JP2023093267A - Work management system and method for managing work - Google Patents

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Norihisa Yanagihara
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Abstract

To prevent reduction of the productivity from happening due to doing a work again in a work management system.SOLUTION: A prediction error caused on a moving route between an accuracy reduction position and an accuracy returning position is calculated. If the prediction error is beyond an acceptable error, a reference station for receiving a correction signal is changed.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、作業管理システム及び作業管理方法に関する。 The present invention relates to a work management system and a work management method.

計画された作業を自動で実施する作業機械には、その作業が正確に実施されるための作業管理システムが求められる。例えば、特許文献1には、圃場において計画した作業経路に対し作業車両を追従走行させる自動走行システムとして、「衛星測位システムにより作業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、作業領域において作業車両を自動走行させる目標走行経路を生成する経路生成部と、位置情報取得部にて取得する作業車両の位置情報に基づいて、目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行制御部(要約抜粋)」を備えた構成が開示されている。 A work machine that automatically performs a planned work requires a work management system for accurately performing the work. For example, in Patent Document 1, as an automatic traveling system that causes a work vehicle to follow a work route planned in a field, "a position information acquisition unit that acquires position information of the work vehicle by a satellite positioning system and a work in the work area. A route generation unit that generates a target travel route for automatically driving the vehicle, and an automatic travel control unit ( Summary excerpt)” is disclosed.

また、移動する測位対象の位置測定を行う測位システムにおいて、既知の位置に配置された基準局(固定局)が人工衛星から受信した電波を用いて、測位対象の位置を補正することで高精度位置測定を実現するRTK-GNSS(Real Time Kinematic-GNSS)と呼称される測位方式が存在する。RTK-GNSSでは、測位対象と基準局の距離である基線長の増加に応じて測位対象の精度が低下することが知られている。 In addition, in a positioning system that measures the position of a moving target, a reference station (fixed station) placed at a known position uses radio waves received from artificial satellites to correct the position of the target to achieve high-precision positioning. There is a positioning method called RTK-GNSS (Real Time Kinematic-GNSS) that realizes measurement. In RTK-GNSS, it is known that the accuracy of the positioning target decreases as the baseline length, which is the distance between the positioning target and the reference station, increases.

例えば特許文献2には、基線長が増加しRTK-GNSSでの測位精度が低下した際に基準局を変更する測位システムとして、「移動する測位対象の位置測定に用いるサーバであって、互いに異なる複数の既知の位置座標それぞれに配置された複数の基準局から、前記基準局が人工衛星の電波を受信して生成した観測データを受信する基準局通信部と、前記複数の基準局それぞれについて、前記基準局から受信した前記観測データに基づいて、前記測位対象の位置測定に用いる測位補正情報を作成する補正情報作成部と、前記複数の基準局それぞれの前記測位補正情報を記憶する情報記憶部と、定期的に、前記測位対象の概略位置情報を取得し、前記測位対象の概略位置情報に基づいて前記測位対象に近い位置に配置されている一又は複数の基準局を選択する基準局選択部と、前記人工衛星の電波を前記測位対象が受信して生成した観測データを前記測位対象から受信する測位対象通信部と、前記選択した一又は複数の基準局の測位補正情報と、前記測位対象の観測データとに基づいて、前記測位対象の位置情報を計算する位置情報計算部(要約抜粋)」を備えた構成が開示されている。一般的に基準局を変更する作業はハンドオーバと呼称される。 For example, in Patent Document 2, as a positioning system that changes the reference station when the base line length increases and the positioning accuracy in RTK-GNSS decreases, "a server used for position measurement of a moving positioning target, and a plurality of different a reference station communication unit for receiving observation data generated by said reference station receiving radio waves from artificial satellites from a plurality of reference stations arranged at respective known position coordinates of said reference station; a correction information creation unit for creating positioning correction information used for position measurement of the positioning target based on the observation data; an information storage unit for storing the positioning correction information for each of the plurality of reference stations; a reference station selection unit that acquires approximate position information of a positioning target and selects one or more reference stations located near the positioning target based on the approximate position information of the positioning target; Based on the positioning target communication unit that receives from the positioning target the observation data received and generated by the positioning target, the positioning correction information of the selected one or more reference stations, and the observation data of the positioning target, A configuration including a position information calculation unit (summary excerpt) for calculating position information of a positioning target is disclosed. The operation of changing the reference station is generally called handover.

