JP2017204089A - Autonomous travel controller and autonomous travel method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide autonomous travel whose travel is smooth while travel precision is maintained.SOLUTION: An autonomous travel controller controls a construction machine 1 that performs autonomous travel. When a distance from a travel reference line to the construction machine is larger than a predetermined first threshold value, a control signal is output that modifies a travel direction of the construction machine so as to approach the travel reference line. When the distance from the travel reference line to the construction machine becomes smaller than a second threshold value that is equal to or smaller than the first threshold value, a control signal is output that makes a travel direction of the construction machine parallel to the travel reference line.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、本発明は、建設機械の自律走行用制御装置および自律走行方法に関する。   The present invention relates to a control device for autonomous traveling of a construction machine and an autonomous traveling method.

災害復旧工事等では、作業員の安全性を確保することを目的として、無人化施工が採用される場合がある。無人化施工は、現場から送られてくる映像を、複数のモニタ画面で確認しながらオペレータが建設機械を遠隔操作するのが一般的である。この方法では、オペレータは作業箇所周囲の状況を直接五感で感じながら操作する事が出来ないので、オペレータの技量によって作業の品質が異なる場合がある。また、複数の画像取得のための装置と通信環境が必要となる。   In disaster recovery construction, unmanned construction may be employed for the purpose of ensuring the safety of workers. In unmanned construction, it is common for an operator to remotely operate a construction machine while checking images sent from the site on a plurality of monitor screens. In this method, the operator cannot operate while directly feeling the situation around the work site with the five senses, so the quality of the work may differ depending on the skill of the operator. In addition, a device and a communication environment for acquiring a plurality of images are required.

また、他の無人化施工方法として、人間の五感に代わるセンサ類を建設機械に搭載しておき、作業開始命令を与えることにより、予め設定された計画線に沿って建設機械を走行させる自律制御式の無人化施工方法が開発されている(例えば、非特許献1参照)。   In addition, as another unmanned construction method, autonomous control that causes the construction machine to travel along a preset plan line by mounting sensors on the construction machine instead of the human senses and giving a work start command An unmanned construction method has been developed (see, for example, Non-Patent Document 1).

非特許文献1に記載される技術では、転圧路の走行に関して、走行する始点と目標点を結ぶ直線を複数に分割し、近傍の分割点に建設機械の方向が向くように制御する。そして、その分割点を通過後にその次に近い分割点に向けて方向制御を行い、これを繰り返すことで最終目標点へと走行していく。   In the technique described in Non-Patent Document 1, with respect to traveling on the rolling compaction path, a straight line connecting the starting point and the target point is divided into a plurality of parts, and control is performed so that the direction of the construction machine is directed to a nearby division point. Then, after passing through the division point, direction control is performed toward the next nearest division point, and the vehicle travels to the final target point by repeating this.

栗原 庸聡、外3名、「振動ローラの自律走行の実証」、大成建設技術センター報、大成建設株式会社技術センター、2014年12月1日、第47号、No56Satoshi Kurihara, 3 others, “Demonstration of autonomous running of vibrating rollers”, Taisei Construction Technology Center Bulletin, Taisei Corporation Technology Center, December 1, 2014, No. 47, No56

しかし、非特許文献1に記載される技術では、一つの分割点を通過後に次の分割点に目標を移して制御をおこなうため、振動ローラの様な構造の建設機械ではステアリング動作に遅れが発生する。その為、本来走行させたい線上を走行させることが難しく、ある一定の範囲内で蛇行走行をしてしまうという問題があった。
この問題点について、図7を参照して説明する。例えば、図7(a)に示すように、振動ローラが一つ目の第1分割点に向かって走行していたとする。そして、振動ローラが第1分割点を通過した時点で、第1分割点からその次に近い二つ目の第2分割点に振動ローラの目標を変更し、ステアリングの修正を行う(図7(b)参照)。この際、走行しながらステアリングの修正動作を行うために遅れが発生し、計画線に戻れずに蛇行してしまう(図7(c)参照)。これにより、図7(d)に示すように、振動ローラは蛇行走行を繰り返すことになる。
なお、一定量蛇行してしまうことは、走行精度の観点からある程度は生じるものであるが、走行精度を維持しながらも人間が操作したように走行が滑らかな制御が望まれている。
However, in the technique described in Non-Patent Document 1, since control is performed by moving the target to the next division point after passing through one division point, a delay occurs in the steering operation in a construction machine having a structure like a vibrating roller. To do. For this reason, it is difficult to travel on the line that is originally intended to travel, and there is a problem that the vehicle travels meandering within a certain range.
This problem will be described with reference to FIG. For example, as shown in FIG. 7A, it is assumed that the vibrating roller is traveling toward the first first dividing point. When the vibration roller passes the first division point, the target of the vibration roller is changed from the first division point to the second second division point closest to the second division point, and the steering is corrected (FIG. 7 ( b)). At this time, a delay occurs because the steering correction operation is performed while the vehicle is running, and the vehicle meanders without returning to the planned line (see FIG. 7C). Thereby, as shown in FIG.7 (d), a vibration roller repeats meandering driving | running | working.
Note that the meandering of a certain amount occurs to some extent from the viewpoint of running accuracy, but it is desired to control the running smoothly as if operated by a human while maintaining the running accuracy.

このような観点から、本発明は、走行精度を維持しながらも滑らかに走行可能な自律走行用制御装置および自律走行方法を提供することを課題とする。   From such a viewpoint, it is an object of the present invention to provide an autonomous traveling control device and an autonomous traveling method that can smoothly travel while maintaining traveling accuracy.

振動ローラのようなアーティキュレート機構を有する建設機械は、案内輪である前輪が走行した軌跡上を後輪が走行するという特徴がある。
本発明の発明者は、このようなアーティキュレート機構の特性上、運転中の操縦者(搭乗による操縦および遠隔操作による操縦を含む)の意識は前輪にあり、前輪を基準にして操縦することで蛇行の少ない走行を実現していることに着目した。具体的には、前輪の位置の目標としているものは、隣の車線との間にできる轍であり、操縦者は、この轍と前輪の走行ラインとが所定のラップ長を確保しながら隣の車線と平行になるようにハンドル操作を行う。本発明は、人間の操縦による建設機械の走行を自律走行で実現させるものである。
A construction machine having an articulate mechanism such as a vibrating roller is characterized in that a rear wheel travels on a trajectory traveled by a front wheel that is a guide wheel.
Due to the characteristics of the articulate mechanism, the inventor of the present invention is aware of the driver who is driving (including maneuvering by boarding and maneuvering by remote control) on the front wheels, and by maneuvering with reference to the front wheels, We paid attention to the fact that we were able to drive with less meandering. Specifically, the target of the position of the front wheel is a saddle that can be formed between the adjacent lane, and the driver can secure the predetermined lap length between this saddle and the front wheel traveling line. Operate the steering wheel so that it is parallel to the lane. The present invention realizes the traveling of a construction machine by maneuvering by autonomous traveling.

