JP2023049804A - 軌道生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントの目標軌道を補正する場合に、アタッチメントの動作が作業機械の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制する。【解決手段】目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａ上の複数の目標点Ｐから省略開始点Ｐｓと省略終了点Ｐｅとの間の目標点Ｐを省略した補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動距離および移動時間の少なくともいずれかに基づいて、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。【選択図】図３

Description

本発明は、作業機械のアタッチメントの目標軌道を生成する軌道生成システムに関する。

例えば特許文献１に、作業機械のアタッチメントの目標点（特許文献１では放土位置）を補正する技術が記載されている。

特開２０００－６４３５９号公報

同文献には、アタッチメントの一連の動作のうち１つの目標点（同文献では放土位置）の位置を補正することは記載されている。しかし、目標点が補正される場合に、この目標点以外でのアタッチメントの一連の動作がどのように行われるかについては、同文献に記載されていない。そのため、目標点の補正後のアタッチメントの動作が、作業機械の周囲の作業者に不安感を与えるおそれがある。

そこで、本発明は、アタッチメントの目標軌道を補正する場合に、アタッチメントの動作が作業機械の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制することができる、軌道生成システムを提供することを目的とする。

軌道生成システムは、作業機械の機械本体と、アタッチメントと、目標軌道設定部と、目標軌道補正部と、を備える。前記アタッチメントは、前記機械本体に取り付けられ、作業を行う。前記目標軌道設定部は、前記アタッチメントの特定部位の目標とする軌道である補正前目標軌道を設定する。目標軌道補正部は、前記補正前目標軌道を補正する。前記目標軌道補正部は、前記補正前目標軌道上の複数の目標点のうち２点を省略開始点および省略終了点として設定する。前記目標軌道補正部は、前記補正前目標軌道上の前記複数の目標点から前記省略開始点と前記省略終了点との間の前記目標点を省略した補正後目標軌道を設定する。前記目標軌道補正部は、前記補正前目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の移動距離および移動時間の少なくともいずれかに基づいて、前記省略開始点から前記省略終了点までの前記補正後目標軌道を設定する。

上記構成により、アタッチメントの目標軌道を補正する場合に、アタッチメントの動作が作業機械の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制することができる。

軌道生成システム１の作業機械１０などを横から見た図である。 軌道生成システム１のブロック図である。 図１に示すアタッチメント１５の特定部位１５ｅの目標軌道ＴＲを示す図である。 図３に示すバケット１５ｄ１が掘削する場合の目標軌道ＴＲを示す図である。 図１に示す作業機械１０を上から見た図であり、上部旋回体１３の旋回時の特定部位１５ｅの目標軌道ＴＲを示す図である。

図１～図５を参照して、軌道生成システム１について説明する。

軌道生成システム１は、図１に示す作業機械１０のアタッチメント１５の特定部位１５ｅの目標軌道ＴＲ（図３参照）を生成するシステムである。軌道生成システム１は、作業機械１０と、姿勢センサ２１と、状況検出部２３（図２参照）と、通信機器２５と、携帯端末３０と、コントローラ４０と、を備える。

作業機械１０は、作業を行う機械であり、例えば建設作業を行う建設機械であり、例えばショベルである。作業機械１０は、コントローラ４０により自動運転されることが可能に構成される。作業機械１０は、機械本体１０ａと、アタッチメント１５と、アクチュエータ１７と、駆動制御部１９（図２参照）と、を備える。

機械本体１０ａは、作業機械１０の本体部である。機械本体１０ａは、下部走行体１１と、上部旋回体１３と、を備える。下部走行体１１は、作業機械１０を走行させる。下部走行体１１は、例えばクローラを備える。上部旋回体１３は、下部走行体１１に旋回可能に搭載される。

アタッチメント１５は、作業を行う部分であり、機械本体１０ａ（さらに詳しくは上部旋回体１３）に取り付けられる。アタッチメント１５は、例えば、ブーム１５ｂと、アーム１５ｃと、先端アタッチメント１５ｄと、を備える。ブーム１５ｂは、上部旋回体１３に起伏可能（上下に回転可能）に取り付けられる。アーム１５ｃは、ブーム１５ｂに対して回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント１５ｄは、アタッチメント１５の先端部に設けられ、アーム１５ｃに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント１５ｄは、例えば土を掘削する（掬う）バケット１５ｄ１でもよく、物を挟む装置（グラップルなど）でもよく、破砕や掘削などを行う装置（ブレーカなど）でもよい。アタッチメント１５の特定の部位を、特定部位１５ｅとする。特定部位１５ｅは、目標軌道ＴＲ（図３参照）に沿って移動させられる部分である。特定部位１５ｅは、図１、３、および５に示す例では先端アタッチメント１５ｄ（さらに詳しくはバケット１５ｄ１）の先端部であり、図４に示す例ではバケット１５ｄ１の基端部（図１に示すアーム１５ｃと先端アタッチメント１５ｄとの接続部）である。