また、RTK-GNSS等のように直接位置を算出する測位に対して、速度、姿勢、加速度、角速度などの関連する運動パラメータから位置を順次更新する方法があり、デッドレコニングと呼ばれる(例えば特許文献3参照)。一般的にRTK-GNSSでの結果が得られない場合、デッドレコニングによる位置推定結果に基づいて作業機械の追従走行を実現する。 In addition, for positioning such as RTK-GNSS that directly calculates the position, there is a method of sequentially updating the position from related motion parameters such as velocity, attitude, acceleration, and angular velocity, which is called dead reckoning (for example, patent literature 3). In general, when RTK-GNSS results cannot be obtained, follow-up travel of the work machine is realized based on the position estimation results obtained by dead reckoning.

特開2021-22209号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-22209 特開2021-47054号公報JP 2021-47054 A 特開2019-179421号公報(特許06900341)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-179421 (Patent No. 06900341)

特許文献1、特許文献2及び特許文献3によれば、計画した作業経路に対し作業機械を追従走行させ、基線長が増加しRTK-GNSSでの測位精度が低下した場合、ハンドオーバを実行しながらデットレコニングの測位結果に基づく作業機械の追従走行を継続させる作業管理システムが実現する。 According to Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, when a work machine follows a planned work route and the baseline length increases and the positioning accuracy with RTK-GNSS decreases, handover is performed. A work management system that keeps track of the work machine based on the positioning results of dead reckoning is realized.

しかし、RTK-GNSSでの測位精度が低下した際に必ずしもハンドオーバを実行すべきとは限らない。デットレコニングのようなセンサを用いた測位結果は、RTK-GNSSと比較すると測位精度が大幅に低下する。 However, it is not necessarily the case that handover should be executed when positioning accuracy in RTK-GNSS is degraded. Positioning results using sensors such as dead reckoning have significantly lower positioning accuracy than RTK-GNSS.

また、ハンドオーバの実行にかかる時間を推定することは困難であるため、仮にハンドオーバが長時間実施された場合、デットレコニングを用いた作業機械の追従走行では移動経路上から大きく逸脱することが予想され、作業のやり直しの発生によって生産性が低下してしまうことが想定される。 In addition, since it is difficult to estimate the time required to execute a handover, if a handover were to be carried out for a long period of time, it is expected that the follow-up running of the work machine using dead reckoning would deviate greatly from the moving route. , it is assumed that productivity will decrease due to the occurrence of redoing of work.

本発明の目的は、作業管理システムにおいて、作業のやり直しによる生産性の低下を防止することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a decrease in productivity due to redoing work in a work management system.

本発明の一態様の作業管理システムは、測位衛星から送信された衛星信号と基準局から送信された補正情報を受信して作業現場上で作業を実施する作業機械を移動経路に対し自動走行させる作業管理システムであって、前記衛星信号と前記補正情報に基づいて、前記作業機械の測位を行う測位部と、前記作業現場上における前記移動経路が記載された作業計画を記憶する作業計画記憶部と、前記移動経路と前記作業機械の位置における許容誤差を決定する閾値決定部と、前記測位部の測位結果に基づいて、前記作業機械の測位精度が低下した位置である精度低下位置を検知する精度低下位置検知部と、前記移動経路と前記精度低下位置に基づいて、前記作業機械の前記測位精度が復帰する位置である精度復帰位置を予測する精度復帰位置予測部と、前記精度低下位置と前記精度復帰位置の間の前記移動経路上で生じる予測誤差を算出し、前記予測誤差が前記許容誤差を上回る場合、前記補正信号を受信する前記基準局を変更する基準局変更部とを有することを特徴とする。 A work management system according to one aspect of the present invention receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite and correction information transmitted from a reference station, and automatically travels a work machine that performs work on a work site along a movement route. A management system, comprising: a positioning unit for positioning the work machine based on the satellite signal and the correction information; and a work plan storage unit for storing a work plan in which the movement route on the work site is described. a threshold determination unit for determining an allowable error between the movement path and the position of the work machine; and accuracy for detecting a position where the positioning accuracy of the work machine is reduced based on the positioning result of the positioning unit. an accuracy recovery position prediction unit that predicts an accuracy recovery position, which is a position at which the positioning accuracy of the working machine recovers, based on the movement path and the accuracy degradation position; and an accuracy recovery position and the accuracy recovery position. a reference station changing unit that calculates a prediction error occurring on the movement route between the accuracy recovery positions, and changes the reference station that receives the correction signal when the prediction error exceeds the allowable error. do.

本発明の一態様によれば、作業管理システムにおいて、作業のやり直しによる生産性の低下を防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, in a work management system, it is possible to prevent a decrease in productivity due to redoing work.