前記課題を解決する本発明に係る自律走行用制御装置は、自律走行する建設機械を制御する自律走行用制御装置である。
この自律走行用制御装置は、走行基準線から前記建設機械までの距離が予め決められた第1閾値よりも大きい場合に、前記走行基準線に近づくように当該建設機械の進行方向を修正する制御信号を出力する。
また、自律走行用制御装置は、前記第1閾値と同じまたは当該第1閾値よりも小さい値である第2閾値よりも前記走行基準線から前記建設機械までの距離が小さくなった場合に、走行基準線に対して前記建設機械の進行方向を平行にするための制御信号を出力する。
The control device for autonomous traveling according to the present invention that solves the above problem is a control device for autonomous traveling that controls a construction machine that autonomously travels.
The autonomous traveling control device corrects the traveling direction of the construction machine so as to approach the traveling reference line when the distance from the traveling reference line to the construction machine is greater than a predetermined first threshold. Output a signal.
The autonomous travel control device travels when the distance from the travel reference line to the construction machine is smaller than a second threshold value that is the same value as the first threshold value or smaller than the first threshold value. A control signal for making the traveling direction of the construction machine parallel to a reference line is output.

また、本発明に係る自律走行方法は、建設機械を自律走行させる自律走行方法である。この自律走行方法では、走行基準線から前記建設機械までの距離が予め決められた第1閾値よりも大きい場合に、前記走行基準線に近づくように当該建設機械の進行方向を修正する。
また、前記第1閾値と同じまたは当該第1閾値よりも小さい値である第2閾値よりも前記走行基準線から前記建設機械までの距離が小さくなった場合に、走行基準線に対して前記建設機械の進行方向を平行にする。
Moreover, the autonomous traveling method according to the present invention is an autonomous traveling method for causing a construction machine to autonomously travel. In this autonomous traveling method, when the distance from the traveling reference line to the construction machine is larger than a predetermined first threshold, the traveling direction of the construction machine is corrected so as to approach the traveling reference line.
In addition, when the distance from the traveling reference line to the construction machine is smaller than a second threshold value that is the same value as the first threshold value or smaller than the first threshold value, the construction is performed with respect to the traveling reference line. Make the machine travel parallel.

本発明によれば、走行基準線から一定の位置を走行するので走行精度が維持される。また、走行路(走行基準線)の途中に通過しなければならない地点(中間点)が決まっていないので、蛇行量が従来に比べて相対的に小さく、走行が滑らかである。   According to the present invention, traveling accuracy is maintained because the vehicle travels at a certain position from the traveling reference line. In addition, since a point (intermediate point) that must pass in the middle of the travel path (travel reference line) is not determined, the amount of meandering is relatively small compared to the conventional case, and travel is smooth.

本発明によれば、走行精度を維持しながらも滑らかに走行可能である。   According to the present invention, it is possible to smoothly travel while maintaining traveling accuracy.

本発明の実施形態に係る自律走行方法を説明するための図であり、(a)は自律走行方法を用いる無人化施工システムの全体図であり、(b)は無人化施工を行う転圧エリアの例示である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure for demonstrating the autonomous running method which concerns on embodiment of this invention, (a) is a general view of the unmanned construction system using an autonomous running method, (b) is a rolling compaction area which performs unmanned construction. This is an example. 本発明の実施形態に係る自律走行方法に用いる振動ローラの外観図である。It is an external view of the vibration roller used for the autonomous running method which concerns on embodiment of this invention. 振動ローラのアーティキュレート機構の概略図であり、(a)は直進時の状態を示し、(b)は旋回時の状態を示す。It is the schematic of the articulation mechanism of a vibration roller, (a) shows the state at the time of straight advance, (b) shows the state at the time of turning. 振動ローラの自律制御システムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the autonomous control system of a vibration roller. 本発明の実施形態に係る自律走行方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the autonomous running method which concerns on embodiment of this invention. 従来技術における自律走行方法および本発明における自律走行方法の走行実験の結果を示す図であり、(a)は従来技術における自律走行方法により制御を行った走行実験の結果であり、(b)は本発明における自律走行方法により制御を行った走行実験の結果である。It is a figure which shows the result of the running experiment of the autonomous running method in a prior art and the autonomous running method in this invention, (a) is the result of the running experiment which controlled by the autonomous running method in a prior art, (b) is It is the result of the driving | running | working experiment which controlled by the autonomous driving | running | working method in this invention. 従来技術における自律走行の課題を説明するための図であり、(a)〜(d)は各工程を示す。It is a figure for demonstrating the subject of the autonomous running in a prior art, (a)-(d) shows each process.

以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面における部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
Each figure is only schematically shown so that the invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example. Moreover, the dimension of the member in drawing to refer may be exaggerated and expressed for clarification of description. In addition, in each figure, about the same component or the same component, the same code | symbol is attached | subjected and those overlapping description is abbreviate | omitted.

≪本実施形態に係る自律走行方法≫
自律走行方法とは、建設機械にセンサ類を搭載させて、予め設定された計画線に沿って建設機械を走行させることを言う。本実施形態では、建設機械の自律走行に伴い無人化された施工も同時行うので「無人化施工」と呼ぶ場合もある。本実施形態に係る自律走行方法を用いた無人化施工システムMを図1(a)に示す。
≪Autonomous driving method according to this embodiment≫
The autonomous traveling method refers to mounting sensors on a construction machine and causing the construction machine to travel along a preset plan line. In the present embodiment, since unmanned construction is performed simultaneously with the autonomous running of the construction machine, it may be referred to as “unmanned construction”. An unmanned construction system M using the autonomous traveling method according to the present embodiment is shown in FIG.

無人化施工システムMは、建設機械を自律走行させて施工現場の地面を締め固めるものである。無人化施工システムMは、施工現場を自律走行しながら地面を転圧する振動ローラ1と、施工現場に立設されるトータルステーション2と、施工現場から離れた位置にある操作室内に設置されたホストPC(Personal Computer)3とを備えて構成されている。振動ローラ1、トータルステーション2およびホストPC3は、無線通信を用いて通信可能である。なお、振動ローラ1は建設機械の一例であり、建設機械の種類はこれに限定されるものではない。   The unmanned construction system M is a system in which construction machines are autonomously run to compact the ground on the construction site. The unmanned construction system M consists of a vibration roller 1 that rolls the ground while autonomously running on the construction site, a total station 2 that is erected on the construction site, and a host PC that is installed in an operation room located away from the construction site. (Personal Computer) 3. The vibration roller 1, the total station 2, and the host PC 3 can communicate using wireless communication. The vibration roller 1 is an example of a construction machine, and the type of the construction machine is not limited to this.

<トータルステーション>
トータルステーション2は、走行する振動ローラ1を自動追尾して、振動ローラ1の位置情報を周期的(例えば、300ミリ秒)にホストPC3に対して送信する。トータルステーション2は、例えば、振動ローラ1の走行を妨害しない場所であると共に、振動ローラ1の自動追尾が常に可能な位置に設置されている。
<Total station>
The total station 2 automatically tracks the traveling vibration roller 1 and transmits position information of the vibration roller 1 to the host PC 3 periodically (for example, 300 milliseconds). The total station 2 is, for example, a place that does not interfere with the traveling of the vibration roller 1 and is installed at a position where automatic tracking of the vibration roller 1 is always possible.

