JP2021188260A - ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】バケット内に取り込まれている土砂等の物の体積を取得できるショベルを提供すること。【解決手段】ショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられるアタッチメントと、アタッチメントを構成するバケット６と、アタッチメントに取り付けられる形状推定装置Ｓ１０と、形状推定装置Ｓ１０の出力に基づいてバケット６内に取り込まれた土砂の形状を算出するコントローラ３０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本開示は、ショベルに関する。

ショベルがダンプトラックの荷台に積み込んだ土砂の重量を積算して表示する装置が知られている（特許文献１参照）。

この装置は、特定の操作が行われているか否かに基づいて積み込み作業の開始及び完了を検出する。そして、ダンプトラックに関する積み込み作業の開始から完了までの間に算出された複数の掘削重量の積算値をそのダンプトラックに積み込まれた土砂の量として算出する。排土操作は、バケット開き操作を含む操作である。

国際公開第２０１９／０３１５５１号

しかしながら、上述の装置は、バケット内に取り込まれている土砂の体積を測定していない。そのため、上述の装置は、ダンプトラックの荷台に積み込まれた土砂の体積を認識できない。

そこで、バケット内に取り込まれている土砂等の物の体積を取得できるショベルを提供することが望ましい。

本発明の一実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記アタッチメントを構成するバケットと、前記アタッチメントに取り付けられる空間認識装置と、前記空間認識装置の出力に基づいて前記バケット内に取り込まれた物の形状を算出する制御装置と、を備える。

上述のショベルは、バケット内に取り込まれている物の体積を取得できる。

ショベルの側面図である。 ショベルの構成の一例を概略的に示す図である。 ショベルの油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。 ショベルの油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。 コントローラの構成の一例を概略的に示す図である。 アーム及びバケットの側面図である。 ボクセル化の概念図である。 複数の形状推定装置を備えたショベルの側面図である。 コントローラの構成の別の一例を概略的に示す図である。 メイン画面の構成例を示す図である。 土砂重量の算出に関するパラメータを説明する模式図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

［ショベルの概要］
最初に、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。図１は、ショベル１００の側面図である。図１では、ショベル１００は、施工対象の上り傾斜面ＥＳに隣接する水平面に位置すると共に、後述する目標施工面の一例である上り法面ＢＳ（つまり、上り傾斜面ＥＳに対する施工後の法面形状）が併せて記載されている。尚、施工対象の上り傾斜面ＥＳには、目標施工面である上り法面ＢＳの法線方向を示す丁張り（図示せず）が設けられている。

ショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業機）の一例である掘削アタッチメントを構成するブーム４、アーム５、及びバケット６と、キャビン１０とを備える。

下部走行体１は、左右一対のクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（図２参照）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。つまり、一対の走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（走行モータの一例）は、被駆動部としての下部走行体１（クローラ）を駆動する。

上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（図２参照）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。つまり、旋回油圧モータ２Ａは、被駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

尚、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、電動機（以下、「旋回用電動機」）により電気駆動されてもよい。つまり、旋回用電動機は、旋回油圧モータ２Ａと同様、非駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。

尚、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。

キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。

［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２を参照して、ショベル１００の具体的な構成について説明する。図２は、ショベル１００の構成の一例を概略的に示す図である。図２において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。

ショベル１００の駆動系は、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を含む。また、ショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、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のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、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等の油圧アクチュエータを含む。

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、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。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。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。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（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、例えば、後述の如く、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。

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、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、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による制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、例えば、後述の如く、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。

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、オペレータによる操作装置２６に対する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。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、操作装置２６の操作状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、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制御弁１７１〜１７６を含む。より具体的には、制御弁１７１は、走行油圧モータ１Ｌに対応し、制御弁１７２は、走行油圧モータ１Ｒに対応し、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。また、制御弁１７５は、例えば、後述の如く、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含み、制御弁１７６は、例えば、後述の如く、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。制御弁１７１〜１７６の詳細は、後述する。

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を含む。また、ショベル１００の操作系は、後述するコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する構成として、シャトル弁３２を含む。

パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介して操作装置２６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、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。

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、又はバケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。操作装置２６は、その二次側のパイロットラインを通じて直接的に、或いは、二次側のパイロットラインに設けられる後述のシャトル弁３２を介して間接的に、コントロールバルブ１７にそれぞれ接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態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、操作装置２６における操作状態に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。操作装置２６は、例えば、アーム５（アームシリンダ８）を操作するレバー装置を含む。また、操作装置２６は、例えば、ブーム４（ブームシリンダ７）、バケット６（バケットシリンダ９）、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）のそれぞれを操作するレバー装置２６Ａ〜２６Ｃを含む（図４参照）。また、操作装置２６は、例えば、下部走行体１の左右一対のクローラ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するレバー装置やペダル装置を含む。

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、２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６に接続され、他方が比例弁３１に接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている（詳細は、図４参照）。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成する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、後述するコントローラ３０は、操作装置２６から出力される二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を比例弁３１から出力させることにより、オペレータによる操作装置２６の操作に依らず、対応する制御弁を制御し、各種動作要素の動作を制御することができる。シャトル弁３２は、例えば、後述の如く、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲを含む。

尚、操作装置２６（左操作レバー、右操作レバー、左走行レバー、及び右走行レバー）は、パイロット圧を出力する油圧パイロット式ではなく、電気信号を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６からの電気信号は、コントローラ３０に入力され、コントローラ３０は、入力される電気信号に応じて、コントロールバルブ１７内の各制御弁１７１〜１７６を制御することにより、操作装置２６に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。例えば、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１〜１７６は、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。また、例えば、パイロットポンプ１５と各制御弁１７１〜１７６のパイロットポートとの間には、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作する電磁弁が配置されてもよい。この場合、電気式の操作装置２６を用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、当該電磁弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１〜１７６を動作させることができる。

ショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、比例弁３１と、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４３と、記憶装置４７と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５と、撮像装置Ｓ６と、形状推定装置Ｓ１０と、測位装置ＰＳと、通信装置Ｔ１を含む。

コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭや不揮発性の補助記憶装置に格納される各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。

また、例えば、コントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。

また、例えば、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関する制御を行う。また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能に関する制御を行う。つまり、コントローラ３０は、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する機能部として、マシンガイダンス部５０を含む。また、コントローラ３０は、後述する形状推定部６０を含む。

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される態様で実現されてもよい。例えば、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は、専用のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８は、例えば、後述の如く、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。

操作圧センサ２９は、上述の如く、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（即ち、油圧アクチュエータ）に関する操作状態（例えば、操作方向や操作量等の操作内容）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。操作圧センサ２９は、例えば、後述の如く、操作圧センサ２９Ａ〜２９Ｃを含む。

尚、操作圧センサ２９の代わりに、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素に関する操作状態を検出可能な他のセンサ、例えば、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ等の操作量（傾倒量）や傾倒方向を検出可能なエンコーダやポテンショメータ等が設けられてもよい。

比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積（作動油が通流可能な断面積）を変更できるように構成される。比例弁３１は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。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（具体的には、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ）が操作されていない場合であっても、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。比例弁３１は、例えば、後述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲを含む。

表示装置４０は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

入力装置４２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。入力装置４２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネル、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃのレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル、回転ダイヤル等を含む。入力装置４２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

音声出力装置４３は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置４３は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。

記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される、或いは、入力装置４２等を通じて設定される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。当該目標施工面は、ショベル１００のオペレータにより設定（保存）されてもよいし、施工管理者等により設定されてもよい。

ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよい。また、ブーム角度センサＳ１は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、ブーム角度に対応する油圧シリンダ（ブームシリンダ７）のストローク量を検出するシリンダセンサ等を含んでもよい。以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（上部旋回体３或いは下部走行体１）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサ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。機体傾斜センサＳ４は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（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。

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出する。旋回状態センサ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んでよい。旋回状態センサＳ５による上部旋回体３の旋回角度や旋回角速度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

第１空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周辺を撮像する。撮像装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。本実施形態では、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方を撮像するカメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方を撮像するカメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方を撮像するカメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方を撮像するカメラＳ６Ｂを含む。撮像装置Ｓ６は、アタッチメントに取り付けられたアタッチメントカメラを含んでいてもよい。

カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、即ち、キャビン１０の内部に取り付けられている。また、カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

撮像装置Ｓ６（カメラＳ６Ｆ，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ）は、それぞれ、例えば、広い画角を有する単眼の広角カメラである。また、撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラや距離画像カメラ等であってもよい。撮像装置Ｓ６による撮像画像は、表示装置４０を介してコントローラ３０に取り込まれる。尚、撮像装置Ｓ６は、直接、コントローラ３０と通信可能に接続されてもよい。

第１空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知してよい。検知対象の物体には、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、穴等が含まれうる。また、撮像装置Ｓ６は、撮像装置Ｓ６又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出し、種類を判別してもよい。そのため、物体検知装置としての撮像装置Ｓ６には、例えば、ステレオカメラ、距離画像センサ等が含まれうる。

第１空間認識装置は、第１空間認識装置又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。また、撮像装置Ｓ６に加えて、第１空間認識装置として、例えば、ＲＧＢ−Ｄセンサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、又は赤外線センサ等の他の物体検知装置が設けられてもよい。第１空間認識装置としてＲＧＢ−Ｄセンサ、ＬＩＤＡＲ、ミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に向けて発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。これらの物体検知装置が設けられる場合、撮像装置Ｓ６は省略されてもよい。

