to the operation of the shovel 100, and a database of operation logs may be constructed.

尚、後述の動作ログ送信部301Cにより情報処理装置200に送信済みの動作ログ記憶部301Bの動作ログは、事後的に消去されてもよい。 Note that the operation log stored in the operation log storage unit 301B that has already been transmitted to the information processing device 200 by the operation log transmission unit 301C (described below) may be deleted afterward.

動作ログ送信部301Cは、動作ログ記憶部301Bに記憶される、ショベル100の動作ログを、通信装置60を通じて情報処理装置200に送信する。また、動作ログ送信部301Cは、ショベル100の動作ごとのショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータ、及びショベル100の動作に関するデータの対応関係を表すレコードデータを併せて情報処理装置200に送信してもよい。 The operation log transmission unit 301C transmits the operation log of the shovel 100 stored in the operation log memory unit 301B to the information processing device 200 via the communication device 60. The operation log transmission unit 301C may also transmit to the information processing device 200 data relating to the shape of the work object around the shovel 100 for each operation of the shovel 100, and record data indicating the correspondence between data relating to the operation of the shovel 100.

例えば、動作ログ送信部301Cは、情報処理装置200から受信される、ショベル100の動作ログの送信を要求する信号(以下、「送信要求信号」)に応じて、動作ログ記憶部301Bに記憶される、未送信のショベル100の動作ログを情報処理装置200に送信する。また、動作ログ送信部301Cは、所定のタイミングで、動作ログ記憶部301Bに記憶される、未送信のショベル100の動作ログを自動的に情報処理装置200に送信してもよい。所定のタイミングは、例えば、ショベル100の稼働停止(キースイッチのオフ)時や稼働開始(キースイッチのオン)時である。 For example, the operation log transmission unit 301C transmits an untransmitted operation log of the shovel 100 stored in the operation log storage unit 301B to the information processing device 200 in response to a signal (hereinafter referred to as a "transmission request signal") received from the information processing device 200 requesting transmission of the operation log of the shovel 100. Furthermore, the operation log transmission unit 301C may automatically transmit an untransmitted operation log of the shovel 100 stored in the operation log storage unit 301B to the information processing device 200 at a predetermined timing. The predetermined timing is, for example, when the shovel 100 stops operating (key switch is turned off) or starts operating (key switch is turned on).

動作ログ取得部2001は、ショベル100から受信される、ショベル100の動作ログを取得する。 The operation log acquisition unit 2001 acquires the operation log of the excavator 100 received from the excavator 100.

動作ログ取得部2001は、情報処理装置200のユーザの操作に応じて、或いは、所定のタイミングで自動的に、ショベル100に送信要求信号を送信することにより、ショベル100の動作ログを取得する。また、動作ログ取得部2001は、ショベル100から所定のタイミングで送信される、ショベル100の動作ログを取得してもよい。 The operation log acquisition unit 2001 acquires the operation log of the shovel 100 by transmitting a transmission request signal to the shovel 100 in response to an operation by the user of the information processing device 200, or automatically at a predetermined timing. The operation log acquisition unit 2001 may also acquire the operation log of the shovel 100 transmitted from the shovel 100 at a predetermined timing.

動作ログ記憶部2002には、動作ログ取得部2001により取得された、ショベル100の動作ログが蓄積される形で記憶される。例えば、動作ログ記憶部2002には、動作ログ記憶部301Bの場合と同様、ショベル100の動作ごとのショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータと、ショベル100の動作に関するデータとが紐づけられる形で記憶される。 The operation log storage unit 2002 stores the operation log of the shovel 100 acquired by the operation log acquisition unit 2001 in an accumulated form. For example, similar to the case of the operation log storage unit 301B, the operation log storage unit 2002 stores data relating to the shape of the work target around the shovel 100 for each operation of the shovel 100 in a linked form with data relating to the operation of the shovel 100.

教師データ生成部2003は、動作ログ記憶部2002のショベル100の動作ログに基づき、機械学習用の教師データを生成する。教師データ生成部2003は、バッチ処理によって、自動的に教師データを生成してもよいし、情報処理装置200のユーザからの入力に応じて、教師データを生成してもよい。教師データは、入力データとしてのショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータと、正解の出力データとしての入力データに対応するショベル100の作業部位の軌道(軌跡)を表すデータ(以下、「正解データ」)との組み合わせのデータである。 The training data generation unit 2003 generates training data for machine learning based on the operation log of the shovel 100 stored in the operation log storage unit 2002. The training data generation unit 2003 may generate training data automatically by batch processing, or may generate training data in response to input from a user of the information processing device 200. The training data is a combination of data relating to the shape of the work object around the shovel 100 as input data and data representing the trajectory (track) of the working part of the shovel 100 corresponding to the input data as correct output data (hereinafter referred to as "correct data").

ショベル100の作業部位の軌跡を表すデータは、例えば、ショベル100の動作に関するデータに含まれる、センサS1~S5の出力データに基づき生成される。 Data representing the trajectory of the working part of the shovel 100 is generated, for example, based on the output data of sensors S1 to S5 included in data related to the operation of the shovel 100.

機械学習部2004は、教師データ生成部2003により生成される教師データのセットに基づき、ベースの学習モデルに機械学習を行わせ、学習済みモデルLMを生成する。学習済みモデルLM(ベースの学習モデル)は、例えば、DNN(Deep Neural Network)等のニューラルネットワークを含む。 The machine learning unit 2004 performs machine learning on the base learning model based on the set of training data generated by the training data generation unit 2003, and generates a trained model LM. The trained model LM (base learning model) includes, for example, a neural network such as a DNN (Deep Neural Network).