作業管理システムのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a work management system. ロードローラの構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of a road roller; FIG. DR誤差データを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing DR error data; 作業管理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a work management apparatus. 作業計画記憶部に記憶された作業現場における作業計画の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the work plan in the work site memorize|stored in the work-plan memory|storage part. 作業計画記憶部に記憶された移動経路を決定する変数を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing variables for determining a movement route stored in a work plan storage unit; 精度復帰位置予測部が予測した精度復帰位置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the accuracy restoration position which the accuracy restoration position prediction part predicted. 基準局変更部の処理を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing processing of a reference station change unit; 精度低下位置から精度復帰位置までの移動経路上に生成した参照点を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing reference points generated on a movement path from an accuracy-reduced position to an accuracy-restored position; 経路逸脱量の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the amount of route deviations. 作業管理システムの処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows processing of a work management system. 作業管理装置の処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows processing of a work management device.

以下、図面を参照して本発明に係る作業管理システムの実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、本発明はこれらの図面に限定されず、一部の構成要素を用いない場合もあり、以下で説明する各実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。 An embodiment of a work management system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. Moreover, the present invention is not limited to these drawings, and some components may not be used, and the components of each embodiment described below can be appropriately combined.

本実施形態に係る作業管理システム1は、例えば作業機械に搭載され、無人運転状態(言い換えれば、自動運転)において作業機械を計画された経路に沿って移動させるためのシステムである。ここでは、作業機械としてロードローラを挙げて説明するため、本実施形態の作業管理システム1はロードローラ2を含む。なお、作業機械は、ロードローラ2のような建設機械に限定するものではなく、例えばトラクターのような農業機械やフォークリフトのような運搬用機械等の計画された経路に沿って移動する作業機械であっても良い。 A work management system 1 according to this embodiment is a system that is mounted on a work machine, for example, and moves the work machine along a planned route in an unmanned operation state (in other words, automatic operation). Here, the work management system 1 of the present embodiment includes the road roller 2 because the work machine is a road roller. The working machine is not limited to a construction machine such as the road roller 2, but may be a working machine that moves along a planned route, such as an agricultural machine such as a tractor or a transport machine such as a forklift. It can be.

図1は作業管理システム1のハードウェア構成を示す図である。作業管理システム1は、ロードローラ2、測位衛星4、基準局5、配信サーバ9、で構成される。 FIG. 1 is a diagram showing the hardware configuration of the work management system 1. As shown in FIG. A work management system 1 includes a road roller 2, a positioning satellite 4, a reference station 5, and a distribution server 9.

[測位衛星]
測位衛星4は、地球上空に位置する人工衛星であり、地球上に衛星信号516(言い換えれば、電波)を送信することで、GNSS(Global Navigation Satellite System)を構築する。GNSSとは、全地球航法衛星システムであって、測位衛星4からの衛星信号516を受信し、地球上の自己位置の取得を可能とする。測位衛星4は、地球上空に複数機位置する人工衛星である。
[Positioning satellite]
The positioning satellite 4 is an artificial satellite located above the earth, and constructs a GNSS (Global Navigation Satellite System) by transmitting satellite signals 516 (in other words, radio waves) to the earth. GNSS is a global navigation satellite system that receives satellite signals 516 from positioning satellites 4 and enables acquisition of its own position on the earth. The positioning satellites 4 are artificial satellites located above the earth.

[基準局]
基準局5は、地球上に設置されており、測位衛星4が送信する衛星信号516を受信する。基準局5は、複数の測位衛星4から受信した衛星信号516を、配信サーバ9に送信する。基準局5は、地球上に複数機設置されており、全ての基準局5は配信サーバ9に測位衛星4から受信した衛星信号516を送信する。全ての基準局5は、あらかじめ地球上における位置を高精度に測位されており、その位置情報は配信サーバ9に記憶されている。
[Reference station]
The reference station 5 is installed on the earth and receives satellite signals 516 transmitted by the positioning satellites 4 . The reference station 5 transmits satellite signals 516 received from the plurality of positioning satellites 4 to the distribution server 9 . A plurality of reference stations 5 are installed on the earth, and all the reference stations 5 transmit satellite signals 516 received from the positioning satellites 4 to the distribution server 9 . All the reference stations 5 have their positions on the earth determined in advance with high accuracy, and the position information is stored in the distribution server 9 .