<ホストPC>
ホストPC3は、施工管理者により操作されるものである。施工管理者は、ホストPC3に施工条件を予め登録し、その後に施工開始の指示を入力する。これらの情報は、振動ローラ1に送信される。そして、送信が完了されると振動ローラ1による無人化施工が開始される。
また、無人化施工が行われている期間、ホストPC3は、トータルステーション2から受信した振動ローラ1の位置情報を振動ローラ1に対して送信する。
一方、ホストPC3は、振動ローラ1の機体情報を振動ローラ1から周期的に受信し、この機体情報を表示画面に表示する。機体情報は、振動ローラ1の状態が確認できるものであればよく、例えば、振動ローラ1の進行方向、速度、ステアリング角度等であってよい。施工管理者は、ホストPC3に表示される振動ローラ1の機体情報を確認することで、施工の進行状況を把握することが可能である。なお、施工管理者は、施工開始の指示を行った後は、原則として振動ローラ1に対して指示を行わない。
<Host PC>
The host PC 3 is operated by a construction manager. The construction manager registers the construction conditions in the host PC 3 in advance, and then inputs a construction start instruction. These pieces of information are transmitted to the vibration roller 1. And when transmission is completed, the unmanned construction by the vibration roller 1 is started.
In addition, during the period when unmanned construction is performed, the host PC 3 transmits the position information of the vibration roller 1 received from the total station 2 to the vibration roller 1.
On the other hand, the host PC 3 periodically receives the body information of the vibration roller 1 from the vibration roller 1 and displays this body information on the display screen. The machine body information may be any information as long as the state of the vibration roller 1 can be confirmed, and may be, for example, the traveling direction, speed, steering angle, etc. of the vibration roller 1. The construction manager can grasp the progress of construction by confirming the machine information of the vibration roller 1 displayed on the host PC 3. The construction manager does not instruct the vibration roller 1 in principle after giving the construction start instruction.

施工条件には、例えば、(1)転圧を行うエリア(以下、「転圧エリア」と呼ぶ)に関する転圧エリア情報、(2)転圧エリア内に設定される転圧路に関する転圧路情報、(3)転圧路を振動ローラ1が転圧する転圧条件に関する転圧条件情報などが含まれる。なお、転圧路は、振動ローラ1が走行することで転圧する領域を意味している。その為、転圧路は所定の幅を持つことになる。転圧路の基準線は、転圧路の延在方向(縦断方向)に沿う仮想線であり、振動ローラ1の自律走行の目標となる走行ルートである。基準線は、転圧路の任意の位置に設定することが可能である。本実施形態では、基準線として転圧路の中心線を採用する。   The construction conditions include, for example, (1) Rolling area information relating to an area where rolling is performed (hereinafter referred to as “rolling area”), and (2) a rolling path relating to a rolling path set in the rolling area. Information, and (3) rolling condition information relating to the rolling condition under which the vibrating roller 1 rolls along the rolling path. Note that the rolling path means a region where rolling is performed by the vibration roller 1 traveling. For this reason, the compaction path has a predetermined width. The reference line of the rolling path is a virtual line along the extending direction (longitudinal direction) of the rolling path, and is a travel route that is a target of autonomous traveling of the vibration roller 1. The reference line can be set at an arbitrary position of the rolling path. In the present embodiment, the center line of the compaction path is adopted as the reference line.

転圧エリア情報には、転圧エリア数および各転圧エリアを特定するための座標(x,y)などが含まれる。図1(b)に示すように、矩形の転圧エリアの場合には、各転圧エリアを特定するための座標として転圧エリアの四隅の座標(x,y)が与えられる。
転圧路情報には、転圧路数、各転圧路を特定するための座標(x,y)および車線変更幅などが含まれる。図1(b)に示すように、上下方向に直線状に転圧する場合には、各転圧路を特定するための座標として各転圧路の中心線の両端の座標(x,y)が与えられ、また、車線変更幅として隣り合う転圧路の中心線同士の離間距離が与えられる。
The rolling area information includes the number of rolling areas and coordinates (x, y) for specifying each rolling area. As shown in FIG. 1B, in the case of a rectangular rolling area, coordinates (x, y) of the four corners of the rolling area are given as coordinates for specifying each rolling area.
The compaction path information includes the number of compaction paths, coordinates (x, y) for specifying each compaction path, a lane change width, and the like. As shown in FIG. 1B, in the case of rolling linearly in the vertical direction, coordinates (x, y) at both ends of the center line of each rolling pressure path are used as coordinates for specifying each rolling pressure path. Moreover, the separation distance between the center lines of the adjacent rolling compaction paths is given as the lane change width.

転圧条件情報には、各転圧路における転圧回数、転圧エリアへの進入点の座標および転圧エリアからの退出点の座標などが含まれる。図1(b)に示すように、矩形の転圧エリアの左側に設定される転圧路から右側に向かって順次転圧する場合には、例えば、転圧エリアへの進入点として最左端の転圧路の中心線の一方の端点の座標(x,y)が与えられ、転圧エリアからの退出点として最右端の転圧路の中心線の一方の(x,y)が与えられる。   The rolling condition information includes the number of times of rolling in each rolling path, the coordinates of the entry point to the rolling pressure area, the coordinates of the exit point from the rolling pressure area, and the like. As shown in FIG. 1B, when the rolling is performed sequentially from the rolling path set on the left side of the rectangular rolling area toward the right side, for example, the leftmost rolling point is used as an entry point to the rolling area. The coordinates (x, y) of one end point of the center line of the pressure path are given, and (x, y) of the center line of the rightmost end of the compaction path is given as the exit point from the compaction area.

<振動ローラ>
図2を参照して、振動ローラ1(省略して「ローラ」と呼ぶ場合がある)の構成について説明する。振動ローラ1は、車体10と、車体10の前後に取り付けられた二つの鉄輪11,11と、車体10の下部に配置されたアーティキュレート機構12と、車体10の上部に設置された全周プリズム13および通信アンテナ14と、自律走行用制御装置15と、機体情報取得手段S(図4参照)とで構成されている。振動ローラ1は、鉄輪11,11の回転方向を変更することで、前進および後進が可能である。
<Vibrating roller>
With reference to FIG. 2, the configuration of the vibrating roller 1 (may be referred to as “roller” for omission) will be described. The vibration roller 1 includes a vehicle body 10, two iron wheels 11 and 11 attached to the front and rear of the vehicle body 10, an articulate mechanism 12 disposed at the lower part of the vehicle body 10, and an all-round prism installed at the upper part of the vehicle body 10. 13 and the communication antenna 14, the autonomous traveling control device 15, and the body information acquisition means S (see FIG. 4). The vibration roller 1 can move forward and backward by changing the rotation direction of the iron wheels 11 and 11.

車体10は、振動ローラ1の本体となるものである。車体10は、内部に図示しない駆動手段を収容する。以下では、「ローラの方位角G」といった場合には、車体10の向きを意味する。
鉄輪11は、図示しない振動を発生する装置を備え、振動しながら回転することで地面を転圧する。以下では、前側の鉄輪11を前輪11aと呼び、後側の鉄輪11を後輪11bと呼ぶ場合がある。前輪11aは前進時における自律走行の制御の基準になり、また、後輪は後進時における自律走行の制御の基準になる。詳細は後記する。
The vehicle body 10 is a main body of the vibration roller 1. The vehicle body 10 accommodates driving means (not shown) inside. In the following, “roller azimuth angle G” means the direction of the vehicle body 10.
The iron wheel 11 includes a device that generates vibration (not shown), and rotates while vibrating to roll the ground. Hereinafter, the front iron wheel 11 may be referred to as a front wheel 11a, and the rear iron wheel 11 may be referred to as a rear wheel 11b. The front wheel 11a is a reference for control of autonomous traveling during forward travel, and the rear wheel is a reference for control of autonomous travel during backward travel. Details will be described later.

