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CN116057417B - 作业机械 - Google Patents

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CN116057417B
CN116057417B CN202280005880.4A CN202280005880A CN116057417B CN 116057417 B CN116057417 B CN 116057417B CN 202280005880 A CN202280005880 A CN 202280005880A CN 116057417 B CN116057417 B CN 116057417B
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

在作业机械所具备的控制器存储有多个遮蔽范围，该多个遮蔽范围用于选择由接收机对天线的位置进行的运算所利用的定位卫星，且基于作业装置以及旋转体的姿势以天线为基准来设定。控制器基于利用多个遮蔽范围的每一个选择出的定位卫星的卫星关联数据、和不利用多个遮蔽范围中的任一个而选择出的定位卫星的卫星关联数据分别运算多个定位精度。接收机基于运算出的所述多个定位精度中定位精度为最高的情况下选择出的定位卫星的卫星信号对天线的位置进行运算。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及使用定位卫星系统来进行位置检测的作业机械。
背景技术
近年来，在施工现场中推进了信息化施工的导入。信息化施工着眼于由调查、设计、施工、检查、管理等构成的一连串的工程工序中的施工，是通过应用电子数据和ICT(Information and Communication Technology：信息通信技术)来实现施工的高效化的系统。作为与信息化施工对应的机械，已知有以搭载指导功能或机器控制功能的液压挖掘机为代表的作业机械，指导功能为将车身位置或前部作业装置(有时也称为作业装置)的位置以及姿势与施工目标面的位置数据一并显示于监视器的功能，机器控制功能为以不使铲斗过度挖掘施工目标面的方式控制前部作业装置的功能。这种与信息化施工对应的作业机械基于具有三维坐标数据的信息化施工数据对操作员进行信息提示，来提供进行作业支援、驾驶支援的功能。例如在液压挖掘机的机器指导中，根据车身的位置以及姿势的数据或前部作业装置的姿势数据运算出铲斗前端位置，并经由监视器向操作员提示铲斗相对于施工目标面的位置。
有时在这种液压挖掘机搭载有卫星定位系统(例如GNSS(Global NavigationSatellite System：全球定位卫星系统))，卫星定位系统为了运算全局坐标系(地理坐标系)中的上部旋转体(车身)的位置，经由安装于上部旋转体的定位天线接收来自定位卫星的定位信号，由此来运算上部旋转体的位置。然而，在液压挖掘机中，有时动臂、斗杆、铲斗等前部构件与卫星定位系统的定位天线相比位于上方，有时这些构件会妨碍接收直线路径上的定位信号。在这种情况下，定位天线将被称为多路径的衍射波或反射波作为定位信号进行接收的可能性很高。若接收衍射波或反射波并用于定位运算则定位结果包含误差的可能性变高。
于是，作为尝试减小多路径的影响的技术，例如有专利文献1。在专利文献1中公开了一种GPS接收机的控制装置，其在数据库中针对每个规定区域存储表示基于GPS接收机的周围的电波障碍物的配置等规定的GPS卫星的选择规则的遮蔽范围(遮蔽信息)，从该数据库获取与GPS信号的接收地域对应的遮蔽范围，从在天空中航行的多个GPS卫星中的位于该遮蔽范围外的GPS卫星中选择用于定位的GPS卫星。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2004-184121号公报
发明内容
专利文献1中记载的技术仅设想了不移动的电波障碍物，而没有涉及在像液压挖掘机的前部作业装置这种可能会移动的电波障碍物位于定位天线的周围的情况下的遮蔽范围。也就是说，要提高作业机械的领域中的卫星定位精度，则设定考虑了作为会移动的电波障碍物的前部作业装置的姿势的遮蔽范围尤为重要。
于是，若与前部作业装置的姿势变化对应地每次都变更卫星选择所利用的遮蔽范围(或者使其变化)则应该能够抑制定位精度的下降，但并没有这么简单。首先，在作业机械中，由于使前部作业装置动作来进行作业，所以会频繁地进行前部作业装置的姿势变更(例如动臂的抬升下降动作)。若配合该姿势变更而变更遮蔽范围，则定位运算所利用的卫星会频繁切换，将遮蔽范围变更反而招致使定位精度下降的可能性。另外，若在定位运算能够利用的卫星极端少的情况下利用与前部作业装置的姿势对应的遮蔽范围，则会出现就连这么少卫星也变得无法用于定位的时间段，因此，也有不使用遮蔽范围反而会抑制定位精度下降的情况。
像这样在可能成为电波障碍物的前部作业装置的姿势在作业中会频繁变化的作业机械中，有在对位于存在前部作业装置的区域的卫星进行定位运算时仅单纯将前部作业装置排除则无法抑制作业中的定位精度下降的情况。
此外，以上主要涉及了因卫星配置引起的定位精度下降，但除上述问题以外，例如还会因卫星数量或卫星信号的SN比(信号与噪声之比)引起定位精度下降。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够抑制卫星定位的精度随着作业装置的动作下降的作业机械。
本申请包含解决上述课题的手段，举出其中一例，作业机械具备：下部行驶体；可旋转地安装在所述下部行驶体之上的上部旋转体；安装于所述上部旋转体的多关节型的作业装置；用于检测所述作业装置以及所述上部旋转体的姿势的多个姿势传感器；安装于所述上部旋转体且用于接收来自多个定位卫星的卫星信号的定位天线；基于利用所述定位天线接收的卫星信号对所述定位天线的位置进行运算的接收机；以及基于所述多个姿势传感器的检测信号对所述作业装置的姿势和所述上部旋转体的姿势进行运算的控制器，作业机械的特征在于，在所述控制器存储有多个遮蔽范围，该多个遮蔽范围是为了选择由所述接收机对所述定位天线的位置进行的运算所利用的定位卫星，基于所述作业装置以及所述上部旋转体的姿势以所述定位天线为基准而设定的，所述控制器基于选择出的所述定位卫星的卫星关联数据对包含利用所述多个遮蔽范围的每一个选择了定位卫星的情况下分别的定位精度、以及不利用所述多个遮蔽范围中的任一个选择了定位卫星的情况下的定位精度在内的多个定位精度进行运算，所述接收机基于所述多个定位精度中定位精度为最高的情况下选择出的所述定位卫星的卫星信号，对所述定位天线的位置进行运算。
发明效果
