本發(fā)明涉及作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置、作業(yè)機(jī)械及作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算方法。

背景技術(shù)：
近年來，在液壓挖掘機(jī)或推土機(jī)等作業(yè)機(jī)械中，存在如下技術(shù)：以避免超過挖掘?qū)ο蟮牟豢汕秩雲(yún)^(qū)域的邊界線而進(jìn)一步挖掘的方式控制作業(yè)機(jī)，使其沿著邊界線挖掘(例如，專利文獻(xiàn)1)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：國際公開第1995/030059號公報發(fā)明要解決的課題在使作業(yè)機(jī)械沿著表示作業(yè)機(jī)的挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)形狀的目標(biāo)挖掘地形進(jìn)行挖掘的情況下，需要求出作業(yè)機(jī)械所具備的作業(yè)機(jī)的位置，例如，在液壓挖掘機(jī)中，需要求出鏟斗的鏟邊的位置。這種情況下，需要準(zhǔn)確地求出作業(yè)機(jī)械的與傾斜相關(guān)的信息。例如，將IMU(InertialMeasurementUnit：慣性計測裝置)搭載于作業(yè)機(jī)械，根據(jù)IMU的檢測值來得到傾滾角及俯仰角這樣的傾斜度角作為作業(yè)機(jī)的與傾斜相關(guān)的信息。在作業(yè)機(jī)械進(jìn)行動作的情況下，需要求出與作業(yè)機(jī)械的動作對應(yīng)的作業(yè)機(jī)的位置，使作業(yè)機(jī)械沿著目標(biāo)挖掘地形進(jìn)行挖掘，并以抑制超過邊界線地挖入挖掘?qū)ο蟮姆绞娇刂谱鳂I(yè)機(jī)，因此，要求檢測姿態(tài)角時的響應(yīng)性高。然而，若提高檢測姿態(tài)角時的響應(yīng)性，則IMU檢測到的姿態(tài)角有時會以短周期發(fā)生變動。因此，在作業(yè)機(jī)械靜止時使作業(yè)機(jī)械沿著目標(biāo)挖掘地形進(jìn)行挖掘，以抑制超過邊界線地挖入挖掘?qū)ο蟮姆绞娇刂谱鳂I(yè)機(jī)的情況下，作業(yè)機(jī)的位置的檢測結(jié)果有時會出現(xiàn)振動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于，以無論作業(yè)機(jī)械的動作狀態(tài)如何都能夠抑制超過目標(biāo)挖掘地形地挖入挖掘?qū)ο蟮姆绞娇刂谱鳂I(yè)機(jī)。解決方案本發(fā)明涉及一種作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置，其用于求出具備作業(yè)機(jī)的作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角，其中，所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置包括：檢測裝置，其設(shè)于所述作業(yè)機(jī)械，并用于檢測角速度及加速度；第一姿態(tài)角運算部，其設(shè)于所述檢測裝置，并根據(jù)由所述檢測裝置檢測到的所述角速度及所述加速度來求出所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角；低通濾波器，其使所述第一姿態(tài)角運算部求出的姿態(tài)角通過并將該姿態(tài)角作為第一姿態(tài)角而輸出；第二姿態(tài)角運算部，其將根據(jù)由所述檢測裝置檢測到的所述角速度及所述加速度來求出的姿態(tài)角作為第二姿態(tài)角而輸出；選擇部，其基于所述作業(yè)機(jī)械的與角度變動相關(guān)的信息來切換所述第一姿態(tài)角與所述第二姿態(tài)角并將其輸出。本發(fā)明涉及一種作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置，其用于求出具備作業(yè)機(jī)的作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角，其中，所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置包括：檢測裝置，其設(shè)于所述作業(yè)機(jī)械，并用于檢測角速度及加速度；姿態(tài)角運算部，其設(shè)于所述檢測裝置，并根據(jù)由所述檢測裝置檢測到的所述角速度及所述加速度來求出所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角；低通濾波器，其對由所述姿態(tài)角運算部求出的姿態(tài)角進(jìn)行濾波處理，而作為第一姿態(tài)角求出；選擇部，其在所述姿態(tài)角運算部中將所述姿態(tài)角作為第二姿態(tài)角，基于所述作業(yè)機(jī)械的與角度變動相關(guān)的信息來切換所述第一姿態(tài)角與所述第二姿態(tài)角并將其輸出。本發(fā)明優(yōu)選的是，所述第二姿態(tài)角運算部包括：第一互補(bǔ)濾波器，其設(shè)定第一截止頻率，減少根據(jù)由所述檢測裝置檢測到的所述角速度及所述加速度來求出的所述姿態(tài)角中含有的雜音，并輸出第三姿態(tài)角；第二互補(bǔ)濾波器，其設(shè)定與所述第一截止頻率不同的第二截止頻率，減少根據(jù)由所述檢測裝置檢測到的所述角速度及所述加速度來求出的所述姿態(tài)角中含有的雜音，并輸出第四姿態(tài)角；切換部，其根據(jù)所述作業(yè)機(jī)械的動作的狀態(tài)，切換所述第三姿態(tài)角或所述第四姿態(tài)角并將其作為所述第二姿態(tài)角而輸出。優(yōu)選的是，所述第二姿態(tài)角是所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角通過了截止頻率比所述低通濾波器高的濾波器后的姿態(tài)角。優(yōu)選的是，所述與角度變動相關(guān)的信息是所述作業(yè)機(jī)械的與回旋相關(guān)的信息。優(yōu)選的是，所述作業(yè)機(jī)械具備行駛體和在所述行駛體的上部設(shè)置的回旋體，所述作業(yè)機(jī)械的與回旋相關(guān)的信息是所述回旋體的回旋速度，在所述回旋速度為規(guī)定的閾值以下時，所述選擇部輸出所述第一姿態(tài)角，在所述回旋速度超過了規(guī)定的閾值時，所述選擇部輸出所述第二姿態(tài)角。優(yōu)選的是，在所述第一姿態(tài)角與所述第二姿態(tài)角的差量超過了規(guī)定的閾值時，所述選擇部輸出所述第二姿態(tài)角。優(yōu)選的是，在所述回旋體的回旋速度為規(guī)定的閾值以下時，所述選擇部輸出所述第一姿態(tài)角，在所述回旋速度超過了規(guī)定的閾值時，所述選擇部輸出所述第二姿態(tài)角，在所述第一姿態(tài)角與所述第二姿態(tài)角的差量超過了規(guī)定的閾值時，所述選擇部輸出所述第二姿態(tài)角。本發(fā)明涉及一種作業(yè)機(jī)械，其中，所述作業(yè)機(jī)械具備前述的作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置，所述作業(yè)機(jī)械使用從所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置輸出的所述第一姿態(tài)角或所述第二姿態(tài)角來求出所述作業(yè)機(jī)械的至少一部分的位置信息。優(yōu)選的是，所述作業(yè)機(jī)械具有：位置檢測裝置，其用于檢測所述作業(yè)機(jī)械的位置信息；目標(biāo)挖掘地形生成裝置，其基于從所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置輸出的所述作業(yè)機(jī)械的至少一部分的位置信息和由所述位置檢測裝置檢測到的位置信息來求出所述作業(yè)機(jī)的位置，并根據(jù)表示目標(biāo)形狀的目標(biāo)施工面的信息來生成與表示所述作業(yè)機(jī)的挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)形狀的目標(biāo)挖掘地形相關(guān)的信息。