[配信サーバ]
配信サーバ9は、基準局5から衛星信号516を受信することで補正信号52を生成する。補正信号52は、配信サーバ9に衛星信号516を送信した全ての基準局5ごとに生成される。補正信号52は、少なくとも基準局5が受信した衛星信号516と基準局5の地球上における位置が含まれている。
[Distribution server]
Distribution server 9 generates correction signal 52 by receiving satellite signal 516 from reference station 5 . Correction signal 52 is generated for every reference station 5 that has transmitted satellite signal 516 to distribution server 9 . The correction signal 52 contains at least the satellite signal 516 received by the reference station 5 and the position of the reference station 5 on the earth.

配信サーバ9は、ロードローラ2との間で通信可能に構成されている。配信サーバ9は、ロードローラ2から基準局選択位置データ513(後述する)を受信した場合、基準局選択位置データ513に記載された位置に一番近い場所に存在する基準局5において生成した補正信号52をロードローラ2に対し送信する。本実施例では、配信サーバ9から補正信号52を受信している基準局5を「接続している基準局5」と呼称する場合がある。配信サーバ9は、全ての基準局5から衛星信号516を受信し、基準局選択位置データ513に応じた補正信号52を配信することで、ロードローラ2側で接続する基準局5を判断する処理を省略し、衛星測位装置25の機能を簡略化している。 The distribution server 9 is configured to be communicable with the road roller 2 . When the distribution server 9 receives the reference station selection position data 513 (described later) from the road roller 2, the distribution server 9 generates the correction signal 52 generated by the reference station 5 located closest to the position described in the reference station selection position data 513. It is transmitted to the road roller 2. In this embodiment, the reference station 5 receiving the correction signal 52 from the distribution server 9 may be referred to as a "connected reference station 5". The distribution server 9 receives the satellite signals 516 from all the reference stations 5 and distributes the correction signal 52 corresponding to the reference station selection position data 513, thereby omitting the process of determining the reference station 5 to be connected on the road roller 2 side. , the function of the satellite positioning device 25 is simplified.

[ロードローラ]
本実施例に係る作業管理システム1を適用するロードローラ2は、自走して地盤の締固めを行う公知の装置であり、車体20の前後に回動可能に配設されるローラ21、22を備える構成である。このロードローラ2では、車体20に内蔵される油圧回路や電気回路等の走行機構(図示を省略)で前後のローラ21、22を駆動・操舵することにより、これらローラ21、22が回転し、ロードローラ2が前後進する仕組みである。
[Road roller]
The road roller 2 to which the work management system 1 according to the present embodiment is applied is a known device for self-propelled compaction of the ground. It is a configuration comprising In the road roller 2, the front and rear rollers 21 and 22 are driven and steered by a traveling mechanism (not shown) such as a hydraulic circuit and an electric circuit built in the vehicle body 20, thereby rotating the rollers 21 and 22. This is a mechanism in which the road roller 2 moves forward and backward.

車体20の上部には、車体20の位置と方位を測定するため、2つのGNSSアンテナ23a、23bが配置されている。GNSSアンテナ23a、23bは、地球上空に位置する複数の測位衛星4からの衛星信号516を受信し、受信した衛星信号516を衛星測位装置25(後述する)に出力する。衛星測位装置25は、GNSSアンテナ23a、23bからの信号に基づいてロードローラ2の地球上の自己位置(例えば緯度、経度、標高)を演算する。 Two GNSS antennas 23 a and 23 b are arranged on the upper part of the vehicle body 20 to measure the position and orientation of the vehicle body 20 . The GNSS antennas 23a and 23b receive satellite signals 516 from a plurality of positioning satellites 4 located above the earth, and output the received satellite signals 516 to the satellite positioning device 25 (described later). The satellite positioning device 25 calculates the self-position (for example, latitude, longitude, altitude) of the road roller 2 on the earth based on the signals from the GNSS antennas 23a and 23b.

なお、このGNSSを用いた衛星測位の方法には様々な種類が存在するが、本実施例では高精度に自己位置を取得可能なRTK-GNSS(Real Time Kinematic-GNSS)を用いる。RTK-GNSSに関する詳細は、後述する。ロードローラ2は、補正信号レシーバ24を備えており、補正信号レシーバ24が配信サーバ9から補正信号52を受信することで、RTK-GNSSを用いた自己位置の取得を実現する。 Although there are various types of satellite positioning methods using GNSS, this embodiment uses RTK-GNSS (Real Time Kinematic-GNSS) capable of acquiring the self-position with high accuracy. Details regarding RTK-GNSS will be described later. The road roller 2 is provided with a correction signal receiver 24, and the correction signal receiver 24 receives the correction signal 52 from the distribution server 9, thereby realizing acquisition of its own position using RTK-GNSS.