アクチュエータ１７は、作業機械１０を作動させる。アクチュエータ１７は、旋回モータ１７ａと、ブームシリンダ１７ｂと、アームシリンダ１７ｃと、先端アタッチメントシリンダ１７ｄと、を備える。旋回モータ１７ａは、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を旋回させる。旋回モータ１７ａは、油圧モータでもよく、電動モータでもよい。ブームシリンダ１７ｂは、上部旋回体１３に対してブーム１５ｂを起伏させる。ブームシリンダ１７ｂは、例えば油圧式の伸縮シリンダ（油圧シリンダ）である（アームシリンダ１７ｃおよび先端アタッチメントシリンダ１７ｄも同様）。アームシリンダ１７ｃは、ブーム１５ｂに対してアーム１５ｃを回転させる。先端アタッチメントシリンダ１７ｄは、アーム１５ｃに対して先端アタッチメント１５ｄを回転させる。なお、先端アタッチメント１５ｄ自体が、例えば物を挟む装置などのように駆動可能である場合、先端アタッチメント１５ｄを駆動させるためのシリンダやモータが設けられてもよい。

駆動制御部１９（図２参照）は、アクチュエータ１７を制御する。駆動制御部１９は、油圧回路を備えてもよく、電気回路を備えてもよい。

姿勢センサ２１は、作業機械１０の姿勢を検出する。姿勢センサ２１は、角度を検出するセンサ（例えばロータリエンコーダなど）を備えてもよく、水平面に対する傾斜を検出するセンサを備えてもよく、アタッチメント１５を駆動する油圧シリンダのストロークを検出するセンサを備えてもよい。姿勢センサ２１は、二次元画像および距離画像の少なくともいずれかに基づいて作業機械１０の姿勢を検出してもよい。この場合、二次元画像または距離画像は、撮像装置２３ｂ（図２参照、後述）により撮像されてもよい。姿勢センサ２１は、作業機械１０に搭載されてもよく、作業機械１０の外部（例えば作業現場）に配置されてもよい（状況検出部２３、通信機器２５、およびコントローラ４０についても同様）。例えば、姿勢センサ２１は、旋回角センサ２１ａと、ブーム角センサ２１ｂと、アーム角センサ２１ｃと、先端アタッチメント角センサ２１ｄと、基準位置センサ２１ｅと、を備える。

旋回角センサ２１ａは、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度を検出する。ブーム角センサ２１ｂは、上部旋回体１３に対するブーム１５ｂの回転角度を検出する。アーム角センサ２１ｃは、ブーム１５ｂに対するアーム１５ｃの回転角度を検出する。先端アタッチメント角センサ２１ｄは、アーム１５ｃに対する先端アタッチメント１５ｄの回転角度を検出する。基準位置センサ２１ｅは、作業現場に対する作業機械１０の位置および向きを検出する。基準位置センサ２１ｅは、位置測位システムにより検出を行ってもよい。位置測位システムは、衛星測位システムでもよく、例えばＧＮＳＳ（global navigation satellite system）でもよい。この場合、基準位置センサ２１ｅは、ＧＮＳＳアンテナ２１ｅ１などを備えてもよい。位置測位システムは、トータルステーションを用いたものなどでもよい。

状況検出部２３（図２参照）（バケット状況検出部）は、作業機械１０の状況を検出する。状況検出部２３は、作業機械１０自体の状況（機械の状況、作業の状況など）を検出してもよく、作業機械１０の周囲の状況を検出してもよい。例えば、図２に示すように、状況検出部２３は、負荷検出部２３ａと、撮像装置２３ｂと、を備える。

負荷検出部２３ａは、図１に示す作業機械１０に作用する負荷を検出する。負荷検出部２３ａ（図２参照）は、アタッチメント１５に作用する負荷を検出してもよい。負荷検出部２３ａは、アクチュエータ１７に作用する負荷を検出してもよい。負荷検出部２３ａは、アクチュエータ１７に作用する負荷を検出することで、アタッチメント１５に作用する負荷を検出してもよい。具体的には例えば、負荷検出部２３ａは、先端アタッチメント１５ｄ（例えばバケット１５ｄ１）に作用する負荷を検出してもよい。例えば、負荷検出部２３ａは、先端アタッチメントシリンダ１７ｄ（例えば、バケットシリンダ）に作用する負荷（例えば油圧）を検出してもよい。