優(yōu)選的是，所述作業(yè)機(jī)械具有顯示裝置，該顯示裝置基于用于顯示所述目標(biāo)挖掘地形的顯示用的信息來顯示所述目標(biāo)挖掘地形。優(yōu)選的是，所述作業(yè)機(jī)械具有作業(yè)機(jī)控制部，該作業(yè)機(jī)控制部基于從所述目標(biāo)挖掘地形生成裝置獲取的與所述目標(biāo)挖掘地形相關(guān)的信息，執(zhí)行以使所述作業(yè)機(jī)接近挖掘?qū)ο蟮姆较虻乃俣瘸蔀橄拗扑俣纫韵碌姆绞竭M(jìn)行控制的挖掘控制。本發(fā)明涉及一種作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算方法，其用于求出具備作業(yè)機(jī)的作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角，其中，使所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角通過低通濾波器并將該姿態(tài)角作為第一姿態(tài)角而輸出，并將所述作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)角作為第二姿態(tài)角而輸出，基于所述作業(yè)機(jī)械的與角度變動相關(guān)的信息來切換所述第一姿態(tài)角與所述第二姿態(tài)角并將其輸出。本發(fā)明能夠以無論作業(yè)機(jī)械的動作狀態(tài)如何都能夠抑制超過目標(biāo)挖掘地形地挖入挖掘?qū)ο蟮姆绞娇刂谱鳂I(yè)機(jī)。附圖說明圖1A是本實施方式的作業(yè)機(jī)械的立體圖。圖1B是本實施方式的作業(yè)機(jī)械的側(cè)視圖。圖2是表示本實施方式的作業(yè)機(jī)械的控制系統(tǒng)的圖。圖3A是表示目標(biāo)施工面的一例的示意圖。圖3B是表示作業(yè)機(jī)控制裝置及第二顯示裝置的框圖。圖4是表示目標(biāo)挖掘地形與鏟斗的鏟邊之間的關(guān)系的一例的圖。圖5是表示目標(biāo)速度、垂直速度分量、水平速度分量之間的關(guān)系的示意圖。圖6是表示垂直速度分量和水平速度分量的計算方法的圖。圖7是表示垂直速度分量和水平速度分量的計算方法的圖。圖8是表示鏟邊與目標(biāo)挖掘地形之間的距離的示意圖。圖9是表示限制速度信息的一例的坐標(biāo)圖。圖10是表示動臂的限制速度的垂直速度分量的計算方法的示意圖。圖11是表示動臂的限制速度的垂直速度分量與動臂的限制速度之間的關(guān)系的示意圖。圖12是表示鏟邊的移動引起的動臂的限制速度的變化的一例的圖。圖13是表示本實施方式的控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)的一例的示意圖。圖14是將圖13的一部分放大的圖。圖15是表示IMU的一例的框圖。圖16是傳感器控制裝置的控制框圖。圖17是用于說明上部回旋體的回旋速度的圖。圖18是表示互補(bǔ)濾波器的特性的圖。圖19是表示誤差及誤差的頻率特性的圖。圖20是表示第一互補(bǔ)濾波器的增益及第二互補(bǔ)濾波器的增益與頻率之間的關(guān)系的圖。圖21是表示第二姿態(tài)角運算部的切換部輸出的第二姿態(tài)角、第三姿態(tài)角、第四姿態(tài)角的時間變化的一例的圖。圖22是表示求出第二姿態(tài)角的處理的一例的流程圖。圖23是表示本實施方式的變形例的第三姿態(tài)角與第四姿態(tài)角的切換所使用的表的一例的圖。圖24是表示本實施方式的姿態(tài)角計算方法的第一例的處理次序的流程圖。圖25是用于說明俯仰角的變化的圖。圖26是表示本實施方式的第二姿態(tài)角計算處理方法的處理次序的流程圖。圖27是具備消除離心力的功能的傳感器控制裝置的控制框圖。圖28是用于說明IMU的安裝位置的一例的圖。圖29是用于說明液壓挖掘機(jī)的局部坐標(biāo)系和IMU的局部坐標(biāo)系的圖。圖30是第一變形例的傳感器控制裝置的控制框圖。圖31是第二變形例的傳感器控制裝置的框圖。具體實施方式參照附圖，詳細(xì)說明用于實施本發(fā)明的方式(實施方式)。<作業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)>圖1A是本實施方式的作業(yè)機(jī)械的立體圖。圖1B是本實施方式的作業(yè)機(jī)械的側(cè)視圖。圖2是表示本實施方式的作業(yè)機(jī)械的控制系統(tǒng)的圖。作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)100具有作為主體部的車輛主體1和作業(yè)機(jī)2。車輛主體1具有作為回旋體的上部回旋體3和作為行駛體的行駛裝置5。上部回旋體3在發(fā)動機(jī)室3EG的內(nèi)部收容有圖2所示的作為動力產(chǎn)生裝置的發(fā)動機(jī)36及液壓泵37等裝置。發(fā)動機(jī)室3EG配置在上部回旋體3的一端側(cè)。在本實施方式中，液壓挖掘機(jī)100的作為動力產(chǎn)生裝置的發(fā)動機(jī)36使用例如柴油發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)，但動力產(chǎn)生裝置并不限定于此。液壓挖掘機(jī)100的動力產(chǎn)生裝置也可以是例如將內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電電動機(jī)、蓄電裝置組合而成的所謂混合動力方式的裝置。上部回旋體3具有駕駛室4。駕駛室4設(shè)置在上部回旋體3的另一端側(cè)。即，駕駛室4設(shè)置在與配置發(fā)動機(jī)室3EG的一側(cè)相反的一側(cè)。在駕駛室4內(nèi)，配置有圖2所示的第一顯示裝置28及操作裝置30。關(guān)于第一顯示裝置28及操作裝置30在后文敘述。在上部回旋體3的上方安裝有扶手19。行駛裝置5搭載上部回旋體3。行駛裝置5具有履帶5a、5b。行駛裝置5的在左右設(shè)置的液壓馬達(dá)5c的一方或雙方進(jìn)行驅(qū)動，履帶5a、5b旋轉(zhuǎn)，由此使液壓挖掘機(jī)100行駛。作業(yè)機(jī)2安裝在上部回旋體3的駕駛室4的側(cè)方側(cè)。液壓挖掘機(jī)100可以是代替履帶5a、5b而具備輪胎、且具備將圖2所示的發(fā)動機(jī)36的驅(qū)動力經(jīng)由變速器向輪胎傳遞而能夠行駛的行駛裝置的方式。作為這樣的方式的液壓挖掘機(jī)100，有例如輪式液壓挖掘機(jī)。而且，液壓挖掘機(jī)100具有如下結(jié)構(gòu)：具備這樣的具有輪胎的行駛裝置，而且在車輛主體(主體部)上安裝作業(yè)機(jī)，而不具備圖1所示那樣的上部回旋體3及其回旋機(jī)構(gòu)，液壓挖掘機(jī)100可以是例如反鏟裝載機(jī)。即，反鏟裝載機(jī)在車輛主體上安裝作業(yè)機(jī)，且具備構(gòu)成車輛主體的一部分的行駛裝置。上部回旋體3的配置作業(yè)機(jī)2及駕駛室4的一側(cè)為前，配置發(fā)動機(jī)室3EG的一側(cè)為后。朝向前方的左側(cè)為上部回旋體3的左方，朝向前方的右側(cè)為上部回旋體3的右方。而且，液壓挖掘機(jī)100或車輛主體1以上部回旋體3為基準(zhǔn)的行駛裝置5側(cè)為下，以行駛裝置5為基準(zhǔn)的上部回旋體3側(cè)為上。在液壓挖掘機(jī)100設(shè)置于水平面的情況下，下為鉛垂方向即重力的作用方向側(cè)，上為鉛垂方向的相反側(cè)。作業(yè)機(jī)2具有動臂6、斗桿7、鏟斗8、動臂油缸10、斗桿油缸11、鏟斗油缸12。動臂6的基端部經(jīng)由動臂銷13以能夠轉(zhuǎn)動的方式安裝在車輛主體1的前部。斗桿7的基端部經(jīng)由斗桿銷14以能夠轉(zhuǎn)動的方式安裝在動臂6的前端部。