また、ロードローラ2は、補正信号レシーバ24を用いて配信サーバ9に対し基準局選択位置データ513を送信することで、RTK-GNSSを用いた自己位置の取得を実現する。 Further, the road roller 2 uses the correction signal receiver 24 to transmit the reference station selection position data 513 to the distribution server 9, thereby realizing acquisition of its own position using RTK-GNSS.

また、車体20におけるGNSSアンテナ23a、23bの配置位置が予め分かれば、GNSSアンテナ23a、23bの配置位置から逆算して車体20の地球上の位置を求めることができる。更に、GNSSアンテナ23a、23bは2つとも車体20に搭載されているため、車体20の方位も取得することができる。なお、以下の説明では、GNSSアンテナ23a、23bをまとめて「GNSSアンテナ23」と称する場合がある。 Moreover, if the arrangement positions of the GNSS antennas 23a and 23b on the vehicle body 20 are known in advance, the position of the vehicle body 20 on the earth can be obtained by calculating backward from the arrangement positions of the GNSS antennas 23a and 23b. Furthermore, since both the GNSS antennas 23a and 23b are mounted on the vehicle body 20, the orientation of the vehicle body 20 can also be obtained. In addition, in the following description, the GNSS antennas 23a and 23b may be collectively referred to as "GNSS antenna 23".

図2はロードローラ2の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、ロードローラ2は補正信号レシーバ24、衛星測位装置25、デッドレコニング装置26、動作指令装置27、車体制御装置28、通信装置29、デットレコニング誤差推定装置35、作業管理装置3、を備えている。加えてロードローラ2は、速度センサ30及び姿勢センサ31、加速度センサ32、角度センサ33、操舵角センサ34(以降、各種センサ36)、を備えている。なお作業管理装置3は、ロードローラ2から独立し例えば管理センターにサーバとして配置されてもよい。その場合作業管理装置3は、ロードローラ2との間で通信可能に構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing the construction of the load roller 2. As shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the road roller 2 includes a correction signal receiver 24, a satellite positioning device 25, a dead reckoning device 26, an operation command device 27, a vehicle body control device 28, a communication device 29, a dead reckoning error estimating device 35, and a work management device. 3. In addition, the road roller 2 includes a speed sensor 30, an attitude sensor 31, an acceleration sensor 32, an angle sensor 33, and a steering angle sensor 34 (hereinafter various sensors 36). The work management device 3 may be independent from the road roller 2 and arranged as a server in, for example, a management center. In that case, the work management device 3 is configured to be able to communicate with the road roller 2 .

[衛星測位装置]
衛星測位装置25は、GNSSアンテナ23と通信装置29(後述する)に基づきロードローラ2の地球上の自己位置を演算する。衛星測位装置25は、地球上の概略位置(以降、概略位置データ50)と精密位置(以降、精密位置データ51)をそれぞれ演算する。
[Satellite Positioning Device]
The satellite positioning device 25 calculates the self-position of the road roller 2 on the earth based on the GNSS antenna 23 and the communication device 29 (described later). The satellite positioning device 25 calculates a rough position on the earth (hereinafter, rough position data 50) and a precise position (hereinafter, precise position data 51).

衛星測位装置25は、GNSSアンテナ23から受信した測位衛星4からの衛星信号516と補正信号レシーバ24を介し通信装置29から受信した配信サーバ9が送信した補正信号52に基づき、概略位置データ50と精密位置データ51を算出する。 The satellite positioning device 25 receives the satellite signal 516 from the positioning satellite 4 from the GNSS antenna 23 and the correction signal 52 transmitted from the distribution server 9 and received from the communication device 29 via the correction signal receiver 24, based on the approximate position data 50 and the Precise position data 51 is calculated.

概略位置データ50は、衛星測位装置25が単独測位を用いて算出したロードローラ2の概略位置である。精密位置データ51は、衛星測位装置25がRTK-GNSSを用いて算出したロードローラ2の精密位置である。精密位置データ51は、概略位置データ50よりもロードローラ2の実際の位置に近い高精度な測位結果とする。 The approximate position data 50 is the approximate position of the road roller 2 calculated by the satellite positioning device 25 using independent positioning. The precise position data 51 is the precise position of the road roller 2 calculated by the satellite positioning device 25 using RTK-GNSS. The precise position data 51 is a highly accurate positioning result that is closer to the actual position of the road roller 2 than the rough position data 50 is.