学習済みモデルLMは、例えば、ショベル100の動作の種類、及びショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータを入力条件として、ショベル100の作業部位の目標軌道を表すデータ、及び予測確率を出力する。また、学習済みモデルLMは、ショベル100の作業部位の目標軌道を表すデータ、及びショベル100の動作の種類には、例えば、掘削動作、掃出し動作、水平引き動作、転圧動作、ほうき動作等を含む。掃出し動作は、例えば、アタッチメントATを動作させ、バケット6を地面に沿って前方に押し出すことで、バケット6の背面で土砂を前方に掃出す動作である。掃出し動作では、例えば、アタッチメントATは、ブーム4下げ動作、及びアーム5の開き動作を行う。水平引き動作は、例えば、アタッチメントATを動作させ、バケット6の爪先を地面に沿って略水平に手前に向かって引きつけるように移動させることで、地面の表面の凹凸を均す動作である。水平引き動作では、例えば、アタッチメントATは、ブーム4の上げ動作、アーム5の閉じ動作を行う。転圧動作は、例えば、アタッチメントATを動作させ、バケット6の背面で地面を押し付ける動作である。また、転圧動作は、バケット6を地面に沿って前方に押し出すことで、バケット6の背面で土砂を前方の所定の位置まで掃出した後に、所定の位置の地面をバケット6の背面で地面を押し付ける動作であってもよい。転圧動作では、例えば、アタッチメントATは、地面を押し付ける際にブーム4の下げ動作を行う。ほうき動作は、例えば、上部旋回体3を動作させ、バケット6を地面に沿わせた状態で左右に旋回させる動作である。また、ほうき動作は、例えば、アタッチメントAT及び上部旋回体3を動作させ、バケット6を地面に沿わせた状態で左右交互に旋回させながら、バケット6を前方の押し出す動作であってもよい。ほうき動作では、例えば、上部旋回体3が左右の旋回動作を交互に繰り返す。また、ほうき動作では、例えば、上部旋回体3の左右交互の旋回動作に加えて、掃出し動作の場合と同様、ブーム4の下げ動作及びアーム5の開き動作を行ってもよい。予測確率は、作業部位の目標軌道の信頼度を表す。学習済みモデルLMには、上述の如く、熟練者によるショベル100の操作時の動作ログが反映され、予測確率が高いほど、その作業部位の目標軌道の信頼度が高いと考えられるからである。また、予測確率は、入力条件としてのショベル100の周辺の作業対象の形状に対する作業部位の目標軌道の適合度を表す。予測確率が高いほど、熟練者が作業対象の形状に対してその候補の動作が適していると判断する可能性が高いと考えられるからである。例えば、学習済みモデルLMは、整地作業、法面施工作業、及び盛土作業等の作業ごとに生成される。
The learned model LM uses, for example, data regarding the type of operation of the shovel 100 and the shape of a work target around the shovel 100 as input conditions, and outputs data representing a target trajectory of the working part of the shovel 100 and a prediction probability. The learned model LM also outputs data representing the target trajectory of the working part of the shovel 100 and types of operation of the shovel 100, including, for example, an excavation operation, a sweeping operation, a horizontal dragging operation, a compaction operation, a broom operation, etc. The sweeping operation is, for example, an operation in which the attachment AT is operated to push the bucket 6 forward along the ground, thereby sweeping soil and sand forward with the back surface of the bucket 6. In the sweeping operation, for example, the attachment AT lowers the boom 4 and opens the arm 5. The horizontal dragging operation is, for example, an operation in which the attachment AT is operated to move the tip of the bucket 6 approximately horizontally along the ground, pulling it toward the user, thereby leveling unevenness on the ground surface. In the horizontal pulling operation, for example, the attachment AT raises the boom 4 and closes the arm 5. The compaction operation is, for example, an operation in which the attachment AT is operated to press the ground with the back surface of the bucket 6. Alternatively, the compaction operation may be an operation in which the bucket 6 is pushed forward along the ground, the back surface of the bucket 6 sweeps soil and sand to a predetermined position forward, and then the ground at the predetermined position is pressed against the ground with the back surface of the bucket 6. In the compaction operation, for example, the attachment AT lowers the boom 4 while pressing the ground. The broom operation is, for example, an operation in which the upper rotating body 3 is operated to rotate the bucket 6 left and right while keeping it along the ground. Alternatively, the broom operation may be an operation in which the attachment AT and the upper rotating body 3 are operated to push the bucket 6 forward while alternately rotating it left and right while keeping it along the ground. In the broom operation, for example, the upper rotating body 3 alternately rotates left and right. Furthermore, in the broom operation, for example, in addition to the alternating left and right rotation of the upper rotating body 3, the boom 4 may be lowered and the arm 5 may be opened, as in the sweeping operation. The prediction probability represents the reliability of the target trajectory of the work part. As described above, the learned model LM reflects the operation log of the skilled worker operating the shovel 100, and the higher the prediction probability, the higher the reliability of the target trajectory of the work part. The prediction probability also represents the degree of conformance of the target trajectory of the work part with the shape of the work object around the shovel 100, which is an input condition. The higher the prediction probability, the more likely the skilled worker is to determine that the candidate operation is appropriate for the shape of the work object. For example, the learned model LM is generated for each operation, such as ground leveling, slope construction, and embankment work.

学習済みモデル記憶部2005には、機械学習部2004により出力される学習済みモデルLMが記憶される。 The learned model memory unit 2005 stores the learned model LM output by the machine learning unit 2004.

配信部2006は、学習済みモデルLMをショベル100に配信する。 The distribution unit 2006 distributes the trained model LM to the excavator 100.

例えば、配信部2006は、機械学習部2004により学習済みモデルLMが生成されると、直近で生成された学習済みモデルLMをショベル100に配信する。また、配信部2006は、ショベル100から受信される、学習済みモデルLMの配信を要求する信号に応じて、学習済みモデル記憶部2005の最新の学習済みモデルLMをショベル100に配信してもよい。 For example, when a trained model LM is generated by the machine learning unit 2004, the distribution unit 2006 distributes the most recently generated trained model LM to the shovel 100. Furthermore, the distribution unit 2006 may distribute the latest trained model LM in the trained model memory unit 2005 to the shovel 100 in response to a signal received from the shovel 100 requesting distribution of the trained model LM.

作業支援部302は、オペレータの操作によるショベル100の作業を支援するための機能部である。 The work support unit 302 is a functional unit that supports the work of the excavator 100 as operated by the operator.

作業支援部302は、学習済みモデル記憶部302Aと、作業対象形状取得部302Bと、動作選択部302Cと、条件設定部302Dと、軌道生成部302Eと、表示処理部302Fと、動作制御部302Gとを含む。 The work support unit 302 includes a trained model storage unit 302A, a work object shape acquisition unit 302B, an action selection unit 302C, a condition setting unit 302D, a trajectory generation unit 302E, a display processing unit 302F, and an action control unit 302G.

学習済みモデル記憶部302Aには、情報処理装置200から配信され、通信装置60を通じて受信される学習済みモデルLMが記憶される。 The learned model storage unit 302A stores the learned model LM distributed from the information processing device 200 and received via the communication device 60.

作業対象形状取得部302Bは、撮像装置40や距離センサの出力に基づき、ショベル100の周辺の作業対象の形状(地形形状)に関するデータを取得する。 The work object shape acquisition unit 302B acquires data regarding the shape of the work object (terrain shape) around the excavator 100 based on the output of the imaging device 40 and distance sensor.

動作選択部302Cは、入力装置52を通じて受け付けられる、ユーザ(オペレータ)からの入力に応じて、複数の動作の候補の中からショベル100の動作(の種類)を選択する。また、ショベル100が遠隔操作される場合、動作選択部302Cは、通信装置60を通じて受け付けられる、遠隔操作支援装置300を利用するユーザ(オペレータ)からの入力に応じて、複数の動作の候補の中からショベル100の動作を選択してもよい。 The operation selection unit 302C selects an operation (type) of the shovel 100 from among a plurality of operation candidates in response to input from the user (operator) received via the input device 52. Furthermore, when the shovel 100 is remotely operated, the operation selection unit 302C may select an operation of the shovel 100 from among a plurality of operation candidates in response to input from the user (operator) using the remote operation assistance device 300 received via the communication device 60.

条件設定部302Dは、入力装置52を通じて受け付けられる、ユーザ(オペレータ)からの入力に応じて、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する前提条件を設定する。ショベル100が遠隔操作される場合、条件設定部302Dは、通信装置60を通じて受け付けられる、遠隔操作支援装置300を利用するユーザ(オペレータ)からの入力に応じて、ショベル100の目標軌道に関する前提条件を設定してもよい。また、条件設定部302Dは、ユーザからの入力に依らず、自動で、前提条件を設定してもよい。例えば、条件設定部302Dは、作業対象の形状に関するデータと、その作業対象の形状に対して設定された前提条件との組み合わせのデータの履歴を教師データセットとして用いて生成される学習済みモデルに基づき、前提条件を自動で設定してもよい。この場合、条件設定部302Dは、ユーザからの入力に応じて、自動で設定済みの前提条件を修正してもよい。 The condition setting unit 302D sets preconditions for generating a target trajectory for the working part of the shovel 100 in response to input from the user (operator) received through the input device 52. When the shovel 100 is remotely operated, the condition setting unit 302D may set preconditions for the target trajectory of the shovel 100 in response to input from the user (operator) using the remote operation support device 300 received through the communication device 60. The condition setting unit 302D may also set preconditions automatically, without relying on input from the user. For example, the condition setting unit 302D may automatically set preconditions based on a trained model generated using, as a training dataset, a data history of combinations of data related to the shape of the work object and preconditions set for the shape of the work object. In this case, the condition setting unit 302D may modify the automatically set preconditions in response to input from the user.