根据本发明，即使随着前部作业装置的动作反映了前部作业装置的姿势的遮蔽范围发生变化，也会选择出定位精度最高的遮蔽范围。由此，能够抑制定位精度随着作业装置的动作而下降，能够提高基于作业机械的作业精度。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液压挖掘机1以及GNSS参考站8的侧视图。
图2是搭载于图1的液压挖掘机1的车载控制器40的功能框图。
图3A是以GNSS天线50A为基准的第1天线坐标系的立体图。
图3B是从第1天线坐标系中的Z轴上俯瞰液压挖掘机1的图(俯视图)。
图3C是从第1天线坐标系中的+Y轴方向观察液压挖掘机1的图(侧视图)。
图4是规定前部作业装置6的姿势的角度的说明图。
图5A是在卫星配置图上示出设于GNSS天线50A的第1遮蔽范围21A的一例的图。
图5B是在卫星配置图上示出设于GNSS天线50A的第2遮蔽范围22A的一例的图。
图6是本实施方式的基于控制器40以及GNSS接收机51的GNSS天线50A的定位处理的流程图。
图7是示出了动臂6A的角度(动臂角度)与PDOP的时间变化的一例的图。
图8是示出某一时刻的卫星配置与第2遮蔽范围22A的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施方式。在以下的实施方式中，向作为作业机械的履带式的液压挖掘机应用了本发明，具有将铲斗前端与施工目标面的位置关系显示于驾驶室内的监视器的机器指导功能、以及以使铲斗前端不超出施工目标面的方式对作业装置的动作(即，驱动前部构件的执行机构的动作)设置限制的机器控制功能。此外，在各图中对同一部分标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。
＜对象机械＞
图1是本发明的实施方式的液压挖掘机1以及GNSS参考站8的侧视图。该图示出的液压挖掘机1具备履带式的行驶体(下部行驶体)2、可旋转地安装在行驶体2的上部的旋转体(上部旋转体)3、由一端(基端)安装于旋转体3的前方的多关节型的连杆机构构成的前部作业装置(有时也仅称为“作业装置”)6。图中的附图标记30表示地面。
前部作业装置6具有一端与旋转体3连结的动臂6A、一端与动臂6A的另一端连结的斗杆6B、一端与斗杆6B的另一端连结的铲斗6C、这些各前部构件6A、6B、6C分别构成为在上下方向上转动。
另外，作为进行各前部构件6A、6B、6C的转动的执行机构(油圧液压缸)，具有动臂液压缸11A、斗杆液压缸11B、铲斗液压缸11C。旋转体3能够利用未图示的旋转监视器以旋转中心轴O为中心向左右旋转驱动。
动臂6A、斗杆6B以及铲斗6C在包含前部作业装置6在内的共同的平面上动作，以下，有时将该平面称为动作平面。也就是说，动作平面是指，与动臂6A、斗杆6B以及铲斗6C的转动轴正交的平面，例如能够设定为动臂6A、斗杆6B以及铲斗6C的宽度方向上的中心(即，各前部构件6A、6B、6C的转动轴的中心)。
＜姿势传感器＞
液压挖掘机1具有用于检测前部作业装置6和旋转体3的姿势的多个姿势传感器75A、75B、75C、23。在本实施方式中，各姿势传感器使用能够检测角度(或者角速度)和加速度的惯性测量装置(IMU：Inertial Measurement Unit)。这些姿势传感器中在动臂6A安装有动臂姿势传感器75A、在斗杆6B安装有斗杆姿势传感器75B、在铲斗6C安装有铲斗姿势传感器75C(参照图1)。另外，在旋转体3安装有旋转体姿势传感器23(参照图1)，由此，能够测量旋转体3的倾斜角度(俯仰角以及滚转角)，旋转速度以及旋转角度。姿势传感器75A、75B、75C、23的输出(检测信号)经由连接线被输入至控制器40。此外，作为前部作业装置6的姿势传感器，还可以使用检测各前部构件的转动角度的角度传感器(例如，电位计或旋转编码器)。另外，铲斗姿势传感器75C也可以不安装于铲斗而是安装在铲斗连杆上。
旋转体3具备：设有由操作员操作的多个操作杆(未图示)且显示铲斗6C与施工目标面的位置关系等的监视器60的驾驶席4；用于从多个定位卫星(GNSS卫星)接收卫星信号的的两个GNSS天线(定位天线)50A、50B；用于接收从参考站8发送来的GNSS修正数据的无线收发器7；对两个GNSS天线50A、50B中的至少一个的GNSS天线的地理坐标系(全局坐标系)中的位置坐标和两个GNSS天线50A、50B间的方位(即，旋转体3的方位)进行运算的GNSS接收机51；以及控制器40，其为基于利用GNSS接收机51运算出的位置以及方位和多个姿势传感器75A、75B、75C、23的检测信号对前部作业装置6上的期望的位置坐标进行运算的计算机。此外，在本实施方式中，采用利用一个GNSS接收机对两个GNSS天线50A、50B的位置以及旋转体3的方位角进行运算的构成，但也可以采用搭载与两个GNSS天线50A、50B分别对应的两个GNSS接收机51A、51B的构成。
＜GNSS参考站＞
说明相对于液压挖掘机1的无线收发器7无线发送GNSS修正数据的GNSS参考站8。地理坐标系中的坐标位置已知的GNSS参考站8具备：用于从多个定位卫星(GNSS卫星)接收卫星信号的GNSS天线80；基于利用GNSS天线80接收的卫星信号(卫星信号包括卫星的代码、载体、卫星轨道以及卫星信号接收电平等)对GNSS天线80的地理坐标系中的位置坐标进行运算的GNSS接收机81；基于利用GNSS天线80接收到的多个卫星信号生成用于向无线收发器7无线发送的GNSS修正数据的参考站控制器82；将由参考站控制器82生成的GNSS修正数据发送至无线收发器7的无线收发器87。与GNSS参考站天线80连接的GNSS接收机81经由参考站控制器82利用无线收发器87对GNSS修正数据进行无线发送。若将利用无线收发器7接收的GNSS修正数据用于GNSS接收机51中的定位，则能够实现厘米级的高精度定位。
＜GNSS天线50＞
两个GNSS天线50A、50B分别经由桅杆(天线支承构件)52a、52b而固定于上部旋转体3，分别位于上部旋转体3的上表面，在前部作业装置6的前后方向上隔开规定的间隔来配置。
两根桅杆52a、52b分别为用于在上部旋转体3的上方支承GNSS天线50A、50B的柱状的支承构件。本实施方式的两根桅杆52a、52b与GNSS天线50A、50B同样地配置在上部旋转体3的上表面(第1区域)。各桅杆52a、52b的基端固定于上部旋转体3的上表面，各桅杆52a、52b从该基端大致垂直地延伸。然后，在各桅杆52a、52b的前端安装有具有中心部沿轴向膨胀的大致圆盘状的外形的GNSS天线50A、50B，各桅杆52a、52b以使自身的中心轴心从各GNSS天线50A、50B的中心轴心通过的方式支承各天线50A、50B。此外，GNSS天线50A、50B的支承构件不限于柱状的桅杆52a、52b，能够利用各种各样形状的支承构件来支承。
＜GNSS接收机51＞