第２空間認識装置としての形状推定装置Ｓ１０は、バケット６内に取り込まれている物の形状を推定できるように構成される。形状推定装置Ｓ１０は、例えば、１又は複数台のＬＩＤＡＲで構成され、取得した情報をコントローラ３０に向けて送信できるように構成される。但し、形状推定装置Ｓ１０は、ＲＧＢ−Ｄセンサ、ステレオカメラ、距離画像センサ、又は３次元レーザスキャナ等で構成されていてもよい。第２空間認識装置としてＲＧＢ−Ｄセンサ、ＬＩＤＡＲ、ミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に向けて発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。本実施形態では、形状推定装置Ｓ１０は、アーム５の腹面に取り付けられた１台のＬＩＤＡＲで構成されている。但し、形状推定装置Ｓ１０は、アーム５の背面若しくは側面等、又は、ブーム４の腹面、側面、若しくは背面等、掘削アタッチメントＡＴの他の部分に取り付けられていてもよい。

ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。

ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。

測位装置ＰＳは、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置ＰＳは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置ＰＳの機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。

通信装置Ｔ１は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。

マシンガイダンス部５０は、例えば、マシンガイダンス機能に関するショベル１００の制御を実行する。マシンガイダンス部５０は、例えば、目標施工面とアタッチメントの先端部、具体的には、エンドアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、上述の如く、記憶装置４７に予め記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、入力装置４２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。バケット６の作業部位は、例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等である。また、エンドアタッチメントとして、バケット６の代わりに、例えば、ブレーカが採用される場合、ブレーカの先端部が作業部位に相当する。マシンガイダンス部５０は、表示装置４０、音声出力装置４３等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドする。

また、マシンガイダンス部５０は、例えば、マシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。マシンガイダンス部５０は、例えば、オペレータが手動で掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも一つを自動的に動作させてもよい。

マシンガイダンス部５０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５、撮像装置Ｓ６、測位装置ＰＳ、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス部５０は、例えば、取得した情報に基づき、バケット６と目標施工面との間の距離を算出し、音声出力装置４３からの音声及び表示装置４０に表示される画像により、バケット６と目標施工面との間の距離の程度をオペレータに通知したり、アタッチメントの先端部（具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位）が目標施工面に一致するように、アタッチメントの動作を自動的に制御したりする。マシンガイダンス部５０は、当該マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する詳細な機能構成として、位置算出部５１と、距離算出部５２と、情報伝達部５３と、自動制御部５４と、旋回角度算出部５５と、相対角度算出部５６と、を含む。

位置算出部５１は、所定の測位対象の位置を算出する。例えば、位置算出部５１は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれの俯仰角度（ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度）からバケット６の作業部位の座標点を算出する。

距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出する。例えば、距離算出部５２は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６爪先や背面等の作業部位と目標施工面との間の距離を算出する。また、距離算出部５２は、バケット６の作業部位としての背面と目標施工面との間の角度（相対角度）を算出してもよい。

情報伝達部５３は、表示装置４０や音声出力装置４３等の所定の通知手段を通じて、各種情報をショベル１００のオペレータに伝達（通知）する。情報伝達部５３は、距離算出部５２により算出された各種距離等の大きさ（程度）をショベル１００のオペレータに通知する。例えば、表示装置４０による視覚情報及び音声出力装置４３による聴覚情報の少なくとも一方を用いて、バケット６の先端部と目標施工面との間の距離（の大きさ）をオペレータに伝える。また、情報伝達部５３は、表示装置４０による視覚情報及び音声出力装置４３による聴覚情報の少なくとも一方を用いて、バケット６の作業部位としての背面と目標施工面との間の相対角度（の大きさ）をオペレータに伝えてもよい。

具体的には、情報伝達部５３は、音声出力装置４３による断続音を用いて、バケット６の作業部位と目標施工面との間の距離（例えば、鉛直距離）の大きさをオペレータに伝える。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くし、鉛直距離が大きくなるほど、断続音の感覚を長くしてよい。また、情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低、強弱等を変化させながら、鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、バケット６の先端部が目標施工面よりも低い位置になった、つまり、目標施工面を超えてしまった場合、音声出力装置４３を通じて警報を発してもよい。当該警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。

また、情報伝達部５３は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６の作業部位と目標施工面との間の距離の大きさやバケット６の背面と目標施工面との間の相対角度の大きさ等を作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、コントローラ３０による制御下で、例えば、撮像装置Ｓ６から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像やバーグラフインジケータの画像等を用いて、鉛直距離の大きさをオペレータに伝えるようにしてもよい。

自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることでオペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援する。具体的には、自動制御部５４は、後述の如く、複数の油圧アクチュエータ（具体的には、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、及びバケットシリンダ９）に対応する制御弁（具体的には、制御弁１７３、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ、及び制御弁１７４）に作用するパイロット圧を個別に且つ自動的に調整することができる。これにより、自動制御部５４は、それぞれの油圧アクチュエータを自動的に動作させることができる。自動制御部５４によるマシンコントロール機能に関する制御は、例えば、入力装置４２に含まれる所定のスイッチが押下された場合に実行されてよい。当該所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣ（Machine Control）スイッチ」）であり、ノブスイッチとして操作装置２６（例えば、アーム５の操作に対応するレバー装置）のオペレータによる把持部の先端に配置されていてもよい。以下、ＭＣスイッチが押下されている場合に、マシンコントロール機能が有効である前提で説明を進める。

例えば、自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等が押下されている場合、掘削作業や整形作業を支援するために、アームシリンダ８の動作に合わせて、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させる。具体的には、自動制御部５４は、オペレータが手動でアーム５の閉じ操作（以下、「アーム閉じ操作」）を行っている場合に、目標施工面とバケット６の爪先や背面等の作業部位の位置とが一致するようにブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させる。この場合、オペレータは、例えば、アーム５の操作に対応するレバー装置をアーム閉じ操作するだけで、バケット６の爪先等を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。

また、自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等が押下されている場合、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために旋回油圧モータ２Ａ（アクチュエータの一例）を自動的に回転させてもよい。以下、コントローラ３０（自動制御部５４）による上部旋回体３を目標施工面に正対させる制御を「正対制御」と称する。これにより、オペレータ等は、所定のスイッチを押下するだけで、或いは、当該スイッチが押下された状態で、旋回操作に対応する後述のレバー装置２６Ｃを操作するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。また、オペレータは、ＭＣスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させ且つ上述の目標施工面の掘削作業等に関するマシンコントロール機能を開始させることができる。

例えば、ショベル１００の上部旋回体３が目標施工面に正対している状態は、アタッチメントの動作に従い、アタッチメントの先端部（例えば、バケット６の作業部位としての爪先や背面等）を目標施工面（上り法面ＢＳ）の傾斜方向に沿って移動させることが可能な状態である。具体的には、ショベル１００の上部旋回体３が目標施工面に正対している状態は、ショベル１００の旋回平面に鉛直なアタッチメントの稼動面（アタッチメント稼動面）が、丁張りに対応する目標施工面の法線を含む状態（換言すれば、当該法線に沿う状態）である。

ショベル１００のアタッチメント稼動面が丁張りに対応する目標施工面の法線を含む状態にない場合、アタッチメントの先端部は、目標施工面を傾斜方向に移動させることができない。そのため、結果として、ショベル１００は、目標施工面を適切に施工できない。これに対して、自動制御部５４は、自動的に旋回油圧モータ２Ａを回転させることで、上部旋回体３を正対させることができる。これにより、ショベル１００は、目標施工面を適切に施工することができる。

自動制御部５４は、正対制御において、例えば、バケット６の爪先の左端の座標点と目標施工面との間の左端鉛直距離（以下、単に「左端鉛直距離」）と、バケット６の爪先の右端の座標点と目標施工面との間の右端鉛直距離（以下、単に「右端鉛直距離」）とが等しくなった場合に、ショベルが目標施工面に正対していると判断する。また、自動制御部５４は、左端鉛直距離と右端鉛直距離とが等しくなった場合（即ち、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差がゼロになった場合）ではなく、その差が所定値以下になった場合に、ショベル１００が目標施工面に正対していると判断してもよい。

また、自動制御部５４は、正対制御において、例えば、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差に基づき、旋回油圧モータ２Ａを動作させてもよい。具体的には、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で旋回操作に対応するレバー装置２６Ｃが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向にレバー装置２６Ｃが操作されたか否かを判断する。例えば、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面ＢＳ）との間の鉛直距離が大きくなる方向にレバー装置２６Ｃが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行しない。一方で、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面ＢＳ）との間の鉛直距離が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行する。その結果、自動制御部５４は、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差が小さくなるように旋回油圧モータ２Ａを動作させることができる。その後、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロになると、旋回油圧モータ２Ａを停止させる。また、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロとなる旋回角度を目標角度として設定し、その目標角度と現在の旋回角度（具体的には、旋回状態センサＳ５の検出信号に基づく検出値）との角度差がゼロになるように、旋回油圧モータ２Ａの動作制御を行ってもよい。この場合、旋回角度は、例えば、基準方向に対する上部旋回体３の前後軸の角度である。

尚、上述の如く、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、旋回用電動機がショベル１００に搭載される場合、自動制御部５４は、旋回用電動機（アクチュエータの一例）を制御対象として、正対制御を行う。