前提条件は、例えば、ショベル100の周辺の地形形状におけるショベル100の動作時の目標となる点(以下、「目標点」)である。目標点には、例えば、ショベル100の動作時に作業部位が通過する目標点やショベル100の動作時にバケット6の土砂を排土する場所に相当する点等が含まれる。また、前提条件は、目標点におけるバケット6の姿勢状態(バケット6の姿勢角度)を含んでもよい。 The precondition is, for example, a point (hereinafter referred to as "target point") on the topographical shape around the shovel 100 that serves as a target when the shovel 100 is operating. Target points include, for example, a target point through which the working part passes when the shovel 100 is operating, or a point corresponding to a location where the bucket 6 unloads soil when the shovel 100 is operating. The precondition may also include the attitude state of the bucket 6 at the target point (the attitude angle of the bucket 6).

軌道生成部302Eは、作業対象形状取得部302Bにより取得されるデータ、作業対象の目標形状、動作選択部302Cにより選択される動作、及び条件設定部302Dにより設定される前提条件に基づき、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成する。作業対象の目標形状は、例えば、作業対象(作業現場の地面)に対する作業によって形成される、施工対象としての平面或いは曲面を表す目標施工面である。作業対象の目標形状は、例えば、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、ユーザからの平面や曲面を表すパラメータの入力により設定される。また、作業対象の目標形状は、例えば、情報処理装置200等の外部装置からショベル100に配信されてもよい。軌道生成部302Eは、作業対象形状取得部302Bにより取得されるデータ、作業対象の目標形状、動作選択部302Cにより選択される動作、及び条件設定部302Dにより設定される前提条件を入力データとして、学習済みモデルLMを適用する。また、軌道生成部302Eは、作業対象の目標形状、動作選択部302Cにより選択される動作、及び作業対象形状取得部302Bにより取得されるデータを入力データとして、学習済みモデルLMから作業部位の目標軌道を出力させてもよい。そして、軌道生成部302Eは、出力された作業部位の目標軌道を、条件設定部302Dにより設定される前提条件によって最適化することにより、作業部位の目標軌道を生成してもよい。 The trajectory generation unit 302E generates a target trajectory for the work portion of the shovel 100 based on the data acquired by the work object shape acquisition unit 302B, the target shape of the work object, the operations selected by the operation selection unit 302C, and the preconditions set by the condition setting unit 302D. The target shape of the work object is, for example, a target construction surface representing a flat or curved surface as a construction object formed by work on the work object (the ground at the work site). The target shape of the work object is set by inputting parameters representing a flat or curved surface from the user, for example, via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device). The target shape of the work object may also be distributed to the shovel 100 from an external device such as the information processing device 200. The trajectory generation unit 302E applies the learned model LM to the data acquired by the work object shape acquisition unit 302B, the target shape of the work object, the operations selected by the operation selection unit 302C, and the preconditions set by the condition setting unit 302D as input data. The trajectory generation unit 302E may also output a target trajectory for the work part from the learned model LM using the target shape of the work object, the action selected by the action selection unit 302C, and the data acquired by the work object shape acquisition unit 302B as input data. The trajectory generation unit 302E may then generate a target trajectory for the work part by optimizing the output target trajectory for the work part using the prerequisites set by the condition setting unit 302D.

表示処理部302Fは、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面を表示装置50Aに表示させる(図7、図8参照)。ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面には、例えば、動作選択部302Cにより選択される、ショベル100の動作や条件設定部302Dにより設定される前提条件に関する操作入力をユーザ(オペレータ)が行うための操作画面が含まれる。また、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面には、軌道生成部302Eにより生成される、ショベル100の作業部位の目標軌道を表示する画面が含まれる。また、ショベル100が遠隔操作される場合、表示処理部302Fは、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面に関するデータを、通信装置60を通じて遠隔操作支援装置300に送信してもよい。これにより、表示処理部302Fは、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面を遠隔操作支援装置300(表示装置)に表示させることができる。
The display processing unit 302F causes the display device 50A to display a screen related to the generation of a target trajectory for the working portion of the shovel 100 (see FIGS. 7 and 8 ). The screen related to the generation of a target trajectory for the working portion of the shovel 100 includes, for example, an operation screen that allows the user (operator) to perform operation input related to the operation of the shovel 100 selected by the operation selection unit 302C and the prerequisites set by the condition setting unit 302D. The screen related to the generation of a target trajectory for the working portion of the shovel 100 also includes a screen that displays the target trajectory for the working portion of the shovel 100, generated by the trajectory generation unit 302E. When the shovel 100 is remotely operated, the display processing unit 302F may transmit data related to the screen related to the generation of the target trajectory for the working portion of the shovel 100 to the remote operation assistance device 300 via the communication device 60. This allows the display processing unit 302F to display a screen related to the generation of a target trajectory for the working portion of the shovel 100 on the remote operation assistance device 300 (display device).

例えば、図7、図8に示すように、表示処理部302Fは、画面700,800を表示装置50Aに表示させる。 For example, as shown in Figures 7 and 8, the display processing unit 302F displays screens 700 and 800 on the display device 50A.

図7に示すように、画面700は、画像TG,CG,SB,PB1を含む。 As shown in Figure 7, screen 700 includes images TG, CG, SB, and PB1.

画像TGは、ショベル100の周辺の地形形状を表す画像である。画像TGは、作業対象形状取得部302Bにより取得されるデータに基づき生成される。本例では、画像TGは、ショベル100の外部の所定の視点から見た、ショベル100の周辺の地形形状を表す画像である。所定の視点は、例えば、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じたユーザ(オペレータ)からの入力に応じて変化させることが可能である。 Image TG is an image representing the shape of the terrain around the shovel 100. Image TG is generated based on data acquired by the work object shape acquisition unit 302B. In this example, image TG is an image representing the shape of the terrain around the shovel 100 as seen from a specified viewpoint outside the shovel 100. The specified viewpoint can be changed, for example, in response to input from the user (operator) via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device).

画像CGは、ショベル100を表す画像である。 Image CG is an image representing the shovel 100.

画像TG,CGの位置関係は、ショベル100の周辺の地形形状とショベル100との実際の位置関係と同じになるように設定される。 The positional relationship between the images TG and CG is set to be the same as the actual positional relationship between the terrain shape around the shovel 100 and the shovel 100.

画像SBは、動作選択部302Cにより選択可能な候補の動作を表す画像である。本例では、画像SBには、整地作業で実施されうる、ショベル100候補の動作を表す画像SB1~SB5が含まれる。 Image SB represents candidate actions that can be selected by the action selection unit 302C. In this example, image SB includes images SB1 to SB5 that represent candidate actions of the shovel 100 that can be performed during ground leveling work.

画像SB1は、ショベル100の掘削動作及び排土動作の組み合わせの動作をユーザが選択するための操作用のアイコンである。 Image SB1 is an operation icon that allows the user to select a combination of excavation and soil removal operations for the excavator 100.