在斗桿7的前端部經(jīng)由鏟斗銷15安裝有鏟斗8。鏟斗8以鏟斗銷15為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動。鏟斗8在與鏟斗銷15相反的一側(cè)安裝有多個鏟8B。鏟邊8T是鏟8B的前端。鏟斗8也可以不具有多個鏟8B。即，也可以不具有圖1所示的鏟8B而是鏟邊由鋼板形成為直線形狀的鏟斗。作業(yè)機(jī)2可以具備例如具有一個鏟的傾轉(zhuǎn)鏟斗。傾轉(zhuǎn)鏟斗是如下的鏟斗：具備鏟斗傾轉(zhuǎn)油缸，通過鏟斗向左右進(jìn)行傾轉(zhuǎn)傾斜，由此即使液壓挖掘機(jī)處于傾斜地面也能夠?qū)⑿泵妗⑵降剡M(jìn)行成形、平整為自由的形狀，且也能夠進(jìn)行基于底板的碾壓作業(yè)。除此之外，作業(yè)機(jī)2也可以代替鏟斗8而具備傾斜面鏟斗或具備鑿巖用的尖片的鑿巖用的附件等。圖1A所示的動臂油缸10、斗桿油缸11、鏟斗油缸12分別是由工作油的壓力(以下，適當(dāng)稱為液壓)來驅(qū)動的液壓油缸。動臂油缸10對動臂6進(jìn)行驅(qū)動而使動臂6升降。斗桿油缸11對斗桿7進(jìn)行驅(qū)動而使斗桿7以斗桿銷14為中心轉(zhuǎn)動。鏟斗油缸12對鏟斗8進(jìn)行驅(qū)動而使鏟斗8以鏟斗銷15為中心轉(zhuǎn)動。在動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12等液壓油缸與圖2所示的液壓泵37之間設(shè)有圖2所示的液壓控制閥38。液壓控制閥38包括：用于驅(qū)動液壓馬達(dá)5c的行駛用控制閥；用于對動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12、以及使上部回旋體3回旋的回旋馬達(dá)進(jìn)行控制的作業(yè)機(jī)用控制閥。圖2所示的作業(yè)機(jī)控制裝置25通過控制液壓控制閥38來控制向動臂油缸10、斗桿油缸11、鏟斗油缸12、回旋馬達(dá)或液壓馬達(dá)5c供給的工作油的流量。其結(jié)果是，動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12等的動作得以控制。在上部回旋體3的上部安裝有天線20、21。天線20、21為了檢測液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置而被使用。天線20、21與圖2所示的用于檢測液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置的全局坐標(biāo)運算部23電連接。全局坐標(biāo)運算部23利用RTK-GNSS(RealTimeKinematic-GlobalNavigationSatelliteSystems，GNSS稱為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))來檢測液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置。在以下的說明中，將天線20、21適當(dāng)稱為GNSS天線20、21。與GNSS天線20、21接收到的GNSS電波對應(yīng)的信號向全局坐標(biāo)運算部23輸入。全局坐標(biāo)運算部23檢測GNSS天線20、21的設(shè)置位置。GNSS天線20、21的設(shè)置位置是液壓挖掘機(jī)100的位置信息。GNSS天線優(yōu)選在上部回旋體3之上設(shè)置在沿著液壓挖掘機(jī)100的左右方向分離的兩端位置。在本實施方式中，GNSS天線20、21安裝于在上部回旋體3的寬度方向兩側(cè)分別安裝的扶手19上。GNSS天線20、21安裝于上部回旋體3的位置并不限定于扶手19，但是GNSS天線20、21設(shè)置在盡可能分離的位置上的話，液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置的檢測精度提高，因此優(yōu)選。而且，GNSS天線20、21優(yōu)選設(shè)置在盡量不妨礙操作員的視野的位置。使用圖1B，對全局坐標(biāo)系及液壓挖掘機(jī)100的局部坐標(biāo)系進(jìn)行說明。全局坐標(biāo)系是成為液壓挖掘機(jī)100的設(shè)置于作業(yè)區(qū)域GA的基準(zhǔn)的、例如以基準(zhǔn)樁80的基準(zhǔn)位置PG為基準(zhǔn)的由(X，Y，Z)表示的三維坐標(biāo)系。如圖3A所示，基準(zhǔn)位置PG位于例如在作業(yè)區(qū)域GA設(shè)置的基準(zhǔn)樁80的前端80T。在本實施方式中，全局坐標(biāo)系例如是GNSS的坐標(biāo)系。液壓挖掘機(jī)100的局部坐標(biāo)系是以液壓挖掘機(jī)100為基準(zhǔn)的由(x，y，z)表示的三維坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系中，與z軸正交且與作業(yè)機(jī)2的動臂6及斗桿7轉(zhuǎn)動的軸正交的軸為x軸，與x軸正交的軸為y軸。x軸是與上部回旋體3的前后方向平行的軸，y軸是與上部回旋體3的寬度方向(橫向)平行的軸。在本實施方式中，局部坐標(biāo)系的基準(zhǔn)位置PL位于例如上部回旋體3回旋用的擺動圓上。圖1B所示的角度α1是動臂6的傾斜度角，角度α2是斗桿7的傾斜度角，角度α3是鏟斗8的傾斜度角，角度θ5是車輛主體1的相對于前后方向的姿態(tài)角。傾斜角θ5是液壓挖掘機(jī)100的俯仰角。傾斜角θ5即液壓挖掘機(jī)100的俯仰角θ5是表示局部坐標(biāo)相對于全局坐標(biāo)的傾斜度的角度。(液壓挖掘機(jī)的控制系統(tǒng))使用圖2，對液壓挖掘機(jī)100的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。液壓挖掘機(jī)100包括作為作業(yè)機(jī)械的姿態(tài)運算裝置的傳感器控制裝置24、作業(yè)機(jī)控制裝置25、發(fā)動機(jī)控制裝置26、泵控制裝置27、第一顯示裝置28、檢測角速度及加速度的IMU(InertialMeasurementUnit：慣性計測裝置)29、第二顯示裝置39作為控制系統(tǒng)。它們設(shè)置在上部回旋體3的內(nèi)部。在本實施方式中，IMU29在駕駛室4下部，安裝于上部回旋體3上部的高剛性的框架。除此以外的裝置設(shè)置在駕駛室4內(nèi)。如圖1B所示，IMU29設(shè)置在從成為上部回旋體3的旋轉(zhuǎn)中心的z軸分離的位置。傳感器控制裝置24、作業(yè)機(jī)控制裝置25、發(fā)動機(jī)控制裝置26、泵控制裝置27、第一顯示裝置28與設(shè)置在液壓挖掘機(jī)100內(nèi)的車內(nèi)信號線41電連接。傳感器控制裝置24、作業(yè)機(jī)控制裝置25、發(fā)動機(jī)控制裝置26、泵控制裝置27、第一顯示裝置28經(jīng)由車內(nèi)信號線41而能夠相互通信。傳感器控制裝置24、IMU29、第二顯示裝置39與不同于車內(nèi)信號線41的車內(nèi)信號線42電連接。傳感器控制裝置24、IMU29、第二顯示裝置39經(jīng)由車內(nèi)信號線42而能夠相互通信。全局坐標(biāo)運算部23與第二顯示裝置39通過車內(nèi)信號線43而電連接，且經(jīng)由車內(nèi)信號線43能夠相互通信。IMU29也可以不與車內(nèi)信號線42電連接，而是與車內(nèi)信號線41電連接，從而與和車內(nèi)信號線41電連接的其他電子設(shè)備能夠相互通信。傳感器控制裝置24電連接有對圖1所示的動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12的行程進(jìn)行檢測的傳感器、以及對上部回旋體3的回旋角度進(jìn)行檢測的傳感器等這樣的各種傳感器類35。動臂6的角度及斗桿7的角度例如由對動臂油缸10等的行程的變化進(jìn)行檢測的傳感器來檢測。