GNSS接收机51基于由两个GNSS天线50A、50B接收的多个卫星信号(包括卫星的代码、载体、卫星轨道以及卫星信号接收电平等)，对两个GNSS天线50A、50B中的至少一个的GNSS天线(例如，GNSS天线50B)的地理坐标系(全局坐标系)中的位置坐标、和两个GNSS天线50A、50B间的方位(即，旋转体3或前部作业装置6的方位(也称为朝向))进行运算。
从多个定位卫星发送包含发送时刻信息在内的电磁波(卫星信号)。GNSS接收机51根据来自各GNSS卫星的电磁波的接收时刻与包含在该电磁波内的发送时刻运算到达时间差，基于该到达时间差推测各GNSS卫星与GNSS天线50A、50B之间的距离，并算出GNSS天线50A、50B的位置。GNSS卫星搭载精巧的时钟，通过向对来自各卫星的电磁波进行解码得到的到达时间差乘以电磁波的速度，来算出各GNSS卫星与GNSS天线间的距离。
算出的各GNSS卫星与各GNSS天线之间的距离可能包含误差。该误差会因如下的主要原因而产生：因在GNSS卫星与GNSS天线间存在的电离层或或水蒸气产生的电磁波的速度变化根据方位或仰角不同的各GNSS卫星的位置而不同，由各GNSS卫星利用电磁波发出来的轨道信息与实际的位置稍微不同、或各GNSS卫星间的时钟信息稍有误差。
这种误差能够通过利用接收从GNSS参考站8发送来的GNSS修正数据并定位的RTK-GNSS(实时动态GNSS)来减小。例如，通过参考站GNSS接收机81进行在液压挖掘机1附近(数km以内)设置的绝对位置已知的参考站GNSS天线80的定位和GNSS修正数据的运算，并利用无线收发器87将该修正数据发送至挖掘机1的接收机51。然后，测定两个GNSS天线50A(50B)、80间相对位置(矢量)而不是测定绝对位置，由此来减小误差。
利用搭载于液压挖掘机1的无线收发器7来接收由GNSS参考站8的无线收发器87发送来的修正数据，并将其发送至GNSS接收机51。在GNSS接收机51中通过对由GNSS天线50A(移动台)接收的卫星信号与根据修正数据得到的参考站GNSS天线80的信号进行比较运算，来算出参考站GNSS天线80与GNSS天线50A间的相对的位置(方向和距离)。此时，发送由基站天线80接收的来自卫星的卫星信号的载波相位信息来作为修正信息，通过GNSS接收机51对该载波相位信息与由移动台天线50A接收的卫星信号的载波相位信息进行比较运算。由此，能够实现数cm级的移动台天线50A的定位，能够实现几乎收敛于一点的高精度的相对定位。而且，通过在前述修正数据中包含参考站GNSS天线80的位置信息，能够求出作为移动台的GNSS天线50A的绝对位置。另外，在参考站GNSS天线80与GNSS天线50A的距离为近距离(通常为数km以内)的情况下，能够良好地抵消上述误差要因(电磁波的速度变化、各GNSS卫星间的时钟信息误差)。针对两个GNSS天线50A、50B间的方位或另一个GNSS天线50B的位置也能够同样进行运算。GNSS接收机51能够利用包含各自的GNSS天线50A、50B的纬度、经度、大地水准面高度在内的NMEA格式等输出GNSS天线50A、50B的定位结果。
此外，本实施方式的GNSS接收机51的定位对象存在两个GNSS天线50A、50B，因此，能够将一方的GNSS天线50A看作参考站，将另一方的GNSS天线50B看作移动台。这种手法为移动基站方式。通过将利用GNSS天线50A的接收信号生成的修正数据用于与GNSS天线50B的相对位置(矢量)的测定，能够测定两个GNSS天线50A、50B间的相对位置(矢量)。在移动基站方式中，不利用从无线收发器87发送来的修正数据就能够运算相对位置(矢量)。
另外，作为其他的方向算出方法，还有如下的方法：从参考站GNSS天线80分别运算出GNSS天线50A和GNSS天线50B的位置，并根据该位置的差分求出方向。然后，以这种方式运算出的两个GNSS天线50A、50B间的方向由于考量了因挖掘机1中的两个GNSS天线50A、50B的安装位置引起的常数，能够算出上部旋转体2(车身)以及前部作业装置6的方角(方向)。
另外，在本实施方式中，说明了从参考站GNSS天线80无线发送修正数据来运算上部旋转体3或前部作业装置6的方向的系统，但也可以利用通过网络发布VRS(虚拟基准点方式)或准天顶卫星等的修正数据的服务。此外，当然只要在定位精度允许的范围内，就可以不利用来自参考站8等的修正数据地进行GNSS天线50A、50B的定位。
＜控制器40＞
图2是搭载于图1的液压挖掘机1的控制器40的功能框图。
控制器40为基于利用GNSS接收机51运算出的两个GNSS天线50A、50B的位置和旋转体3的方位(朝向)、以及多个姿势传感器75A、75B、75C、23的检测信号来运算构成前部作业装置6的各前部构件6A、6B、6C的位置坐标的计算机。
控制器40具备运算处理装置(例如CPU(未图示))、存储装置(例如，ROM、RAM等的半导体存储器)56、接口(输入输出装置(未图示))，利用运算处理装置执行在存储装置56内事先保存的程序(软件)，运算处理装置基于在程序内规定的数据和从接口输入的数据进行运算处理，从接口向外部输出信号(运算结果)。此外，GNSS接收机51、81也能够具有与控制器40同种类的硬件。另外，存储装置56也可以为与控制器40独立的装置。
控制器40经由接口与GNSS接收机51，姿势传感器75A、75B、75C、23，监视器60，以及无线收发器7连接，能够实现数据的输入输出。
在控制器40的存储装置56内存储有例如定义了作为液压挖掘机1的施工对象的施工目标面的位置的施工目标面数据55、车身形状尺寸数据、利用运算处理装置执行的各种程序等。
控制器40通过执行保存在存储装置56内的程序，作为作业装置位置/姿势运算部41、定位结果输入部42、卫星位置提取部43、排除卫星决定部44、遮蔽范围运算部45、精度运算部46、以及遮蔽选择部47起作用。
(定位结果输入部42)
定位结果输入部42输入利用GNSS接收机51运算出的地理坐标系中的两个GNSS天线50A、50B的位置数据、以及两个GNSS天线50A、50B间的方位数据(上部旋转体3的朝向数据)。
(遮蔽范围运算部45)
遮蔽范围运算部45对用于选择基于GNSS接收机51的两个GNSS天线50A、50B的位置的运算(定位)所利用的定位卫星的多个遮蔽范围进行运算。利用遮蔽范围运算部45运算出的多个遮蔽范围存储在控制器40内的存储装置56内。遮蔽范围运算部45以两个GNSS天线50A、50B各自为基准运算(设定)多个遮蔽范围。在此运算出的遮蔽范围包含多个遮蔽范围(例如，大小不同的多个遮蔽范围)，其中可以包含根据运算时(换言之，根据姿势传感器75A-75C、23的姿势检测时)的前部作业装置6以及上部旋转体3的姿势发生变化的遮蔽范围。以下，主要说明GNSS天线50A的遮蔽范围的运算或设定，但针对GNSS天线50B也同样进行遮蔽范围的运算或设定。
(第1遮蔽范围21A以及第2遮蔽范围22A)