撮像装置２３ｂ（図２参照）は、撮像対象物を撮像する。上記「撮像対象物」は、作業機械１０でもよく、作業機械１０の周囲の物でもよい。撮像装置２３ｂは、撮像対象物の二次元情報（例えば、位置、形状）を検出してもよい。撮像装置２３ｂは、撮像対象物の三次元情報を検出してもよく、距離の情報（奥行きの情報）を有する画像（距離画像）を取得してもよい。撮像装置２３ｂは、距離画像と二次元画像とに基づいて、撮像対象物の三次元情報を検出してもよい。撮像装置２３ｂは、二次元の情報を検出するカメラ（単眼カメラ）を備えてもよい。撮像装置２３ｂは、レーザー光を用いて三次元の情報を検出する装置を備えてもよく、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を備えてもよく、例えばＴＯＦ（Time Of Flight）センサを備えてもよい。撮像装置２３ｂは、電波を用いて三次元の情報を検出する装置（例えばミリ波レーダなど）を備えてもよい。撮像装置２３ｂは、ステレオカメラを備えてもよい。具体的には例えば、撮像装置２３ｂは、先端アタッチメント１５ｄがバケット１５ｄ１である場合に、バケット１５ｄ１内の土量を検出してもよい。

通信機器２５は、通信を行う。例えば、通信機器２５は、コントローラ４０と携帯端末３０との通信を行ってもよい。例えば、通信機器２５は、作業機械１０の外部および内部のそれぞれ配置されたコントローラ４０どうしの通信を行ってもよい。通信機器２５による通信は、無線通信、有線通信、および光通信の少なくともいずれかを含んでもよい。

携帯端末３０は、作業者が使用する装置（コンピュータ）である。携帯端末３０は、例えばタブレットでもよく、スマートフォンでもよい。図２に示すように、携帯端末３０は、操作部３１と、表示部３３と、を備える。

操作部３１は、作業者に操作される。例えば、操作部３１では、作業機械１０（図１参照）の自動運転に関する設定を行うための操作が行われてもよい。操作部３１では、目標軌道ＴＲ（図３参照、後述）の設定や補正の指示を行うための操作が行われてもよい。

表示部３３は、表示を行う。表示部３３は、目標軌道ＴＲ（図３参照）に関する情報の表示を行う。例えば、表示部３３は、補正後目標軌道ＴＲｂ（図３参照）に関する表示などを行う（後述）。なお、表示部３３が設けられる機器（例えば携帯端末３０）と、操作部３１が設けられる機器とは、一体でも別体でもよい。

コントローラ４０は、信号の入出力、演算（処理）、情報の記憶などを行うコンピュータである。例えば、コントローラ４０の機能は、コントローラ４０の記憶部に記憶されたプログラムが演算部で実行されることにより実現される。例えば、コントローラ４０は、姿勢センサ２１が検出した作業機械１０（図１参照）の姿勢の情報を取得する。例えば、コントローラ４０は、駆動制御部１９を制御することで、作業機械１０の自動運転を行う。コントローラ４０は、目標軌道ＴＲ（図３参照）の設定および補正を行う。なお、コントローラ４０は、携帯端末３０とは別に設けられてもよく、携帯端末３０に設けられてもよい。コントローラ４０は、目標軌道設定部４１と、目標軌道補正部４３と、作動制御部４５と、を備える。

目標軌道設定部４１は、図３に示す目標軌道ＴＲを設定する。後述するように、目標軌道ＴＲは補正されるところ、目標軌道設定部４１（図２参照）は、補正前の目標軌道ＴＲである補正前目標軌道ＴＲａを設定する。目標軌道ＴＲは、特定部位１５ｅの目標とする軌道である。さらに詳しくは、アタッチメント１５の特定部位１５ｅの複数の目標点Ｐ（例えば三次元座標）の順序集合を「目標経路」という。図３に示す例では、目標点Ｐ１から目標点Ｐ１２までの各位置および順序が、目標経路である。目標経路に、時間パラメータを付加したものを、目標軌道ＴＲという。この「時間パラメータ」は、具体的には例えば、順序が連続する２つの目標点Ｐ間の特定部位１５ｅの移動時間（２点間時間）である。

