JP7683286B2 - 作業システム - Google Patents

Description

本発明は、アタッチメントに自動的に作業を行わせるための作業システムに関する。

例えば特許文献１などに、アタッチメントを有するショベルが記載されている。同文献の請求項１には「ショベルが相対的に安定性の低い姿勢になる可能性がある状態」などの条件が満たされた場合に、「操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限する」と記載されている。

特開２０２０－１５８９９８号公報

同文献に記載の技術では、所定の条件が満たされた場合に、アタッチメント（同文献ではブーム、アーム、バケット）の操作が制限される。アタッチメントの操作が制限されると、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率が悪化する。

そこで、本発明は、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率を向上させることができる作業システムを提供することを目的とする。

作業システムは、下部本体と、上部旋回体と、アタッチメントと、作業制御部と、接触判定部と、を備える。前記上部旋回体は、前記下部本体に旋回可能に搭載される。前記アタッチメントは、前記上部旋回体に取り付けられ、作業対象物に対する作業を行う。前記作業制御部は、前記アタッチメントを自動的に作動させる制御を行う。前記接触判定部は、特定の移動開始位置から、前記作業対象物に対する作業の開始位置である作業開始位置に向かって、前記アタッチメントの先端部が移動している途中で、前記アタッチメントが前記作業対象物に接触した接触状態になったか否かを判定する。前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定されることなく前記移動開始位置から前記作業開始位置に前記アタッチメントの先端部が移動した場合、前記作業開始位置で前記アタッチメントに作業を開始させる。前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定された場合、前記接触状態であると判定されたときの前記アタッチメントの位置で、前記アタッチメントに作業を開始させる。

上記構成により、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率を向上させることができる。

作業システム１の作業機械１０などを横から見た図である。 図１に示す作業システム１のブロック図である。 図２に示すコントローラ３０の処理を示すフローチャートである。 図１に示すアタッチメント１５が前後方向Ｘに移動する場合の作業機械１０などを横から見た図である。 図１に示すアタッチメント１５が旋回方向θに移動する場合の作業機械１０などを上から見た図である。

図１～図５を参照して、作業システム１について説明する。

作業システム１は、図１に示すように、作業対象物Ｏに対する作業を行うためのシステムである。作業システム１は、作業機械１０と、撮像装置２１と、図２に示す姿勢検出部２３と、アタッチメント速度センサ２５と、アタッチメント負荷センサ２７と、コントローラ３０と、を備える。

作業機械１０は、図１に示すように、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、作業対象物Ｏに対する作業を行う。作業対象物Ｏは、例えば、土砂でもよく、砕石でもよく、廃棄物でもよい。作業対象物Ｏは、例えば、山形状（例えば土砂山）でもよく、地面Ｇに配置されてもよく（図４参照）、ピットＰ内に（壁Ｐｗに囲まれるように）配置されてもよい。作業機械１０は、下部走行体１１（下部本体）と、上部旋回体１３と、アタッチメント１５と、駆動部１７と、を備える。

下部走行体１１（下部本体）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。上部旋回体１３には、アタッチメント１５が取り付けられる。上部旋回体１３は、運転室１３ａと、カウンタウエイト１３ｂと、を備える。運転室１３ａは、操作者が作業機械１０の操作をすることが可能な部分である。作業機械１０は、操作者に操作されなくてもよく、コントローラ３０（図２参照）により自動的に操作される場合がある。カウンタウエイト１３ｂは、作業機械１０の前後方向Ｘのバランスをとるためのおもりである。

（作業機械１０に関する方向の定義）
下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回の回転軸（旋回中心１３ｏ（図５参照））が延びる方向を、上下方向Ｚとする。上下方向Ｚにおいて、下部走行体１１から上部旋回体１３に向かう側（向き）を上側Ｚ１とし、その逆側を下側Ｚ２とする。図５に示すように、上下方向Ｚから見たときにアタッチメント１５が延びる方向（上部旋回体１３に対してアタッチメント１５が突出する方向）を、前後方向Ｘとする。前後方向Ｘにおいて、カウンタウエイト１３ｂから、上部旋回体１３へのアタッチメント１５の取付部に向かう側を、「前側」とする。前後方向Ｘにおいて、上部旋回体１３から前側を見たときの、上部旋回体１３から遠い側を奥側Ｘ１とし、上部旋回体１３に近い側を手前側Ｘ２とする。下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回の方向（旋回中心１３ｏを中心とする方向）を、旋回方向θとする。