GNSS天线50A的遮蔽范围包含被设定为在GNSS天线50A接收卫星信号时前部作业装置6会成为障碍物的范围内的第1遮蔽范围21A、以及被设定为包含在第1遮蔽范围21A的范围内的第2遮蔽范围22A。
第1遮蔽范围21A也可以基于上部旋转体3中的GNSS天线50A的安装位置、利用旋转体姿势传感器23检测到的上部旋转体3的姿势、前部作业装置6的最大可动区域，而设定为在GNSS天线50A接收卫星信号时前部作业装置会成为障碍物的最大范围。
第2遮蔽范围22A可以基于上部旋转体3中的GNSS天线50A的安装位置、经由旋转体姿势传感器23检测出的上部旋转体3的姿势、以及经由姿势传感器75A-75C检测出的前部作业装置6的姿势，被设定为在进行前部作业装置6的姿势运算时(姿势检测时)的前部作业装置6在GNSS天线50A接收卫星信号时会成为障碍物的范围。
在本实施方式中，利用以GNSS天线50A为基准的坐标系，例如在地理坐标系上设定第1遮蔽范围21A以及第2遮蔽范围22A。此外，有时将以GNSS天线50A为基准的坐标系称为第1天线坐标系，同样地将以GNSS天线50B为基准的坐标系称为第2天线坐标系。另外，设定第1遮蔽范围21A以及第2遮蔽范围22A的坐标系不限于地理坐标系，例如也可以在作业现场上具有原点的现场坐标系设定。
说明第1天线坐标系的定义。
图3是表示以GNSS天线50A为基准的第1天线坐标系的图，图3A是第1天线坐标系的立体图，图3B是从第1天线坐标系中的Z轴上俯瞰液压挖掘机1的图(俯视图)，图3C是从第1天线坐标系中的+Y轴方向观察液压挖掘机1的图(侧视图)。
如图3A所示，第1天线坐标系为以搭载于旋转体3的GNSS天线50A的中心为原点的坐标系，固定于GNSS天线50A，即固定于旋转体3。第1天线坐标系的X轴为沿着旋转体3的前后方向延伸的直线，旋转体3的前方为正方向。Y轴为沿着旋转体3的左右方向延伸的直线，旋转体3的左方为正方向。Z轴与X轴以及Y轴正交，上方为正方向。在图中标注了以各坐标轴X、Y、Z为中心的旋转角(滚转角，俯仰角，偏航角(朝向))的+方向。
图3B中示出的朝向(heading)为旋转体3或前部作业装置6朝向的方向(方位)，其用将第1天线坐标系的X轴正射影至水平面的线与正北所成的角度来表示。在本实施方式中，将正北的方向定义为0度，从铅垂上方观察X轴，顺时针方向为正向。由此，朝向在0度～360度之间规定。也就是说，朝向与利用GNSS接收机51运算出的方位一致。
地理坐标系中的坐标值由纬度、经度以及椭圆柱高度构成，平面直角坐标系、地心正交坐标系以及现场坐标系的坐标值为由X、Y、Z坐标等构成的三维正交坐标系。地理坐标系坐标值能够使用高斯克鲁格的等角投影法等转换为平面直角坐标系等的三维正交坐标系。另外，平面直角坐标系、地心正交坐标系以及现场坐标系能够通过使用仿射变换或者赫尔默特变换等相互变换。
使用图4说明规定前部作业装置6的姿势的角度且为利用姿势传感器75A-75C检测出的角度(动臂角，斗杆角，铲斗角)。在该图中，动臂角为从动臂销的中心与作为斗杆6B的转动轴的斗杆销的中心通过的直线71以从作为动臂6A的转动轴的动臂销的中心向水平延伸的直线(车身X轴(与图3A的X轴相同))为基准旋转的角度。斗杆角为从斗杆销的中心与作为铲斗6C的转动轴的铲斗销的中心通过的直线72以直线71为基准旋转的角度。铲斗角为从铲斗销的中心和铲斗前端通过的直线73以直线72为基准旋转的角度。动臂角、斗杆角、铲斗角分别由动臂姿势传感器75A、斗杆姿势传感器75B、铲斗姿势传感器75C检测出。
遮蔽范围运算部45基于动臂姿势传感器75A、斗杆姿势传感器75B、铲斗姿势传感器75C的检测信号，对动臂角、斗杆角、铲斗角进行运算。接下来，利用运算出的三个角度，对在存储装置56内存储的前部作业装置6的三维模型适当追加旋转移动和平行移动，使该三维模型的姿势匹配实际的前部作业装置6的姿势。另外，遮蔽范围运算部45基于旋转体姿势传感器23的检测信号对作为旋转体3的倾斜角的滚转角以及俯仰角进行运算，相对于与实际相同的姿势的前部作业装置6的三维模型，追加运算出的滚转角以及俯仰角的值、和利用GNSS接收机51运算出的朝向(旋转体3的方位)的值再使其旋转。在此，事先将地理坐标系中的GNSS天线50A的中心的坐标设为(X0，Y0，Z0)，同样地将前部作业装置6上的任意的点Pn的坐标设为(Xn，Yn，Zn)。在此，n为自然数，该最大值为规定前部作业装置6的三维模型的顶点的数。此时，从GNSS天线50A的中心到前部作业装置6上的任意的点Pn为止的矢量V能够用下述的式1表达。在此，X’n＝Xn-X0，Y’n＝Yn-Y0，Z’n＝Zn-Z0。表示矢量V的坐标(X’n，Y’n，Z’n)为第1天线坐标系上的坐标。
【数学式1】
矢量V＝(Xn-X0，Yn-Y0，Zn-Z0)
＝(X′n，Y′n，Z′n)
将该矢量V投影至第1天线坐标系中的XY平面上的矢量Vxy能够用下述的式2表达。
【数学式2】
矢量Vxy＝(X′n，Y′n，0)
若在XY平面上将从北方向到矢量Vxy为止的角表示为方位角θan(参照图3B)，则该角度能够利用第1天线坐标系上的坐标值X’n、Y’n和朝向(朝向角)用下面的式3来表达。此外，在下述式3中，与X’n、Y’n的组合对应地将方位角θan的运算式分为五个情况。
【数学式3】
若将矢量Vxy与矢量V所成的角表示为仰角θen(参照图3C)，则该角度能够利用第1天线坐标系上的坐标值X’n、Y’n、Z’n以下述式4来计算。此外，在下述式4中，与X’n、Y’n、Z’n的组合对应地，将仰角θen的运算式分为五个情况。
【数学式4】
利用上述的式3、4，能够从前部作业装置6上的点Pn的第1天线坐标系中的坐标值运算出方位角θan以及仰角θen。前部作业装置6(动臂6A，斗杆6B，铲斗6C)的尺寸已知(例如，作为车身形状尺寸数据(详细在后面说明)事先保存在存储装置56内)，因此，只要能够利用姿势传感器75A-75C确定前部作业装置6的姿势(动臂角，斗杆角，铲斗角)，就能够运算出该姿势中的前部作业装置6上的任意的点Pn的方位角θan以及仰角θen。
在本实施方式中，利用方位角θan的范围和仰角θen的范围的组合定义了遮蔽范围。也就是说，本实施方式的遮蔽范围利用两个方位角θan和两个仰角θen这四个参数来规定。
图5是在天空图(卫星配置图)上示出对GNSS天线50A设定的第1遮蔽范围21A以及第2遮蔽范围22A的一例的图。在图5中，用将方位角以及仰角两者作为参数的二维坐标表达以GNSS天线50A为基准的天空，利用灰色对遮蔽范围标注点来表示。圆的中心表示GNSS天线50A的中心，该圆的周向表示方位角，该圆的径向表示仰角。图中的圈住字母G、R和二位数的数字在内的多个圆分别表示利用GNSS接收机51补充的定位卫星的位置，字母G、R和二位数的数字为各定位卫星的编号(卫星编号)。