この目標軌道設定部４１（図２参照）は、ティーチングに基づいて補正前目標軌道ＴＲａを設定してもよく、ティーチング以外の方法（例えば操作部３１（図２参照）による座標の入力など）に基づいて補正前目標軌道ＴＲａを設定してもよい。上記「ティーチング」は、次のように行われる。作業者（オペレータ）が、図１に示す作業機械１０に搭乗して作業機械１０を操作する、または、作業機械１０を遠隔操作する。そして、作業者が、作業機械１０を操作することで、図３に示す目標軌道ＴＲとして設定したい目標経路に沿うように、目標軌道ＴＲとして設定したい時間パラメータが設定されるような速度で、特定部位１５ｅを移動させる。そして、目標軌道設定部４１（図２参照）は、特定部位１５ｅが移動した軌道を、補正前目標軌道ＴＲａとして設定する。

目標軌道補正部４３（図２参照）は、補正前目標軌道ＴＲａを補正する。目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａの目標点Ｐの一部を省略した補正後目標軌道ＴＲｂを設定する（詳細は後述）。

作動制御部４５（図２参照）は、作業機械１０（図１参照）を自動運転させる。作動制御部４５（図２参照）は、アタッチメント１５の特定部位１５ｅが目標軌道ＴＲに従って移動するように、作業機械１０を制御する。さらに詳しくは、作動制御部４５（図２参照）は、目標軌道ＴＲとして設定された目標経路（各目標点Ｐの座標、順序）と、時間パラメータ（例えば各目標点Ｐ間の移動時間）と、に従って特定部位１５ｅが移動するように、作業機械１０（図１参照）を制御する。作動制御部４５（図２参照）は、駆動制御部１９（図２参照）に指令を出力することで、作業機械１０の作動（姿勢）を制御する。

（目標軌道ＴＲを補正するタイミング）
図２に示す目標軌道補正部４３は、コントローラ４０の判断に基づいて（自動的に）、目標軌道ＴＲ（図３参照）を補正してもよい。例えば、目標軌道補正部４３は、コントローラ４０に入力された状況検出部２３の検出結果に基づいて、目標軌道ＴＲを補正してもよい。さらに詳しくは、目標軌道補正部４３は、作業機械１０（図１参照）自体の状況、および作業機械１０の周囲の状況の少なくともいずれかに基づいて、目標軌道ＴＲ（図３参照）を補正してもよい（具体例は後述）。目標軌道補正部４３は、コントローラ４０以外の指令（入力）があったときに、目標軌道ＴＲを補正してもよい。例えば、目標軌道補正部４３は、作業者による操作部３１の手動操作（例えばタブレット操作）に応じて、目標軌道ＴＲを補正してもよい。

（目標軌道ＴＲの補正内容）
目標軌道補正部４３による、図３に示す目標軌道ＴＲ（さらに詳しくは補正前目標軌道ＴＲａ）の補正の概要は、次の通りである。以下では、目標軌道補正部４３については図２を参照して説明する。目標軌道補正部４３は、図３に示す補正前目標軌道ＴＲａの複数の目標点Ｐの一部を省略することで、補正後目標軌道ＴＲｂの目標経路を設定する。そして、目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａの情報に基づいて（補正前目標軌道ＴＲａを考慮して）、補正後目標軌道ＴＲｂの時間パラメータを決定する。目標軌道補正部４３による目標軌道ＴＲの補正の詳細は、次の通りである。

（目標経路の設定）
目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａ上の複数の目標点Ｐのうち２点（互いに異なる２点）を、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅとして設定する。省略終了点Ｐｅの順序は、省略開始点Ｐｓの順序よりも後である。そして、目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａ上の複数の目標点Ｐから、省略開始点Ｐｓと省略終了点Ｐｅとの間の目標点Ｐ（図３に示す例では目標点Ｐ５からＰ１０まで）を省略した補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。なお、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅがどのように決まるかについては後述する。

（時間パラメータの設定）
目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａに従って特定部位１５ｅが移動したときと、補正後目標軌道ＴＲｂに従って特定部位１５ｅが移動したときとで、作業者が感じる速度感が同じ程度になるように、補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。これにより、補正後目標軌道ＴＲｂに従って特定部位１５ｅが移動したときに、作業者に不安感を与えることが抑制される。例えば、補正後目標軌道ＴＲｂに従って特定部位１５ｅが移動したときの、アタッチメント１５の急峻な動きが抑制される。