画像SB2は、ショベル100の掃出し動作をユーザが選択するための操作用のアイコンである。 Image SB2 is an operation icon that allows the user to select the sweeping operation of the shovel 100.

画像SB3は、ショベル100の水平引き動作をユーザが選択するための操作用のアイコンである。 Image SB3 is an operation icon that allows the user to select the horizontal pulling operation of the shovel 100.

画像SB4は、ショベル100のほうき動作をユーザが選択するための操作用のアイコンである。 Image SB4 is an operation icon that allows the user to select the broom operation of the shovel 100.

画像SB5は、ショベル100の転圧動作をユーザが選択するための操作用のアイコンである。 Image SB5 is an operation icon that allows the user to select the compaction operation of the shovel 100.

ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像SB1~SB5の何れか一つを指定し、動作選択部302Cを通じて、ショベル100の動作を選択することができる。本例では、画像SB1にカーソル(図中の梨地)があり、ショベル100の掘削動作及び排土動作の組み合わせの動作が選択されている状態が表現されている。 The user can specify one of images SB1 to SB5 via the input device 52 or remote operation support device 300 (input device), and select an operation for the shovel 100 via the operation selection unit 302C. In this example, the cursor (the textured area in the figure) is located on image SB1, indicating that a combination of excavation and earth removal operations for the shovel 100 has been selected.

尚、画像SBには、画像SB1~SB5に加えて、画像SB1~SB5に対応する動作とは異なる他の動作をユーザが選択するための操作用アイコンが表示されてもよい。また、画像SBには、画像SB1~SB5の少なくとも一つと代えて、画像SB1~SB5と異なる他の動作をユーザが選択するための操作用アイコンが表示されてもよい。 In addition to images SB1 to SB5, image SB may display an operation icon that allows the user to select an action other than the actions corresponding to images SB1 to SB5. Furthermore, image SB may display an operation icon that allows the user to select an action other than the actions corresponding to images SB1 to SB5, instead of at least one of images SB1 to SB5.

本例では、画像TGは、画像領域TG1,TG2を含む。 In this example, image TG includes image areas TG1 and TG2.

画像領域TG1は、ショベル100の周辺(前方)の地面にある凸部を表す。 Image area TG1 represents the protrusions on the ground around (in front of) the shovel 100.

画像領域TG2は、ショベル100の周辺(前方)の地面にある凹部を表す。 Image area TG2 represents a depression in the ground around (in front of) the shovel 100.

また、本例では、画面700は、目標点に相当する画像P1,P2を含む。 In this example, screen 700 also includes images P1 and P2 corresponding to target points.

画像P1は、画像領域TG1に重畳して表示される。 Image P1 is displayed superimposed on image area TG1.

画像P2は、画像領域TG2に重畳して表示される。 Image P2 is displayed superimposed on image area TG2.

例えば、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像領域TG1,TG2を指定することにより、条件設定部302Dを通じて、画像P1,P2に相当する目標点を設定することができる。ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像TGの全範囲で目標点を設定可能であってもよいし、画像TGの全範囲の中でバケット6の作業部位を届かせることが可能な範囲に限定して目標点を設定可能であってもよい。前者の場合、画像TGの全範囲の中のバケット6の作業部位を届かせることが可能な範囲に目標点が設定されると、画面700には、エラー(警告)を表す表示内容が表示されてもよい。後者の場合、画像TGの全範囲の中のバケット6の作業部位を届かせることが可能な範囲を表す画像が画像TGに重畳して表示されてもよい。また、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、設定済みの目標点を削除することが可能であってもよい。 For example, the user can specify image areas TG1 and TG2 via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device) to set target points corresponding to images P1 and P2 via the condition setting unit 302D. The user may be able to set a target point within the entire range of the image TG via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device), or may be able to set a target point limited to the range within the entire range of the image TG that the working portion of the bucket 6 can reach. In the former case, if a target point is set within the range within the entire range of the image TG that the working portion of the bucket 6 can reach, a display indicating an error (warning) may be displayed on the screen 700. In the latter case, an image representing the range within the entire range of the image TG that the working portion of the bucket 6 can reach may be displayed superimposed on the image TG. The user may also be able to delete a set target point via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device).

また、本例では、画面700には、画像P1,P2のそれぞれに付随するように画像RC1,RC2が表示される。 In addition, in this example, images RC1 and RC2 are displayed on screen 700 in association with images P1 and P2, respectively.

画像RC1は、画像P1に相当する目標点に対応するバケット6の姿勢角度の前提条件を表す画像である。 Image RC1 is an image that shows the preconditions for the bucket 6 attitude angle corresponding to the target point corresponding to image P1.

画像RC2は、画像P2に相当する目標点に対応するバケット6の姿勢角度の前提条件を表す画像である。 Image RC2 shows the preconditions for the bucket 6 attitude angle corresponding to the target point corresponding to image P2.

例えば、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像P1,P2を指定することにより、条件設定部302Dを通じて、画像RC1,RC2に相当するバケット6の姿勢角度の前提条件を設定することができる。 For example, by specifying images P1 and P2 via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device), the user can set preconditions for the attitude angle of the bucket 6 corresponding to images RC1 and RC2 via the condition setting unit 302D.

画像PB1は、画面800で選択される動作、及び画面800で設定される前提条件に沿って、軌道生成部302Eにバケット6の作業部位の軌道を生成させるための操作用のアイコンである。 Image PB1 is an operation icon that causes the trajectory generation unit 302E to generate a trajectory for the working portion of the bucket 6 in accordance with the operation selected on screen 800 and the prerequisites set on screen 800.

例えば、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像PB1を操作することにより、軌道生成部302Eを通じてバケット6の目標軌道を生成することができる。 For example, the user can generate a target trajectory for the bucket 6 via the trajectory generation unit 302E by manipulating the image PB1 via the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device).

画像PB1が操作されると、表示装置50Aの表示内容が画面700から画面800に遷移する。 When image PB1 is operated, the display content of display device 50A transitions from screen 700 to screen 800.

画面800は、画面700と同様、画像TG,CG,SBを含む。また、画面800は、画面700と同様、画像P1,P2を含む。また、画面800は、画像OG,CG1,PB2を含む。 Like screen 700, screen 800 includes images TG, CG, and SB. Also, like screen 700, screen 800 includes images P1 and P2. Also, screen 800 includes images OG, CG1, and PB2.

画像OGは、目標軌道を表す画像である。 Image OG is an image showing the target trajectory.

画像CG1は、目標軌道に相当する画像OGに付随する形で表示される、バケット6を表す画像である。 Image CG1 is an image showing bucket 6, displayed in association with image OG, which corresponds to the target trajectory.

本例では、画像OGは、画像P1に相当する目標点の土砂を掘削動作で掬って、画像P2に相当する目標点に排土する動作を実現する目標軌道を表している。画像OGは、バケット6の作業部位が土砂に接触する軌道部分とそれ以外の軌道部分とが区別可能なように表現されてもよい。例えば、画像OGは、バケット6の作業部位が土砂に接触する軌道部分とそれ以外の軌道部分とが異なる色で表示される。 In this example, image OG represents a target trajectory that realizes an operation in which soil and sand are scooped up at a target point corresponding to image P1 using an excavation operation and dumped at a target point corresponding to image P2. Image OG may be displayed so that the portion of the trajectory where the working part of the bucket 6 comes into contact with the soil and the other portion of the trajectory can be distinguished. For example, image OG displays the portion of the trajectory where the working part of the bucket 6 comes into contact with the soil and the other portion of the trajectory in different colors.