图5A示出第1遮蔽范围21A的一例。该图的第1遮蔽范围21A被设定为方位角为α1以上且α2以下的范围(在此α2＞α1)且仰角为α3以上且α4以下的范围(在此α4＞α3)。α1、α2、α3、α4基于前部作业装置6的最大可动区域来决定。α1为在旋转体3使前部作业装置6在最大可动区域内动作的情况下方位角θan可取得的值的最小值，α2为在相同条件下方位角θan可取得的值的最大值。同样地，α3为在相同条件下仰角θen可取得的值的最小值，α4为在相同条件下仰角θen可取得的值的最大值。例如，在图5A的情况下，α1＝130，α2＝210，α3＝0，α4＝75。第1遮蔽范围21A以及规定该第1遮蔽范围21A的四个参数只要液压挖掘机1(旋转体3)不进行旋转动作或行驶动作就是固定的。
图5B示出第2遮蔽范围22A的一例。该图的第2遮蔽范围22A被设定为方位角为β1以上且β2以下的范围(在此β2＞β1)且仰角为β3以上且β4以下的范围(在此β4＞β3)。β1、β2、β3、β4是基于对前部作业装置6和旋转体3的姿势(动臂角、斗杆角、铲斗角、俯仰角、滚转角、朝向)进行了运算的时刻t的前部作业装置6的姿势覆盖GNSS天线50A的上空的范围来决定的。
具体来说，在进行第2遮蔽范围22A运算时，遮蔽范围运算部45利用上述的式(3)、(4)，针对对前部作业装置6和旋转体3的姿势(动臂角、斗杆角、铲斗角、俯仰角、滚转角、朝向)进行了运算的某一时刻t的前部作业装置6的三维模型上的所有顶点Pn，求出方位角θan和仰角θen的组合。在此，将时刻t的方位角θan和仰角θen的组合表示为(θa1(t)，θe1(t))，(θa2(t)，θe2(t))，(θa3(t)，θe3(t))，(θan(t)，θen(t))。遮蔽范围运算部45从求出的组合中选择最大的方位角θa_max(t)、最大的仰角θe_max(t)、最小的方位角θa_min(t)和最小的仰角θe_min(t)。与第1遮蔽范围21A同样地，第2遮蔽范围22A也利用四个参数(β1、β2、β3、β4)来规定，设为β1＝θa_min(t)，β2＝θa_max(t)，β3＝θe_min(t)，β4＝θe_max(t)。例如，在图5B的情况下，β1＝147，α2＝185，α3＝0，α4＝38。第2遮蔽范围22A以及规定第2遮蔽范围22A的四个参数例如每当变更前部作业装置6的姿势时就进行运算。第2遮蔽范围22A在性质上比第1遮蔽范围21A小且包含在第1遮蔽范围21A内(参照图5B)。
此外，在图5A的情况下，能够使用相同的值来表达朝向与α1，但在图5B的情况下，朝向和β1不同。因此，朝向并不一定为θa_min(t)。
以上述方式生成的遮蔽范围21A、22A以搭载于旋转体3的GNSS天线50A的位置为基准来生成，因此，即便通过使旋转体3行驶动作或者旋转动作而使GNSS天线50A在地理坐标系上的位置发生变化，也与GNSS天线50A一并移动。也就是说，遮蔽范围21A、22A并非以地理坐标系为基准固定，而是固定于图3A示出的第1天线坐标系。
此外，在本实施方式中，利用四个参数规定遮蔽范围，但也可以在例如使前部作业装置6A在最大可动区域内动作的情况下将覆盖GNSS天线50A的上空的前部作业装置6A的轮廓设定为第1遮蔽范围21的轮廓。
(精度运算部46)
精度运算部46为对包含利用由遮蔽范围运算部45运算出的多个遮蔽范围(例如，第1遮蔽范围21A，第2遮蔽范围22A)分别选择定位卫星的情况、以及不利用该多个遮蔽范围的任一个选择定位卫星的情况(中断了基于遮蔽范围进行的卫星选择的情况)在内的多种情况下的GNSS接收机51的定位精度分别进行运算(推断)的部分。相对于GNSS天线50A、50B的每一个存在在此的“多种情况”的数量N，该数量N对应于设定于各GNSS天线50A、50B的遮蔽范围的总数分别加1(也就是说，包括不使用遮蔽范围的情况)得到的数值。即，在对GNSS天线50A设定有两个遮蔽范围的情况下N＝3。此外，GNSS天线50B的N的数值可以与GNSS天线50A的N的数值不同。有时也将N称为遮蔽范围的选择模式的数量。
GNSS接收机51的定位精度是指基于GNSS接收机51的各GNSS天线50A、50B的定位结果的精度，以下，有时也仅称为“定位精度”。该定位精度能够从与利用了各遮蔽范围之后可选择的定位卫星有关的数据(能够用于定位的定位卫星的数量或配置(例如，PDOP(Position Dilution of Precision：位置精度稀释))、以及从能够用于定位的定位卫星接收的卫星信号的SN比或电平等(以下，有时将这些称为“卫星关联数据”))来运算出。定位精度能够基于上述卫星关联数据中的至少一个运算出，但优选用于定位精度的运算的卫星关联数据在N种情况下全部一致。此外，像上述那样为N＝3的情况下，利用精度运算部46运算出的定位精度的个数也为3。
通常，卫星数量越多、PDOP的值越小、卫星信号的SN比或电平越高，则定位精度变得越高。在本实施方式中，考虑到这些而从卫星关联数据运算表示定位精度的指标值(定位精度指标值)，利用该指标值的高低来评价精度。以下，说明定位精度指标值越高则精度越高的情形。此外，可以从GNSS接收机51接收卫星关联数据，也可以基于利用GNSS天线50A、50B接收到的卫星信号利用控制器40来运算卫星关联数据。在从GNSS接收机51接收的情况下，也可以从控制器40发送在用于卫星关联数据的运算时排除的卫星的列表(后述的排除卫星列表)。
将GNSS接收机51正在捕获的卫星的信息从卫星位置提取部43输入至精度运算部46。精度运算部46在利用了设定于各GNSS天线50的多个遮蔽范围中的某一遮蔽范围(在此所说的“遮蔽范围”还包括不使用遮蔽的情况)之后，从在从卫星位置提取部43输入的多个卫星中除去包含在该某一遮蔽范围内的卫星之后剩余的卫星的信息获取可选择的卫星的卫星关联数据。
利用具体例说明这一点。在图5的例子中，精度运算部46对利用了第1遮蔽范围21A的情况、利用了第2遮蔽范围22A的情况、不利用任一遮蔽范围的情况下的定位精度进行运算。
即，在利用第1遮蔽范围21A选择定位卫星的情况(第一情况)下的定位精度(第1定位精度)由精度运算部46基于从GNSS接收机51补充的天空图上的所有卫星排除了包含在第1遮蔽范围21A内的卫星(G17、G19，R12，R22)后的卫星的卫星关联数据来运算。在利用第2遮蔽范围22A选择定位卫星的情况(第二情况)下的定位精度(第2定位精度)由精度运算部46基于从GNSS接收机51补充的天空图上的所有卫星排除了包含在第2遮蔽范围22A内的卫星(G17)之后的卫星的卫星关联数据来运算。在不利用任一遮蔽范围来选择定位卫星的情况(第三情况)下的定位精度(第3定位精度)由精度运算部46基于GNSS接收机51补充的天空图上的所有卫星的卫星关联数据来运算。