アタッチメント１５は、図１に示すように、上部旋回体１３に取り付けられ、作業対象物Ｏに対して作業を行う部分である。アタッチメント１５は、ブーム１５ａと、アーム１５ｂと、先端アタッチメント１５ｃと、を備える。ブーム１５ａは、上部旋回体１３に起伏可能（上下方向に回転可能）に取り付けられる。アーム１５ｂは、ブーム１５ａ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１５ｃは、作業対象物Ｏに対する作業を行う部分である。先端アタッチメント１５ｃは、アタッチメント１５の先端部に設けられ、アーム１５ｂに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント１５ｃは、例えば土砂をすくう（掘削する）バケットでもよく、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。先端アタッチメント１５ｃの先端部（アタッチメント１５の先端部）を、アタッチメント先端部１５ｔとする。

駆動部１７は、作業機械１０を駆動させる。駆動部１７は、例えば油圧アクチュエータを備えてもよく、電動アクチュエータを備えてもよい。上記「アクチュエータ」は、例えば伸縮可能なシリンダでもよく、モータでもよい。具体的には例えば、駆動部１７は、ブームシリンダ１７ａと、アームシリンダ１７ｂと、先端アタッチメントシリンダ１７ｃと、旋回モータ１７ｄ（図２参照）と、を備える。ブームシリンダ１７ａは、上部旋回体１３に対してブーム１５ａを起伏させるシリンダ（例えば油圧シリンダ）である。アームシリンダ１７ｂは、ブーム１５ａに対してアーム１５ｂを回転させるシリンダ（例えば油圧シリンダ）である。先端アタッチメントシリンダ１７ｃは、アーム１５ｂに対して先端アタッチメント１５ｃを回転させるシリンダ（例えば油圧シリンダ）である。図２では、先端アタッチメントシリンダ１７ｃを「先端ＡＴＴシリンダ」と記載した。旋回モータ１７ｄは、図１に示す下部走行体１１に対して上部旋回体１３を旋回させるモータ（例えば油圧モータ、または電動モータ）である。旋回モータ１７ｄ（図２参照）は、図５に示す旋回中心１３ｏを中心に、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を旋回させる。その結果、旋回モータ１７ｄは、旋回中心１３ｏを中心に、下部走行体１１に対してアタッチメント１５を旋回させる。

撮像装置２１は、図１に示すように、撮像対象物の、位置および形状の三次元情報を検出する。上記「撮像対象物」は、作業対象物Ｏ、および作業対象物Ｏの周辺物の少なくともいずれかである。撮像装置２１は、距離の情報（奥行きの情報）を有する画像（距離画像）を取得する。撮像装置２１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２１は、１つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。撮像装置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。作業機械１０に搭載されても、作業機械１０の外部に配置されてもよい点は、図２に示す姿勢検出部２３、アタッチメント速度センサ２５、およびコントローラ３０についても同様である。

この撮像装置２１（図１参照）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い。撮像装置２１は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging）を備えてもよく、ＴＯＦ（Time Of Flight）センサを備えてもよい。撮像装置２１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２１は、ステレオカメラを備えてもよい。撮像装置２１が三次元の情報と二次元の情報とに基づいて撮像対象物の三次元の位置および形状を検出する場合などには、撮像装置２１は、二次元の画像を検出可能なカメラを備えてもよい。

姿勢検出部２３は、作業機械１０（図１参照）の姿勢を検出する。姿勢検出部２３は、ブームセンサ２３ａと、アームセンサ２３ｂと、先端アタッチメントセンサ２３ｃ（図２では先端ＡＴＴセンサ）と、旋回センサ２３ｄと、を備える。

ブームセンサ２３ａは、図１に示す上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転角度（起伏角度）を検出する。ブームセンサ２３ａ（図２参照）は、上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転軸に取り付けられる角度センサを備えてもよい。ブームセンサ２３ａは、地面Ｇなどに対するブーム１５ａの傾斜角度を検出する傾斜センサを備えてもよい。ブームセンサ２３ａは、ブームシリンダ１７ａのストローク位置（シリンダチューブに対するシリンダロッドの位置）を検出するストロークセンサを備えてもよい。ブームセンサ２３ａは、二次元画像または距離画像に基づいてブーム１５ａの姿勢を検出するもの（画像に基づく検出を行うもの）でもよい。この場合、二次元画像または距離画像は、撮像装置２１により撮像されてもよい。