アーティキュレート機構12は、振動ローラ1を旋回させるための機構であり、車体10の下部に設置される。アーティキュレート機構12は、前輪11aを回転自在に保持する前輪保持部12aと、後輪11bを回転自在に保持する後輪保持部12bと、前輪保持部12aおよび後輪保持部12bを連結するセンターピン12cと、前輪保持部12aと後輪保持部12bとの間に介設されるステアリングシリンダ(図示せず)とを備えている。自律走行用制御装置15から進行方向を修正する制御指令(ステアリング角度θを制御指令角度とする制御指令)を受信すると、ステアリング角度θに応じてステアリングシリンダが伸縮する。そして、ステアリングシリンダが伸縮すると、センターピン12cを中心に前輪保持部12aが屈折し、それに伴い前輪11aの方向が変化する。   The articulate mechanism 12 is a mechanism for turning the vibration roller 1 and is installed in the lower part of the vehicle body 10. The articulate mechanism 12 includes a front wheel holding portion 12a that rotatably holds the front wheel 11a, a rear wheel holding portion 12b that rotatably holds the rear wheel 11b, and a center that connects the front wheel holding portion 12a and the rear wheel holding portion 12b. A pin 12c and a steering cylinder (not shown) interposed between the front wheel holding portion 12a and the rear wheel holding portion 12b are provided. When a control command for correcting the traveling direction (control command using the steering angle θ as a control command angle) is received from the autonomous traveling control device 15, the steering cylinder expands and contracts according to the steering angle θ. When the steering cylinder expands and contracts, the front wheel holding portion 12a is refracted around the center pin 12c, and the direction of the front wheel 11a changes accordingly.

図2に示す全周プリズム13は、トータルステーション2の追尾対象となるものである。ここで、前輪11aに後輪11bが追従するというアーティキュレート機構12の特性を考慮して、自立走行制御を行う基準点を振動ローラ1が進んでいる側の鉄輪11の回転軸の中心位置または回転軸の中心位置を通る鉛直線上に設けることが好ましい。その為、本実施形態では、全周プリズム13の位置を振動ローラ1が進んでいる側の鉄輪11の回転軸の中心位置の真上になるように演算により補正を行うことにする。つまり、振動ローラ1は、前後進を繰り返す往復走行により所定の回数だけ転圧を行うので、前進時には前輪11aが基準点となり、後進時には後輪11bが基準点となるように補正を行う。そして、振動ローラ1の制御を行う際に基準となる方向(基準方向)は、基準点を設定した側の鉄輪11(前輪11aまたは後輪11b)の向きθJとする。   The all-round prism 13 shown in FIG. 2 is a tracking target of the total station 2. Here, in consideration of the characteristics of the articulation mechanism 12 that the rear wheel 11b follows the front wheel 11a, the center position of the rotating shaft of the iron wheel 11 on the side where the vibration roller 1 is advanced It is preferably provided on a vertical line passing through the center position of the rotation axis. For this reason, in the present embodiment, correction is performed by calculation so that the position of the all-round prism 13 is directly above the center position of the rotating shaft of the iron wheel 11 on the side where the vibration roller 1 is advanced. That is, the vibration roller 1 performs a predetermined number of times of rolling by reciprocating traveling repeatedly moving forward and backward, so that correction is performed so that the front wheel 11a becomes the reference point when moving forward and the rear wheel 11b becomes the reference point when moving backward. The direction (reference direction) that becomes the reference when controlling the vibration roller 1 is the direction θJ of the iron wheel 11 (front wheel 11a or rear wheel 11b) on the side where the reference point is set.

図3を参照して、振動ローラ1の自立走行制御を行う際の基準点および基準方向について説明する。振動ローラ1は、上記説明した通り前後進を行うことが可能であるが、ここでは前進する場合を想定して説明を行う。その為、基準点としてのプリズムの位置は、前輪11aの回転軸の中心位置に補正される。なお、詳細は後記するが、振動ローラ1の車体10の向き(方位角G(deg))は、姿勢検出センサS1(図4参照)によって検出される。また、アーティキュレート機構12のステアリング角度θ(deg)は、ステア角度検出センサS3(図4参照)によって検出される。   With reference to FIG. 3, the reference point and the reference direction when performing the independent running control of the vibration roller 1 will be described. The vibration roller 1 can move forward and backward as described above, but here, the description will be made on the assumption that the vibration roller 1 moves forward. Therefore, the position of the prism as the reference point is corrected to the center position of the rotation axis of the front wheel 11a. In addition, although mentioned later for details, the direction (azimuth angle G (deg)) of the vehicle body 10 of the vibration roller 1 is detected by attitude | position detection sensor S1 (refer FIG. 4). Further, the steering angle θ (deg) of the articulate mechanism 12 is detected by a steering angle detection sensor S3 (see FIG. 4).

図3(a)に示すように、直進時(ステアリング角度θが0°の状態)では、前輪保持部12aおよび後輪保持部12bが進行方向に対して直線状になっているので、前輪11aおよび後輪11bの回転軸が平行になる。つまり、振動ローラ1の方位角G(車体10の向き)と前輪11aの向きθJとは同じ方向になる。   As shown in FIG. 3A, when traveling straight (when the steering angle θ is 0 °), the front wheel holding portion 12a and the rear wheel holding portion 12b are linear with respect to the traveling direction. And the rotation axis of the rear wheel 11b becomes parallel. That is, the azimuth angle G (the direction of the vehicle body 10) of the vibration roller 1 and the direction θJ of the front wheel 11a are the same direction.

一方、図3(b)に示すように、右旋回時(ステアリング角度θが0°でない状態)では、センターピン12cを中心にして前輪保持部12aが進行方向に対して右側に屈折し、それに伴い前輪11aの右側が後輪11bに近接する方向に傾斜する。左旋回時の場合も同様にして、センターピン12cを中心にして前輪保持部12aが進行方向に対して左側に屈折し、それに伴い前輪11aの左側が後輪11bに近接する方向に傾斜する。これにより、前輪11aおよび後輪11bが同じ軌跡を通過する。この場合、振動ローラ1の方位角G(車体10の向き)と前輪11aの向きθJとは違う方向になる。旋回時における振動ローラ1の前輪11aの向きθJは、地面と前輪11aとの間の摩擦を無視した場合、振動ローラ1の方位角G(deg)にステアリング角度θ(deg)を加算(または減算)した値になる。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, when turning right (the steering angle θ is not 0 °), the front wheel holding portion 12a is refracted to the right with respect to the traveling direction around the center pin 12c. Accordingly, the right side of the front wheel 11a is inclined in a direction approaching the rear wheel 11b. Similarly, when turning left, the front wheel holding portion 12a is refracted to the left with respect to the traveling direction around the center pin 12c, and accordingly, the left side of the front wheel 11a is inclined in a direction close to the rear wheel 11b. Thereby, the front wheel 11a and the rear wheel 11b pass the same locus. In this case, the azimuth angle G (the direction of the vehicle body 10) of the vibration roller 1 is different from the direction θJ of the front wheel 11a. The direction θJ of the front wheel 11a of the vibration roller 1 during turning is obtained by adding (or subtracting) the steering angle θ (deg) to the azimuth angle G (deg) of the vibration roller 1 when the friction between the ground and the front wheel 11a is ignored. ).