将利用精度运算部46运算出的N个情况下的定位精度输出至遮蔽选择部47。
(遮蔽选择部47)
遮蔽选择部47在利用精度运算部46运算出的N个情况下的定位精度中选择定位精度最高的情况。在定位精度最高的情况下，不仅从设定于各GNSS天线50A、50B的多个遮蔽范围中选择一个，有时还选择不利用遮蔽范围的情况。将利用遮蔽选择部47选择出的遮蔽范围的信息输出至排除卫星决定部44。
(卫星位置提取部43)
卫星位置提取部43提取GNSS接收机51正在捕获卫星信号的多个卫星的位置(地理坐标系中的仰角以及方位角)，并输出至排除卫星决定部44和精度运算部46。
(排除卫星决定部44)
排除卫星决定部44基于利用遮蔽选择部47选择出的遮蔽范围、以及从卫星位置提取部43输入的GNSS接收机51正在捕获的定位卫星的位置(仰角/方位角)，决定GNSS接收机51不用于定位运算的排除卫星。具体来说，排除卫星决定部44从利用卫星位置提取部43提取出的多个卫星中将位于由遮蔽选择部47选择出的遮蔽范围的卫星决定为排除卫星，并将该排除卫星的列表输出至GNSS接收机51。
(GNSS接收机51)
GNSS接收机51获取从排除卫星决定部44输出的排除卫星的列表，基于从在该时间点能够捕获卫星信号的多个定位卫星中排除了包含在该列表内的卫星的卫星的卫星信号，对地理坐标系中的至少一个的GNSS天线50的位置、以及两个GNSS天线50A、50B间的方位(上部旋转体3的方位)进行运算。由此，GNSS接收机51基于在由精度运算部46运算出的N个定位精度中定位精度最高的情况下选择的定位卫星的卫星信号，对地理坐标系中的至少一个GNSS天线50的位置、以及两个GNSS天线50A、50B间的方位进行运算。运算出的位置和方位被输入至定位结果输入部42。
此外，从GNSS接收机51输出出的位置测量结果除了上述地理坐标系以外，还能够输出平面直角坐标系、地心正交坐标系、以及现场坐标系的至少一个以上的坐标系的坐标值。
(作业装置位置/姿势运算部41)
作业装置位置/姿势运算部41基于从定位结果输入部42输入的GNSS天线50A、50B的位置以及上部旋转体3的方位、从多个姿势传感器(75A、75B、75C、23)的输出运算出的各前部构件6A、6B、6C的角度值以及上部旋转体3的倾斜角(俯仰角以及滚转角)、以及存储在存储装置56内的车身形状尺寸数据，对作业装置6的位置以及姿势(例如，现场坐标系中的铲斗6C的前端位置以及姿势)进行运算。作为用于作业装置6的位置以及姿势的运算的车身形状尺寸数据，例如有分别以位于动臂6A的两端的两个销间的长度(动臂销间长度LB(参照图4))、位于斗杆6B的两端的两个销间的长度(斗杆销间长度)、铲斗6C的前端与铲斗销间的长度(铲斗前端长度)、利用车身坐标系中的方位角规定了上部旋转体3中的两个GNSS天线50A、50B的位置关系的GNSS安装偏移方位角、上部旋转体3中的两个GNSS天线50A、50B的车身坐标系中的安装位置(天线安装位置)、两个GNSS天线50A、50B为基准的前部作业装置6的最大可动区域。
监视器60能够显示基于利用作业装置位置/姿势运算部41运算出的现场坐标系中的作业装置6的位置以及姿势数据、以及存储在存储装置56内的现场坐标系中的施工目标面的位置数据运算出的作业装置6与施工目标面的位置关系。利用该显示，操作员能够易于掌握作业装置6相对于施工目标面的位置/姿势。
此外，可以通过控制器40执行如下的机器控制，即，基于利用作业装置位置/姿势运算部41运算出的现场坐标系中的作业装置6的位置以及姿势数据、存储在存储装置56内的现场坐标系中的施工目标面的位置数据，以使铲斗前端不超过施工目标面的方式对驱动作业装置6的动作(即，前部构件6A、6B、6C的执行机构11A、11B、11C的动作)设置限制的机器控制。
另外，上述遮蔽范围运算部45以方位角和仰角规定了遮蔽范围，但也可以仅利用方位角来规定遮蔽范围。
接下来，使用图5追加说明上述遮蔽范围。
图5A示出了前部作业装置6作为障碍物而将GNSS天线50A的上空视线遮挡得最多的情况下的天空图。在该情况下，第1遮蔽范围21A与第2遮蔽范围22A为相同范围，能够统一用第1遮蔽范围21A来表示。
然而，在图5B的情况下，与图5A的情况相比动臂6A下降，与图5A的情况相比前部作业装置6作为障碍物而遮挡GNSS天线50A的上空视线的范围变窄。在该情况下，第1遮蔽范围21A与第2遮蔽范围22A不同，因此，在利用了各个遮蔽范围21A、22A的情况下选择出的卫星数量也会发生变化。在图5B的情况下，若将第1遮蔽范围21A应用于定位，则利用该第1遮蔽范围21A从在定位时可使用的卫星中排除卫星R12、G19、R22、G17的合计四个卫星。然而，在图5B的情况下，若将第2遮蔽范围22A应用于定位，则利用该第2遮蔽范围22A仅将卫星G17从在定位时可使用的卫星排除。因此，与利用了第1遮蔽范围21A的情况相比，在定位使用的卫星数量增加三个，提升了定位精度。
像这样，精度运算部46在应用了各遮蔽范围的情况(在此，也包含不利用任一遮蔽范围的情况)下提取定位可使用的卫星，基于提取后的卫星的卫星关联数据对利用了各遮蔽范围的情况下的定位精度进行运算。遮蔽选择部47比较由精度运算部46运算出的多个定位精度，决定能得到最高定位精度的遮蔽范围，利用该遮蔽范围由GNSS接收机51进行GNSS天线50的定位。利用图6的流程图说明以上的一连串的流程。
＜定位处理的流程图＞
图6是本实施方式的基于控制器40以及GNSS接收机51的GNSS天线50A的定位处理的流程图。该处理流程以一定周期间隔(例如100ms)反复运算。此外，在此，仅说明GNSS天线50A的定位，但针对GNSS天线50B也进行同样的处理，基于双方的GNSS天线50A、50B的定位结果进行两个GNSS天线50A、50B间的方位的运算。
在步骤51中，控制器40(卫星位置提取部43)从GNSS接收机51获取GNSS接收机51正在捕获卫星信号的多个卫星的数据(包括位置数据等)。
在步骤52中，控制器40(遮蔽范围运算部45)基于旋转体姿势传感器23的检测信号来运算旋转体3的姿势(俯仰角，滚转角)。
在步骤53中，控制器40(遮蔽范围运算部45)基于三个姿势传感器75A、75B、75C的检测信号来运算前部作业装置6的姿势。
在步骤54中，控制器40(遮蔽范围运算部45)基于在步骤52中运算出的旋转体3的姿势、存储在存储装置56内的前部作业装置6的最大可动区域、在上一周期运算出且存储在存储装置56内的GNSS天线50A的位置、以及在上一周期运算出且存储在存储装置56内的旋转体3的方位(该方位(朝向)基于在上一周期运算出的两个GNSS天线50A、50B间的方位运算出且存储在存储装置56内)，对第1遮蔽范围21A进行运算。另外，控制器40(遮蔽范围运算部45)基于在步骤52中运算出的旋转体3的姿势、在步骤53中运算出的前部作业装置6的姿势、在上一周期运算出的GNSS天线50A的位置、以及在上一周期运算出的旋转体3的方位(朝向)，对包含在第1遮蔽范围21A内的第2遮蔽范围22A进行运算。