アームセンサ２３ｂ（図２参照）は、ブーム１５ａに対するアーム１５ｂの回転角度を検出する。アームセンサ２３ｂは、角度センサを備えてもよく、傾斜センサを備えてもよく、ストロークセンサを備えてもよく、画像に基づく検出を行うものでもよい（先端アタッチメントセンサ２３ｃ（図２参照）も同様）。先端アタッチメントセンサ２３ｃは、アーム１５ｂに対する先端アタッチメント１５ｃの回転角度を検出する。旋回センサ２３ｄは、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回の角度（旋回方向θ）を検出する。旋回センサ２３ｄは、角度センサを備えてもよく、画像に基づく検出を行うものでもよい。

アタッチメント速度センサ２５（図２参照）は、アタッチメント１５の作動速度を検出する。例えば、アタッチメント速度センサ２５は、姿勢検出部２３（図２参照）と兼用されてもよい。例えば、アタッチメント速度センサ２５は、姿勢検出部２３によるアタッチメント１５の姿勢の検出結果（例えば角度など）を、アタッチメント１５の作動速度に変換してもよい。具体的には例えば、アタッチメント速度センサ２５は、ブームセンサ２３ａ（図２参照）に検出された、上部旋回体１３に対するブーム１５ａの起伏角度を、上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転速度（角速度）に変換してもよい。例えば、アタッチメント速度センサ２５は、ブームシリンダ１７ａのストローク位置を、ブームシリンダ１７ａのストローク速度に変換してもよい。そして、アタッチメント速度センサ２５は、ブームシリンダ１７ａの速度を、上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転速度に変換してもよい。アーム１５ｂの作動速度、および先端アタッチメント１５ｃの作動速度についても、角度やストロークが、速度に変換されてもよい。下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回速度（すなわちアタッチメント１５の旋回速度）についても、旋回角度が旋回速度に変換されてもよい。なお、アタッチメント速度センサ２５は、姿勢検出部２３と兼用されなくてもよく、姿勢検出部２３による検出結果を用いずにアタッチメント１５の作動速度を検出してもよい。

アタッチメント負荷センサ２７（図２参照）は、アタッチメント１５に作用する上下方向Ｚの負荷を検出する。アタッチメント負荷センサ２７は、ブーム１５ａ、アーム１５ｂ、および先端アタッチメント１５ｃの少なくともいずれかに作用する上下方向Ｚの負荷を検出する。具体的には例えば、アタッチメント負荷センサ２７は、ブーム１５ａに作用する上下方向Ｚの負荷を検出する場合、ブームシリンダ１７ａを作動させる作動油の油圧を検出してもよい。

コントローラ３０（図２参照）は、信号の入出力、演算（処理）、情報の記憶などを行う。例えば、図２に示すコントローラ３０は、撮像装置２１（図１参照）、姿勢検出部２３、アタッチメント速度センサ２５、およびアタッチメント負荷センサ２７から検出結果を受信する。例えば、コントローラ３０は、駆動部１７を駆動させるための信号を出力する。コントローラ３０は、接触判定部３１と、作業制御部３３と、を備える。

接触判定部３１は、後述する接触状態であるか否かの判定を行う。作業制御部３３は、作業機械１０を自動的に作動させる。作業制御部３３は、アタッチメント１５（図１参照）を自動的に作動させる制御を行う。作業制御部３３は、ブームシリンダ１７ａ、アームシリンダ１７ｂ、先端アタッチメントシリンダ１７ｃ、および旋回モータ１７ｄのそれぞれを制御する。

（作業システム１の作動の概要）
作業システム１は、次のように作動するように構成される。コントローラ３０（図２参照）が、作業機械１０を制御（自動運転）し、アタッチメント１５に作業を行わせる。このときのアタッチメント１５の作動の具体例は、次の通りである。