画像PB2は、画像OGに相当する目標軌道でバケット6の作業部位を移動させる動作を動画像(アニメーション)により画面800上で再現させるための操作用のアイコンである。 Image PB2 is an operation icon for reproducing on screen 800, as a moving image (animation), the operation of moving the working part of the bucket 6 along the target trajectory corresponding to image OG.

例えば、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像PB2を操作することにより、目標軌道に相当する画像OGに沿って、バケット6に相当する画像CG1が移動する動画像を画面800に表示させることができる。そのため、ユーザは、動画像を確認することによって、目標軌道が適切であるか否かを判断することができる。 For example, by operating image PB2 via input device 52 or remote operation support device 300 (input device), the user can display on screen 800 a moving image in which image CG1, which corresponds to bucket 6, moves along image OG, which corresponds to the target trajectory. Therefore, by checking the moving image, the user can determine whether the target trajectory is appropriate.

また、動画像では、目標軌道に沿ってバケット6を移動させるショベル100の動作の後の作業対象の形状(地形形状)が表示されてもよい。つまり、画面800には、画像OGに対応する目標軌道に沿ってバケット6を移動させるように、ショベル100を動作させた後の予測される、ショベル100の周辺の作業対象の形状(地形形状)が表示されてもよい。これにより、ユーザは、動画像と予測される地形形状の変化とを確認することによって、目標軌道が適切であるか否かをより適切に判断することができる。 The moving image may also display the shape of the work object (terrain shape) after the operation of the shovel 100 to move the bucket 6 along the target trajectory. In other words, the screen 800 may display the predicted shape of the work object (terrain shape) around the shovel 100 after the shovel 100 is operated to move the bucket 6 along the target trajectory corresponding to image OG. This allows the user to more appropriately determine whether the target trajectory is appropriate by checking the moving image and the predicted changes in the terrain shape.

画像PB1が操作されると、表示装置50Aの表示内容が画面800から画面900に遷移する。 When image PB1 is operated, the display content of display device 50A transitions from screen 800 to screen 900.

画面900は、画面800と同様、画像TG,CG,SBを含む。また、画面900は、画面800と同様、画像P1,P2を含む。また、画面900は、画像OG,CG1を含む。また、画面900は、画像PB3を含む。 Like screen 800, screen 900 includes images TG, CG, and SB. Also, like screen 800, screen 900 includes images P1 and P2. Also, screen 900 includes images OG and CG1. Also, screen 900 includes image PB3.

画像PB3は、画像OGに相当する目標軌道でバケット6の作業部位を移動させるように、ショベル100を自動で動作させるための操作用アイコンである。 Image PB3 is an operation icon for automatically operating the excavator 100 so as to move the working portion of the bucket 6 along the target trajectory corresponding to image OG.

例えば、ユーザは、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて、画像PB3を操作することにより、動作制御部302Gを通じて、画像OGに相当する目標軌道でバケット6が移動するようにショベル100を自動で動作させることができる。 For example, by operating image PB3 via the input device 52 or remote operation support device 300 (input device), the user can automatically operate the excavator 100 via the operation control unit 302G so that the bucket 6 moves along the target trajectory corresponding to image OG.

尚、ユーザが上述の動画像を確認することなく、ショベル100に画像OGに相当する目標軌道に沿ってバケット6が移動するようにショベル100を自動で動作させることが可能であってもよい。この場合、画面800には、画像PB2に加えて、画像PB3に相当する操作用アイコンが表示される。 It may also be possible for the user to automatically operate the shovel 100 so that the bucket 6 moves along the target trajectory corresponding to image OG, without checking the above-mentioned moving image. In this case, in addition to image PB2, an operation icon corresponding to image PB3 is displayed on the screen 800.

図7に戻り、動作制御部302Gは、入力装置52を通じて受け付けられる、ユーザ(オペレータ)からの入力に応じて、軌道生成部302Eにより生成される目標軌道に沿ってバケット6の作業部位が移動するように、ショベル100を動作させる。具体的には、動作制御部302Gは、センサS1~S5の出力等からバケット6の作業部位の位置を把握しながら、油圧制御弁31を制御することで、目標軌道に沿ってバケット6の作業部位が移動するようにショベル100を動作させることができる。 Returning to Figure 7, the operation control unit 302G operates the shovel 100 in response to input from the user (operator) received through the input device 52, so that the working portion of the bucket 6 moves along the target trajectory generated by the trajectory generation unit 302E. Specifically, the operation control unit 302G controls the hydraulic control valve 31 while determining the position of the working portion of the bucket 6 from the outputs of sensors S1 to S5, etc., thereby operating the shovel 100 so that the working portion of the bucket 6 moves along the target trajectory.

例えば、動作制御部302Gは、ユーザからの動作実行の指示の入力に応じて、軌道生成部302Eにより生成される目標軌道に沿ってバケット6の作業部位が移動するように、ショベル100を動作させる。 For example, in response to input from the user an instruction to execute an operation, the operation control unit 302G operates the shovel 100 so that the working portion of the bucket 6 moves along the target trajectory generated by the trajectory generation unit 302E.

また、動作制御部302Gは、操作装置26の操作や遠隔操作信号に応じて、オペレータの操作を補助する形で、軌道生成部302Eにより生成される目標軌道に沿ってバケット6の作業部位が移動するように、ショベル100を動作させてもよい。 In addition, the operation control unit 302G may operate the shovel 100 in response to the operation of the operating device 26 or a remote control signal, thereby assisting the operator in operating the shovel 100 so that the working portion of the bucket 6 moves along the target trajectory generated by the trajectory generation unit 302E.

[作業部位の軌道の生成に関する処理]
次に、図10を参照して、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する処理について説明する。
[Processing related to generation of trajectory of working part]
Next, with reference to FIG. 10, a process for generating a target trajectory for the working portion of the shovel 100 will be described.

図10は、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 Figure 10 is a flowchart that outlines an example of a process for generating a target trajectory for the working part of the shovel 100.

図10のフローチャートは、例えば、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する機能の作動中に繰り返し実行される。ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する機能は、入力装置52や遠隔操作支援装置300(入力装置)を通じて受け付けられる、ユーザからの指示の入力で作動(起動)する。 The flowchart in Figure 10 is executed repeatedly, for example, during operation of a function related to generating a target trajectory for the working part of the shovel 100. The function related to generating a target trajectory for the working part of the shovel 100 is activated (started) by inputting instructions from the user received through the input device 52 or the remote operation support device 300 (input device).

図10に示すように、ステップS102(取得ステップの一例)にて、作業対象形状取得部302Bは、撮像装置40からショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得する。 As shown in FIG. 10, in step S102 (an example of an acquisition step), the work object shape acquisition unit 302B acquires data regarding the shape of the work object around the shovel 100 from the imaging device 40.

コントローラ30は、ステップS102の処理が完了すると、ステップS104に進む。 When the processing of step S102 is completed, the controller 30 proceeds to step S104.

ステップS104(表示ステップの一例)にて、表示処理部302Fは、ステップS102で取得されるデータに基づき、地形形状を表す画像を含む設定画面(例えば、画面700)を表示装置50Aや遠隔操作支援装置300(表示装置)に表示させる。 In step S104 (an example of a display step), the display processing unit 302F displays a setting screen (e.g., screen 700) including an image representing the terrain shape on the display device 50A or the remote operation support device 300 (display device) based on the data acquired in step S102.