なお、図示しないが、後進時における基準点は、後輪11bの回転軸の中心位置または回転軸の中心位置を通る鉛直線上に設定される。つまり、後進時においては、全周プリズム13の位置が後輪11bの回転軸の中心位置または回転軸の中心位置を通る鉛直線上に補正される。また、後進時における振動ローラ1の後輪11bの向き(基準方向)θJは、直進時,旋回時に関わらず振動ローラ1の方位角G(車体10の向き)の反対方向になる。   Although not shown, the reference point at the time of reverse travel is set on the center position of the rotation axis of the rear wheel 11b or on the vertical line passing through the center position of the rotation axis. That is, during reverse travel, the position of the all-round prism 13 is corrected to a vertical line passing through the center position of the rotation axis of the rear wheel 11b or the center position of the rotation axis. Further, the direction (reference direction) θJ of the rear wheel 11b of the vibration roller 1 during reverse travel is opposite to the azimuth angle G (the direction of the vehicle body 10) of the vibration roller 1 regardless of whether the vehicle is traveling straight or turning.

このように、全周プリズム13の位置の補正を行うことにより、トータルステーション2を介して取得する基準点の座標は、前進時の前輪11aの回転軸の中心位置または後進時の後輪11bの回転軸の中心位置である。その為、自律走行の制御において、ステアリング動作に遅れが発生しにくい。この補正を行うのは、振動ローラ1、トータルステーション2およびホストPC3の何れであってもよく、何れかの装置で演算により行われる。なお、振動ローラ1の基準点はこれに限定されるものではなく、例えばセンターピン12cの位置またはセンターピン12cを通る鉛直線上に設けてもよい。   In this way, by correcting the position of the all-round prism 13, the coordinates of the reference point acquired via the total station 2 are the center position of the rotation axis of the front wheel 11a when moving forward or the rotation of the rear wheel 11b when moving backward. The center position of the axis. Therefore, it is difficult for the steering operation to be delayed in the autonomous traveling control. This correction may be performed by any of the vibration roller 1, the total station 2, and the host PC 3, and is performed by calculation in any of the apparatuses. The reference point of the vibration roller 1 is not limited to this, and may be provided, for example, on the position of the center pin 12c or on a vertical line passing through the center pin 12c.

図2に通信アンテナ14は、ホストPC3との通信を行うものである。具体的には、振動ローラ1の自律走行用制御装置15は、通信アンテナ14を介してホストPC3から施工条件(転圧エリア情報、転圧路情報、転圧条件情報)、位置情報などを受信する。また、自律走行用制御装置15は、通信アンテナ14を介してホストPC3に対して振動ローラ1の機体情報を送信する。   In FIG. 2, the communication antenna 14 communicates with the host PC 3. Specifically, the autonomous running control device 15 of the vibration roller 1 receives construction conditions (rolling area information, rolling path information, rolling condition information), position information, and the like from the host PC 3 via the communication antenna 14. To do. Further, the autonomous traveling control device 15 transmits the machine body information of the vibration roller 1 to the host PC 3 via the communication antenna 14.

図4を参照して、機体情報取得手段Sの構成について説明する。図4は、振動ローラ1の自律制御を実現する自律制御システムM1の概略図である。機体情報取得手段Sは、姿勢検出センサS1と、速度検出センサS2と、ステア角度検出センサS3と、前方探査センサS4とで構成されている。
姿勢検出センサS1は、振動ローラ1の方位角G(deg)を検出するものである。姿勢検出センサS1は、例えば、MEMS型ジャイロであって、車体10の内部に設置される。方位角G(deg)は、自律走行用制御装置15に受け渡され、慣性航法(INS)を用いた現在位置の算出などに用いられる。なお、トータルステーション2により取得された振動ローラ1の位置情報は、姿勢検出センサS1のドリフトの補正に用いられる。
With reference to FIG. 4, the structure of the body information acquisition means S is demonstrated. FIG. 4 is a schematic diagram of an autonomous control system M1 that realizes autonomous control of the vibration roller 1. Airframe information acquisition means S is composed of attitude detection sensor S1, speed detection sensor S2, steer angle detection sensor S3, and forward exploration sensor S4.
The posture detection sensor S1 detects the azimuth angle G (deg) of the vibration roller 1. The posture detection sensor S <b> 1 is, for example, a MEMS gyro and is installed inside the vehicle body 10. The azimuth angle G (deg) is transferred to the autonomous traveling control device 15 and used for calculation of the current position using inertial navigation (INS). Note that the position information of the vibrating roller 1 acquired by the total station 2 is used for correcting the drift of the posture detection sensor S1.

速度検出センサS2は、振動ローラ1が前進および後進する速度V(km/h)を検出するものである。速度検出センサS2は、例えば、鉄輪11の回転速度を検出するロータリーエンコーダであって、後輪11bに設置される。速度V(km/h)は、自律走行用制御装置15に受け渡され、慣性航法(INS)を用いた現在位置の算出などに用いられる。   The speed detection sensor S2 detects a speed V (km / h) at which the vibration roller 1 moves forward and backward. The speed detection sensor S2 is, for example, a rotary encoder that detects the rotational speed of the iron wheel 11, and is installed on the rear wheel 11b. The velocity V (km / h) is transferred to the autonomous traveling control device 15 and used for calculation of the current position using inertial navigation (INS).

ステア角度検出センサS3は、アーティキュレート機構12のステアリング角度θ(deg)を検出するものである。ステア角度検出センサS3は、例えば、ポテンショメータであって、アーティキュレート機構12のセンターピン12cに設置される。ステアリング角度θ(deg)は、自律走行用制御装置15に受け渡され、振動ローラ1の走行方向の修正などに用いられる。なお、ステアリングシリンダのロッドの進退量を検出するセンサをステア角度検出センサS3としてもよい。   The steering angle detection sensor S3 detects the steering angle θ (deg) of the articulate mechanism 12. The steer angle detection sensor S3 is a potentiometer, for example, and is installed on the center pin 12c of the articulation mechanism 12. The steering angle θ (deg) is transferred to the autonomous traveling control device 15 and used for correcting the traveling direction of the vibration roller 1. Note that a sensor that detects the amount of advancement / retraction of the rod of the steering cylinder may be the steer angle detection sensor S3.

前方探査センサS4は、振動ローラ1の前方方向の物体情報Q(座標)を検出するものである。前方探査センサS4は、例えば、2Dスキャナであって、車体10の前方上部に設置される。前方探査センサS4は、自律走行用制御装置15に受け渡され、障害物の回避制御に用いられる。   The forward exploration sensor S4 detects object information Q (coordinates) in the forward direction of the vibration roller 1. The forward exploration sensor S4 is, for example, a 2D scanner, and is installed in the upper front part of the vehicle body 10. The forward exploration sensor S4 is delivered to the autonomous traveling control device 15 and used for obstacle avoidance control.