旋回角度算出部５５は、上部旋回体３の旋回角度を算出する。これにより、コントローラ３０は、上部旋回体３の現在の向きを特定することができる。旋回角度算出部５５は、例えば、測位装置ＰＳに含まれるＧＮＳＳコンパスの出力信号に基づき、基準方向に対する上部旋回体３の前後軸の角度を旋回角度として算出する。また、旋回角度算出部５５は、旋回状態センサＳ５の検出信号に基づき、旋回角度を算出してもよい。また、施工現場に基準点が設定されている場合、旋回角度算出部５５は、旋回軸から基準点を見た方向を基準方向としてもよい。

旋回角度は、基準方向に対するアタッチメント稼動面が延びる方向を示す。アタッチメント稼動面は、例えば、アタッチメントを縦断する仮想平面であり、旋回平面に垂直となるように配置される。旋回平面は、例えば、旋回軸に垂直な旋回フレームの底面を含む仮想平面である。コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）は、例えば、アタッチメント稼動面が目標施工面の法線を含んでいると判断した場合に、上部旋回体３が目標施工面に正対していると判断する。

相対角度算出部５６は、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために必要な旋回角度（相対角度）を算出する。相対角度は、例えば、上部旋回体３を目標施工面に正対させたときの上部旋回体３の前後軸の方向と、上部旋回体３の前後軸の現在の方向との間に形成される相対的な角度である。相対角度算出部５６は、例えば、記憶装置４７に記憶されている目標施工面に関するデータと、旋回角度算出部５５により算出された旋回角度とに基づき、相対角度を算出する。

自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で旋回操作に対応するレバー装置２６Ｃが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作されたか否かを判断する。自動制御部５４は、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作されたと判断した場合、相対角度算出部５６により算出された相対角度を目標角度として設定する。そして、自動制御部５４は、レバー装置２６Ｃが操作された後の旋回角度の変化が目標角度に達した場合、上部旋回体３が目標施工面に正対したと判断し、旋回油圧モータ２Ａの動きを停止させてよい。これにより、自動制御部５４は、図２に示す構成を前提として、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。上記正対制御の実施例では目標施工面に対する正対制御の事例を示したが、これに限られることはない。例えば、仮置きの土砂をダンプトラックに積み込む際の掬い取り動作においても、目標体積に相当する目標掘削軌道を生成し、目標掘削軌道に対してアタッチメントが向かい合うように旋回動作の正対制御をおこなってもよい。この場合、掬い取り動作の都度、目標掘削軌道は変更される。このため、ダンプトラックへの排土後は、新たに変更された目標掘削軌道に対して正対制御される。

また、旋回油圧モータ２Ａは、第１ポート２Ａ１及び第２ポート２Ａ２を有している。油圧センサ２１は、旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２Ａ１の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２２は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２Ａ２の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２１，２２により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

また、第１ポート２Ａ１は、リリーフ弁２３を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２３は、第１ポート２Ａ１側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第１ポート２Ａ１側の作動油を作動油タンクに排出する。同様に、第２ポート２Ａ２は、リリーフ弁２４を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２４は、第２ポート２Ａ２側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第２ポート２Ａ２側の作動油を作動油タンクに排出する。

［ショベルの油圧システム］
次に、図３を参照して、ショベル１００の油圧システムについて説明する。図３は、ショベル１００の油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。

尚、図３において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、図２等の場合と同様、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。

当該油圧回路により実現される油圧システムは、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれから、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ、パラレル油路Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。

センタバイパス油路Ｃ１Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。

センタバイパス油路Ｃ１Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。

制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。

制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出させる。

制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。

パラレル油路Ｃ２Ｌは、センタバイパス油路Ｃ１Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

パラレル油路Ｃ２Ｒは、センタバイパス油路Ｃ１Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。

吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。

センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、絞り１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、絞り１８Ｌ，１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧を発生させる。

制御圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、制御圧を検出し、検出された制御圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。

また、コントローラ３０は、制御圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出される制御圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、制御圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、制御圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。

具体的には、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態（図３に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通って絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作装置２６を通じて操作された場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータを確実に駆動させることができる。

［ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の詳細］
次に、図４を参照して、ショベル１００のマシンコントロール機能に関する構成の詳細について説明する。

図４は、ショベル１００の油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。具体的には、図４（Ａ）は、ブームシリンダ７を油圧制御する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒにパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。また、図４（Ｂ）は、バケットシリンダ９を油圧制御する制御弁１７４にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。また、図４（Ｃ）は、旋回油圧モータ２Ａを油圧制御する制御弁１７３にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。

また、例えば、図４（Ａ）に示すように、レバー装置２６Ａは、オペレータ等がブーム４に対応するブームシリンダ７を操作するために用いられる。レバー装置２６Ａは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、その操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。

シャトル弁３２ＡＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応するレバー装置２６Ａの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに接続される。

シャトル弁３２ＡＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応するレバー装置２６Ａの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。

つまり、レバー装置２６Ａは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、操作内容（例えば、操作方向及び操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、レバー装置２６Ａは、ブーム上げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ａは、ブーム下げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。

比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

つまり、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲは、レバー装置２６Ａの操作状態に依らず、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３３ＡＬは、比例弁３１ＡＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＡＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＡＬとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＡＬを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

同様に、比例弁３３ＡＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＡＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＡＲとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＡＲを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

操作圧センサ２９Ａは、オペレータによるレバー装置２６Ａに対する操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力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、レバー装置２６Ａに対する操作内容を把握できる。

コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ａに対するブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ａに対するブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給できる。即ち、コントローラ３０は、ブーム４の上げ下げの動作を自動制御することができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。

比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５からレバー装置２６Ａ、比例弁３３ＡＬ、及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５からレバー装置２６Ａ、比例弁３３ＡＲ、及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲは、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７５の上げ側のパイロットポート（制御弁１７５Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、ブーム４の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるブーム下げ操作が行われているときにブーム４の下げ動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７５の上げ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７５の下げ側のパイロットポート（制御弁１７５Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７５を強制的に中立位置に戻すことで、ブーム４の上げ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＡＬは省略されてもよい。操作者によるブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の下げ動作を強制的に停止させる場合についても同様である。すなわち、比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲは省略されてもよい。

図４（Ｂ）に示すように、レバー装置２６Ｂは、オペレータ等がバケット６に対応するバケットシリンダ９を操作するために用いられる。レバー装置２６Ｂは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、その操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。

シャトル弁３２ＢＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応するレバー装置２６Ｂの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の左側のパイロットポートに接続される。

シャトル弁３２ＢＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応するレバー装置２６Ｂの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の右側のパイロットポートに接続される。

つまり、レバー装置２６Ｂは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。具体的には、レバー装置２６Ｂは、バケット閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ｂは、バケット開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させる。

比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

つまり、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂの操作状態に依らず、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３３ＢＬは、比例弁３１ＢＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＢＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＢＬとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＢＬを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

同様に、比例弁３３ＢＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＢＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＢＲとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＢＲを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

操作圧センサ２９Ｂは、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対する操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力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、レバー装置２６Ｂの操作内容を把握できる。

コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対するバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対するバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、バケット６の開閉動作を自動制御することができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。

尚、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲの操作は、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲの操作と同様であり、重複する説明を省略する。また、比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲと同様に、省略されてもよい。

また、例えば、図４（Ｃ）に示すように、レバー装置２６Ｃは、オペレータ等が上部旋回体３（旋回機構２）に対応する旋回油圧モータ２Ａを操作するために用いられる。レバー装置２６Ｃは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、その操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。

シャトル弁３２ＣＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応するレバー装置２６Ｃの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の左側のパイロットポートに接続される。

シャトル弁３２ＣＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応するレバー装置２６Ｃの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の右側のパイロットポートに接続される。

つまり、レバー装置２６Ｃは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。具体的には、レバー装置２６Ｃは、左旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ｃは、右旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させる。

比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。

つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃの操作状態に依らず、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

比例弁３３ＣＬは、比例弁３１ＣＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＣＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＣＬとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＣＬを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

同様に、比例弁３３ＣＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＣＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＣＲとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＣＲを介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

操作圧センサ２９Ｃは、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する操作状態を圧力として検出し、検出された圧力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、レバー装置２６Ｃに対する左右方向への操作内容を把握できる。

コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、上部旋回体３の左右方向への旋回動作を自動制御することができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。

尚、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の動作を強制的に停止させる比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲの操作は、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲの操作と同様であり、重複する説明を省略する。また、比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲと同様に、省略されてもよい。

尚、ショベル１００は、更に、アーム５を自動的に開閉させる構成、及び、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、油圧システムのうち、アームシリンダ８の操作系に関する構成部分、走行油圧モータ１Ｌの操作系に関する構成部分、及び、走行油圧モータ１Ｒの操作に関する構成部分は、ブームシリンダ７の操作系に関する構成部分等（図４（Ａ）〜（Ｃ））と同様に構成されてよい。

［ショベルの形状推定機能に関する構成の詳細］
次に、図５及び図６を参照して、ショベル１００の形状推定機能に関する構成の一例について説明する。図５は、形状推定機能に関する構成の一例を概略的に示す図である。図６は、形状推定機能が実行されるときのアーム５及びバケット６の側面図である。