傳感器控制裝置24對各種傳感器類35檢測到的信號實施了濾波處理或A/D(Analog/Digital)轉(zhuǎn)換等各種信號處理之后，向車內(nèi)信號線41輸出。傳感器控制裝置24從車內(nèi)信號線42獲取IMU29輸出的信號。IMU29輸出的信號例如是加速度及角速度。在本實施方式中，IMU29根據(jù)自身檢測到的加速度及角速度來求出姿態(tài)角并輸出，因此該姿態(tài)角也是IMU29輸出的信號。IMU29輸出的姿態(tài)角是IMU29自身的姿態(tài)角，并且也是設(shè)置IMU29的作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)100的姿態(tài)角。傳感器控制裝置24獲取動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12各自具備的各行程傳感器檢測到的檢測值，并將各檢測值作為動臂6的傾斜度角α1、斗桿7的傾斜度角α2及鏟斗8的傾斜度角α3而計算。傳感器控制裝置24基于液壓挖掘機(jī)100的與角度變化相關(guān)的信息，來切換通過低通濾波器的第一姿態(tài)角與未通過該低通濾波器的第二姿態(tài)角并將其輸出。與角度變化相關(guān)的信息包括例如液壓挖掘機(jī)100的與包括回旋角度的變化的回旋相關(guān)的信息及與俯仰角的變化相關(guān)的信息等。在本實施方式中，傳感器控制裝置24使由IMU29求出的姿態(tài)角通過低通濾波器后并將其作為第一姿態(tài)角輸出，使用從IMU29獲取的加速度及角速度來求出姿態(tài)角，對求出的姿態(tài)角實施濾波處理而除去噪聲后，使其不通過前述的低通濾波器而作為第二姿態(tài)角輸出。并且，傳感器控制裝置24根據(jù)液壓挖掘機(jī)100的與回旋相關(guān)的信息例如圖1所示的上部回旋體3的回旋速度的大小來切換第一姿態(tài)角與第二姿態(tài)角并將其輸出。回旋速度是利用時間對回旋角度進(jìn)行微分所得到的值，相當(dāng)于回旋角度的變化。由IMU29求出的姿態(tài)角、使用IMU29檢測到的加速度及角速度來求出的姿態(tài)角、第一姿態(tài)角以及第二姿態(tài)角都是液壓挖掘機(jī)100的與傾斜相關(guān)的信息。關(guān)于傳感器控制裝置24的處理的詳細(xì)情況在后文敘述。作業(yè)機(jī)控制裝置25基于來自操作裝置30的輸入，對圖1所示的作業(yè)機(jī)2的動作進(jìn)行控制。操作裝置30具有作為操作部的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R及行駛操作構(gòu)件33L、33R。在本實施方式中，作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R及行駛操作構(gòu)件33L、33R是先導(dǎo)壓方式的桿，但并不限定于此。作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R及行駛操作構(gòu)件33L、33R也可以是例如電氣方式的桿。例如，操作裝置30具有在操作員的左側(cè)設(shè)置的左操作桿31L和在操作員的右側(cè)配置的右操作桿31R。左操作桿31L及右操作桿31R的前后左右的動作對應(yīng)于兩軸的動作。右操作桿31R的前后方向的操作對應(yīng)于動臂6的操作。當(dāng)右操作桿31R被向前方操作時，動臂6下降，當(dāng)右操作桿31R被向后方操作時，動臂6上升。對應(yīng)于右操作桿31R的前后方向的操作來執(zhí)行動臂6的下降上升的動作。右操作桿31R的左右方向的操作對應(yīng)于鏟斗8的操作。當(dāng)右操作桿31R被向左側(cè)操作時，鏟斗8進(jìn)行挖掘，當(dāng)右操作桿31R被向右側(cè)操作時，鏟斗8進(jìn)行傾卸。對應(yīng)于右操作桿31R左右方向的操作來執(zhí)行鏟斗8的挖掘或釋放動作。左操作桿31L的前后方向的操作對應(yīng)于斗桿7的回旋。當(dāng)左操作桿31L被向前方操作時，斗桿7進(jìn)行傾卸，當(dāng)左操作桿31L被向后方操作時，斗桿7進(jìn)行挖掘。左操作桿31L的左右方向的操作對應(yīng)于上部回旋體3的回旋。當(dāng)左操作桿31L被向左側(cè)操作時，上部回旋體3進(jìn)行左回旋，當(dāng)左操作桿31L被向右側(cè)操作時，上部回旋體3進(jìn)行右回旋。在本實施方式中，動臂6的上升動作相當(dāng)于傾卸動作。動臂6的下降動作相當(dāng)于挖掘動作。斗桿7的挖掘動作相當(dāng)于下降動作。斗桿7的傾卸動作相當(dāng)于上升動作。鏟斗8的挖掘動作相當(dāng)于下降動作。鏟斗8的傾卸動作相當(dāng)于上升動作。需要說明的是，也可以將斗桿7的下降動作稱為彎曲動作。也可以將斗桿7的上升動作稱為伸長動作。作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R是液壓挖掘機(jī)100的操作員用于操作作業(yè)機(jī)2的構(gòu)件，例如是操縱桿那樣的具備抓握部分和桿件的操作桿。這樣的結(jié)構(gòu)的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R可以由操作員握住抓握部而使其向前后左右傾倒。例如通過對設(shè)置在左方的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L進(jìn)行操作，能夠使斗桿7及上部回旋體3動作，通過對設(shè)置在右方的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31R進(jìn)行操作，能夠使鏟斗8及動臂6動作。操作裝置30根據(jù)對作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R的輸入即操作內(nèi)容而產(chǎn)生先導(dǎo)壓，并將產(chǎn)生的工作油的先導(dǎo)壓向液壓控制閥38所具備的作業(yè)用控制閥供給。此時，通過來自與各作業(yè)機(jī)的操作對應(yīng)的操作裝置的輸入而產(chǎn)生先導(dǎo)壓。作業(yè)機(jī)控制裝置25檢測產(chǎn)生的先導(dǎo)壓，由此能夠獲知作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L、31R的輸入的量即操作量。在本實施方式中，對應(yīng)于動臂6被驅(qū)動時的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31R的操作而將基于檢測到的先導(dǎo)壓的操作量設(shè)為MB。同樣，對應(yīng)于斗桿7被驅(qū)動時的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31L的操作而將基于檢測到的先導(dǎo)壓的操作量設(shè)為MA，對應(yīng)于鏟斗8被驅(qū)動時的作業(yè)機(jī)操作構(gòu)件31R的操作而將基于檢測到的先導(dǎo)壓的操作量設(shè)為MT。行駛操作構(gòu)件33L、33R是操作員用于操作液壓挖掘機(jī)100的行駛的構(gòu)件。行駛操作構(gòu)件33L、33R例如是具備抓握部和桿件的操作桿(以下，適當(dāng)稱為行駛桿)。這樣的行駛操作構(gòu)件33L、33R可以由操作員握住抓握部而使其向前后傾倒。對于行駛操作構(gòu)件33L、33R，若2個操作桿同時向前傾倒，則液壓挖掘機(jī)100前進(jìn)，若向后傾倒，則液壓挖掘機(jī)100后退。行駛操作構(gòu)件33L、33R是操作員通過用腳踩踏而能夠操作的未圖示的踏板，例如是蹺蹺板式的踏板。通過踩踏踏板的前側(cè)或后側(cè)的任一方而與前述的操作桿同樣地產(chǎn)生先導(dǎo)壓，控制行駛用控制閥，液壓馬達(dá)5c進(jìn)行驅(qū)動而能夠使液壓挖掘機(jī)100前進(jìn)或后退。若將2個踏板同時且踩踏前側(cè)，則液壓挖掘機(jī)100前進(jìn)，若踩踏后側(cè)，則液壓挖掘機(jī)100后退。