図4に示す自律走行用制御装置15は、機体情報取得手段Sが取得した情報やホストPC3から受信した情報を用いて、予め設定された計画線(転圧路の中心線)に沿った自律走行の制御を行うものである。自律走行用制御装置15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。そして、自律走行用制御装置15による制御は、CPUがROM等に格納されたプログラムをRAMに展開することにより実現するプログラム実行処理により実現される。   The autonomous traveling control device 15 shown in FIG. 4 uses the information acquired by the machine body information acquisition means S and the information received from the host PC 3 to autonomously follow a preset plan line (center line of the compaction path). It controls the running. The autonomous running control device 15 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control by the autonomous traveling control device 15 is realized by a program execution process realized by the CPU developing a program stored in the ROM or the like in the RAM.

自律走行用制御装置15は、自律走行に必要なステアリング角度θを演算し、算出されたステアリング角度θを制御指令角度とする制御指令を作成し、この制御指令を周期的(例えば、100ミリsec)にアーティキュレート機構12に対して送信する。アーティキュレート機構12は、この制御指令のステアリング角度θに応じた分だけステアリングシリンダを伸縮させ、センターピン12cを中心に前輪保持部12aを屈折させる。それに伴い前輪11aの方向が変化し、振動ローラ1の進路を修正させる。   The autonomous traveling control device 15 calculates a steering angle θ necessary for autonomous traveling, creates a control command using the calculated steering angle θ as a control command angle, and periodically outputs the control command (for example, 100 milliseconds). ) To the articulating mechanism 12. The articulate mechanism 12 expands and contracts the steering cylinder by an amount corresponding to the steering angle θ of this control command, and refracts the front wheel holding portion 12a around the center pin 12c. Along with this, the direction of the front wheel 11a changes, and the course of the vibration roller 1 is corrected.

本実施形態に係る自律走行用制御装置15による自律走行の制御について、図5を参照して説明する。ここでは、自律走行用制御装置15が制御する走行パターンとして、「転圧工程」を想定する。転圧工程は、振動ローラ1を転圧回数だけ転圧路上を往復動させるものである。自律走行用制御装置15は、転圧工程における自律走行に際して、予め転圧路の中心線を演算により求めておく。自律走行用制御装置15は、例えば、各転圧路の中心線の両端(始点、目標点)の座標(x,y)から転圧路の中心線を演算する。そして、転圧路の中心線の始点から目標点までの方向を「θT」とする。   Control of autonomous traveling by the autonomous traveling control device 15 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, a “rolling step” is assumed as a traveling pattern controlled by the autonomous traveling control device 15. In the rolling step, the vibrating roller 1 is reciprocated on the rolling pressure path by the number of times of rolling. The autonomous running control device 15 obtains the center line of the rolling compaction path by calculation in advance for autonomous running in the rolling compaction process. For example, the autonomous traveling control device 15 calculates the center line of the compaction path from the coordinates (x, y) of both ends (start point, target point) of the center line of each compaction path. The direction from the starting point of the center line of the rolling path to the target point is defined as “θT”.

また、自律走行用制御装置15は、転圧路の中心線から左右の両側に均等に広がる帯状の領域を位置ずれの許容範囲として設定する。この位置ずれの許容範囲の幅(Xcm)は、予め閾値として決められていればよく、例えば、20cm程度(転圧路の中心線から±20cm程度)にするのがよい。   In addition, the autonomous traveling control device 15 sets a band-like region that spreads evenly on both the left and right sides from the center line of the rolling compaction path as an allowable range of displacement. The width (Xcm) of the permissible range of misregistration only needs to be determined in advance as a threshold value, for example, about 20 cm (about ± 20 cm from the center line of the compaction path).

自律走行用制御装置15は、転圧工程における自律走行の制御が開始されると、転圧路の中心線の方向θTに対して進行方向側の鉄輪11(ここでは前輪11aを想定)の向きθJが平行になるように振動ローラ1を走行させる。ただし、転圧路の中心線に対して振動ローラ1の基準点の位置が一定量以上離れた場合、振動ローラ1の基準点が転圧路の中心線に戻るように前輪11aの向きを変える。そして、転圧路の中心線に対して一定量以内に振動ローラ1の基準点の位置が戻ったら、再び前輪11aの向きを転圧路の中心線の方向θTに対して平行に戻す。
なお、ここでの「平行」とは、厳密な意味での平行でなくてもよく、所定の誤差(例えば、±5°)があっても平行に含まれることにする。平行における誤差は、始点から目標点までの距離や位置ずれの許容範囲の幅などによって予め決められてもよいし、転圧路の目標点において振動ローラ1の位置ずれ量が許容範囲を維持できる程度の角度であってもよい。
When the autonomous running control is started in the rolling step, the autonomous running control device 15 is directed to the iron wheel 11 on the traveling direction side (here, the front wheel 11a is assumed) with respect to the direction θT of the center line of the rolling road. The vibrating roller 1 is caused to travel so that θJ is parallel. However, when the position of the reference point of the vibration roller 1 is more than a certain amount with respect to the center line of the compaction path, the direction of the front wheel 11a is changed so that the reference point of the vibration roller 1 returns to the center line of the compaction path. . Then, when the position of the reference point of the vibration roller 1 returns within a certain amount with respect to the center line of the compaction path, the direction of the front wheel 11a is again returned to be parallel to the direction θT of the centerline of the compaction path.
Here, “parallel” does not have to be parallel in a strict sense, and even if there is a predetermined error (for example, ± 5 °), it is included in parallel. The parallel error may be determined in advance by the distance from the start point to the target point, the width of the allowable range of positional deviation, or the like, or the positional deviation amount of the vibrating roller 1 can maintain the allowable range at the target point of the rolling path. An angle of a degree may be sufficient.

例えば、ある時点において、転圧路の中心線に対する振動ローラ1の位置ずれ量が許容範囲内でなかったとする。その場合に、自律走行用制御装置15は、転圧路の中心線に近づくように振動ローラ1のステアリング角度θを修正する(図5の時刻t1参照)。この場合におけるステアリング角度θは、任意の角度であってよく、ステアリング角度θを修正した後の振動ローラ1の前輪11aの向きθJと転圧路の中心線の方向θTとが交差するものであればよい。例えば、可能な範囲でできるだけ早く転圧路の中心線に到達することを目標にした場合、最小旋回半径のステアリング角度θであってよい。これにより、振動ローラ1は、走行しながら進行方向を変更し、転圧路の中心線に向かって進行する。 For example, it is assumed that the positional deviation amount of the vibration roller 1 with respect to the center line of the rolling path is not within an allowable range at a certain time. In that case, the autonomous traveling control device 15 corrects the steering angle θ of the vibrating roller 1 so as to approach the center line of the rolling pressure path (see time t 1 in FIG. 5). In this case, the steering angle θ may be an arbitrary angle, as long as the direction θJ of the front wheel 11a of the vibration roller 1 after correcting the steering angle θ and the direction θT of the center line of the rolling path intersect. That's fine. For example, when the goal is to reach the center line of the compaction path as quickly as possible, the steering angle θ may be the minimum turning radius. As a result, the vibration roller 1 changes its traveling direction while traveling and proceeds toward the center line of the rolling path.