形状推定機能は、物の形状を推定する機能である。本実施形態では、形状推定機能は、バケット６の内部に取り込まれている土砂の形状を推定するように構成されている。

図３で前述したように、コントローラ３０は、形状推定機能に関する機能部として、形状推定部６０を含む。形状推定部６０は、バケット状態推定部６１と、土砂形状推定部６２と、体積推定部６３とを有する。

バケット状態推定部６１は、バケット６の状態を推定するように構成されている。バケット６の状態は、例えば、バケット６の形状、及び、バケット６の現在の位置及び姿勢を認識することによって推定される。本実施形態では、バケット６の形状に関する情報は、例えばＣＡＤモデル等の設計データとして記憶装置に予め記憶されている。バケット６の現在の位置及び姿勢に関する情報は、姿勢センサの出力から導き出される。すなわち、バケット状態推定部６１は、姿勢センサの出力に基づいてバケット６の現在の位置及び姿勢を導き出すことができる。姿勢センサは、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、及び旋回状態センサＳ５のうちの少なくとも１つである。

バケット６の状態を推定することは、例えば、所定の座標系において、バケット６の外表面に関する点群の座標を決定することを意味する。所定の座標系は、例えば、形状推定装置Ｓ１０の位置を原点とする３次元直交座標系Σarmである。このように、バケット状態推定部６１は、アーム５に対するバケット６の角度とＣＡＤモデルとを用いて、バケット６の外表面に関する座標を算出する。

バケット状態推定部６１は、姿勢センサの出力を用いずに、バケット６の現在の姿勢を導き出すように構成されていてもよい。例えば、バケット状態推定部６１は、記憶装置に予め記憶されているバケット６のＣＡＤモデルと、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの出力とに基づいてバケット６の現在の姿勢を導き出すように構成されていてもよい。具体的には、バケット６のＣＡＤモデルと、形状推定装置Ｓ１０が取得したバケット６の爪先、バケット６の開口の右側、左側、手前側、若しくは奥側の縁、又は、バケットリンク等に関する点群データとに基づいてバケット６の現在の姿勢を導き出すように構成されていてもよい。或いは、バケット状態推定部６１は、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの出力のみに基づいてバケット６の状態を推定するように構成されていてもよい。例えば、バケット状態推定部６１は、土砂等の物が取り込まれていないときのバケット６を形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲで測定することにより、バケット６の形状に関する情報を取得できる。すなわち、バケット状態推定部６１は、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの出力に基づいてバケット６のＣＡＤモデルを生成できる。

土砂形状推定部６２は、バケット６内に取り込まれている物の形状を推定するように構成されている。本実施形態では、土砂形状推定部６２は、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの出力に基づいてバケット６内に入っている物（例えば土砂等）の表面の形状を推定する。

バケット６内に入っている物の表面の形状を推定することは、例えば、所定の座標系において、その物の表面に関する点群の座標を決定することを意味する。所定の座標系は、例えば、形状推定装置Ｓ１０の位置を原点とする３次元直交座標系Σarmである。

図６は、形状推定装置Ｓ１０の監視範囲Ｒ１の断面の一例をドットパターンで示している。図６に示すように、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲは、バケット６内に取り込まれた土砂の表面に関する点群データを取得できるようにアーム５の腹面に取り付けられている。具体的には、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲは、バケット６内に取り込まれた土砂の表面のうち、アーム５とバケット６とを連結するピンＰ７に近い側の表面に関する点群データをも取得できるようにアーム５の腹面に取り付けられている。

形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲによって取得される点群データは、バケット６及びバケット６内に入っている物（土砂等）ばかりでなく地面等に関する点群データを含み、更に、ノイズに起因する点群データをも含んでいる。そのため、本実施形態では、土砂形状推定部６２は、Pass Throughフィルタ等のフィルタを用い、これらの不要な点群データを除去する。具体的には、土砂形状推定部６２は、形状推定装置Ｓ１０とバケット６との間の位置関係に基づいてPass Throughフィルタで使用される閾値を設定することにより、バケット６内に入っている土砂とバケット６自体（以下、「対象物」とする。）以外の物（以下、「非対象物」とする。）に関する点群データを大まかに除去する。そして、土砂形状推定部６２は、除去されなかった残りの点群データ、すなわち、対象物に関する点群データをクラスタリングし、最大クラスタを抽出することにより、対象物に関する点群データを抽出する。

体積推定部６３は、バケット６内に取り込まれている物の体積を推定するように構成されている。本実施形態では、体積推定部６３は、バケット状態推定部６１が導き出したバケット６の外表面に関する点群データ（第１点群データ）と、土砂形状推定部６２が導き出した非対象物に関する点群データ（第２点群データ）とを合成することにより、バケット６内に取り込まれている物の体積を推定できるように構成されている。第１点群データと第２点群データとによって囲まれた空間の体積が、バケット６内に取り込まれている物の体積に相当すると判断できるためである。尚、第１点群データと第２点群データとの合成は、例えば、２つの点群データを一纏まりの点群データである第３点群データとして統合することを意味する。

具体的には、体積推定部６３は、第３点群データによって表される３次元形状をボクセル化することにより、その３次元形状を正規化する。

そして、体積推定部６３は、図７に示すように、バケット６のＣＡＤモデルから生成された（斜線パターンが付された）ボクセルＶ１と、バケット６内に取り込まれている土砂の表面（上面）を表す点群データから生成された（ドットパターンが付された）ボクセルＶ２との間のＺ軸方向における３次元距離ｈ_ｉ（ｉは０〜Ｎの整数）に基づき、バケット６内に取り込まれている土砂の体積Ｖを算出する。図７は、第３点群データによって表される３次元形状のＸＺ平面における断面を示す。この３次元形状は、バケット６の３次元形状とバケット６内に取り込まれた土砂の３次元形状とを含む。Ｚ軸は、３次元直交座標系Σarmを構成する３軸のうちの１つであり、例えば、アーム５の中心軸に平行に延びる軸である。Ｘ軸は、３次元直交座標系Σarmを構成する３軸のうちの別の１つであり、例えば、上面視で上部旋回体３の前後方向に延びる軸である。図示しないＹ軸は、３次元直交座標系Σarmを構成する３軸のうちの別の１つであり、例えば、上部旋回体３の幅方向に延びる軸である。Ｎは、ＸＹ平面におけるボクセルＶ１の数である。ＸＹ平面におけるボクセルＶ１の数は、ボクセルＶ１がＺ軸方向に複数個重なっている場合には１個としてカウントされる。

概略的には、体積推定部６３は、バケット６とバケット６内に取り込まれている土砂とを含む物体の全体の体積を推定し、その上で、バケット６の体積を算出し、その後、バケット６の体積を物体全体の体積から差し引くことによって土砂の体積を推定する。

具体的には、体積推定部６３は、以下の式（１）を用いて体積Ｖを算出する。式（１）において、Ｓはボクセルの底面積（ＸＹ平面における単位面積）を表す。

上述の構成により、コントローラ３０（形状推定部６０）は、バケット６内に取り込まれている土砂の体積Ｖを正確に推定できる。

尚、コントローラ３０（形状推定部６０）は、任意のタイミングで体積Ｖを推定できるが、所定のタイミングで体積Ｖを推定するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、姿勢センサの出力に基づいてバケット６の姿勢を継続的に導き出し、バケット６の姿勢が所定の姿勢になったときに体積Ｖを推定するように構成されていてもよい。

また、コントローラ３０（形状推定部６０）は、バケット６が所定の姿勢となるように、掘削アタッチメントを自動的に動作させてもよい。例えば、形状推定部６０は、ショベル１００の操作者による操作装置２６に対する操作の有無にかかわらず、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の少なくとも１つを伸縮させ、バケット６の姿勢が所定の姿勢となるようにしてもよい。

また、コントローラ３０（形状推定部６０）は、複数回の推定結果に基づいて算出される統計値を体積Ｖとしてもよい。統計値は、例えば、平均値、最大値、最小値、最頻値、又は中央値等である。例えば、形状推定部６０は、バケット６が所定の第１姿勢になったときに推定した体積Ｖと、バケット６が所定の第２姿勢になったときに推定した体積Ｖとの平均値を最終的な体積Ｖとしてもよい。或いは、形状推定部６０は、バケット６が所定の第１姿勢になったときに推定した体積Ｖ、バケット６が所定の第２姿勢になったときに推定した体積Ｖ、及び、バケット６が所定の第３姿勢になったときに推定した体積Ｖのうちの最大値を最終的な体積Ｖとしてもよい。