アタッチメント１５が、作業対象物Ｏに対する作業（例えば掘削）を行い、先端アタッチメント１５ｃが、作業対象物Ｏを運搬可能な状態（例えばすくった状態、把持した状態など）になる。この状態で、アタッチメント１５が、作業対象物Ｏを所定位置に運搬する。具体的には例えば、アタッチメント１５が、作業対象物Ｏを持ち上げるとともに、上部旋回体１３が、旋回を行う（作業機械１０が持ち上げ旋回を行う）。次に、アタッチメント１５が、図示しない積込対象物（例えば運搬車両の荷台など）の上方で作業対象物Ｏを解放（例えば排土）する。次に、先端アタッチメント１５ｃ（さらに詳しくはアタッチメント先端部１５ｔ）が、作業対象物Ｏに対する作業を行う予定位置（作業開始位置Ｐ３）に移動する。この移動のとき、例えば、上部旋回体１３が、旋回（復帰旋回）を行うとともに、先端アタッチメント１５ｃの高さ（上下方向Ｚの位置）が変えられる。このように、作業機械１０では、例えば、作業、持ち上げ旋回、解放、および復帰旋回の一連の作動が繰り返される。なお、上記の作業機械１０の作動は一例であり、作業機械１０の作動は様々に行われ得る。

（アタッチメント先端部１５ｔの移動）
作業制御部３３（図２参照）は、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３にアタッチメント先端部１５ｔが移動するように、作業機械１０の作動の制御を行う。

移動開始位置Ｐ１は、コントローラ３０（例えば接触判定部３１）（図２参照）に設定された特定の位置である。移動開始位置Ｐ１は、接触判定部３１による判定（後述）が行われるときの、アタッチメント先端部１５ｔの移動の開始位置である。例えば、移動開始位置Ｐ１は、上記の復帰旋回におけるアタッチメント先端部１５ｔの軌跡上のある位置でもよく（図５参照）、復帰旋回の開始時のアタッチメント先端部１５ｔの位置でもよい。図５に示すように、移動開始位置Ｐ１は、先端アタッチメント１５ｃによる作業が行われる範囲（作業対象エリアＯａ）の内と外との境界と重なる点でもよい。例えば、先端アタッチメント１５ｃによる作業は、作業対象エリアＯａの少なくとも一部で行われる。

作業開始位置Ｐ３は、図１に示す先端アタッチメント１５ｃによる作業対象物Ｏに対する作業（例えば掘削）が開始されるときの、アタッチメント先端部１５ｔの位置である。作業開始位置Ｐ３は、例えばコントローラ３０（図２参照）により自動的に設定されてもよい。具体的には、作業開始位置Ｐ３は、撮像装置２１に撮像された距離画像に基づいて、コントローラ３０により自動的に設定されてもよい。作業開始位置Ｐ３の高さは、操作者によるアタッチメント１５でのティーチング（教示）によって設定されてもよい。作業開始位置Ｐ３の高さは、作業者による携帯情報端末（例えばタブレット、スマートフォンなど）への入力（例えば数値入力）によって設定されてもよい。作業開始位置Ｐ３と同様に、移動開始位置Ｐ１についても、コントローラ３０により自動的に設定されてもよく、アタッチメント１５でのティーチングによって設定されてもよく、携帯情報端末への入力によって設定されてもよい。

（アタッチメント１５と作業対象物Ｏとの接触）
移動開始位置Ｐ１と作業開始位置Ｐ３との間に作業対象物Ｏが存在する場合が想定される。この場合、アタッチメント先端部１５ｔが移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に移動しているときに、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触することが想定される。具体例は次の通りである。

［上下方向Ｚの接触の例］例えば、作業開始位置Ｐ３の真上に作業対象物Ｏが存在する場合などが想定される。例えば、ティーチングや携帯情報端末への入力によって設定された作業開始位置Ｐ３の高さが、作業対象物Ｏの高さよりも低い場合などに、作業開始位置Ｐ３の真上に作業対象物Ｏが存在する場合が想定される。このような場合、作業対象物Ｏよりも上側Ｚ１から作業開始位置Ｐ３に向かって下側Ｚ２にアタッチメント先端部１５ｔが移動すると、アタッチメント１５（例えば先端アタッチメント１５ｃ）が作業対象物Ｏに接触する。この状態でアタッチメント１５がさらに下げられようとすると、作業機械１０が（車体が）、地面Ｇに対して持ち上がろうとする。すると、作業機械１０が、地面Ｇに対して傾き、不安定になる場合がある。なお、図１に示す例では、アタッチメント先端部１５ｔが作業対象物Ｏに接触する場合を示したが、アタッチメント１５のうち作業対象物Ｏに接触する部分は、アタッチメント先端部１５ｔとは限らず、先端アタッチメント１５ｃとは限らない。