若踩踏單方的踏板的前側(cè)或后側(cè)，則履帶5a、5b的僅單側(cè)旋轉(zhuǎn)，能夠使液壓挖掘機(jī)100轉(zhuǎn)彎。如此，操作員在欲使液壓挖掘機(jī)100行駛時，若執(zhí)行用手使操作桿向前后傾倒、或用腳踩踏踏板的前側(cè)或后側(cè)中的任一方，則能夠使行駛裝置5的液壓馬達(dá)5c驅(qū)動。如圖2所示，行駛操作構(gòu)件33L、33R存在2組。通過對左側(cè)的行駛操作構(gòu)件33L進(jìn)行操作，使左側(cè)的液壓馬達(dá)5c驅(qū)動而能夠使左側(cè)的履帶5b動作。通過對右側(cè)的行駛操作構(gòu)件33R進(jìn)行操作，使右側(cè)的液壓馬達(dá)5c驅(qū)動而能夠使右側(cè)的履帶5a動作。操作裝置30根據(jù)對行駛操作構(gòu)件33L、33R的輸入即操作內(nèi)容而產(chǎn)生先導(dǎo)壓，并將產(chǎn)生的先導(dǎo)壓向液壓控制閥38所具備的行駛用控制閥供給。根據(jù)該先導(dǎo)壓的大小而使行駛用控制閥動作，向行駛用的液壓馬達(dá)5c供給工作油。在行駛操作構(gòu)件33L、33R為電氣方式的桿時，使用例如電位計等來檢測對行駛操作構(gòu)件33L、33R的輸入即操作內(nèi)容，將輸入轉(zhuǎn)換成電信號(檢測信號)而向作業(yè)機(jī)控制裝置25輸送。作業(yè)機(jī)控制裝置25基于該檢測信號來控制行駛用控制閥。發(fā)動機(jī)控制裝置26對發(fā)動機(jī)36進(jìn)行控制。發(fā)動機(jī)36驅(qū)動液壓泵37，向液壓挖掘機(jī)100所具備的動臂油缸10、斗桿油缸11及鏟斗油缸12等液壓設(shè)備供給工作油。在發(fā)動機(jī)控制裝置26上電連接有旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器36R及燃料調(diào)整標(biāo)度盤26D。發(fā)動機(jī)控制裝置26基于旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器36R檢測到的發(fā)動機(jī)36的曲軸的旋轉(zhuǎn)速度及燃料調(diào)整標(biāo)度盤26D的設(shè)定等來控制向發(fā)動機(jī)36供給的燃料的量。如此，發(fā)動機(jī)控制裝置26對發(fā)動機(jī)36進(jìn)行控制。泵控制裝置27對液壓挖掘機(jī)100所具備的液壓泵37進(jìn)行控制。液壓泵37例如是通過變更斜盤的偏轉(zhuǎn)角來變更工作油的噴出量等的斜盤式的液壓泵。泵控制裝置27例如經(jīng)由車內(nèi)信號線41從作業(yè)機(jī)控制裝置25獲取液壓控制閥38的液壓傳感器38C檢測到的先導(dǎo)壓。泵控制裝置27基于獲取的先導(dǎo)壓來控制液壓泵37的斜盤的偏轉(zhuǎn)角，由此控制從液壓泵37噴出的工作油的流量。從液壓泵37噴出的工作油經(jīng)由液壓控制閥38所具備的作業(yè)用控制閥或行駛用控制閥而向動臂油缸10、斗桿油缸11、鏟斗油缸12及液壓馬達(dá)5c的至少1個供給，并對它們中的至少1個進(jìn)行驅(qū)動。第一顯示裝置28是顯示圖像的裝置。第一顯示裝置28包括顯示部28M和控制部28C。第一顯示裝置28在圖1所示的液壓挖掘機(jī)100的駕駛室4內(nèi)，設(shè)置在駕駛席附近。在本實施方式中，第一顯示裝置28例如將液壓挖掘機(jī)100的運轉(zhuǎn)信息顯示于顯示部28M。運轉(zhuǎn)信息例如是液壓挖掘機(jī)100的累計運轉(zhuǎn)時間、燃料的剩余量或發(fā)動機(jī)36的冷卻水溫度等。在液壓挖掘機(jī)100具備周邊監(jiān)控用或后監(jiān)控器用的相機(jī)等時，第一顯示裝置28可以顯示該相機(jī)拍攝到的圖像。在本實施方式中，第一顯示裝置28除了將各種圖像顯示于顯示部28M之外，還作為輸入裝置發(fā)揮功能。為此，第一顯示裝置28在顯示部28M的下方具備輸入裝置28I。在本實施方式中，輸入裝置28I將多個按鈕式的開關(guān)相對于顯示部28M的橫向平行地排列。通過操作輸入裝置28I，能夠切換顯示于顯示部28M的圖像、或執(zhí)行與液壓挖掘機(jī)100的動作相關(guān)的各種設(shè)定。需要說明的是，可以通過將輸入裝置28I裝入到顯示部28M的觸摸面板來構(gòu)成第一顯示裝置28。而且，輸入裝置28I可以與第一顯示裝置28分體地設(shè)于駕駛席附近的副儀表板。第二顯示裝置39是顯示圖像的裝置。第二顯示裝置39包括顯示部39M和控制部39C。第二顯示裝置39設(shè)置在圖1所示的液壓挖掘機(jī)100的駕駛室4內(nèi)的駕駛席附近。在本實施方式中，第二顯示裝置39例如將液壓挖掘機(jī)100具備的鏟斗8的鏟邊8T的與施工現(xiàn)場的地形對應(yīng)的位置信息作為圖像而顯示于顯示部39M。此時，第二顯示裝置39可以將鏟邊8T欲挖掘的施工現(xiàn)場的地形相關(guān)的信息與鏟邊8T的位置信息一起顯示。在本實施方式中，第二顯示裝置39的顯示部39M例如是液晶顯示裝置，但并不限定于此。控制部39C控制顯示部39M的動作、或求出鏟邊8T的位置信息。而且，控制部39C將表示鏟邊8T的位置與施工現(xiàn)場的地形的相對位置關(guān)系的指引圖像顯示于顯示部39M。為此，控制部39C存儲關(guān)于施工現(xiàn)場的地形的全局坐標(biāo)位置信息。在本實施方式中，第二顯示裝置39在顯示部39M的下方具備輸入裝置39I。在本實施方式中，例如，在顯示部39M等設(shè)置觸摸面板，使用該觸摸面板作為輸入裝置39I來切換顯示于顯示部39M的指引圖像、或變更指引的內(nèi)容、或輸入各種設(shè)定。輸入裝置39I將多個按鈕式的開關(guān)相對于顯示部39M的橫向平行地排列。通過操作輸入裝置39I，可以切換顯示于顯示部39M的指引圖像、或變更指引的內(nèi)容。在本實施方式中，第二顯示裝置39的功能可以由第一顯示裝置28實現(xiàn)。IMU29檢測液壓挖掘機(jī)100的角速度及加速度。伴隨著液壓挖掘機(jī)100的動作，生成在行駛時產(chǎn)生的加速度、在轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的角加速度及重力加速度這樣的各種加速度，但是IMU29檢測至少包括重力加速度的加速度，并不區(qū)分各加速度的種類地將檢測到的加速度輸出。IMU29為了以更高的精度檢測加速度，例如優(yōu)選設(shè)置在液壓挖掘機(jī)100的上部回旋體3的回旋中心軸上，但也可以如前述那樣將IMU29設(shè)置在駕駛室4的下部，IMU29的詳細(xì)情況在后文敘述。這種情況下，將從上部回旋體3的回旋中心軸的位置到IMU29的設(shè)置位置的距離作為回旋半徑，求出根據(jù)離心力而求得的加速度(以下，適當(dāng)稱為離心加速度)和角加速度，只要從IMU29輸出的加速度減去離心加速度及角加速度的分量，由此來修正與IMU29的設(shè)置位置相伴的加速度的影響即可。關(guān)于離心加速度及角加速度的分量的詳細(xì)情況在后文敘述。IMU29在圖1A及圖1B所示的局部坐標(biāo)系(x，y，z)中檢測x軸方向、y軸方向及z軸方向的加速度以及繞x軸、y軸及z軸的角速度(旋轉(zhuǎn)角速度)。在圖1所示的例子中，x軸是與液壓挖掘機(jī)100的前后方向平行的軸，y軸是與液壓挖掘機(jī)100的寬度方向平行的軸，z軸是與x軸及y軸這雙方正交的軸。接著，說明作業(yè)機(jī)控制裝置25執(zhí)行的挖掘控制的一例。(挖掘控制的一例)圖3A是表示目標(biāo)施工面的一例的示意圖。圖3B是表示作業(yè)機(jī)控制裝置25及第二顯示裝置39的框圖。圖4是表示目標(biāo)挖掘地形73I與鏟斗8的鏟邊8T之間的關(guān)系的一例的圖。圖5是表示目標(biāo)速度、垂直速度分量、水平速度分量之間的關(guān)系的示意圖。圖6是表示垂直速度分量和水平速度分量的計算方法的圖。圖7是表示垂直速度分量和水平速度分量的計算方法的圖。圖8是表示鏟邊與目標(biāo)挖掘地形73I之間的距離的示意圖。圖9是表示限制速度信息的一例的坐標(biāo)圖。