具体的には、目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動距離および移動時間の少なくともいずれかに基づいて、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。さらに具体的には、目標軌道補正部４３は、下記の設定例１、設定例２のように、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの補正後目標軌道ＴＲｂ（以下、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗともいう）を設定する。

（設定例１）
目標軌道補正部４３は、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動時間が補正前後で等しくなるように、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗを（補正後目標軌道ＴＲｂを）設定してもよい。この場合、目標軌道補正部４３は、下記の補正後移動時間Ｔｎｅｗが補正前移動時間Ｔと等しくなるように、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗを設定する。補正後移動時間Ｔｎｅｗは、補正後目標軌道ＴＲｂにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの（すなわち省略後目標軌道ＴＲｎｅｗでの）特定部位１５ｅの移動時間である。補正前移動時間Ｔは、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動時間である。この場合、補正前移動時間Ｔと補正後移動時間Ｔｎｅｗとが等しくなるので、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動するときに作業者が感じる速度感が、補正前後で同じ程度になる。よって、補正後目標軌道ＴＲｂに沿って移動する特定部位１５ｅを見た作業者に不安感を与えることが抑制される。

具体的には例えば、図３に示す例では、目標点Ｐ４が省略開始点Ｐｓであり、目標点Ｐ１１が省略終了点Ｐｅである。この例において、補正前移動時間Ｔが、７秒であるとする。このとき、目標軌道補正部４３は、補正後移動時間Ｔｎｅｗが７秒になるように、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗを設定する。

（設定例２）
目標軌道補正部４３は、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの平均速さ（移動速度の大きさの平均値）が補正前後で等しくなるように、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗを設定してもよい。この場合、目標軌道補正部４３は、下記の補正後平均速さＶｎｅｗが補正前平均速さＶと等しくなるように、省略後目標軌道ＴＲｎｅｗを設定する。補正前平均速さＶは、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの平均速さである。補正後平均速さＶｎｅｗは、補正後目標軌道ＴＲｂにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの（すなわち省略後目標軌道ＴＲｎｅｗでの）特定部位１５ｅの平均速さである。この場合、補正前平均速さＶと補正後平均速さＶｎｅｗとが等しくなるので、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動するときに作業者が感じる速度感が、補正前後で同じ程度になる。よって、補正後目標軌道ＴＲｂに沿って移動する特定部位１５ｅを見た作業者に不安感を与えることが抑制される。また、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動する時間が、補正前よりも補正後の方が短くなる。よって、アタッチメント１５を効率良く移動させることができ、アタッチメント１５による作業効率が向上する。

具体的には例えば、図３に示す例では、補正前移動時間Ｔが７秒であるとする。また、補正前目標軌道ＴＲａの目標点Ｐ４から目標点Ｐ１１までの目標経路に沿った移動距離をＬ（図３に示すＬ４＋Ｌ５＋…＋Ｌ９＋Ｌ１０）とする。このとき、補正前平均速さＶは、Ｖ＝Ｌ／Ｔで表される。Ｔが７秒の場合は、Ｖ＝Ｌ／７である。また、補正後目標軌道ＴＲｂの目標点Ｐ４から目標点Ｐ１１まで（すなわち省略後目標軌道ＴＲｎｅｗ）の移動距離（直線距離）を、Ｌｎｅｗとする。このとき、補正後平均速さＶｎｅｗは、Ｖｎｅｗ＝Ｌｎｅｗ／Ｔｎｅｗである。補正後平均速さＶｎｅｗと補正前平均速さＶとが等しいので（Ｌ／Ｔ＝Ｌｎｅｗ／Ｔｎｅｗなので）、補正後移動時間Ｔｎｅｗは、Ｔｎｅｗ＝Ｔ×Ｌｎｅｗ／Ｌで表される。Ｔが７秒の場合は、Ｔｎｅｗ＝７×Ｌｎｅｗ／Ｌである。

なお、目標軌道補正部４３による補正後目標軌道ＴＲｂの設定は様々に行うことが可能である。例えば、目標軌道補正部４３は、補正前移動時間Ｔおよび補正前平均速さＶの両方に基づいて補正後目標軌道ＴＲｂを設定してもよい。目標軌道補正部４３は、補正前移動時間Ｔや補正前平均速さＶに対して、補正値の加算、減算、乗算、および除算の少なくともいずれかなどを行った値に基づいて、補正後目標軌道ＴＲｂを設定してもよい。

（省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅの設定の具体例）
目標軌道補正部４３は、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅを例えば次のように設定する。