或いは、コントローラ３０（形状推定部６０）は、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの出力に基づいてバケット６内に入っている物の表面の形状を複数回にわたって推定するように構成されていてもよい。例えば、形状推定部６０は、ブーム上げ旋回が行われている間、所定の時間間隔で繰り返し、バケット６内に入っている土砂の表面の形状を推定してもよい。そして、形状推定部６０は、その土砂の表面の形状が変化したと判定した場合に、その土砂の体積Ｖを再計算するように構成されていてもよい。具体的には、形状推定部６０は、ブーム上げ旋回が開始された後で、土砂の表面の形状を初めて推定したときにその土砂の体積Ｖを推定するように構成されていてもよい。そして、形状推定部６０は、その後にその土砂の表面の形状を推定する度に、表面の形状が変化したか否かを判定し、表面の形状が変化していないと判定した場合には、すなわち、バケット６から土砂がこぼれ落ちていないと判定できた場合には、その土砂の体積Ｖの再計算を省略する。一方、形状推定部６０は、表面の形状が変化したと判定した場合には、すなわち、バケット６から土砂の一部がこぼれ落ちたと判定できた場合には、新たに推定した土砂の表面の形状に基づいてその土砂の体積Ｖを再計算する。この構成により、形状推定部６０は、例えば、ブーム上げ旋回中に土砂がバケット６からこぼれ落ちた場合であっても、ダンプトラックに積み込まれる土砂の体積Ｖを効率的に且つ正確に推定することができる。すなわち、形状推定部６０は、ブーム上げ旋回中にバケット６からこぼれ落ちた土砂の体積が、ダンプトラックに積み込まれる土砂の体積Ｖに含まれてしまうのを防止できる。

次に、図８を参照し、ショベル１００の形状推定機能に関する構成の別の一例について説明する。図８は、ショベル１００の側面図である。図８に示すショベル１００には、形状推定装置Ｓ１０としての第１形状推定装置Ｓ１０Ａ及び第２形状推定装置Ｓ１０Ｃが取り付けられている。

具体的には、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、バケット６内に取り込まれている物の形状を推定できるように構成されている。図８に示す例では、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、アーム５の腹面に取り付けられた３台のＲＧＢ−Ｄセンサで構成され、取得した情報をコントローラ３０に向けて送信できるように構成されている。尚、図８において、第１形状推定装置Ｓ１０Ａからバケット６に向かって延びる一点鎖線矢印は、第１形状推定装置Ｓ１０Ａがバケット６の方向に測距用の赤外線を照射していることを表している。また、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、アーム５の背面若しくは側面等、又は、ブーム４の腹面、側面、若しくは背面等、掘削アタッチメントＡＴの他の部分に取り付けられていてもよい。或いは、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９等に取り付けられていてもよい。

また、第１形状想定装置Ｓ１０Ａは、キャビン１０の前面等、ショベル１００の特定の部分が監視範囲に含まれるように構成されている。図８に示す例では、第１形状想定装置Ｓ１０Ａは、キャビン１０の前面に貼り付けられたＡＲ（拡張現実）マーカＭＫを認識できるように構成されている。第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、ＡＲマーカＭＫを認識することにより、自身（第１形状推定装置Ｓ１０Ａ）の現在の姿勢を導き出すことができる。尚、図８において、第１形状推定装置Ｓ１０Ａからキャビン１０に向かって延びる一点鎖線矢印は、第１形状推定装置Ｓ１０ＡがＡＲマーカＭＫを撮像していることを表している。

図８に示す例では、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、バケット６内に取り込まれている物の形状を測定するためのＲＧＢ−Ｄセンサと、ＡＲマーカＭＫを撮像するためのＲＧＢ−Ｄセンサとを含む。しかしながら、第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、バケット６内に取り込まれている物の形状を測定でき、且つ、ＡＲマーカＭＫを撮像できるＲＧＢ−Ｄセンサを含んでいてもよい。或いは、ＡＲマーカＭＫを撮像するためのＲＧＢ−Ｄセンサは、単眼カメラで置き換えられてもよい。或いは、バケット６内に取り込まれている物の形状を測定するためのＲＧＢ−Ｄセンサは、ＬＩＤＡＲ又はステレオカメラ等で置き換えられてもよい。

第１形状想定装置Ｓ１０Ａは、ＡＲマーカＭＫを認識する代わりに、ショベル１００の一部の特徴的な立体形状を認識するように構成されていてもよい。ショベル１００の一部の特徴的な立体形状は、例えば、キャビン１０の下部前端の突起若しくは凹部、又は、旋回フレームの前端の突起若しくは凹部等である。また、第１形状想定装置Ｓ１０Ａは、ＡＲマーカＭＫを認識する代わりに、上部旋回体３に貼り付けられたＱＲコード（登録商標）等の二次元コードを認識するように構成されていてもよい。すなわち、第１形状想定装置Ｓ１０Ａは、自身が取得した情報から自身の位置及び姿勢を導き出すことができるのであれば、どのような情報を認識するように構成されていてもよい。

第２形状推定装置Ｓ１０Ｃは、バケット６の形状を推定できるように構成されている。図８に示す例では、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃは、キャビン１０の下部前端に取り付けられた３台のＲＧＢ−Ｄセンサで構成され、取得した情報をコントローラ３０に向けて送信できるように構成されている。但し、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃは、キャビン１０の上部前端等、上部旋回体３の他の部分に取り付けられていてもよい。また、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃは、１台のＲＧＢ−Ｄセンサで構成されていてもよく、１台若しくは複数台のＬＩＤＡＲ若しくはステレオカメラ等で構成されていてもよい。

図８に示す例では、バケット状態推定部６１は、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃの出力に基づき、バケット６の状態、すなわち、バケット６の形状、及び、バケット６の現在の姿勢を推定できるように構成されている。

具体的には、バケット状態推定部６１は、第２形状推定装置Ｓ１０ＣとしてのＲＧＢ−Ｄセンサが取得した、バケット６の正面ＦＳ（図８の太い点線参照。）に関する点群データに基づき、バケット６の状態を推定する。尚、図８において、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃからバケット６に向かって延びる一点鎖線矢印は、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃがバケット６の方向に測距用の赤外線を照射していることを表している。

より具体的には、バケット状態推定部６１は、バケット６に関する点群データに対してＲＡＮＳＡＣ（Random sample consensus）アルゴリズムを適用し、バケット６の正面ＦＳを検出する。そして、バケット状態推定部６１は、検出した正面ＦＳの位置及び姿勢からバケット６の位置及び姿勢を推定する。そして、バケット状態推定部６１は、推定したバケット６の位置及び姿勢と、バケット６のＣＡＤモデルとに基づき、バケット６の外表面に関する点群データ（第１点群データ）を導き出す。

土砂形状推定部６２は、第１形状推定装置Ｓ１０ＡとしてのＲＧＢ−Ｄセンサの出力に基づいてバケット６内に入っている物（例えば土砂等）の表面の形状を推定する。具体的には、土砂形状推定部６２は、第１形状推定装置Ｓ１０ＡとしてのＲＧＢ−Ｄセンサの出力に基づき、バケット６及びバケット６内に入っている土砂（すなわち対象物）以外の非対象物に関する点群データ（第２点群データ）を導き出す。

体積推定部６３は、バケット状態推定部６１が導き出したバケット６の外表面に関する点群データ（第１点群データ）と、土砂形状推定部６２が導き出した非対象物に関する点群データ（第２点群データ）とを合成することにより、バケット６内に取り込まれている物の体積を推定できるように構成されている。

上述の構成により、コントローラ３０（形状推定部６０）は、バケット６内に取り込まれている土砂の体積Ｖを正確に推定できる。

尚、コントローラ３０（形状推定部６０）は、任意のタイミングで体積Ｖを推定できるが、所定のタイミングで体積Ｖを推定するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、第２形状推定装置Ｓ１０Ｃの出力に基づいてバケット６の姿勢を継続的に導き出し、バケット６の姿勢が所定の姿勢になったときに体積Ｖを推定するように構成されていてもよい。

また、コントローラ３０（形状推定部６０）は、複数回の推定結果に基づいて算出される統計値を体積Ｖとしてもよい。統計値は、例えば、平均値、最大値、最小値、最頻値、又は中央値等である。

また、図８に示す例では、掘削アタッチメントに関する姿勢センサ（ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３）は、省略されてもよい。コントローラ３０は、第１形状推定装置Ｓ１０Ａの出力に基づき、第１形状推定装置Ｓ１０Ａが取り付けられたアーム５の位置及び姿勢を導き出し、アーム５の位置及び姿勢からブーム４の位置及び姿勢を導き出すことができるためである。また、コントローラ３０は、第１形状推定装置Ｓ１０Ａ及び第２形状推定装置Ｓ１０Ｃのうちの少なくとも一方の出力に基づき、バケット６の位置及び姿勢を導き出すことができるためである。すなわち、コントローラ３０は、掘削アタッチメントに関する姿勢センサの出力を用いずとも、掘削アタッチメントの姿勢を導き出すことができるためである。

但し、コントローラ３０（形状推定部６０）は、掘削アタッチメントに関する姿勢センサの出力と形状推定装置Ｓ１０の出力とを用いてバケット６の状態を推定するように構成されていてもよい。２種類の出力を用いることによってバケット６の状態の推定精度を高めるためである。

［ショベルの土砂重量検出機能に関する構成の詳細］
次に、図９を参照し、本発明の更に別の実施形態に係るショベル１００の土砂重量検出機能に関する構成の詳細について説明する。図９は、ショベル１００のうちの土砂重量検出機能に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。

図９に示す例では、形状推定部６０は、バケット状態推定部６１、土砂形状推定部６２、及び体積推定部６３に加え、バケット６で掘削した土砂の重量（土砂重量）を検出する機能に関する機能部として、重量算出部６４、最大積載量検出部６５、積載量算出部６６、残積載量算出部６７、及び重心算出部６８を有する。