圖10是表示動臂的限制速度的垂直速度分量的計算方法的示意圖。圖11是表示動臂的限制速度的垂直速度分量與動臂的限制速度之間的關(guān)系的示意圖。圖12是表示鏟邊的移動引起的動臂的限制速度的變化的一例的圖。如圖3B所示，第二顯示裝置39生成目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U而向作業(yè)機(jī)控制裝置25輸出。挖掘控制例如在液壓挖掘機(jī)100的操作員使用圖2所示的輸入裝置39I來選擇執(zhí)行挖掘控制的情況下被執(zhí)行。在執(zhí)行挖掘控制時，作業(yè)機(jī)控制裝置25使用動臂操作量MB、斗桿操作量MA及鏟斗操作量MT、以及從第二顯示裝置39獲取的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U、及從傳感器控制裝置24獲取的傾斜度角α1、α2、α3，生成挖掘控制所需的動臂介入指令CBI、并根據(jù)需要來生成斗桿指令信號及鏟斗指令信號，驅(qū)動控制閥及介入閥而控制作業(yè)機(jī)2。首先，對第二顯示裝置39進(jìn)行說明。第二顯示裝置39包括目標(biāo)施工信息儲存部39A、鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B、目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D。目標(biāo)施工信息儲存部39A、鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B及目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D的功能由控制部39C實現(xiàn)。目標(biāo)施工信息儲存部39A是第二顯示裝置39的存儲部的一部分，儲存作為表示作業(yè)區(qū)域中的目標(biāo)形狀的信息的目標(biāo)施工信息T。目標(biāo)施工信息T包括為了生成作為表示挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)形狀的信息的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U所需的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及角度數(shù)據(jù)。目標(biāo)施工信息T包括多個目標(biāo)施工面71的位置信息。作業(yè)機(jī)控制裝置25控制作業(yè)機(jī)2或者使顯示部39M顯示目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)Ua所需的目標(biāo)施工信息T，例如通過無線通信從管理中心的管理服務(wù)器向目標(biāo)施工信息儲存部39A下載。而且，可以是將保存有目標(biāo)施工信息T的終端裝置與第二顯示裝置39連接，將目標(biāo)施工信息T向目標(biāo)施工信息儲存部39A下載，也可以是可移動的存儲裝置與第二顯示裝置39連接而將目標(biāo)施工信息T向目標(biāo)施工信息儲存部39A轉(zhuǎn)送。鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B基于從全局坐標(biāo)運算部23獲取的基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P及回旋體方位數(shù)據(jù)Q，生成通過上部回旋體3的回旋軸z的表示液壓挖掘機(jī)100的回旋中心的位置的回旋中心位置數(shù)據(jù)。回旋中心位置數(shù)據(jù)與局部坐標(biāo)系的基準(zhǔn)位置PL的xy坐標(biāo)一致。鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B基于回旋中心位置數(shù)據(jù)和從傳感器控制裝置24獲取的作業(yè)機(jī)2的傾斜度角α1、α2、α3，生成表示鏟斗8的鏟邊8T的當(dāng)前位置的鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S。如前述那樣，鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B例如以10Hz的頻率從全局坐標(biāo)運算部23獲取基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P和回旋體方位數(shù)據(jù)Q。因此，鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B能夠以例如10Hz的頻率對鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S進(jìn)行更新。鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B將更新后的鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D輸出。目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D獲取儲存于目標(biāo)施工信息儲存部39A的目標(biāo)施工信息T和來自鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B的鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S。目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D在局部坐標(biāo)系中將通過鏟邊8T的當(dāng)前時刻的鏟邊位置P4的垂線與目標(biāo)施工面71的交點設(shè)定為挖掘?qū)ο笪恢?4。挖掘?qū)ο笪恢?4是鏟斗8的鏟邊位置P4的正下方的點。目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D基于目標(biāo)施工信息T和鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S，如圖3A所示，獲取被規(guī)定在上部回旋體3的前后方向上且通過挖掘?qū)ο笪恢?4的作業(yè)機(jī)2的平面72與由多個目標(biāo)施工面71表示的目標(biāo)施工信息T的交線73作為目標(biāo)挖掘地形73I的候補(bǔ)線。挖掘?qū)ο笪恢?4是候補(bǔ)線上的一點。平面72是作業(yè)機(jī)2動作的平面(動作平面)。在動臂6及斗桿7不繞著與液壓挖掘機(jī)100的局部坐標(biāo)系的z軸平行的軸轉(zhuǎn)動時，作業(yè)機(jī)2的動作平面是與液壓挖掘機(jī)100的xz平面平行的平面。在動臂6及斗桿7的至少一方繞著與液壓挖掘機(jī)100的局部坐標(biāo)系的z軸平行的軸轉(zhuǎn)動時，作業(yè)機(jī)2的動作平面是與斗桿轉(zhuǎn)動的軸即圖1所示的斗桿銷14的軸線正交的平面。以下，將作業(yè)機(jī)2的動作平面稱為斗桿動作平面。目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D將目標(biāo)施工信息T的挖掘?qū)ο笪恢?4的前后的一個或多個拐點及其前后的線確定為挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)挖掘地形73I。在圖3A所示的例子中，將2個拐點Pv1、Pv2及其前后的線確定為目標(biāo)挖掘地形73I。并且，目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D將挖掘?qū)ο笪恢?4的前后的一個或多個拐點的位置信息及其前后的線的角度信息生成為表示挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)形狀的信息即目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U。