単独測位では、少なくとも4機以上の測位衛星4とロードローラ2との間の搬送波位相をそれぞれ求めることで、測位衛星4とロードローラ2との間の擬似距離を演算し、三角測量の原理を用いて、概略位置データ50を算出する。搬送波位相は、測位衛星4が信号を発信する際の搬送波の位相を観測することによって求められる。上記の搬送波位相は、各測位衛星4の軌道、測位装置25や測位衛星4に使用されている時計の精度、電離層や対流圏を通過する際に生じる搬送波の遅延、搬送波の位相に含まれるバイアスなどに起因する誤差を含んでいる。 In the independent positioning, by obtaining carrier wave phases between at least four positioning satellites 4 and the road rollers 2 respectively, a pseudo-range between the positioning satellites 4 and the road rollers 2 is calculated, and the principle of triangulation is applied. , the approximate position data 50 is calculated. The carrier wave phase is obtained by observing the carrier wave phase when the positioning satellite 4 transmits a signal. The above-mentioned carrier wave phase includes the orbit of each positioning satellite 4, the accuracy of the clock used in the positioning device 25 and the positioning satellite 4, the delay of the carrier wave that occurs when passing through the ionosphere and troposphere, the bias included in the phase of the carrier wave, etc. Includes errors caused by

RTK-GNSSでは、少なくとも4機以上の測位衛星4とロードローラ2との間の搬送波位相、少なくとも4機以上の測位衛星4と基準局5との間の搬送波位相、をそれぞれ求める。そして測位衛星4とロードローラ2との間の搬送波位相と測位衛星4と基準局5との間の搬送波位相の差分である搬送波位相差を算出する。RTK-GNSSでは、搬送波位相差を算出する際、GNSSアンテナ23が衛星信号516を受信したとき、衛星信号516の搬送波位相においてそれが連続波のどの部分であるか波数の小数部は分かるが、波数小数部を除いた波数整数部は不明である。RTK-GNSSでは、この波数整数部を確定した際、基準局5とロードローラ2間の基線長を正確に求めることができる。 In RTK-GNSS, carrier wave phases between at least four positioning satellites 4 and road rollers 2 and carrier wave phases between at least four positioning satellites 4 and reference station 5 are obtained. Then, a carrier wave phase difference, which is the difference between the carrier wave phase between the positioning satellite 4 and the road roller 2 and the carrier wave phase between the positioning satellite 4 and the reference station 5, is calculated. In RTK-GNSS, when calculating the carrier wave phase difference, when the GNSS antenna 23 receives the satellite signal 516, it is known in the carrier wave phase of the satellite signal 516 which part of the continuous wave it is. The wavenumber integer part is unknown except for the wavenumber fractional part. In the RTK-GNSS, when this wave number integer part is determined, the baseline length between the reference station 5 and the road roller 2 can be obtained accurately.

基準局5は地球上の位置が高精度で計測されているため、RTK-GNSSでは、基準局5の位置とロードローラ2間の基線長から、ロードローラ2の位置を予測できる。RTK-GNSSでは、衛星測位装置25が基準局5の位置とロードローラ2間の基線長から予測したロードローラ2の位置を用いて、単独測位結果を補正することで精密位置データ51を算出する。 Since the position of the reference station 5 on the earth is measured with high accuracy, the RTK-GNSS can predict the position of the road roller 2 from the base line length between the position of the reference station 5 and the road roller 2 . In the RTK-GNSS, the satellite positioning device 25 uses the position of the road roller 2 predicted from the position of the reference station 5 and the base line length between the road roller 2 to calculate the precise position data 51 by correcting the independent positioning result.

RTK-GNSSでは、基準局5とロードローラ2間の基線長が短い場合、電離層や対流圏を通過する際に生じる搬送波の遅延、搬送波の位相に含まれるバイアスなどに起因する誤差を打ち消して、基準局5の位置とロードローラ2間の基線長を算出可能であるため、衛星測位装置25は搬送波位相差の波数整数部を確定し精密位置データ51を算出可能である。 In the RTK-GNSS, when the baseline length between the reference station 5 and the road roller 2 is short, errors caused by the delay of the carrier wave that occurs when passing through the ionosphere and troposphere, the bias included in the phase of the carrier wave, etc. are canceled, and the reference station 5 and the base line length between the road rollers 2, the satellite positioning device 25 can determine the wave number integer part of the carrier wave phase difference and calculate the precise position data 51. FIG.