ここで、ショベル１００によるダンプトラックへの土砂（積載物）の積み込み作業の動作の一例について説明する。

まず、ショベル１００は、掘削位置において、掘削アタッチメントを制御してバケット６により土砂を掘削する（掘削動作）。次に、ショベル１００は、上部旋回体３を旋回させ、バケット６を掘削位置から排土位置へと移動する（旋回動作）。排土位置の下方には、ダンプトラックの荷台が配置されている。次に、ショベル１００は、排土位置において、アタッチメントを制御してバケット６内の土砂を排土することにより、バケット６内の土砂をダンプトラックの荷台へと積み込む（排土動作）。次に、ショベル１００は、上部旋回体３を旋回させ、バケット６を排土位置から掘削位置へと移動する（旋回動作）。これらの動作を繰り返すことにより、ショベル１００は、掘削した土砂をダンプトラックの荷台へと積み込む。

重量算出部６４は、バケット６内の土砂（積載物）の重量を算出するように構成されている。図９に示す例では、重量算出部６４は、ブームシリンダ７の推力に基づいて土砂重量を算出する。例えば、重量算出部６４は、ブームシリンダ７の推力と、上部旋回体３とブーム４とを連結するピンから土砂重心までの距離と、上部旋回体３とブーム４とを連結するピン回りのモーメントの式と、に基づいて土砂重量を算出する。

最大積載量検出部６５は、土砂を積載する対象のダンプトラックの最大積載量を検出するように構成されている。例えば、最大積載量検出部６５は、撮像装置Ｓ６で撮像された画像に基づいて、土砂を積載する対象のダンプトラックを特定する。「撮像装置Ｓ６で撮像された画像に基づいて」は、例えば、撮像装置Ｓ６が撮像した画像に１又は複数の画像処理を施すことによって得られる情報を利用することを意味する。次に、最大積載量検出部６５は、特定されたダンプトラックの画像に基づいて、ダンプトラックの最大積載量を検出する。例えば、最大積載量検出部６５は、特定されたダンプトラックの画像に基づいて、ダンプトラックの車種（サイズ等）を判定する。最大積載量検出部６５は、車種と最大積載量とを対応付けしたテーブルを有しており、画像から判定した車種及びテーブルに基づいて、ダンプトラックの最大積載量を求める。尚、入力装置４２によってダンプトラックの最大積載量及び車種等が入力され、最大積載量検出部６５は、入力装置４２の入力情報に基づいて、ダンプトラックの最大積載量を求めてもよい。

積載量算出部６６は、ダンプトラックに積載された土砂重量を算出するように構成されている。即ち、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に排土される毎に、積載量算出部６６は、重量算出部６４で算出されたバケット６内の土砂の重量を、ダンプトラックの荷台に積載された土砂重量の合計である積載量（合計重量）に加算して積載量を更新する。尚、土砂を積載する対象のダンプトラックが新しいダンプトラックとなった場合には、積載量はリセットされる。

残積載量算出部６７は、最大積載量検出部６５で検出したダンプトラックの最大積載量と、積載量算出部６６で算出した現在の積載量との差を残積載量として算出するように構成されている。残積載量とは、ダンプトラックに積載可能な土砂の残りの重量である。

重心算出部６８は、バケット６内の土砂（積載物）の重心を算出するように構成されている。尚、土砂の重心の算出方法については後述される。

表示装置４０には、重量算出部６４で算出されたバケット６内の土砂の重量、最大積載量検出部６５で検出されたダンプトラックの最大積載量、積載量算出部６６で算出されたダンプトラックの積載量（荷台に積載された土砂重量の合計）、及び残積載量算出部６７で算出されたダンプトラックの残積載量（積載可能な土砂の残りの重量）のうちの少なくとも１つが表示されてもよい。

また、表示装置４０には、体積推定部６３で推定されたバケット６内の土砂の体積、及び、バケット６内の土砂の重量と体積から導き出される土砂の密度のうちの少なくとも１つが表示されてもよい。

尚、ショベル１００は、積載量が最大積載量を超えた場合、表示装置４０に警告が出るように構成されていてもよい。また、ショベル１００は、算出されたバケット６内の土砂の重量が残積載量を超える場合、表示装置４０に警告が出るように構成されていてもよい。尚、警告は、表示装置４０に表示される場合に限られず、音声出力装置４３による音声出力であってもよい。これにより、ショベル１００は、ダンプトラックの最大積載量を超えてダンプトラックに土砂が積載されることを防止できる。

ここで、図１０を参照し、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの構成例について説明する。図１０のメイン画面４１Ｖに表示される情報は、例えば、バケット６内の土砂の重量（現重量）、ダンプトラックの積載量（累積重量）、ダンプトラックの残積載量（残重量）、最大積載量（最大積載重量）、並びに、バケット６内に取り込まれている物の体積及び密度等に関する情報を含む。

メイン画面４１Ｖは、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、燃費表示領域４１ｄ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、回転数モード表示領域４１ｉ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、カメラ画像表示領域４１ｍ、現重量表示領域４１ｐ、累積重量表示領域４１ｑ、残重量表示領域４１ｓ、最大積載重量表示領域４１ｔ、体積表示領域４１ｕ、及び密度表示領域４１ｗを含む。

走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、及び回転数モード表示領域４１ｉは、ショベル１００の設定状態に関する情報である設定状態情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、現重量表示領域４１ｐ及び累積重量表示領域４１ｑは、ショベル１００の稼動状態に関する情報である稼動状態情報を表示する領域である。

具体的には、日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する領域である。アタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているエンドアタッチメントを表す画像を表示する領域である。図１０は、バケット６を表す画像が表示された状態を示している。

燃費表示領域４１ｄは、コントローラ３０によって算出された燃費情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、生涯平均燃費又は区間平均燃費を表示する平均燃費表示領域４１ｄ１、瞬間燃費を表示する瞬間燃費表示領域４１ｄ２を含む。

エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表示する領域である。エンジン稼働時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積稼働時間を表示する領域である。冷却水温表示領域４１ｇは、現在のエンジン冷却水の温度状態を表示する領域である。燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する領域である。回転数モード表示領域４１ｉは、エンジン回転数調節ダイヤルによって設定された現在の回転数モードを表示する領域である。尿素水残量表示領域４１ｊは、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を表示する領域である。作動油温表示領域４１ｋは、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する領域である。

カメラ画像表示領域４１ｍは、第１空間認識装置としての撮像装置Ｓ６が撮像した画像を表示する領域である。図１０の例では、カメラ画像表示領域４１ｍは、カメラＳ６Ｂが撮像した画像を表示している。カメラＳ６Ｂが撮像した画像は、ショベル１００の後方の空間を映し出す後方画像であり、カウンタウェイトの画像３ａを含む。

現重量表示領域４１ｐは、バケット６内の土砂の重量（現重量）を表示する領域である。図１０は、現重量が５５０ｋｇであることを示している。

累積重量表示領域４１ｑは、ダンプトラックの積載量（累積重量）を表示する領域である。図１０は、累積重量が９５００ｋｇであることを示している。

累積重量は、積み込み対象のダンプトラックが入れ替わる度にリセットされる。本実施形態では、コントローラ３０は、ダンプトラックの入れ替わりを自動的に認識して累積重量を自動的にゼロにリセットするように構成されている。具体的には、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像を利用してダンプトラックの入れ替わりを認識する。コントローラ３０は、通信装置を利用してダンプトラックの入れ替わりを認識してもよい。或いは、コントローラ３０は、リセットボタンが押されたときに累積重量をリセットしてもよい。リセットボタンは、ソフトウェアボタンであってもよく、入力装置４２、左操作レバー、又は右操作レバー等に配置されるハードウェアボタンであってもよい。

この構成により、ショベル１００は、ダンプトラックの最大積載重量を超えて、ダンプトラックの荷台に土砂等の積載物が積み込まれてしまうのを防止できる。最大積載重量を超えて積載物が積み込まれていることが台貫での重量測定によって検知されると、ダンプトラックの運転者は、積み込みヤードに戻り、荷台に積み込まれた積載物の一部を下ろす作業を行う必要がある。ショベル１００は、このような積載重量の調整作業の発生を防止できる。

表示装置４０は、所定の期間中に１又は複数台のダンプトラックの荷台に積み込まれた積載物の合計を表示するように構成されていてもよい。所定の期間は、例えば、１日の作業を開始する時刻から１日の作業を終了する時刻までの期間であってもよい。１日の作業によって作業現場から運び出された積載物の総重量を操作者又は管理者が容易に認識できるようにするためである。

また、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像に基づき、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたことを認識した上で、現重量を積算するように構成されていてもよい。ダンプトラックの荷台以外の場所に移された土砂がダンプトラックに積み込まれた土砂として積算されてしまうのを防止するためである。

コントローラ３０は、アタッチメントの姿勢に基づき、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたか否かを判定してもよい。具体的には、コントローラ３０は、例えば、バケット６の高さが所定値（例えば、ダンプトラックの荷台の高さ）を超え且つバケット６が開かれた場合に、土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたと判定してもよい。

残重量表示領域４１ｓは、残重量を表示する領域である。最大積載重量表示領域４１ｔは、最大積載重量を表示する領域である。図１０は、累積重量が９５００ｋｇで、残重量が５００ｋｇで、且つ、最大積載重量が１００００ｋｇであることを示している。但し、表示装置４０は、残重量を表示させずに最大積載重量を表示させてもよい。