振動ローラ1がそのまま前進すると、位置ずれの許容範囲内に振動ローラ1の進行方向側の鉄輪11(ここでは前輪11a)が侵入する(図5の時刻t2参照)。その場合に、自律走行用制御装置15は、転圧路の中心線の方向θTに対して前輪11aの向きθJが平行になるように振動ローラ1のステアリング角度θを修正する。ここで、既に説明したように、前輪11aの方向θJを算出には、ステア角度検出センサS3によるアーティキュレート機構12のステアリング角度θを用いる。例えば、自律走行用制御装置15は、振動ローラ1の方位角G(deg)にステアリング角度θ(deg)を加算(または減算)した値を前輪の方向θJとして算出する。これにより、振動ローラ1は、走行しながら進行方向を変更し、前輪11の方向θJを転圧路の中心線の方向θTに向ける(図5の時刻t3参照)。 When vibration roller 1 is advanced as it is, the traveling direction side of the iron ring 11 of the vibrating roller 1 within an allowable range of positional displacement enters (front wheel 11a in this case) (see time t 2 in FIG. 5). In that case, the autonomous traveling control device 15 corrects the steering angle θ of the vibration roller 1 so that the direction θJ of the front wheel 11a is parallel to the direction θT of the center line of the rolling path. Here, as already described, the steering angle θ of the articulate mechanism 12 by the steering angle detection sensor S3 is used to calculate the direction θJ of the front wheel 11a. For example, the autonomous traveling control device 15 calculates a value obtained by adding (or subtracting) the steering angle θ (deg) to the azimuth angle G (deg) of the vibration roller 1 as the front wheel direction θJ. Accordingly, the vibration roller 1 changes the traveling direction while traveling, and directs the direction θJ of the front wheel 11 toward the direction θT of the center line of the rolling path (see time t 3 in FIG. 5).

その後、自律走行用制御装置15は、振動ローラ1のステアリング角度θを「0°」に戻して、振動ローラ1を直進させる。これにより、振動ローラ1は、転圧路の中心線と平行に走行する(図5の時刻t4参照)。 Thereafter, the autonomous traveling control device 15 returns the steering angle θ of the vibration roller 1 to “0 °” and causes the vibration roller 1 to advance straight. Thus, the vibration roller 1 is parallel to the running and the rolling passage of the center line (see time t 4 in FIG. 5).

振動ローラ1が転圧路の中心線と平行に走行し始めた後の制御は種々の方法が考えられる。自律走行用制御装置15は、例えば、ステアリング角度θの修正を適宜行って振動ローラ1の進行方向を微調整してもよいし、振動ローラ1の位置ずれ量が許容範囲外に前輪が外れるまでステアリング角度θの修正を行わなくてもよい。前者の場合、蛇行量を少なくするのがよく、例えば、振動ローラ1が転圧路の中心線と平行に走行していない場合と比較して制御指令の計算周期(Δt)を長く設定してもよい。また、振動ローラ1が転圧路の中心線に対して平行に含まれる所定の誤差の角度で走行している場合には、ステアリング角度θの修正を行わないようにしてもよい。   Various methods are conceivable for the control after the vibration roller 1 starts to run in parallel with the center line of the rolling path. For example, the autonomous traveling control device 15 may finely adjust the traveling direction of the vibration roller 1 by appropriately correcting the steering angle θ, or until the positional deviation amount of the vibration roller 1 is out of the allowable range and the front wheel comes off. It is not necessary to correct the steering angle θ. In the former case, it is preferable to reduce the amount of meandering. For example, the control command calculation period (Δt) is set longer than in the case where the vibrating roller 1 does not travel in parallel with the center line of the rolling path. Also good. Further, when the vibration roller 1 is traveling at a predetermined error angle included in parallel to the center line of the rolling pressure path, the steering angle θ may not be corrected.

以上のように、本実施形態に係る自律走行用制御装置15は、転圧路の中心線(基準線)から左右の両側に広がる帯状の許容範囲内を、転圧路の中心線の方向θTに対して進行方向側の鉄輪11の向きθJが平行になるように振動ローラ1を走行させる。その為、本実施形態に係る振動ローラ1は、転圧路の中心線から一定の位置を走行するので走行精度が維持される。また、転圧路の途中に通過しなければならない地点(中間点)が決まっていないので、蛇行量が従来に比べて相対的に小さく、走行が滑らかである。   As described above, the autonomous traveling control device 15 according to the present embodiment has the direction θT of the center line of the rolling compaction path within the belt-like allowable range extending from the center line (reference line) of the rolling compaction path to the left and right sides. In contrast, the vibration roller 1 is caused to travel such that the direction θJ of the iron wheel 11 on the traveling direction side is in parallel. Therefore, the vibration roller 1 according to the present embodiment travels at a certain position from the center line of the rolling pressure path, so that traveling accuracy is maintained. Further, since the point (intermediate point) that must pass in the middle of the compaction path is not determined, the amount of meandering is relatively small compared to the conventional case, and the running is smooth.

従来技術における自律走行方法と本発明における自律走行方法とで振動ローラ1を制御した走行実験の結果を図6に示す。図6(a)は従来技術における自律走行方法により制御を行った走行実験の結果であり、図6(b)は本発明における自律走行方法により制御を行った走行実験の結果である。図6に示すグラフの横軸はデータ数(個)であり、縦軸は転圧路の中心線(基準線)からの位置ずれ量(m)である。   FIG. 6 shows the results of a running experiment in which the vibrating roller 1 was controlled by the autonomous running method in the prior art and the autonomous running method in the present invention. FIG. 6A shows the result of a running experiment controlled by the autonomous running method in the prior art, and FIG. 6B shows the result of a running experiment controlled by the autonomous running method in the present invention. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 is the number of data (pieces), and the vertical axis is the amount of displacement (m) from the center line (reference line) of the compaction path.

図6に示す走行実験は、以下の条件で行われた。
・レーン数:15レーン(階段状10m〜44m)
・走行速度:時速1km
・ラップ長:20cm
・施工回数:無振動1往復、有振動1往復
・施工範囲:832m2
図6を参照すると、従来技術の制御に比べて本発明の制御を用いた方が、転圧路の中心線(基準線)からの位置ずれ量(m)が全体的に小さいことが分かる。
The running experiment shown in FIG. 6 was performed under the following conditions.
-Number of lanes: 15 lanes (stepped 10m to 44m)
・ Running speed: 1km / h
・ Lap length: 20cm
・ Number of times of construction: 1 round trip without vibration, 1 round trip with vibration ・ Construction range: 832 m 2
Referring to FIG. 6, it can be seen that the amount of misalignment (m) from the center line (reference line) of the compaction path is smaller overall when the control of the present invention is used than the control of the prior art.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can implement in the range which does not change the meaning of a claim. The modification of embodiment is shown below.