在本實施方式中，目標(biāo)挖掘地形73I由線來規(guī)定，但也可以例如基于鏟斗8的寬度等而規(guī)定為面。如此生成的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U具有多個目標(biāo)施工面71的一部分的信息。目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D將生成的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U向作業(yè)機(jī)控制裝置25輸出。在本實施方式中，第二顯示裝置39和作業(yè)機(jī)控制裝置直接進(jìn)行信號的交接，但也可以例如經(jīng)由CAN(ControllerAreaNetwork)那樣的車內(nèi)信號線來交接信號。在本實施方式中，目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U是作業(yè)機(jī)2動作的作為動作平面的平面72與表示目標(biāo)形狀的至少1個目標(biāo)施工面(第一目標(biāo)施工面)71交叉的部分的信息。平面72是圖1B所示的局部坐標(biāo)系(x，y，z)中的xz平面。通過利用平面72切出多個目標(biāo)施工面71而得到的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U適當(dāng)稱為前后方向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U。第二顯示裝置39根據(jù)需要基于作為第一目標(biāo)挖掘地形信息的前后方向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U而在顯示部39M上顯示目標(biāo)挖掘地形73I。作為顯示用的信息，使用顯示用的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)Ua?；陲@示用的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)Ua，例如，將圖2所示那樣的表示作為鏟斗8的挖掘?qū)ο蠖O(shè)定的目標(biāo)挖掘地形73I與鏟邊8T之間的位置關(guān)系的圖像顯示在顯示部39M上。第二顯示裝置39基于顯示用的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)Ua而在顯示部39M上顯示目標(biāo)挖掘地形(顯示用的目標(biāo)挖掘地形)73I。向作業(yè)機(jī)控制裝置25輸出的前后方向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U使用于挖掘控制。將使用于挖掘控制的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U適當(dāng)稱為作業(yè)用目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)。如前述那樣，目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D以例如10Hz的頻率從鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)生成部39B獲取鏟斗鏟邊位置數(shù)據(jù)S。因此，目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)生成部39D能夠以例如10Hz的頻率對前后方向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U進(jìn)行更新，并向作業(yè)機(jī)控制裝置25輸出。接著，對作業(yè)機(jī)控制裝置25進(jìn)行說明。作業(yè)機(jī)控制裝置25具有目標(biāo)速度確定部90、距離獲取部91、限制速度確定部92、作業(yè)機(jī)控制部93。作業(yè)機(jī)控制裝置25使用基于前述的前后方向目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U的目標(biāo)挖掘地形73I來執(zhí)行挖掘控制。如此，在本實施方式中，存在使用于顯示的目標(biāo)挖掘地形73I和使用于挖掘控制的目標(biāo)挖掘地形73I。將前者稱為顯示用目標(biāo)挖掘地形，將后者稱為挖掘控制用目標(biāo)挖掘地形。在本實施方式中，目標(biāo)速度確定部90、距離獲取部91、限制速度確定部92及作業(yè)機(jī)控制部93的功能由圖2所示的作業(yè)機(jī)用處理部25P來實現(xiàn)。接著，說明作業(yè)機(jī)控制裝置25進(jìn)行的挖掘控制。目標(biāo)速度確定部90確定動臂目標(biāo)速度Vc_bm、斗桿目標(biāo)速度Vc_am、鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt。動臂目標(biāo)速度Vc_bm是僅動臂油缸10被驅(qū)動時的鏟邊8T的速度。斗桿目標(biāo)速度Vc_am是僅斗桿油缸11被驅(qū)動時的鏟邊8T的速度。鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt是僅鏟斗油缸12被驅(qū)動時的鏟邊8T的速度。動臂目標(biāo)速度Vc_bm根據(jù)動臂操作量MB來計算。斗桿目標(biāo)速度Vc_am根據(jù)斗桿操作量MA來計算。鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt根據(jù)鏟斗操作量MT來計算。作業(yè)機(jī)用存儲部25M存儲有對動臂操作量MB與動臂目標(biāo)速度Vc_bm的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的目標(biāo)速度信息。目標(biāo)速度確定部90通過參照目標(biāo)速度信息來確定與動臂操作量MB對應(yīng)的動臂目標(biāo)速度Vc_bm。目標(biāo)速度信息例如是記載有動臂目標(biāo)速度Vc_bm相對于動臂操作量MB的大小的映射。目標(biāo)速度信息可以是表或數(shù)學(xué)式等方式。目標(biāo)速度信息包括對斗桿操作量MA與斗桿目標(biāo)速度Vc_am之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的信息。目標(biāo)速度信息包括對鏟斗操作量MT與鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的信息。目標(biāo)速度確定部90通過參照目標(biāo)速度信息來確定與斗桿操作量MA對應(yīng)的斗桿目標(biāo)速度Vc_am。目標(biāo)速度確定部90通過參照目標(biāo)速度信息來確定與鏟斗操作量MT對應(yīng)的鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt。如圖7所示，目標(biāo)速度確定部90將動臂目標(biāo)速度Vc_bm轉(zhuǎn)換成與目標(biāo)挖掘地形73I(目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U)垂直的方向的速度分量(以下，適當(dāng)稱為垂直速度分量)Vcy_bm及與目標(biāo)挖掘地形73I(目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U)平行的方向的速度分量(以下，適當(dāng)稱為水平速度分量)Vcx_bm。例如，首先，目標(biāo)速度確定部90獲取IMU29檢測到的傾斜度角θ5，求出與目標(biāo)挖掘地形73I正交的方向的相對于全局坐標(biāo)系的垂直軸的傾斜度。