［前後方向Ｘの接触の例］例えば、図４に示すように、移動開始位置Ｐ１よりも奥側Ｘ１に作業開始位置Ｐ３がある場合について考える。この場合、移動開始位置Ｐ１と作業開始位置Ｐ３との前後方向Ｘにおける間に、作業開始位置Ｐ３よりも高い位置に、作業対象物Ｏが存在する場合などが想定される。このような場合、先端アタッチメント１５ｃが、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に向かって移動すると、作業開始位置Ｐ３よりも手前側Ｘ２で作業対象物Ｏに接触する（つっかえる）場合がある。

［旋回方向θの接触の例］例えば、図５に示すように、移動開始位置Ｐ１と作業開始位置Ｐ３との旋回方向θにおける間に、作業開始位置Ｐ３よりも高い位置に、作業対象物Ｏが存在する場合などが想定される。このような場合、先端アタッチメント１５ｃが、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に向かって旋回すると、作業開始位置Ｐ３よりも移動開始位置Ｐ１に近い側で作業対象物Ｏに接触する（つっかえる）場合がある。

そこで、作業制御部３３（図２参照）は、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に移動している途中でアタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触する場合は、作業開始位置Ｐ３を変更する。変更後のＰ３を、変更後作業開始位置Ｐ３ａという。コントローラ３０による制御の詳細は以下の通りである。

（変更後作業開始位置Ｐ３ａ）
コントローラ３０（図２参照）の作動などについて、図３に示すフローチャートを参照して説明する。以下では、フローチャートに示す各ステップについては、図３を参照して説明する。ステップＳ１１では、作業制御部３３（図２参照）が、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に向かってアタッチメント１５を移動させる制御を行う。具体的には例えば、作業制御部３３が、アタッチメント１５に復帰旋回動作を行わせる。

ステップＳ１２では、アタッチメント先端部１５ｔが作業開始位置Ｐ３に到達したか否かが、接触判定部３１（図２参照）に判定される。アタッチメント先端部１５ｔが作業開始位置Ｐ３に到達していない場合（ステップＳ２１でＮＯの場合）、フローは、ステップＳ２１～Ｓ２４およびＳ３１に進む。アタッチメント先端部１５ｔが作業開始位置Ｐ３に到達していない場合は、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に向かってアタッチメント先端部１５ｔが移動している途中である。アタッチメント先端部１５ｔが作業開始位置Ｐ３に到達した場合、フローはＳ４１に進む。

ステップＳ２１～Ｓ２４およびＳ３１では、接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触した状態である「接触状態」であるか否かを判定する。

ステップＳ２１～Ｓ２４では、接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触し、アタッチメント１５が停止または略停止した状態であるか否かを判定する。具体的には、接触判定部３１は、アタッチメント速度センサ２５（図２参照）に検出されたアタッチメント１５の作動速度が速度閾値以下である場合、接触状態であると判定する。上記の速度閾値は、接触判定部３１に予め（この判定の前に）設定される（以下の各閾値も同様）。

さらに詳しくは、ステップＳ２１では、接触判定部３１（図２参照）は、上部旋回体１３に対するブーム１５ａの回転速度が、ブーム速度閾値（ブーム１５ａの回転速度に関する速度閾値）以下か否かを判定する。例えば、ブーム１５ａの回転速度がブーム速度閾値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、接触判定部３１は、ブーム１５ａの回転速度がブーム速度閾値以上であると判定する。上記「所定時間」は、接触判定部３１に予め設定された時間に関する閾値である。

同様に、ステップＳ２２では、接触判定部３１（図２参照）は、ブーム１５ａに対するアーム１５ｂの回転速度が、アーム速度閾値（アーム１５ｂの回転速度に関する速度閾値）以下か否かを判定する。ステップＳ２３では、接触判定部３１は、アーム１５ｂに対する先端アタッチメント１５ｃの回転速度が、先端アタッチメント速度閾値（先端アタッチメント１５ｃの回転速度に関する速度閾値）以下か否かを判定する。図３では、先端アタッチメント１５ｃを「先端ＡＴＴ」と記載した。ステップＳ２４では、接触判定部３１は、図１に示す下部走行体１１に対するアタッチメント１５の（上部旋回体１３の）旋回速度が、旋回速度閾値（アタッチメント１５の旋回速度に関する速度閾値）以下か否かを判定する。