一方でRTK-GNSSでは、基準局5とロードローラ2間の基線長が長い場合、電離層や対流圏を通過する際に生じる搬送波の遅延、搬送波の位相に含まれるバイアスなどに起因する誤差を打ち消せずに、衛星測位装置25は搬送波位相差の波数整数部を確定できないため、衛星測位装置25は精密位置データ51を算出できなくなる。 On the other hand, in RTK-GNSS, if the baseline length between the reference station 5 and the road roller 2 is long, the error caused by the delay of the carrier wave that occurs when passing through the ionosphere and troposphere, the bias included in the phase of the carrier wave, etc. cannot be canceled. Furthermore, since the satellite positioning device 25 cannot determine the wave number integer part of the carrier wave phase difference, the satellite positioning device 25 cannot calculate the precise position data 51 .

作業管理システム1では、ロードローラ2の移動により基準局5とロードローラ2間の基線長が長くなった場合、衛星測位装置25が精密位置データ51を算出できない場合がある。作業管理システム1では、衛星測位装置25が搬送波位相差における波数整数部を確定できない場合、精密位置データ51を算出できないと判断する。 In the work management system 1, when the base line length between the reference station 5 and the road roller 2 becomes longer due to movement of the road roller 2, the satellite positioning device 25 may not be able to calculate the precise position data 51 in some cases. The work management system 1 determines that the precise position data 51 cannot be calculated when the satellite positioning device 25 cannot determine the wave number integer part of the carrier wave phase difference.

作業管理システム1では、基準局5とロードローラ2間の基線長が長くなり、測位装置25が精密位置データ51を算出できない場合、衛星測位装置25が精密位置データ51を算出可能とするために、接続している基準局5ではなく基線長の短い基準局5から新たに補正信号52を受信する処理である、ハンドオーバを実施する。 In the work management system 1, when the base line length between the reference station 5 and the road roller 2 becomes long and the positioning device 25 cannot calculate the precise position data 51, the satellite positioning device 25 can calculate the precise position data 51 by: A handover, which is a process of newly receiving the correction signal 52 from the reference station 5 with a short base line length instead of the connected reference station 5, is performed.

衛星測位装置25は、RTK-GNSSを用いて波数整数部分を求めることができた場合、動作指令装置27、通信装置29、作業管理装置3、デッドレコニング誤差推定装置に対し、精密位置データ51を出力する。衛星測位装置25は、RTK-GNSSを用いて波数整数部分を求めることができなかった場合、通信装置29とデットレコニング装置に対し、概略位置データ50を出力する。 When the satellite positioning device 25 can obtain the wave number integer part using RTK-GNSS, the satellite positioning device 25 sends the precise position data 51 to the operation command device 27, the communication device 29, the work management device 3, and the dead reckoning error estimation device. Output. The satellite positioning device 25 outputs rough position data 50 to the communication device 29 and dead reckoning device when the wave number integer part cannot be obtained using the RTK-GNSS.

[通信装置]
通信装置29は、作業管理装置3と衛星測位装置25から受信した位置情報を補正信号レシーバ24を介して配信サーバ9に送信する。通信装置29は、衛星測位装置25から位置情報として概略位置データ50または精密位置データ51を受信した場合、該データを基準局選択位置データ513として、配信サーバ9に送信する。
[Communication device]
The communication device 29 transmits the position information received from the work management device 3 and the satellite positioning device 25 to the distribution server 9 via the correction signal receiver 24 . When the communication device 29 receives the approximate position data 50 or the precise position data 51 as the position information from the satellite positioning device 25 , the communication device 29 transmits the data to the distribution server 9 as reference station selected position data 513 .

通信装置29は、作業管理装置3から基準局選択位置データ513を受信した場合、該データを配信サーバ9に送信する。配信サーバ9は、通信装置29から受信した基準局選択位置データ513に応じて補正信号52を送信する。通信装置29は、配信サーバ9から受信した補正信号52を衛星測位装置25に送信する。通信装置29は、配信サーバ9から送信される補正信号52が受信できなかった場合、補正信号受信エラー517を衛星測位装置25を介し作業管理装置3に送信する。 When receiving the reference station selection position data 513 from the work management device 3 , the communication device 29 transmits the data to the distribution server 9 . The distribution server 9 transmits the correction signal 52 according to the reference station selection position data 513 received from the communication device 29 . The communication device 29 transmits the correction signal 52 received from the distribution server 9 to the satellite positioning device 25 . When the correction signal 52 transmitted from the distribution server 9 cannot be received, the communication device 29 transmits a correction signal reception error 517 to the work management device 3 via the satellite positioning device 25 .