在步骤55中，控制器40(精度运算部46)基于在排除位于第1遮蔽范围21A的卫星并选择剩余的卫星的第一情况下补充的卫星的卫星关联数据(卫星关联数据例如为卫星数量、PDOP(卫星配置)、卫星信号的SN比的至少一个，能够经由卫星位置提取部43从GNSS接收机51获取)，对作为第一情况下的定位精度的第1定位精度进行运算。同样地，基于在排除位于第2遮蔽范围22A的卫星并选择剩余的卫星的第二情况下补充的卫星的卫星关联数据(在此，设为与在对第1定位精度进行运算时利用的种类相同)对作为第二情况下的定位精度的第2定位精度进行运算，基于不利用任一遮蔽范围地选择卫星的第三情况下的卫星关联数据(在此，设为与在运算了第1定位精度时利用的种类相同的种类)，对作为第三情况下的定位精度的第3定位精度进行运算。
在步骤56中，控制器40(遮蔽选择部47)比较在步骤55中运算出的第1定位精度和第2定位精度。在第1定位精度的定位精度比第2定位精度高的情况下前进至步骤57，在第1定位精度的定位精度与第2定位精度相同或者比第2定位精度差的情况下前进至步骤59。
在步骤57中，控制器40(遮蔽选择部47)从在步骤51中被获取了位置的多个卫星中将位于第1遮蔽范围21A的卫星决定为排除卫星，并将该排除卫星的列表(排除卫星列表)输出至GNSS接收机51。
在此，使用图7说明第1定位精度的定位精度比第2定位精度高的情况下(即，利用比第2遮蔽范围22A大的第1遮蔽范围21A则定位精度变得更高的情况下)的具体例。图7是示出动臂6A的角度(动臂角度)与PDOP的时间变化的一例的图。在该图中，在短时间内动臂角度上升的定时有两次，在该定时将前部作业装置6中的动臂抬升操作与旋转体3的旋转动作复合，进行向自卸卡车等的倾倒作业。另一方面，动臂角度保持在低于50度的期间有三次，在该定时进行基于前部作业装置6的挖掘作业。即，图7示出了反复进行挖掘与倾倒(旋转动作)的状况。若在像图中那样反复进行挖掘与旋转动作的情况下持续利用第2遮蔽范围22A，则有时因动臂6A的姿势变化和旋转角度(旋转体3的方位)的变化被遮蔽的卫星大幅度变化而如图所示在动臂抬升的定时的前后PDOP变大，即，定位精度下降。因此，在这种情况下，可能与利用第2遮蔽范围22A相比利用更大范围的第1遮蔽范围21A来抑制遮蔽范围的变动更能够提高定位精度。
在步骤58中，GNSS接收机51从在步骤51中向控制器40发送了数据的卫星排除包含在步骤57的排除卫星列表内的卫星，基于剩余的卫星的卫星信号来运算GNSS天线50A的位置，并将该位置作为GNSS天线50A的定位结果输出至控制器40。
在步骤59中，控制器40(遮蔽选择部47)对在步骤55中运算出的第2定位精度与第3定位精度进行比较。在第2定位精度的定位精度比第3定位精度高的情况下前进至步骤60，在第2定位精度的定位精度与第3定位精度相同或者比第3定位精度差的情况下前进至步骤62。
在步骤60中，控制器40(遮蔽选择部47)从在步骤51中被获取了位置的多个卫星中将位于第2遮蔽范围22A的卫星决定为排除卫星，将该排除卫星的列表(排除卫星列表)输出至GNSS接收机51。
在步骤61中，GNSS接收机51从在步骤51中向控制器40发送了数据的卫星排除包含在步骤60的排除卫星列表内的卫星，基于剩余的卫星的卫星信号来运算GNSS天线50A的位置，将该位置作为GNSS天线50A的定位结果输出至控制器40。
在步骤62中，GNSS接收机51基于在步骤51中向控制器40发送了数据的卫星的卫星信号运算GNSS天线50A的位置，并将该位置作为GNSS天线50A的定位结果输出至控制器40。
在此，使用图8说明在第3定位精度的定位精度比第2定位精度高的情况下(即，与使用第2遮蔽范围22A相比不使用任一遮蔽范围的定位精度更高的情况、前进至步骤62的情况)的具体例。图8是示出某一时刻的卫星配置与第2遮蔽范围22A的图。在该图中的情况下，位于前部作业装置6的方位的卫星仅有一个(G28)，位于前部的方位的相反一侧的方位(加上180度的方位)的卫星数量也很少。在这种情况下，若在第2遮蔽范围22A中排除了卫星G28则卫星数量不充分，定位精度容易下降。也就是说，由于若利用第2遮蔽范围22A反而使定位精度下降，所以不使用任一遮蔽范围，定位精度会变得更高。
在以上述方式构成的液压挖掘机1中，在设定了多个遮蔽范围的情况下，控制器40基于利用了各遮蔽范围的情况下的卫星关联数据对在利用了各遮蔽范围的情况下的定位精度进行运算，基于该运算出的定位精度，从该多个遮蔽范围中选择一个用于GNSS天线50A、50B的定位的遮蔽范围。由此，与基于前部作业装置6的姿势选择遮蔽范围的情况相比能够提高定位精度。
在图6的流程图中，控制器40基于在利用了大小不同的多个遮蔽范围的情况(也包含不设定遮蔽范围的情况)下的各自的卫星关联数据对各情况的定位精度进行运算，从中选择一个定位精度最高的情况下的遮蔽范围。也就是说，通过在选择遮蔽范围时考虑卫星关联数据，能够相较于与前部作业装置6的姿势一并使遮蔽范围(在上述实施方式中为第2遮蔽范围22A)变化的情况抑制定位精度的下降，因此，结果上能够提高基于液压挖掘机1的作业精度。
特别是在本实施方式中，作为遮蔽范围的候补，包含覆盖前部作业装置6的所有可动区域的第1遮蔽范围21A、以及覆盖被此时的前部作业装置6的姿势遮挡的区域的第2遮蔽范围22A。由此，在遮蔽范围的选择以及定位精度的运算时考虑前部作业装置6的姿势，还能够减小前部作业装置6遮挡定位信号对定位精度造成的影响。
＜其他＞
在图6的流程中，在步骤56中判断为第1定位精度的精度比第2定位精度高的情况下，还可以追加对第1定位精度与第3定位精度进行比较的判定处理。在该判定处理中，还可以设为在判断为第1定位精度的精度更高的情况下前进至步骤57，在判断为第3定位精度的精度更高的情况下进行与步骤62相同的处理(即，不使用任一遮蔽范围地进行定位的处理)。
在本实施方式中，说明了利用两个遮蔽范围21A、22A的情况，但只要各遮蔽范围不同即可，可利用的遮蔽范围的数量没有限定。例如，可以设定比第1遮蔽范围大的范围。另外，可以考虑利用液压挖掘机反复进行的作业(例如，挖掘作业、搬运作业、倾倒作业)中的、同一作业中的前部的动作范围来设定遮蔽范围，推断利用液压挖掘机进行的作业并利用设定于该作业的遮蔽范围。假设后者的情况下的遮蔽范围比第1遮蔽范围21A小且比第2遮蔽范围22A大。
此外，本发明不限于上述实施方式，包含在不脱离其主旨范围内的各种各样的变形例。例如，本发明不限于具备在上述实施方式中说明的所有构成，还包含删除了该构成的一部分的构成。另外，能够将某实施方式的构成的一部分追加至另一实施方式的构成或者替换为另一实施方式的构成。