（設定例３）
目標軌道補正部４３は、状況検出部２３（図２参照）に検出された作業機械１０（図１参照）自体の状況（機械の状況、作業の状況など）に基づいて、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅの少なくともいずれかを設定してもよい。この場合の具体例は、次の通りである。

（設定例３の具体例：掘削動作の省略）
例えば、図４に示すように、バケット１５ｄ１が、土を掘削する動作（掘削動作）を行うときの、補正前目標軌道ＴＲａの目標点Ｐの一部が省略されてもよい。

（省略開始点Ｐｓの設定例）
目標軌道補正部４３は、バケット１５ｄ１内の土量が所定の土量閾値を超えたとき（条件Ａ）の特定部位１５ｅの位置を、省略開始点Ｐｓとして設定してもよい。目標軌道補正部４３は、バケット１５ｄ１に作用する負荷が所定の負荷閾値を超えたとき（条件Ｂ）の特定部位１５ｅの位置を、省略開始点Ｐｓとして設定してもよい。上記条件Ａが満たされたときの特定部位１５ｅの位置が、省略開始点Ｐｓとして設定されることで、バケット１５ｄ１が土を掘削しすぎることが抑制され、掘削作業の効率を向上させることができる（条件Ｂも同様）。バケット１５ｄ１が土を掘削しすぎた場合は、バケット１５ｄ１が掘削動作をしてもバケット１５ｄ１に土が入らず、掘削動作が無駄な動きとなる場合がある。また、バケット１５ｄ１が土を掘削しすぎた場合は、バケット１５ｄ１から土が落下する結果、掘削動作が無駄な動きとなる場合がある。バケット１５ｄ１内の土量、およびバケット１５ｄ１に作用する負荷は、上記の状況検出部２３（図２参照）に検出される。状況検出部２３は、バケット１５ｄ１内の土量、および、バケット１５ｄ１に作用する負荷のうち、いずれか一方のみを検出してもよい。図４に示す例では、特定部位１５ｅは、バケット１５ｄ１の基端部である。

（省略終了点Ｐｅの設定例）
目標軌道補正部４３は、バケット１５ｄ１による掘削動作の終了点を、省略終了点Ｐｅとして設定する。この掘削動作は、バケット１５ｄ１の先端部が地中（地面Ｇよりも下側）に向かって下側および上部旋回体１３（図１参照）側に移動しながら、アーム１５ｃ（図１参照）に対してバケット１５ｄ１が上部旋回体１３側（掘削側）に回転する動作を含む。また、この掘削動作は、土を掘削したバケット１５ｄ１が、土を保持可能な姿勢（角度）で、地面Ｇよりも上側に移動する（持ち上がる）動作を含んでもよい。このようなバケット１５ｄ１の一連の掘削動作の終了点が、省略終了点Ｐｅとして設定される。バケット１５ｄ１による掘削動作の終了の次の動作は、例えば、上部旋回体１３（図１参照）の旋回を含む動作（持ち上げ旋回）などである。なお、バケット１５ｄ１の一連の掘削動作の終了点よりも前の点が、省略終了点Ｐｅとして設定されてもよい。

（設定例４）
目標軌道補正部４３は、状況検出部２３（図２参照）に検出された作業機械１０（図１参照）の周囲の状況に基づいて、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅの少なくともいずれかを設定してもよい。この場合の具体例は、次の通りである。

（設定４の具体例：旋回動作の省略）
例えば、図５に示すように、上部旋回体１３が、下部走行体１１に対して旋回する動作（旋回動作）を行うときの、補正前目標軌道ＴＲａの目標点Ｐの一部が省略されてもよい。目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａの経路を省略し、補正前よりも短い経路を特定部位１５ｅが通るように（遠回りしないように）、補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。この例では、目標軌道補正部４３は、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅを次のように設定する。

例えば、補正前目標軌道ＴＲａに従って特定部位１５ｅが移動すると、アタッチメント１５が侵入禁止領域に入る場合が想定される。この場合に、目標軌道補正部４３は、アタッチメント１５が侵入禁止領域に侵入しないように、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅを設定する。上記の「侵入禁止領域」は、例えば、障害物（地形、ダンプカーなどの車両など）が存在する領域などである。

（設定例５）
目標軌道補正部４３は、操作部３１（図２参照）で指定された情報に基づいて、省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅの少なくともいずれかを設定してもよい。さらに詳しくは、作業者が、補正前目標軌道ＴＲａの目標点Ｐの中から、省略開始点Ｐｓとして設定したい目標点Ｐを操作部３１で指定する。そして、目標軌道補正部４３は、操作部３１で指定された目標点Ｐを省略開始点Ｐｓとして設定してもよい。省略終了点Ｐｅについても同様である。