コントローラ30は、ステップS104の処理が完了すると、ステップS106に進む。 When the processing of step S104 is completed, the controller 30 proceeds to step S106.

ステップS106にて、動作選択部302Cは、ユーザからの入力に応じて、ショベル100の複数の候補の動作の中から一の動作を選択する。 In step S106, the operation selection unit 302C selects one operation from among multiple candidate operations for the shovel 100 in response to input from the user.

コントローラ30は、ステップS106の処理が完了すると、ステップS108に進む。 When the processing of step S106 is completed, the controller 30 proceeds to step S108.

ステップS108にて、条件設定部302D(設定ステップの一例)は、ユーザからの入力に応じて、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する前提条件を設定する。 In step S108, the condition setting unit 302D (an example of a setting step) sets preconditions for generating the target trajectory of the working part of the excavator 100 in accordance with input from the user.

コントローラ30は、ステップS108の処理が完了すると、ステップS110に進む。 When the processing of step S108 is completed, the controller 30 proceeds to step S110.

尚、ステップS106,S108の順序は、ユーザからの入力に応じて前後する場合がある。 Note that the order of steps S106 and S108 may change depending on input from the user.

ステップS110(生成ステップの一例)にて、軌道生成部302Eは、ステップS106で選択された動作について、ステップS108で設定される前提条件の下で、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成する。 In step S110 (an example of a generation step), the trajectory generation unit 302E generates a target trajectory for the working part of the excavator 100 for the operation selected in step S106 under the preconditions set in step S108.

コントローラ30は、ステップS110の処理が完了すると、ステップS112に進む。 When the processing of step S110 is completed, the controller 30 proceeds to step S112.

ステップS112にて、表示処理部302Fは、ステップS110で生成された目標軌道を表す画像を表示装置50Aや遠隔操作支援装置300(表示装置)に表示させる。 In step S112, the display processing unit 302F displays an image representing the target trajectory generated in step S110 on the display device 50A or the remote operation assistance device 300 (display device).

コントローラ30は、ステップS112の処理が完了すると、ステップS114に進む。 When the processing of step S112 is completed, the controller 30 proceeds to step S114.

ステップS114にて、コントローラ30は、ステップS112で生成された目標軌道に沿ってバケット6の作業部位を移動させるためのショベル100の動作の実行を指示する操作入力が受け付けられたか否かを判定する。コントローラ30は、ショベル100の動作の実行を指示する操作入力が受け付けられた場合、ステップS116に進み、それ以外の操作、具体的には、再度、目標軌道を生成するための操作が受け付けられた場合、ステップS106に戻る。 In step S114, the controller 30 determines whether or not an operation input has been received that instructs the shovel 100 to perform an operation to move the working portion of the bucket 6 along the target trajectory generated in step S112. If an operation input instructing the shovel 100 to perform an operation has been received, the controller 30 proceeds to step S116; if any other operation, specifically an operation to generate the target trajectory again, has been received, the controller 30 returns to step S106.

ステップS116にて、動作制御部302Gは、油圧制御弁31を制御し、直近のステップS110の処理で生成された目標軌道でバケット6の作業部位が移動するように、ショベル100を自動で動作させる。 In step S116, the operation control unit 302G controls the hydraulic control valve 31 to automatically operate the excavator 100 so that the working portion of the bucket 6 moves along the target trajectory generated in the most recent processing of step S110.

コントローラ30は、ステップS116の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the processing of step S116 is completed, the controller 30 ends the processing of this flowchart.

尚、ステップS116の処理の完了時において、ショベル100(アタッチメントAT)は、目標軌道の終点にバケット6の作業部位がある状態にあってもよいし。ステップS114の処理の開始前の姿勢状態に戻されていてもよい。 Note that upon completion of the processing of step S116, the excavator 100 (attachment AT) may be in a state where the working portion of the bucket 6 is at the end point of the target trajectory, or may have returned to the posture state it had before the processing of step S114 began.

このように、本例では、支援装置150(コントローラ30)は、作業対象の形状に適合する目標軌道を生成することができる。そのため、ショベル100の作業効率を向上させることができる。 In this way, in this example, the support device 150 (controller 30) can generate a target trajectory that matches the shape of the work object. This can improve the work efficiency of the excavator 100.

また、本例では、支援装置150は、目標点やバケット6の姿勢角度等の前提条件に適合する目標軌道を生成することができる。そのため、作業対象の形状等を前提とするユーザの判断や意図を反映させて、より適切な目標軌道を生成することができる。 In addition, in this example, the support device 150 can generate a target trajectory that conforms to prerequisites such as the target point and the attitude angle of the bucket 6. Therefore, a more appropriate target trajectory can be generated that reflects the user's judgment and intentions, which are based on the shape of the work object, etc.

また、本例では、支援装置150は、生成した目標軌道に沿ってバケット6の作業部位が移動するように、ショベル100を自動で動作させることができる。そのため、経験の浅いオペレータであっても、ショベル100に適切な動作を行わせることが可能となり、その結果、ショベル100の作業効率をより向上させることができる。 Furthermore, in this example, the support device 150 can automatically operate the shovel 100 so that the working portion of the bucket 6 moves along the generated target trajectory. Therefore, even an inexperienced operator can cause the shovel 100 to perform appropriate operations, thereby further improving the work efficiency of the shovel 100.

[他の実施形態]
次に、他の実施形態について説明する。
Other Embodiments
Next, another embodiment will be described.

上述の実施形態は、適宜、その内容が組み合わせられてもよいし、変形や変更が加えられてもよい。 The above-described embodiments may be combined, modified, or altered as appropriate.

例えば、上述の実施形態では、軌道生成部302Eは、学習済みモデルLMを用いずに、目標軌道を生成してもよい。例えば、複数の候補の動作ごとに作業部位の基準となる軌道が予め規定され、軌道生成部302Eは、動作選択部302Cにより選択された動作の基準となる軌道を、ショベル100の周辺の作業対象の形状(地形形状)に関するデータ、及び前提条件に沿って最適化することにより、作業部位の目標軌道を生成してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the trajectory generation unit 302E may generate a target trajectory without using the learned model LM. For example, a reference trajectory for the working part may be defined in advance for each of a plurality of candidate actions, and the trajectory generation unit 302E may generate a target trajectory for the working part by optimizing the reference trajectory for the action selected by the action selection unit 302C in accordance with data related to the shape of the work target (terrain shape) around the shovel 100 and preconditions.

また、上述の実施形態やその変形例では、ショベル100の外部に設置される撮像装置や距離センサ等のデータに基づき、ショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータが取得されてもよい。例えば、作業現場に設置される撮像装置や距離センサのデータが、通信装置60を通じてショベル100に受信されることにより、作業対象形状取得部302Bは、ショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得することができる。また、例えば、作業現場の上空を飛行するドローンに搭載される撮像装置や距離センサのデータが、通信装置60を通じてショベル100に受信されることにより、作業対象形状取得部302Bは、ショベル100の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment and its variations, data regarding the shape of the work object around the shovel 100 may be acquired based on data from an imaging device, distance sensor, or the like installed outside the shovel 100. For example, data from an imaging device or distance sensor installed at the work site is received by the shovel 100 via the communication device 60, allowing the work object shape acquisition unit 302B to acquire data regarding the shape of the work object around the shovel 100. Furthermore, for example, data from an imaging device or distance sensor mounted on a drone flying above the work site is received by the shovel 100 via the communication device 60, allowing the work object shape acquisition unit 302B to acquire data regarding the shape of the work object around the shovel 100.