体積表示領域４１ｕは、バケット６内の土砂の体積を表示する領域である。図１０は、体積が１．００ｍ^３であることを示している。密度表示領域４１ｗは、バケット６内の土砂の密度を表示する領域である。図１０は、体積が５５０ｋｇ／ｍ^３であることを示している。

メッセージ表示領域４１ｍ１には、メッセージが表示される。例えば、累積重量が最大積載重量を超過した場合にメッセージが表示される。これにより、コントローラ３０は、オペレータに積み降ろし作業を促すことができ、ダンプトラックの過積載を防止することができる。

［重量算出部６４における土砂重量算出方法］
次に、図９を参照しつつ、図１１を用いて、ショベル１００の重量算出部６４におけるバケット６内の土砂（積載物）の重量を算出する方法について説明する。

図１１は、土砂重量の算出に関するパラメータを説明する模式図である。図１１（ａ）はショベル１００を示し、図１１（ｂ）はバケット６付近を示す。尚、以下の説明において、後述するピンＰ１とバケット重心Ｇ３及び土砂重心Ｇｓが水平線Ｌ１上に配置されているものとして説明する。

ここで、上部旋回体３とブーム４を連結するピンをＰ１とする。上部旋回体３とブームシリンダ７を連結するピンをＰ２とする。ブーム４とブームシリンダ７を連結するピンをＰ３とする。ブーム４とアームシリンダ８を連結するピンをＰ４とする。アーム５とアームシリンダ８を連結するピンをＰ５とする。ブーム４とアーム５を連結するピンをＰ６とする。アーム５とバケット６を連結するピンをＰ７とする。また、ブーム４の重心をＧ１とする。アーム５の重心をＧ２とする。バケット６の重心をＧ３とする。バケット６に積載された土砂（積載物）の重心をＧｓとする。基準線Ｌ２は、ピンＰ７を通りバケット６の開口面と平行な線とする。また、ピンＰ１とブーム４の重心Ｇ１との距離をＤ１とする。ピンＰ１とアーム５の重心Ｇ２との距離をＤ２とする。ピンＰ１とバケット６の重心Ｇ３との距離をＤ３とする。ピンＰ１と土砂の重心Ｇｓとの距離をＤｓとする。ピンＰ２とピンＰ３を結ぶ直線（一点鎖線）と、ピンＰ１との距離をＤｃとする。また、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力をＦｂ（矢印参照。）とする。また、ブーム重量（ブーム４の自重による重力）のうち、ピンＰ１とブーム重心Ｇ１を結ぶ直線に対して垂直方向の垂直成分をＷ１ａ（矢印参照。）とする。アーム重量（アーム５の自重による重力）のうち、ピンＰ１とアーム重心Ｇ２を結ぶ直線に対して垂直方向の垂直成分をＷ２ａとする。バケット６の重量をＷ６とし、バケット６に積載された土砂（積載物）の重量をＷｓ（矢印参照。）とする。

図１１（ａ）に示すように、ピンＰ７の位置は、ブーム角度及びアーム角度により算出される。即ち、ピンＰ７の位置は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の検出値に基づいて算出される。

また、図１１（ｂ）に示すように、ピンＰ７とバケット重心Ｇ３との位置関係（バケット６の基準線Ｌ２と、ピンＰ７とバケット重心Ｇ３を結ぶ直線との間の角度θ４。ピンＰ７とバケット重心Ｇ３との距離Ｄ４。）は、既定値である。また、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの位置関係（バケット６の基準線Ｌ２と、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との間の角度θ５。ピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄ５。）は、例えば、実験的に予め求められ、コントローラ３０に記憶されていてもよい。即ち、コントローラ３０は、バケット角度センサＳ３の出力に基づいて、土砂重心Ｇｓ及びバケット重心Ｇ３の位置を推定することができる。

即ち、重心算出部６８は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出値に基づいて、所定の座標系における土砂重心Ｇｓの位置を推定することができる。所定の座標系は、例えば、形状推定装置Ｓ１０の位置を原点とする３次元直交座標系Σarmである。

但し、重心算出部６８は、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの検出値に基づき、或いは、形状推定装置Ｓ１０としてのＬＩＤＡＲの検出値と、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３のそれぞれの検出値とに基づき、土砂重心Ｇｓを推定してもよい。

次に、ピンＰ１回りの各モーメントの釣り合いの式は、以下の式（Ａ１）で表すことができる。

Ｗｓ×Ｄｓ＋Ｗ１ａ×Ｄ１＋Ｗ２ａ×Ｄ２＋Ｗ３×Ｄ３＝Ｆｂ×Ｄｃ ・・・（Ａ１）
式（Ａ１）を土砂重量Ｗｓについて展開すると、以下の式（Ａ２）で表すことができる。

Ｗｓ＝（Ｆｂ×Ｄｃ−（Ｗ１ａ×Ｄ１＋Ｗ２ａ×Ｄ２＋Ｗ３×Ｄ３））／Ｄｓ ・・・（Ａ２）
ここで、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂは、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂのうちの少なくとも１つの検出値より算出される。距離Ｄｃ及びブーム重量の垂直成分Ｗ１ａは、ブーム角度センサＳ１の検出値より算出される。アーム重量の垂直成分Ｗ２ａ及び距離Ｄ２は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２のそれぞれの検出値より算出される。距離Ｄ１及びバケット重量Ｗ３（バケット６の自重による重力）は既知の値である。また、土砂重心Ｇｓとバケット重心Ｇ３を推定したことにより、距離Ｄｓ、距離Ｄ３も推定される。

よって、土砂重量Ｗｓは、ブームシリンダ７のシリンダ圧の検出値（ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、及び、ブームボトム圧センサＳ７Ｂのうちの少なくとも一方の検出値）、ブーム角度（ブーム角度センサＳ１の検出値）、及びアーム角度（アーム角度センサＳ２の検出値）に基づいて算出され得る。これにより、重量算出部６４は、重心算出部６８で推定した土砂重心Ｇｓに基づいて土砂重量Ｗｓを算出することができる。

重量算出部６４は、望ましくは、ショベル１００が規定動作を行っていると判定したときに、土砂重量Ｗｓを算出する。ショベル１００が規定動作を行っているか否かは、例えば、バケットシリンダ９のパイロット圧の検出値に基づいて、バケット６の姿勢を推定することにより、判定することができる。

尚、重量算出部６４は、規定動作が行われているときには、バケット６の開口面が水平であるものとみなして、土砂重心を推定し、土砂重量を算出する。しかしながら、重量算出部６４は、前方を撮像するカメラＳ６Ｆでバケット６を撮像し、その画像に基づいて、バケット６の姿勢を推定してもよい。また、重量算出部６４は、カメラＳ６Ｆでバケット６を撮像し、その画像に基づいて、バケット６の開口面が水平であると判定した場合に土砂重心の推定及び土砂重量の算出を行ってもよい。

このように、図９〜図１１に示す例では、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている物（土砂等）の重心を算出した上で、バケット６内に取り込まれている物の重量を算出するように構成されている。そのため、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている物の重量を正確に導き出すことができる。但し、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている物（土砂等）の重心を算出することなく、バケット６内に取り込まれている物の重量を算出してもよい。

上述のように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられるアタッチメントと、アタッチメントを構成するバケット６と、アタッチメントに取り付けられる空間認識装置としての形状推定装置Ｓ１０と、形状推定装置Ｓ１０の出力に基づいてバケット６内に取り込まれた物の形状を算出する制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。この構成により、ショベル１００は、バケット６内に取り込まれた物の形状から、バケット６内に取り込まれている物の体積を取得できる。

コントローラ３０は、形状推定装置Ｓ１０の出力と姿勢センサの出力とに基づいてバケット６内に取り込まれた物の形状を算出するように構成されていてもよい。姿勢センサは、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、及び旋回状態センサＳ５のうちの少なくとも１つである。例えば、コントローラ３０は、形状推定装置Ｓ１０の出力に基づいてバケット６内に取り込まれている土砂の表面（上面）の形状を算出することができる。また、コントローラ３０は、姿勢センサの出力に基づいてバケット６の現在の位置及び姿勢を導き出すことができる。すなわち、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれた土砂の底面（下面）に相当するバケット６の内面の位置及び姿勢を導き出すことができる。その結果、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている土砂の表面（上面）及び底面（下面）の形状、すなわち、バケット６内に取り込まれている土砂の外面の全体形状を導き出すことができる。この構成により、ショベル１００は、バケット６内に取り込まれた物の外面の全体形状から、バケット６内に取り込まれている物の体積を取得できる。この場合、ショベル１００は、予めバケット６内の土砂の密度がコントローラ３０へ入力されている場合には、算出された体積に基づいてバケット６内の土砂の重量も算出することができる。

形状推定装置Ｓ１０は、アタッチメントに取り付けられた空間認識装置と、上部旋回体３に取り付けられた空間認識装置とを含んでいてもよい。例えば、図８に示すように、形状推定装置Ｓ１０は、アーム５の腹面に取り付けられた第１形状推定装置Ｓ１０Ａと、キャビン１０の下部前端に取り付けられた第２形状推定装置Ｓ１０Ｃとを含んでいてもよい。この構成により、ショベル１００は、アタッチメントに取り付けられた空間認識装置ばかりでなく、上部旋回体３に取り付けられた空間認識装置によってもバケット６を測定できるため、バケット６の位置及び形状をより正確に推定できる。特に、上部旋回体３に取り付けられた空間認識装置がバケット６の正面ＦＳを測定できるため、ショベル１００は、バケット６の位置及び形状をより正確に推定できる。