另外，可以利用硬件(例如用集成电路设计执行各功能的逻辑等)来实现上述的控制器40的各构成或该各构成的功能以及执行处理等中的一部分或者全部。另外，上述的控制器40的构成也可以设为通过利用运算处理装置(例如CPU)读出并执行而实现该控制器40的构成的各功能的程序(软件)。该程序的信息例如能够存储在半导体存储器(快闪存储器，SSD等)，磁存储装置(硬盘驱动等)以及记录介质(磁盘，光盘等)等内。
另外，在上述各实施方式的说明中，控制线或信息线应理解为为了该实施方式的说明需要而示出的，但不限于必须示出产品所有的控制线或信息线。可以认为实际上几乎全部构成相互连接在一起。
附图标记说明
1液压挖掘机，2行驶体(下部行驶体)，3旋转体(上部旋转体)，4驾驶席，6前部作业装置，6A动臂，6B斗杆，6C铲斗，7无线收发器，8GNSS参考站，8参考站，11A动臂液压缸，11B斗杆液压缸，11C铲斗液压缸，21A第1遮蔽范围，22A第2遮蔽范围，23旋转体姿势传感器，40控制器，41作业装置位置/姿势运算部，42定位结果输入部，43卫星位置提取部，44排除卫星决定部，45遮蔽范围运算部，46精度运算部，47遮蔽选择部，50A GNSS天线(定位天线)，50BGNSS天线(定位天线)，51GNSS接收机，56存储装置，60监视器，75A动臂姿势传感器，75B斗杆姿势传感器，75C铲斗姿势传感器，80参考站GNSS天线，81GNSS接收机，82参考站控制器，87无线收发器。

Claims (9)

1.一种作业机械，其具备：
下部行驶体；
可旋转地安装在所述下部行驶体之上的上部旋转体；
安装于所述上部旋转体的多关节型的作业装置；
用于检测所述作业装置以及所述上部旋转体的姿势的多个姿势传感器；
安装于所述上部旋转体且用于接收来自多个定位卫星的卫星信号的定位天线；
基于利用所述定位天线接收的卫星信号对所述定位天线的位置进行运算的接收机；以及
基于所述多个姿势传感器的检测信号对所述作业装置的姿势和所述上部旋转体的姿势进行运算的控制器，
所述作业机械的特征在于，
在所述控制器存储有多个遮蔽范围，该多个遮蔽范围是为了选择由所述接收机对所述定位天线的位置进行的运算所利用的定位卫星，基于所述作业装置以及所述上部旋转体的姿势以所述定位天线为基准而设定的，
所述控制器基于选择出的所述定位卫星的卫星关联数据，对包含利用所述多个遮蔽范围的每一个选择了定位卫星的情况下分别的定位精度、以及不利用所述多个遮蔽范围中的任一个选择了定位卫星的情况下的定位精度在内的多个定位精度进行运算，
所述接收机基于所述多个定位精度中定位精度为最高的情况下选择出的所述定位卫星的卫星信号，对所述定位天线的位置进行运算。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述多个遮蔽范围包含第1遮蔽范围和第2遮蔽范围，
所述第1遮蔽范围被设定为在所述定位天线接收卫星信号时所述作业装置会成为障碍物的范围，
所述第2遮蔽范围被设定为包含在所述第1遮蔽范围内的范围。
3.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，
所述第1遮蔽范围基于运算出的所述上部旋转体的姿势、以及所述作业装置的最大可动区域，被设定为在所述定位天线接收卫星信号时所述作业装置会成为障碍物的最大范围，
所述第2遮蔽范围基于运算出的所述上部旋转体的姿势、以及运算出的所述作业装置的姿势，被设定为在对所述作业装置的姿势进行运算时的所述作业装置在所述定位天线从所述多个定位卫星接收卫星信号时成为障碍物的范围。
4.根据权利要求2或者3所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器基于在利用了所述第1遮蔽范围的第一情况下的所述卫星关联数据对作为所述第一情况下的定位精度的第1定位精度进行运算，
基于在利用了所述第2遮蔽范围的第二情况下的所述卫星关联数据对作为所述第二情况下的定位精度的第2定位精度进行运算，
基于在不利用任一遮蔽范围的第三情况下的所述卫星关联数据对作为所述第三情况下的定位精度的第3定位精度进行运算，
所述接收机基于所述第1定位精度、所述第2定位精度以及所述第3定位精度中定位精度为最高的情况下选择出的定位卫星的卫星信号，对所述定位天线的位置进行运算。
5.根据权利要求2或者3所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器基于在利用了所述第1遮蔽范围的第一情况下的所述卫星关联数据对作为所述第一情况下的定位精度的第1定位精度进行运算，
基于在利用了所述第2遮蔽范围的第二情况下的所述卫星关联数据对作为所述第二情况下的定位精度的第2定位精度进行运算，
基于在不利用任一遮蔽范围的第三情况下的所述卫星关联数据对作为所述第三情况下的定位精度的第3定位精度进行运算，
在所述第1定位精度比所述第2定位精度高的情况下，所述接收机基于在利用了所述第1遮蔽范围的情况下选择出的定位卫星的卫星信号对所述定位天线的位置进行运算。
6.根据权利要求5所述的作业机械，其特征在于，
在所述第1定位精度与所述第2定位精度相同或者比所述第2定位精度差的情况下、且所述第2定位精度比所述第3定位精度高的情况下，所述接收机基于在利用了所述第2遮蔽范围的情况下选择出的定位卫星的卫星信号对所述定位天线的位置进行运算。
7.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，
在所述第1定位精度与所述第2定位精度相同或者比所述第2定位精度差的情况下、且所述第2定位精度与所述第3定位精度相同或者比所述第3定位精度差的情况下，所述接收机基于不利用任一卫星遮蔽范围选择出的定位卫星的卫星信号对所述定位天线的位置进行运算。
8.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述卫星关联数据包含能够用于定位的定位卫星的数量、能够用于定位的定位卫星的配置、能够用于定位的定位卫星的卫星信号的SN比中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述定位天线为第1定位天线，
所述作业机械还具备第2定位天线，该第2定位天线安装于所述上部旋转体，用于接收来自所述多个定位卫星的卫星信号，
所述接收机基于利用所述第1定位天线以及所述第2定位天线这两个定位天线接收到的卫星信号对所述两个定位天线间的方位进行运算，
所述控制器基于所述第1定位天线的位置、以及所述两个定位天线间的方位，对所述上部旋转体的方位进行运算，
所述多个遮蔽范围基于所述作业装置以及所述上部旋转体的姿势和所述上部旋转体的方位来设定。
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