また、上述の実施形態やその変形例では、支援装置150の機能の一部又は全部は、遠隔操作支援装置300に移管されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment and its variations, some or all of the functions of the assistance device 150 may be transferred to the remote operation assistance device 300.

また、上述の実施形態やその変形例では、支援装置150の機能の一部又は全部は、情報処理装置200に移管されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment and its variations, some or all of the functions of the assistance device 150 may be transferred to the information processing device 200.

[作用]
次に、本実施形態に係る稼働支援システムSYS(操作支援装置)の作用について説明する。
[Effect]
Next, the operation of the operation support system SYS (operation support device) according to this embodiment will be described.

本実施形態では、支援装置は、取得部と、表示部と、設定部と、生成部と、を備える。支援装置は、例えば、支援装置150である。取得部は、例えば、作業対象形状取得部302Bである。表示部は、例えば、表示装置50Aである。設定部は、例えば、条件設定部302Dである。生成部は、例えば、軌道生成部302Eである。具体的には、取得部は、作業機械の周辺の施工対象の地形形状に関するデータを取得する。作業機械は、例えば、ショベル100である。また、表示部は、取得部により取得されるデータに基づき、施工対象の地形形状を表す画像を表示する。また、設定部は、施工対象の地形形状における作業機械の動作時の目標となる点(目標点)を設定する。そして、生成部は、取得部により取得されるデータ、施工対象の目標形状、及び設定部により設定される点に基づき、作業機械の作業部位の軌道を生成する。 In this embodiment, the support device includes an acquisition unit, a display unit, a setting unit, and a generation unit. The support device is, for example, the support device 150. The acquisition unit is, for example, the work object shape acquisition unit 302B. The display unit is, for example, the display device 50A. The setting unit is, for example, the condition setting unit 302D. The generation unit is, for example, the trajectory generation unit 302E. Specifically, the acquisition unit acquires data related to the terrain shape of the construction object around the work machine. The work machine is, for example, an excavator 100. The display unit displays an image representing the terrain shape of the construction object based on the data acquired by the acquisition unit. The setting unit sets a point (target point) on the terrain shape of the construction object that will serve as a target for the work machine when it operates. The generation unit generates a trajectory for the work portion of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit, the target shape of the construction object, and the point set by the setting unit.

これにより、作業機械の作業部位の軌道をより容易に生成することができる。また、目標点が設定されることから、例えば、作業機械の周辺の作業対象の形状を視認したユーザの判断や意図を反映させた、より適切な作業部位の軌道を生成することができる。そのため、作業機械の作業効率を向上させることができる。 This makes it easier to generate the trajectory of the work part of the work machine. In addition, because a target point is set, it is possible to generate a more appropriate trajectory of the work part that reflects, for example, the judgment and intention of the user who visually recognizes the shape of the work object around the work machine. This therefore improves the work efficiency of the work machine.

また、本実施形態では、支援装置は、選択部を備えてもよい。具体的には、選択部は、ユーザからの入力に応じて、作業機械の複数の候補の動作の中から一の動作を選択してもよい。そして、生成部は、取得部により取得されるデータ、及び設定部により設定される点に基づき、作業機械の一の動作による作業部位の軌道を生成してもよい。 In this embodiment, the assistance device may also include a selection unit. Specifically, the selection unit may select one operation from among multiple candidate operations of the work machine in response to input from the user. The generation unit may then generate a trajectory of the working part resulting from one operation of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit and the points set by the setting unit.

これにより、支援装置は、作業機械の動作を規定して作業部位の軌道を生成することができる。そのため、作業機械の作業効率をより向上させることができる。 This allows the support device to define the operation of the work machine and generate the trajectory of the working part, thereby further improving the work efficiency of the work machine.

また、本実施形態では、設定部は、ユーザからの入力に応じて、作業機械の周辺の地形形状における作業機械の動作時の目標となる点(目標点)、及びその点に対応する作業部位の姿勢を設定してもよい。 In addition, in this embodiment, the setting unit may set a target point (target point) on the terrain shape around the work machine that will serve as a target when the work machine is operating, and the posture of the work part that corresponds to that point, in response to input from the user.

これにより、支援装置は、作業部位の姿勢に関するユーザの判断や意図を反映させた、より適切な作業部位の軌道を生成することができる。作業機械の作業効率をより向上させることができる。 This allows the assistance device to generate a more appropriate trajectory for the working part that reflects the user's judgment and intention regarding the posture of the working part. This can further improve the work efficiency of the work machine.

また、本実施形態では、表示部は、作業機械の周辺の地形形状を表す画像に重畳して、生成部により生成される軌道を表す画像を表示してもよい。 In addition, in this embodiment, the display unit may display an image representing the trajectory generated by the generation unit, superimposed on an image representing the terrain shape around the work machine.

これにより、ユーザは、生成された画像を視覚的に確認することができる。また、ユーザは、作業機械の周辺の地形形状と、生成された軌道とを同時に視認することによって、生成された軌道の妥当性をより適切に判断することができる。 This allows the user to visually check the generated image. Furthermore, by simultaneously viewing the terrain shape around the work machine and the generated trajectory, the user can more appropriately judge the validity of the generated trajectory.

また、本実施形態では、表示部は、作業機械の周辺の地形形状を表す画像に重畳して、生成部により生成される軌道に沿って作業部位が動作する動画像を表示してもよい。 In addition, in this embodiment, the display unit may display a moving image of the working part moving along the trajectory generated by the generation unit, superimposed on an image showing the terrain shape around the work machine.

これにより、ユーザは、動画像を確認することによって、生成された軌道の妥当性をより適切に判断することができる。 This allows users to more appropriately judge the validity of the generated trajectory by checking the video image.

また、本実施形態では、表示部は、生成部により生成される軌道で作業部位が動作した後に予測される、作業機械の周辺の作業対象の形状を表す画像を表示してもよい。 In addition, in this embodiment, the display unit may display an image representing the shape of the work object around the work machine, predicted after the work part operates along the trajectory generated by the generation unit.

これにより、生成された軌道に沿って作業部位が動作した後の作業対象の形状を確認することによって、生成された軌道の妥当性をより適切に判断することができる。 This allows the validity of the generated trajectory to be more appropriately determined by checking the shape of the work object after the work part moves along the generated trajectory.

また、本実施形態では、支援装置は、ユーザの入力に応じて、生成部により生成される軌道に基づき、作業機械を自動で動作させる制御部を備えてもよい。制御部は、例えば、動作制御部302Gである。 In addition, in this embodiment, the assistance device may include a control unit that automatically operates the work machine based on the trajectory generated by the generation unit in response to user input. The control unit is, for example, the operation control unit 302G.

これにより、相対的に経験の浅いオペレータであっても、目標軌道に沿って作業部位を動作させることができる。そのため、作業効率を向上させることができる。また、ユーザの利便性を向上させることができる。 This allows even relatively inexperienced operators to operate the work part along the target trajectory, thereby improving work efficiency and user convenience.

また、本実施形態では、作業機械は、上述の操作支援装置を備えてもよい。 In addition, in this embodiment, the work machine may be equipped with the above-mentioned operation assistance device.

これにより、作業機械は、より容易に目標軌道を生成することができると共に、作業効率を向上させることができる。 This allows the work machine to generate a target trajectory more easily and improves work efficiency.