而后，目標(biāo)速度確定部90根據(jù)上述的傾斜度來求出表示局部坐標(biāo)系的垂直軸與正交于目標(biāo)挖掘地形73I的方向的傾斜度的角度β2(參照圖6)。接著，如圖6所示，目標(biāo)速度確定部90根據(jù)局部坐標(biāo)系的垂直軸與動臂目標(biāo)速度Vc_bm的方向所成的角度β2，通過三角函數(shù)將動臂目標(biāo)速度Vc_bm轉(zhuǎn)換成局部坐標(biāo)系的垂直軸方向的速度分量VL1_bm和水平軸方向的速度分量VL2_bm。并且，如圖7所示，目標(biāo)速度確定部90根據(jù)前述的局部坐標(biāo)系的垂直軸與正交于目標(biāo)挖掘地形73I的方向的傾斜度β1，通過三角函數(shù)將局部坐標(biāo)系的垂直軸方向的速度分量VL1_bm和水平軸方向的速度分量VL2_bm轉(zhuǎn)換成前述的相對于目標(biāo)挖掘地形73I的垂直速度分量Vcy_bm及水平速度分量Vcx_bm。同樣，目標(biāo)速度確定部90將斗桿目標(biāo)速度Vc_am轉(zhuǎn)換成局部坐標(biāo)系的垂直軸方向的垂直速度分量Vcy_am及水平速度分量Vcx_am。目標(biāo)速度確定部90將鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt轉(zhuǎn)換成局部坐標(biāo)系的垂直軸方向的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt。如圖8所示，距離獲取部91獲取鏟斗8的鏟邊8T與目標(biāo)挖掘地形73I之間的距離d。詳細(xì)而言，距離獲取部91根據(jù)如前述那樣獲取的鏟邊8T的位置信息及表示目標(biāo)挖掘地形73I的位置的目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U等，計算鏟斗8的鏟邊8T與目標(biāo)挖掘地形73I之間的最短的距離d。在本實施方式中，基于鏟斗8的鏟邊8T與目標(biāo)挖掘地形73I之間的最短的距離d來執(zhí)行挖掘控制。限制速度確定部92基于鏟斗8的鏟邊8T與目標(biāo)挖掘地形73I之間的距離d，來計算圖1所示的作業(yè)機(jī)2整體的限制速度Vcy_lmt。作業(yè)機(jī)2整體的限制速度Vcy_lmt是在鏟斗8的鏟邊8T接近目標(biāo)挖掘地形73I的方向上能夠允許的鏟邊8T的移動速度。圖2所示的作業(yè)機(jī)用存儲部25M存儲有對距離d與限制速度Vcy_lmt之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的限制速度信息。圖9示出限制速度信息的一例。圖9中的橫軸是距離d，縱軸是限制速度Vcy。在本實施方式中，鏟邊8T位于目標(biāo)挖掘地形73I的外方即位于液壓挖掘機(jī)100的作業(yè)機(jī)2側(cè)時的距離d為正值，鏟邊8T位于目標(biāo)挖掘地形73I的內(nèi)方即位于比目標(biāo)挖掘地形73I靠挖掘?qū)ο蟮膬?nèi)部側(cè)的位置時的距離d為負(fù)值。這也可以是例如圖8所圖示那樣，鏟邊8T位于目標(biāo)挖掘地形73I的上方時的距離d為正值，鏟邊8T位于目標(biāo)挖掘地形73I的下方時的距離d為負(fù)值。而且，鏟邊8T相對于目標(biāo)挖掘地形73I而處于未侵蝕的位置時的距離d為正值，鏟邊8T相對于目標(biāo)挖掘地形73I而處于侵蝕的位置時的距離d為負(fù)值。在鏟邊8T位于目標(biāo)挖掘地形73I上時，即鏟邊8T與目標(biāo)挖掘地形73I相接時的距離d為0。在本實施方式中，鏟邊8T從目標(biāo)挖掘地形73I的內(nèi)方朝向外方時的速度為正值，鏟邊8T從目標(biāo)挖掘地形73I的外方朝向內(nèi)方時的速度為負(fù)值。即，鏟邊8T朝向目標(biāo)挖掘地形73I的上方時的速度為正值，鏟邊8T朝向下方時的速度為負(fù)值。在限制速度信息中，距離d為d1與d2之間時的限制速度Vcy_lmt的傾斜度小于距離d為d1以上或d2以下時的傾斜度。d1大于0。d2小于0。在目標(biāo)挖掘地形73I附近的操作中，為了更詳細(xì)地設(shè)定限制速度，使距離d為d1與d2之間時的傾斜度小于距離d為d1以上或d2以下時的傾斜度。在距離d為d1以上時，限制速度Vcy_lmt為負(fù)值，距離d越大而限制速度Vcy_lmt越小。即，在距離d為d1以上時，在比目標(biāo)挖掘地形73I靠上方的位置，鏟邊8T越遠(yuǎn)離目標(biāo)挖掘地形73I，朝向目標(biāo)挖掘地形73I的下方的速度越大，限制速度Vcy_lmt的絕對值越大。在距離d為0以下時，限制速度Vcy_lmt為正值，距離d越小而限制速度Vcy_lmt越大。即，鏟斗8的鏟邊8T遠(yuǎn)離目標(biāo)挖掘地形73I的距離d為0以下時，在比目標(biāo)挖掘地形73I靠下方的位置，鏟邊8T越遠(yuǎn)離目標(biāo)挖掘地形73I，朝向目標(biāo)挖掘地形73I的上方的速度越大，限制速度Vcy_lmt的絕對值越大。距離d為第一規(guī)定值dth1以上的話，限制速度Vcy_lmt成為Vmin。第一規(guī)定值dth1為正值且大于d1。Vmin小于目標(biāo)速度的最小值。即，距離d為第一規(guī)定值dth1以上的話，不進(jìn)行作業(yè)機(jī)2的動作的限制。因此，鏟邊8T在目標(biāo)挖掘地形73I的上方較大地遠(yuǎn)離目標(biāo)挖掘地形73I時，不進(jìn)行作業(yè)機(jī)2的動作的限制即挖掘控制。在距離d小于第一規(guī)定值dth1時，進(jìn)行作業(yè)機(jī)2的動作的限制。詳細(xì)而言，如后述那樣，在距離d小于第一規(guī)定值dth1時，進(jìn)行動臂6的動作的限制。限制速度確定部92根據(jù)作業(yè)機(jī)2整體的限制速度Vcy_lmt、斗桿目標(biāo)速度Vc_am、鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt來計算動臂6的限制速度的垂直速度分量(以下，適當(dāng)稱為動臂6的限制垂直速度分量)Vcy_bm_lmt。如圖10所示，限制速度確定部92從作業(yè)機(jī)2整體的限制速度Vcy_lmt減去斗桿目標(biāo)速度的垂直速度分量Vcy_am、鏟斗目標(biāo)速度的垂直速度分量Vcy_bkt，由此計算動臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。如圖11所示，限制速度確定部92將動臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt轉(zhuǎn)換成動臂6的限制速度(動臂限制速度)Vc_bm_lmt。限制速度確定部92根據(jù)前述的動臂6的傾斜度角α1、斗桿7的傾斜度角α2、鏟斗8的傾斜度角α3、GNSS天線20、21的基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)及目標(biāo)挖掘地形數(shù)據(jù)U等，求出動臂限制速度Vc_bm_lmt的方向與垂直于目標(biāo)挖掘地形73I的方向之間的關(guān)系，并將動臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt轉(zhuǎn)換成動臂限制速度Vc_bm_lmt。這種情況下的運算通過與前述的根據(jù)動臂目標(biāo)速度Vc_bm來求出垂直于目標(biāo)挖掘地形73I的方向的垂直速度分量Vcy_bm的運算相反的次序進(jìn)行。后述的梭式閥151選擇基于動臂6的操作而生成的先導(dǎo)壓力與基于動臂介入指令CBI而后述的介入閥127C生成的先導(dǎo)壓力中的較大的一方，并將其向后述的方向控制閥164供給。在基于動臂介入指令CBI的先導(dǎo)壓力比基于動臂6的操作而生成的先導(dǎo)壓力大時，在基于動臂介入指令CBI的先導(dǎo)壓力下，與動臂油缸10對應(yīng)的后述的方向控制閥164動作。其結(jié)果是，能實現(xiàn)基于動臂限制速度Vc_bm_lmt的動臂6的驅(qū)動。作業(yè)機(jī)控制部93對作業(yè)機(jī)...