（表示）
表示部３３（図２参照）は、目標軌道補正部４３が設定した補正後目標軌道ＴＲｂの情報を表示する。具体的には例えば、表示部３３は、補正後目標軌道ＴＲｂを表す図形（例えば図３～図５参照）を表示してもよい。表示部３３は、特定部位１５ｅを含むアタッチメント１５が、補正後目標軌道ＴＲｂに従って移動する様子を表す動画を表示してもよい。

（第１の発明の効果）
図１に示すように、軌道生成システム１は、作業機械１０の機械本体１０ａと、アタッチメント１５と、目標軌道設定部４１（図２参照）と、目標軌道補正部４３（図２参照）と、を備える。アタッチメント１５は、機械本体１０ａに取り付けられ、作業を行う。目標軌道設定部４１（図２参照）は、アタッチメント１５の特定部位１５ｅの目標とする軌道である補正前目標軌道ＴＲａ（図３参照）を設定する。目標軌道補正部４３（図２参照）は、補正前目標軌道ＴＲａ（図３参照）を補正する。

［構成１］目標軌道補正部４３（図２参照）は、図３に示す補正前目標軌道ＴＲａ上の複数の目標点Ｐのうち２点を省略開始点Ｐｓおよび省略終了点Ｐｅとして設定する。目標軌道補正部４３（図２参照）は、補正前目標軌道ＴＲａ上の複数の目標点Ｐから省略開始点Ｐｓと省略終了点Ｐｅとの間の目標点Ｐを省略した補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。目標軌道補正部４３は、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動距離および移動時間の少なくともいずれかに基づいて、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。

上記［構成１］により、次の効果が得られる。補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動距離および移動時間の少なくともいずれかが考慮された、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの補正後目標軌道ＴＲｂ（省略後目標軌道ＴＲｎｅｗ）が設定される。よって、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動距離および移動時間のいずれも考慮されない場合に比べ、次の効果が得られる。補正後目標軌道ＴＲｂに従って移動する特定部位１５ｅの動きが、補正前目標軌道ＴＲａに従って移動する特定部位１５ｅの動きに近い動きになるように、補正後目標軌道ＴＲｂを設定することができる。よって、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動するときに作業者が感じる速度感が、目標軌道ＴＲの補正前後で同じ程度になるように、補正後目標軌道ＴＲｂを設定することができる。その結果、軌道生成システム１（図１参照）は、アタッチメント１５の目標軌道ＴＲを補正する場合に、アタッチメント１５の動作が作業機械１０の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制することができる。

（第２の発明の効果）
［構成２］目標軌道補正部４３（図２参照）は、下記の補正後移動時間Ｔｎｅｗが補正前移動時間Ｔと等しくなるように、図３に示す補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。補正後移動時間Ｔｎｅｗは、補正後目標軌道ＴＲｂにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの（省略後目標軌道ＴＲｎｅｗでの）特定部位１５ｅの移動時間である。補正前移動時間Ｔは、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの移動時間である。

上記［構成２］により、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動するときに作業者が感じる速度感を、目標軌道ＴＲの補正前後で同じ程度にすることができる。よって、図１に示す軌道生成システム１は、作業機械１０の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制することができる。

（第３の発明の効果）
［構成３］目標軌道補正部４３（図２参照）は、下記の補正後平均速さＶｎｅｗが補正前平均速さＶと等しくなるように、図３に示す補正後目標軌道ＴＲｂを設定する。補正後平均速さＶｎｅｗは、補正後目標軌道ＴＲｂにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの（省略後目標軌道ＴＲｎｅｗでの）特定部位１５ｅの平均速さである。補正前平均速さＶは、補正前目標軌道ＴＲａにおける省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまでの特定部位１５ｅの平均速さである。

上記［構成３］により、省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅが移動するときに作業者が感じる速度感を、目標軌道ＴＲの補正前後で同じ程度にすることができる。よって、図１に示す軌道生成システム１は、作業機械１０の周囲の作業者に不安感を与えることを抑制することができる。また、図３に示す省略開始点Ｐｓから省略終了点Ｐｅまで特定部位１５ｅの移動時間を、補正前目標軌道ＴＲａよりも補正後目標軌道ＴＲｂで短くすることができる。よって、特定部位１５ｅを（アタッチメント１５を）効率良く移動させることができ、アタッチメント１５による作業効率を向上させることができる。