ブーム１５ａの回転速度、アーム１５ｂの回転速度、先端アタッチメント１５ｃの回転速度、およびアタッチメント１５の旋回速度のそれぞれが各速度閾値以下である場合（ステップＳ２１～Ｓ２４のすべてでＹＥＳの場合）、フローはステップＳ２５に進む。この場合、接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント１５が停止または略停止していると判定する。一方、この条件が満たされない場合（ステップＳ２１～Ｓ２４の少なくともいずれかでＮＯの場合）、接触判定部３１は、アタッチメント１５が停止または略停止していないと判定する。この場合、接触判定部３１は、アタッチメント１５は接触状態ではない、と判定する。この場合、フローはステップＳ１２に戻る。

ステップＳ３１では、接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント負荷センサ２７に検出された負荷が負荷閾値（アタッチメント１５の負荷に関する閾値）以上か否かを判定する。この判定では、アタッチメント１５が作業機械１０を地面Ｇに対して持ち上げ、作業機械１０を傾けようとしている状態、または傾けている状態か否かが判定される。この判定では、接触判定部３１は、アタッチメント１５（具体的には例えばブーム１５ａ）に作用する上下方向Ｚの負荷（図３では「ブーム負荷」）が負荷閾値以上か否かを判定する。アタッチメント１５に作用する上下方向Ｚの負荷が負荷閾値以上である場合、フローはステップＳ３２に進む。アタッチメント１５に作用する上下方向Ｚの負荷が負荷閾値未満である場合、接触判定部３１は、アタッチメント１５は接触状態ではない、と判定する。この場合、フローはステップＳ１２に戻る。

アタッチメント１５の作動速度が速度閾値以下（Ｓ２１～Ｓ２４のすべてでＹＥＳ）、およびアタッチメント１５に作用する上下方向Ｚの負荷が負荷閾値以上（Ｓ３１でＹＥＳ）、の少なくともいずれかの条件が満たされる場合、フローはステップＳ３２に進む。この場合、接触判定部３１は、アタッチメント１５は接触状態である、と判定する。この場合、フローはステップＳ４１に進む。

（アタッチメント１５の速度および負荷の判定）
接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント１５の作動速度が速度閾値以下であるか否かの判定（速度判定）と、アタッチメント１５の負荷が負荷閾値以上であるか否かの判定（負荷判定）と、に基づいて、接触状態であるか否かを判定することが好ましい。この理由は、次の通りである。アタッチメント１５が、作業機械１０を地面Ｇに対して浮かせ、下部走行体１１を地面Ｇに対して傾けているときは、アタッチメント１５は停止（または略停止）していない。そのため、速度判定のみが行われる場合、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触しているにもかかわらず、「接触状態である」と判定されない。一方、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触して停止（または略停止）しているが、アタッチメント１５に作用する負荷は小さい場合がある。具体的には例えば、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触してからのブームシリンダ１７ａのストローク量が小さい場合などには、ブームシリンダ１７ａに作用する負荷が小さく、ブームシリンダ１７ａに供給される作動油の圧力が、大きくは立たない。このような場合、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触しているにもかかわらず、「接触状態である」と判定されない。一方、速度判定と負荷判定との両方が行われる場合は、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触しているか否かを適切に判定することができる。

なお、速度判定と負荷判定とのいずれか一方のみでも、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触しているか否かを適切に判定することができる場合は、速度判定と負荷判定とのいずれか一方のみが行われてもよい。

ステップＳ４１では、作業制御部３３（図２参照）は、作業対象物Ｏに対する作業をアタッチメント１５に開始させる。さらに詳しくは、接触状態であると接触判定部３１（図２参照）に判定されることなく、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３にアタッチメント先端部１５ｔが移動した場合（ステップＳ１２でＮＯの場合）、作業制御部３３は、次の処理を行う。この場合、作業制御部３３は、作業開始位置Ｐ３でアタッチメント１５に作業を開始させる。さらに詳しくは、作業制御部３３は、アタッチメント先端部１５ｔが作業開始位置Ｐ３に配置された状態から、アタッチメント１５に作業対象物Ｏに対する作業を開始させる。

また、接触判定部３１（図２参照）により、接触状態であると判定された場合（ステップＳ３２からステップＳ４１に進んだ場合）、作業制御部３３（図２参照）は、次の処理を行う。この場合、作業制御部３３は、接触判定部３１に接触状態であると判定されたときのアタッチメント１５の位置で、アタッチメント１５に作業を開始させる。この場合、接触判定部３１は、接触判定部３１に接触状態であると判定されたときのアタッチメント１５の位置に、作業開始位置Ｐ３を変更する（作業開始位置Ｐ３を、変更後作業開始位置Ｐ３ａに変更する）。さらに詳しくは、作業制御部３３は、アタッチメント先端部１５ｔが変更後作業開始位置Ｐ３ａに配置された状態から、アタッチメント１５に作業対象物Ｏに対する作業を開始させる。よって、接触状態であると判定された場合でも、アタッチメント１５による作業対象物Ｏに対する作業が行われる。