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist described in the claims.

1 下部走行体
1C,1CL,1CR クローラ
1ML,1MR 走行油圧モータ
2 旋回機構
2M 旋回油圧モータ
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
13 レギュレータ
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
17 コントロールバルブ
26 操作装置
29 操作圧センサ
30 コントローラ
31 油圧制御弁
32 シャトル弁
33 油圧制御弁
40 撮像装置
50 出力装置
50A 表示装置
52 入力装置
60 通信装置
100 ショベル
150 支援装置
200 情報処理装置
300 遠隔操作支援装置
301 動作ログ提供部
301A 動作ログ記録部
301B 動作ログ記憶部
301C 動作ログ送信部
302 作業支援部
302A 学習済みモデル記憶部
302B 作業対象形状取得部
302C 動作選択部
302D 条件設定部
302E 軌道生成部
302F 表示処理部
302G 動作制御部
700,800,900 画面
2001 動作ログ取得部
2002 動作ログ記憶部
2003 教師データ生成部
2004 機械学習部
2005 学習済みモデル記憶部
2006 配信部
AT アタッチメント
HA 油圧アクチュエータ
LM 学習済みモデル
S1~S5 センサ
SYS 稼働支援システム
1 Lower traveling body 1C, 1CL, 1CR Crawler 1ML, 1MR Travel hydraulic motor 2 Swing mechanism 2M Swing hydraulic motor 3 Upper rotating body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 13 Regulator 14 Main pump 15 Pilot pump 17 Control valve 26 Operation device 29 Operation pressure sensor 30 Controller 31 Hydraulic control valve 32 Shuttle valve 33 Hydraulic control valve 40 Imaging device 50 Output device 50A Display device 52 Input device 60 Communication device 100 Excavator 150 Support device 200 Information processing device 300 Remote operation support device 301 Operation log providing unit 301A Operation log recording unit 301B Operation log storage unit 301C Operation log transmission unit 302 Work support unit 302A Learned model storage unit 302B Work object shape acquisition unit 302C Operation selection unit 302D, condition setting unit 302E, trajectory generation unit 302F, display processing unit 302G, operation control units 700, 800, 900, screen 2001, operation log acquisition unit 2002, operation log storage unit 2003, teacher data generation unit 2004, machine learning unit 2005, trained model storage unit 2006, distribution unit AT, attachment HA, hydraulic actuator LM, trained models S1 to S5, sensor SYS, operation support system

Claims (11)

作業機械の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されるデータに基づき、前記作業対象の形状を表す画像を表示する表示部と、
前記作業対象の形状における前記作業機械の動作時の目標となる点を設定する設定部と、
前記取得部により取得されるデータ、前記作業対象の目標形状、及び前記設定部により設定される点に基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を生成する生成部と、を備える、
支援装置。
an acquisition unit that acquires data relating to the shape of a work target in the vicinity of the work machine;
a display unit that displays an image representing the shape of the work object based on the data acquired by the acquisition unit;
a setting unit that sets a point on the shape of the work object that will be a target when the work machine is operating;
a generation unit that generates a trajectory of a working portion of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit, the target shape of the work object, and the points set by the setting unit,
Support equipment.
ユーザからの入力に応じて、前記作業機械の複数の候補の動作の中から一の動作を選択する選択部を備え、
前記生成部は、前記取得部により取得されるデータ、及び前記設定部により設定される点に基づき、前記作業機械の前記一の動作による前記作業部位の軌道を生成する、
請求項1に記載の支援装置。
a selection unit that selects one operation from a plurality of candidate operations of the work machine in response to an input from a user;
the generation unit generates a trajectory of the working portion resulting from the one operation of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit and the points set by the setting unit.
The support device according to claim 1 .
前記設定部は、ユーザからの入力に応じて、前記作業機械の周辺の地形形状における前記作業機械の動作時の目標となる点、及びその点に対応する前記作業部位の姿勢を設定する、
請求項1又は2に記載の支援装置。
the setting unit sets a target point on the topographical shape around the work machine during operation of the work machine and an attitude of the work part corresponding to that point in response to input from a user.
The support device according to claim 1 or 2.
前記表示部は、前記作業機械の周辺の地形形状を表す画像に重畳して、前記生成部により生成される軌道を表す画像を表示する、
請求項1乃至3の何れか一項に記載の支援装置。
the display unit displays an image representing the trajectory generated by the generation unit, superimposed on an image representing the shape of the terrain around the work machine.
4. The assistance device according to claim 1.
前記表示部は、前記作業機械の周辺の地形形状を表す画像に重畳して、前記生成部により生成される軌道に沿って前記作業部位が動作する動画像を表示する、
請求項4に記載の支援装置。
the display unit displays a moving image of the working part moving along the trajectory generated by the generation unit, superimposed on an image representing the topographical shape around the work machine.
The support device according to claim 4.
前記表示部は、前記生成部により生成される軌道で前記作業部位が動作した後に予測される、前記作業機械の周辺の前記作業対象の形状を表す画像を表示する、
請求項4又は5に記載の支援装置。
the display unit displays an image representing a shape of the work object around the work machine that is predicted after the work part moves along the trajectory generated by the generation unit.
6. The support device according to claim 4 or 5.
ユーザの入力に応じて、前記生成部により生成される軌道に基づき、作業機械を自動で動作させる制御部を備える、
請求項1乃至6の何れか一項に記載の支援装置。
a control unit that automatically operates the work machine based on the trajectory generated by the generation unit in response to a user input;
7. An assistance device according to any one of claims 1 to 6.
前記設定部は、前記取得部により取得されるデータに基づき、前記作業対象の形状における前記作業機械の動作時の目標となる点を設定する、the setting unit sets a target point on the shape of the work object during operation of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit.
請求項1乃至7の何れか一項に記載の支援装置。8. An assistance device according to any one of claims 1 to 7.
前記生成部は、作業対象の形状と対応付けられた、相対的に熟練度の高いオペレータの操作による作業機械の動作に関する教師データによって機械学習がされた学習済みモデルを用いて、前記取得部により取得されるデータ、前記作業対象の目標形状、及び前記設定部により設定される点に基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を生成する、the generation unit uses a trained model that has been machine-learned using teacher data related to the operation of the work machine as operated by a relatively skilled operator, which is associated with the shape of the work object, to generate a trajectory of the working portion of the work machine based on the data acquired by the acquisition unit, the target shape of the work object, and the points set by the setting unit.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の支援装置。9. An assistance device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1乃至の何れか一項に記載の支援装置を備える、
作業機械。
A support device according to any one of claims 1 to 9 ,
Work machinery.
支援装置に、
作業機械の周辺の作業対象の形状に関するデータを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得されるデータに基づき、前記作業対象の形状を表す画像を表示部に表示させる表示ステップと、
前記作業対象の形状における前記作業機械の動作時の目標となる点を設定する設定ステップと、
前記取得ステップで取得されるデータ、前記作業対象の目標形状、及び前記設定ステップで設定される点に基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を生成する生成ステップと、を実行させる、
プログラム。
Support devices include:
an acquisition step of acquiring data relating to the shape of a work object around the work machine;
a display step of displaying an image representing the shape of the work object on a display unit based on the data acquired in the acquisition step;
a setting step of setting a point on the shape of the work object that will be a target when the work machine is operating;
a generating step of generating a trajectory of a working portion of the work machine based on the data acquired in the acquiring step, the target shape of the work object, and the points set in the setting step;
program.
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