（第４の発明の効果）
軌道生成システム１（図１参照）は、図４に示すバケット１５ｄ１と、状況検出部２３（バケット状況検出部）（図２参照）と、を備える。バケット１５ｄ１は、アタッチメント１５を構成し、土を掘削する。状況検出部２３（図２参照）は、バケット１５ｄ１に関する状況を検出する。

［構成４］目標軌道補正部４３（図２参照）は、下記の［条件４Ａ］および［条件４Ｂ］の少なくともいずれかの条件が満たされたときの特定部位１５ｅの位置を、省略開始点Ｐｓとして設定する。［条件４Ａ］バケット１５ｄ１内の土量が所定の土量閾値を超えたことが状況検出部２３（図２参照）に検出されたこと。［条件４Ｂ］バケット１５ｄ１に作用する負荷が所定の負荷閾値を超えたことが状況検出部２３（図２参照）に検出されたこと。

上記［構成４］により、バケット１５ｄ１が土を掘削しすぎることを抑制することができる。なお、上記［構成４］には、状況検出部２３が、バケット１５ｄ１内の土量およびバケット１５ｄ１に作用する負荷のいずれか一方のみを検出し、目標軌道補正部４３が、［条件４Ａ］および［条件４Ｂ］のいずれか一方のみを判定することが含まれる。

（第５の発明の効果）
［構成５］図２に示すように、軌道生成システム１は、目標軌道補正部４３が設定した補正後目標軌道ＴＲｂ（図３参照）の情報を表示する表示部３３を備える。

上記［構成５］により、図３に示す補正後目標軌道ＴＲｂに従って実際に特定部位１５ｅを移動させなくても（事前に）、表示部３３（図２参照）の表示を見る作業者に、補正後目標軌道ＴＲｂの情報を知らせることができる。

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、図２などに示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、閾値（例えば、土量閾値、負荷閾値）などの値は、一定でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。例えば、各構成要素は、各特徴（作用機能、配置、形状、作動など）の一部のみを有してもよい。

１ 軌道生成システム
１０ 作業機械
１０ａ 機械本体
１５ アタッチメント
１５ｄ１ バケット
１５ｅ 特定部位
２３ 状況検出部（バケット状況検出部）
３３ 表示部
４１ 目標軌道設定部
４３ 目標軌道補正部
Ｐ 目標点
Ｐｅ 省略終了点
Ｐｓ 省略開始点
ＴＲａ 補正前目標軌道
ＴＲｂ 補正後目標軌道

Claims (5)

1. 作業機械の機械本体と、
   前記機械本体に取り付けられ、作業を行うアタッチメントと、
   前記アタッチメントの特定部位の目標とする軌道である補正前目標軌道を設定する目標軌道設定部と、
   前記補正前目標軌道を補正する目標軌道補正部と、
   を備え、
   前記目標軌道補正部は、
   前記補正前目標軌道上の複数の目標点のうち２点を省略開始点および省略終了点として設定し、
   前記補正前目標軌道上の前記複数の目標点から前記省略開始点と前記省略終了点との間の前記目標点を省略した補正後目標軌道を設定し、
   前記補正前目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の移動距離および移動時間の少なくともいずれかに基づいて、前記省略開始点から前記省略終了点までの前記補正後目標軌道を設定する、
   軌道生成システム。
2. 請求項１に記載の軌道生成システムであって、
   前記目標軌道補正部は、前記補正後目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の移動時間が、前記補正前目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の移動時間と等しくなるように、前記補正後目標軌道を設定する、
   軌道生成システム。
3. 請求項１に記載の軌道生成システムであって、
   前記目標軌道補正部は、前記補正後目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の平均速さが、前記補正前目標軌道における前記省略開始点から前記省略終了点までの前記特定部位の平均速さと等しくなるように、前記補正後目標軌道を設定する、
   軌道生成システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の軌道生成システムであって、
   前記アタッチメントを構成し、土を掘削するバケットと、
   前記バケットに関する状況を検出するバケット状況検出部と、
   を備え、
   前記目標軌道補正部は、前記バケット内の土量が所定の土量閾値を超えたことが前記バケット状況検出部に検出されたこと、および、前記バケットに作用する負荷が所定の負荷閾値を超えたことが前記バケット状況検出部に検出されたこと、の少なくともいずれかの条件が満たされたときの前記特定部位の位置を、前記省略開始点として設定する、
   軌道生成システム。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の軌道生成システムであって、
   前記目標軌道補正部が設定した前記補正後目標軌道の情報を表示する表示部を備える、
   軌道生成システム。

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