ステップＳ４１の次に、フローは「エンド」に進む。その後、コントローラ３０（図２参照）は、例えば、上記の持ち上げ旋回、および作業対象物Ｏの解放を作業機械１０に行わせる。その後、コントローラ３０は、作業機械１０に復帰旋回を行わせるときに、図３に示す処理を再び行う。

図１に示すアタッチメント１５が変更後作業開始位置Ｐ３ａで作業を開始し、この作業が完了し、例えば持ち上げ旋回および作業対象物Ｏの解放が行われた後、再び図３に示す処理が行われる場合について説明する。［例１］この場合、図１に示すアタッチメント先端部１５ｔの移動目標が、変更後作業開始位置Ｐ３ａから、変更前の作業開始位置Ｐ３に戻されてもよい。［例１ａ］例えば、アタッチメント１５が、作業対象物Ｏに接触したこと、および、変更後作業開始位置Ｐ３ａで作業を行ったことにより、作業対象物Ｏの形状が変化する。すると、アタッチメント先端部１５ｔが、変更前の作業開始位置Ｐ３に到達できる場合がある。この場合、アタッチメント１５が、変更前の作業開始位置Ｐ３での作業を行うことができる。［例１ｂ］また、接触状態であると判定されたときのアタッチメント１５の位置（いわば障害物）を避けるように、移動開始位置Ｐ１から変更前の作業開始位置Ｐ３にアタッチメント先端部１５ｔが移動してもよい。図５において、この場合のアタッチメント先端部１５ｔの移動経路の一例を、二点鎖線で示した。［例２］また、アタッチメント先端部１５ｔの移動目標が、変更後作業開始位置Ｐ３ａでも、「変更前の作業開始位置Ｐ３」でもない位置（新たな作業開始位置Ｐ３）とされてもよい。

（第１の発明の効果）
図１に示すように、作業システム１による効果は、次の通りである。作業システム１は、下部走行体１１（下部本体）と、上部旋回体１３と、アタッチメント１５と、作業制御部３３（図２参照）と、接触判定部３１（図２参照）と、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たものである。アタッチメント１５は、上部旋回体１３に取り付けられ、作業対象物Ｏに対する作業を行う。作業制御部３３は、アタッチメント１５を自動的に作動させる制御を行う。接触判定部３１は、特定の移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３に向かって、アタッチメント先端部１５ｔが移動している途中で、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触した接触状態になったか否かを判定する。作業開始位置Ｐ３は、作業対象物Ｏに対する作業の開始位置である。作業制御部３３は、接触状態であると接触判定部３１に判定されることなく、移動開始位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ３にアタッチメント先端部１５ｔが移動した場合、作業開始位置Ｐ３でアタッチメント１５に作業を開始させる。

［構成１］作業制御部３３は、接触状態であると接触判定部３１に判定された場合、接触状態であると判定されたときのアタッチメント１５の位置で、アタッチメント１５に作業を開始させる。

上記［構成１］により、アタッチメント１５が作業対象物Ｏに接触した接触状態になった場合でも、接触状態であると判定されたときのアタッチメント１５の位置で、作業対象物Ｏに対する作業をアタッチメント１５に開始させる。よって、アタッチメント１５が接触状態になった場合でも、作業対象物Ｏに対するアタッチメント１５による作業を行うことができる。よって、例えばアタッチメント１５が接触状態になった場合にアタッチメント１５の作動が制限される場合などに比べ、アタッチメント１５による作業対象物Ｏに対する作業の効率を向上させることができる。

（第２の発明の効果）
［構成２］作業システム１は、アタッチメント１５の作動速度を検出するアタッチメント速度センサ２５（図２参照）を備える。接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント速度センサ２５に検出されたアタッチメント１５の作動速度が、接触判定部３１に設定された速度閾値以下である場合、接触状態であると判定する。