アタッチメントに取り付けられた空間認識装置としての形状推定装置Ｓ１０は、バケット６を監視範囲内に含む第１の空間認識装置と、上部旋回体３を監視範囲に含む第２の空間認識装置とを含んでいてもよい。或いは、形状推定装置Ｓ１０は、バケット６及び上部旋回体３を監視範囲に含む１又は複数の空間認識装置であってもよい。例えば、図８に示すように、空間認識装置としての第１形状推定装置Ｓ１０Ａは、バケット６を監視範囲内に含む第１の空間認識装置としてのＲＧＢ−Ｄセンサと、上部旋回体３を監視範囲に含む第２の空間認識装置としてのＲＧＢ−Ｄセンサとを含んでいてもよい。そして、バケット６を監視範囲内に含むＲＧＢ−Ｄセンサと、上部旋回体３を監視範囲に含むＲＧＢ−Ｄセンサとは、同じ１つのＲＧＢ−Ｄセンサであってもよく、別々のＲＧＢ−Ｄセンサであってもよい。この構成により、アタッチメントに取り付けられた形状推定装置Ｓ１０は、バケット６の状態を測定できるばかりでなく、形状推定装置Ｓ１０自体の状態をも測定できる。形状推定装置Ｓ１０自体の状態は、例えば、形状推定装置Ｓ１０の位置及び姿勢である。そのため、この構成では、姿勢センサは省略されてもよい。アタッチメントに取り付けられた形状推定装置Ｓ１０は、自身が取得した情報に基づき、ブーム４、アーム５、及びバケット６の位置及び姿勢を認識できるためである。

コントローラ３０は、バケット６の設計データを用いてバケット６内に取り込まれた物の体積を推定するように構成されていてもよい。バケット６の設計データは、例えば、バケット６の幅、長さ、開口面と正面ＦＳとの間の角度等を含む。バケット６の設計データは、例えば、ショベル１００に搭載されている記憶装置にＣＡＤモデルとして記憶されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、バケット６の正面ＦＳ等のバケット６の一部の位置及び姿勢に関する情報を取得するだけで、バケット６の全体の位置及び姿勢を導き出すことができる。そして、コントローラ３０は、バケット６の全体の位置及び姿勢から、バケット６内に取り込まれている物の形状（特に、バケット６内に取り込まれている物の底面等、形状推定装置Ｓ１０による測定が行われない部分の形状）を導き出すことができる。その結果、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている物の外面の全体形状を認識することができ、その全体形状から物の体積を導き出すことができる。

コントローラ３０は、複数の時点での形状推定装置Ｓ１０の出力に基づいてバケット６内に取り込まれた物の体積を推定するように構成されていてもよい。この場合、バケット６の姿勢は、各時点で異なる。例えば、コントローラ３０は、第１時点においてバケット６が所定の第１姿勢になったときに推定した体積Ｖ、及び、第２時点においてバケット６が所定の第２姿勢になったときに推定した体積Ｖのうちの大きい方を最終的な体積Ｖとしてもよい。或いは、コントローラ３０は、第１時点においてバケット６が所定の第１姿勢になったときに推定した体積Ｖ、第２時点においてバケット６が所定の第２姿勢になったときに推定した体積Ｖ、及び、第３時点においてバケット６が所定の第３姿勢になったときに推定した体積Ｖのうちの最小値を最終的な体積Ｖとしてもよい。この構成により、コントローラ３０は、推定する体積Ｖの精度を高めることができる。１つの時点で推定した不適切な体積Ｖの値によって最終的な体積Ｖの値が決まってしまうのを抑制或いは防止できるためである。

コントローラ３０は、アタッチメントを駆動する油圧アクチュエータにおける作動油の圧力に基づいてバケット６内に取り込まれた物の重量を算出し、且つ、バケット６内に取り込まれた物の重量と体積とに基づいてその物の密度を算出するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、ブームボトム圧に基づいてバケット６内に取り込まれた土砂の重量を算出し、その土砂の重量と上述の処理によって導き出した土砂の体積とに基づいてその土砂の密度を算出してもよい。この構成により、コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれている物の密度を導き出すことができる。そして、コントローラ３０は、例えば、物の密度を一旦導き出した後は、ブーム上げ操作が行われる度に物の重量を導き出すことなく、物の体積を導き出すだけで物の重量を算出できる。

コントローラ３０は、バケット６内に取り込まれた土砂の密度に基づいてその土砂の特性を導き出すように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、上述の処理で導き出した土砂の密度を検索キーとして、ショベル１００に搭載されている記憶装置に予め記憶された土砂特性テーブルを参照することにより、その密度に対応する土砂特性を導き出してもよい。この構成により、コントローラ３０は、例えば、導き出した土砂特性に関する情報をショベル１００の操作者に提示できる。或いは、コントローラ３０は、導き出した土砂特性に応じ、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能によって実現されるショベル１００の動きを調整できる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、条件、及び形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更され得る。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わされてもよい。

１・・・下部走行体 １Ｌ、１Ｒ・・・走行油圧モータ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回油圧モータ ２Ａ１・・・第１ポート ２Ａ２・・・第２ポート 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 １８Ｌ、１８Ｒ・・・絞り １９Ｌ、１９Ｒ・・・制御圧センサ ２１、２２・・・油圧センサ ２３、２４・・・リリーフ弁 ２６・・・操作装置 ２８・・・吐出圧センサ ２９、２９Ａ〜２９Ｃ・・・操作圧センサ ３０・・・コントローラ ３１ＡＬ、３１ＡＲ、３１ＢＬ、３１ＢＲ、３１ＣＬ、３１ＣＲ・・・比例弁 ３２ＡＬ、３２ＡＲ、３２ＢＬ、３２ＢＲ、３２ＣＬ、３２ＣＲ・・・シャトル弁 ３３ＡＬ、３３ＡＲ、３３ＢＬ、３３ＢＲ、３３ＣＬ、３３ＣＲ・・・比例弁 ４０・・・表示装置 ４２・・・入力装置 ４３・・・音声出力装置 ４７・・・記憶装置 ５０・・・マシンガイダンス部 ５１・・・位置算出部 ５２・・・距離算出部 ５３・・・情報伝達部 ５４・・・自動制御部 ５５・・・旋回角度算出部 ５６・・・相対角度算出部 ６０・・・形状推定部 ６１・・・バケット状態推定部 ６２・・・土砂形状推定部 ６３・・・体積推定部 ６４・・・重量算出部 ６４・・・重量算出部 ６５・・・最大積載量検出部 ６６・・・積載量算出部 ６７・・・残積載量算出部 ６８・・・重心算出部 １００・・・ショベル １７１〜１７６・・・制御弁 ＰＳ・・・測位装置 Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回状態センサ Ｓ６・・・撮像装置 Ｓ６Ｂ、Ｓ６Ｆ、Ｓ６Ｌ、Ｓ６Ｒ・・・カメラ Ｓ７Ｂ・・・ブームボトム圧センサ Ｓ７Ｒ・・・ブームロッド圧センサ Ｓ８Ｂ・・・アームボトム圧センサ Ｓ８Ｒ・・・アームロッド圧センサ Ｓ９Ｂ・・・バケットボトム圧センサ Ｓ９Ｒ・・・バケットロッド圧センサ Ｓ１０・・・形状推定装置 Ｓ１０Ａ・・・第１形状推定装置 Ｓ１０Ｃ・・・第２形状推定装置 Ｔ１・・・通信装置

Claims (9)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
   前記アタッチメントを構成するバケットと、
   前記アタッチメントに取り付けられる空間認識装置と、
   前記空間認識装置の出力に基づいて前記バケット内に取り込まれた物の形状を算出する制御装置と、を備える、
   ショベル。
2. 姿勢センサを備え、
   前記制御装置は、前記空間認識装置の出力と前記姿勢センサの出力とに基づいて前記バケット内に取り込まれた物の形状を算出する、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記上部旋回体に取り付けられた別の空間認識装置を備える、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 前記空間認識装置は、前記バケットを監視範囲内に含む第１の空間認識装置と、前記上部旋回体を監視範囲に含む第２の空間認識装置とを含む、
   請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
5. 前記空間認識装置は、前記バケット及び前記上部旋回体を監視範囲に含む１又は複数の空間認識装置である、
   請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
6. 前記制御装置は、前記バケットの設計データを用いて前記バケット内に取り込まれた物の体積を推定する、
   請求項１乃至５の何れかに記載のショベル。
7. 前記制御装置は、複数の時点での前記空間認識装置の出力に基づいて前記バケット内に取り込まれた物の体積を推定し、
   前記バケットの姿勢は、各時点で異なる、
   請求項６の何れかに記載のショベル。
8. 前記制御装置は、前記アタッチメントを駆動する油圧アクチュエータにおける作動油の圧力に基づいて前記バケット内に取り込まれた物の重量を算出し、且つ、前記バケット内に取り込まれた物の重量と体積とに基づいて密度を算出する、
   請求項６に記載のショベル。
9. 前記制御装置は、前記バケット内に取り込まれた土砂の密度に基づいて該土砂の特性を導き出す、
   請求項８に記載のショベル。

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