実施形態では、転圧路の中心線(基準線)に対する振動ローラ1の位置ずれ量が許容範囲内でなかった場合に、振動ローラ1を転圧路の中心線に戻すと共に、許容範囲内に前輪11aが入った時点で振動ローラ1の向きを転圧路の中心線と平行にしていた。つまり、一つの閾値を用いて振動ローラ1を転圧路の中心線に戻す判定と、振動ローラ1の向きを転圧路の中心線と平行にする判定との両方を行っていた。これにより、実施形態では制御が簡易なものであった。
しかしながら、これら二つの判定を別々の閾値を用いて行ってもよい。例えば、第1閾値を用いて振動ローラ1を転圧路の中心線に戻す判定を行い、第2閾値を用いて振動ローラ1の向きを転圧路の中心線と平行にする判定を行ってもよい。このようにすることで、振動ローラ1の走行位置の制御をより詳細に行うことができる。
In the embodiment, when the displacement amount of the vibration roller 1 with respect to the center line (reference line) of the rolling pressure path is not within the allowable range, the vibration roller 1 is returned to the center line of the rolling pressure path and within the allowable range. When the front wheel 11a entered, the direction of the vibrating roller 1 was parallel to the center line of the rolling path. That is, both the determination to return the vibrating roller 1 to the center line of the rolling pressure path using one threshold value and the determination to make the direction of the vibrating roller 1 parallel to the center line of the rolling pressure path have been performed. Thereby, in the embodiment, the control is simple.
However, these two determinations may be made using different thresholds. For example, it is determined using the first threshold value to return the vibrating roller 1 to the center line of the compaction path, and the second threshold value is used to determine that the direction of the vibrating roller 1 is parallel to the center line of the compaction path. Also good. In this way, the travel position of the vibration roller 1 can be controlled in more detail.

また、実施形態では、自律走行用制御装置15が制御する走行パターンとして、「転圧工程」を想定していたが、「進入工程」や「車線変更工程」に適用してもよい。進入工程は、転圧エリア外に位置する振動ローラ1を転圧エリア内に設定される転圧路に進入させるものである。車線変更工程は、振動ローラ1を次の転圧路に移動させるものである。   In the embodiment, the “rolling step” is assumed as the traveling pattern controlled by the autonomous traveling control device 15, but the traveling pattern may be applied to the “entry step” and the “lane changing step”. In the approach step, the vibrating roller 1 located outside the rolling pressure area is caused to enter a rolling pressure path set in the rolling pressure area. In the lane change process, the vibration roller 1 is moved to the next rolling path.

また、実施形態では、転圧路に沿って自律走行を行う建設機械として振動ローラ1を例に挙げて説明を行った。しかしながら、建設機械の種類や走行路の種類はこれに限定されるものではない。自律走行を行う建設機械は、アーティキュレート機構を備えていればよく、車輪も鉄輪に限定されない。また、自律走行を行う走行路は、予め設定されたものであればよく、走行基準線も走行路の中心線に限定されない。
例えば、建設機械は、アーティキュレート機構を備えたダンプトラックでもよく、その場合の走行路は、トンネル工事を行っているトンネル坑内や採石場における搬送用道路であってよい。前者であれば、例えば、ダンプトラックは発破作業による生じたズリをトンネル坑外に搬送し、後者であれば、例えば、ダンプトラックは採石現場で採掘された岩石を採石場の場外に搬送する。
なお、走行路は直線のみならず、曲線が含まれていてもよい。曲線が含まれている場合、例えば、当該部分の走行は、複数の直線の走行路の組合せとして制御を行うようにする。
In the embodiment, the vibration roller 1 has been described as an example of a construction machine that autonomously travels along the rolling path. However, the type of construction machine and the type of travel path are not limited to this. A construction machine that performs autonomous traveling only needs to have an articulate mechanism, and the wheels are not limited to iron wheels. Moreover, the driving | running route which performs autonomous driving | running | working should just be preset, and a driving | running | working reference line is not limited to the centerline of a driving | running route.
For example, the construction machine may be a dump truck having an articulate mechanism, and the traveling path in that case may be a tunnel in a tunnel mine where tunnel construction is performed or a transportation road in a quarry. In the former case, for example, the dump truck transports the gap generated by the blasting work to the outside of the tunnel mine, and in the latter case, for example, the dump truck transports the rock mined at the quarry site to the outside of the quarry.
Note that the travel path may include not only a straight line but also a curved line. When a curve is included, for example, the traveling of the part is controlled as a combination of a plurality of straight traveling paths.

なお、実施形態では、角度差の是正に必要なステアリング角度θを基準値(例えば、0°)に対する値として説明したが、現在値に対する増減分の値(ステアリング角度Δθ)であってもよい。   In the embodiment, the steering angle θ necessary for correcting the angle difference has been described as a value with respect to a reference value (for example, 0 °), but may be a value (steering angle Δθ) that is increased or decreased with respect to the current value.

1 振動ローラ(建設機械)
2 トータルステーション
3 ホストPC
10 車体
11a 前輪(鉄輪)
11b 後輪(鉄輪)
12 アーティキュレート機構(操向装置)
12c センターピン
13 全周プリズム
14 通信アンテナ
15 自律走行用制御装置
S1 姿勢制御センサ
S2 速度検出センサ
S3 ステア角度検出センサ
S4 前方探査センサ
1 Vibration roller (construction machine)
2 Total station 3 Host PC
10 Car body 11a Front wheel (steel wheel)
11b Rear wheel (steel wheel)
12 Articulate mechanism (steering device)
12c Center pin 13 All-round prism 14 Communication antenna 15 Autonomous traveling control device S1 Attitude control sensor S2 Speed detection sensor S3 Steer angle detection sensor S4 Forward search sensor

Claims (2)

自律走行する建設機械を制御する自律走行用制御装置であって、
走行基準線から前記建設機械までの距離が予め決められた第1閾値よりも大きい場合に、前記走行基準線に近づくように当該建設機械の進行方向を修正する制御信号を出力し、
前記第1閾値と同じまたは当該第1閾値よりも小さい値である第2閾値よりも前記走行基準線から前記建設機械までの距離が小さくなった場合に、前記走行基準線に対して前記建設機械の進行方向を平行にするための制御信号を出力する、
ことを特徴とする自律走行用制御装置。
An autonomous traveling control device that controls a construction machine that autonomously travels,
When a distance from the travel reference line to the construction machine is greater than a predetermined first threshold, a control signal for correcting the traveling direction of the construction machine to be close to the travel reference line is output,
When the distance from the travel reference line to the construction machine is smaller than a second threshold value that is the same value as the first threshold value or smaller than the first threshold value, the construction machine with respect to the travel reference line Output a control signal to make the traveling direction of
A control device for autonomous driving characterized by the above.
建設機械を自律走行させる自律走行方法であって、
走行基準線から前記建設機械までの距離が予め決められた第1閾値よりも大きい場合に、前記走行基準線に近づくように当該建設機械の進行方向を修正し、
前記第1閾値と同じまたは当該第1閾値よりも小さい値である第2閾値よりも前記走行基準線から前記建設機械までの距離が小さくなった場合に、前記走行基準線に対して前記建設機械の進行方向を平行にする、
ことを特徴とする自律走行方法。
An autonomous traveling method for autonomously running a construction machine,
When the distance from the travel reference line to the construction machine is greater than a predetermined first threshold, the traveling direction of the construction machine is corrected so as to approach the travel reference line,
When the distance from the travel reference line to the construction machine is smaller than a second threshold value that is the same value as the first threshold value or smaller than the first threshold value, the construction machine with respect to the travel reference line Make the direction of travel parallel,
An autonomous running method characterized by that.
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