上記［構成２］では、アタッチメント１５が停止または略停止しているときのアタッチメント１５の速度を速度閾値として設定した場合、次の効果が得られる。この場合、アタッチメント１５が停止または略停止しているときに、接触状態であると接触判定部３１が判定する。よって、アタッチメント１５が作業開始位置Ｐ３に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。

（第３の発明の効果）
［構成３］作業システム１は、アタッチメント１５に作用する上下方向Ｚの負荷を検出するアタッチメント負荷センサ２７（図２参照）を備える。接触判定部３１（図２参照）は、アタッチメント負荷センサ２７に検出された負荷が、接触判定部３１に設定された負荷閾値以上である場合、接触状態であると判定する。

上記［構成３］では、アタッチメント１５が下部走行体１１および上部旋回体１３を持ち上げようとしているときのアタッチメント１５の負荷を負荷閾値として設定した場合、次の効果が得られる。この場合、アタッチメント１５が下部走行体１１および上部旋回体１３を持ち上げようとしているときに、接触状態であると接触判定部３１に判定される。よって、アタッチメント１５が作業開始位置Ｐ３に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。

（第４の発明の効果）
［構成４］作業システム１は、上記［構成２］および［構成３］を備える。

上記［構成４］により、次の効果が得られる。アタッチメント１５が下部走行体１１および上部旋回体１３を持ち上げようとしていないが、アタッチメント１５が停止または略停止しているときに、接触状態であると接触判定部３１に判定させることができる。また、アタッチメント１５が停止または略停止していないが、アタッチメント１５が下部走行体１１および上部旋回体１３を持ち上げようとしているときに、接触状態であると接触判定部３１に判定させることができる。したがって、アタッチメント１５が作業開始位置Ｐ３に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、図２に示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、図３に示すフローチャートのステップの順序が変更されてもよく、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、上記の各閾値（速度閾値、負荷閾値など）や範囲（例えば作業対象エリアＯａ）などは、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。具体的には例えば、図２に示すコントローラ３０の構成要素（作業制御部３３および接触判定部３１）は、１つのコントローラ３０にまとめて設けられてもよく、別々に設けられてもよい。

１ 作業システム
１１ 下部走行体（下部本体）
１３ 上部旋回体
１５ アタッチメント
２５ アタッチメント速度センサ
２７ アタッチメント負荷センサ
３１ 接触判定部
３３ 作業制御部
Ｏ 作業対象物
Ｐ１ 移動開始位置
Ｐ３ 作業開始位置

Claims (4)

1. 下部本体と、
   前記下部本体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられ、作業対象物に対する作業を行うアタッチメントと、
   前記アタッチメントを自動的に作動させる制御を行う作業制御部と、
   特定の移動開始位置から、前記作業対象物に対する作業の開始位置である作業開始位置に向かって、前記アタッチメントの先端部が移動している途中で、前記アタッチメントが前記作業対象物に接触した接触状態になったか否かを判定する接触判定部と、
   を備え、
   前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定されることなく前記移動開始位置から前記作業開始位置に前記アタッチメントの先端部が移動した場合、前記作業開始位置で前記アタッチメントに作業を開始させ、
   前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定された場合、前記接触状態であると判定されたときの前記アタッチメントの位置で、前記アタッチメントに作業を開始させる、
   作業システム。
2. 請求項１に記載の作業システムであって、
   前記アタッチメントの作動速度を検出するアタッチメント速度センサを備え、
   前記接触判定部は、前記アタッチメント速度センサに検出された前記アタッチメントの作動速度が、前記接触判定部に設定された速度閾値以下である場合、前記接触状態であると判定する、
   作業システム。
3. 請求項１に記載の作業システムであって、
   前記アタッチメントに作用する上下方向の負荷を検出するアタッチメント負荷センサを備え、
   前記接触判定部は、前記アタッチメント負荷センサに検出された負荷が、前記接触判定部に設定された負荷閾値以上である場合、前記接触状態であると判定する、
   作業システム。
4. 請求項１に記載の作業システムであって、
   前記アタッチメントの作動速度を検出するアタッチメント速度センサと、
   前記アタッチメントに作用する上下方向の負荷を検出するアタッチメント負荷センサと、
   を備え、
   前記接触判定部は、前記アタッチメント速度センサに検出された前記アタッチメントの作動速度が、前記接触判定部に設定された速度閾値以下である場合、および、前記アタッチメント負荷センサに検出された負荷が、前記接触判定部に設定された負荷閾値以上である場合、の一方または両方の場合に、前記接触状態であると判定する、
   作業システム。

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