[デッドレコニング装置]
デッドレコニング装置26(以降、DR装置)は、ロードローラ2の運動量や姿勢を示すパラメータを計測するセンサを入力として、時間ステップごとにロードローラ2の相対位置・方位変位量であるDR相対位置データ53を算出する。DR装置26は、ロードローラ2の有する各種センサ36に基づき、DR相対位置データ53を算出する。具体的にDR装置26は、各種センサ36の値に対しカルマンフィルタ等を用いることで、時間ステップごとにロードローラ2の相対位置・方位変位量であるDR相対位置データ53を算出してもよい。DR装置26は、衛星測位装置25から概略位置データ50を受信した場合、概略位置データ50も用いてより高精度なDR相対位置データ53を算出する。DR装置26は、算出したDR相対位置データ53をデッドレコニング誤差推定装置35、作業管理装置3、動作指令装置27に出力する。
[Dead reckoning device]
The dead reckoning device 26 (hereinafter referred to as the DR device) receives as input a sensor that measures parameters indicating the momentum and attitude of the road roller 2, and generates DR relative position data, which is the amount of relative position and azimuth displacement of the road roller 2 at each time step. 53 is calculated. The DR device 26 calculates DR relative position data 53 based on various sensors 36 of the road roller 2 . Specifically, the DR device 26 may use a Kalman filter or the like for the values of the various sensors 36 to calculate the DR relative position data 53 that is the amount of relative position/azimuth displacement of the road roller 2 for each time step. When receiving the rough position data 50 from the satellite positioning device 25 , the DR device 26 also uses the rough position data 50 to calculate more accurate DR relative position data 53 . The DR device 26 outputs the calculated DR relative position data 53 to the dead reckoning error estimation device 35 , the work management device 3 and the motion command device 27 .

[デッドレコニング誤差推定装置]
デッドレコニング誤差推定装置35(以降、DR誤差推定装置)は、衛星測位装置25とDR装置26に基づきDR発生誤差514の確率分布であるDR誤差データ58を推定する。DR誤差推定装置35は、ステップt秒前に取得した精密位置データ51とステップt秒前から現在までのDR相対位置データ53の合計値から、ロードローラ2の現在位置を推定する。
[Dead reckoning error estimator]
The dead reckoning error estimator 35 (hereinafter referred to as DR error estimator) estimates DR error data 58 that is the probability distribution of the DR occurrence error 514 based on the satellite positioning device 25 and the DR device 26 . The DR error estimating device 35 estimates the current position of the road roller 2 from the total value of the precise position data 51 acquired step t seconds before and the DR relative position data 53 from step t seconds to the present.

DR誤差推定装置35は、衛星測位装置25から受信した最新の精密位置データ51を真値として、DR相対位置データ53から推定したロードローラ2の現在位置に生じた誤差をDR発生誤差514として算出する。DR誤差推定装置35は、DR発生誤差514を算出し記録することで、DR発生誤差514の確率分布であるDR誤差データ58を推定する。DR発生誤差514を算出する頻度は、制御周期と同じ値でもよいし、5秒・10秒といった具体的な値であってもよい。これにより縦軸が発生確率を示し、横軸がDR発生誤差514を示すようにすると、DR誤差データ58を表す図3のようなグラフが生成できる。 The DR error estimator 35 uses the latest precise position data 51 received from the satellite positioning device 25 as a true value, and calculates an error occurring in the current position of the road roller 2 estimated from the DR relative position data 53 as a DR generated error 514. do. The DR error estimation device 35 estimates DR error data 58 that is the probability distribution of the DR occurrence error 514 by calculating and recording the DR occurrence error 514 . The frequency of calculating the DR occurrence error 514 may be the same value as the control cycle, or may be a specific value such as 5 seconds or 10 seconds. If the vertical axis indicates the occurrence probability and the horizontal axis indicates the DR occurrence error 514, a graph such as that shown in FIG. 3 representing the DR error data 58 can be generated.

図3を参照すると、DR発生誤差514がどの程度の値で確率的に発生するか見積もることができる。DR誤差推定装置35がDR発生誤差514を算出するため、DR相対位置データ53を記録するステップtは、制御周期と同じ値でもよいし、5秒・10秒といった具体的な値であってもよい。DR誤差推定装置35は、算出したDR誤差データ58を作業管理装置3に出力する。 With reference to FIG. 3, it is possible to estimate at what value the DR occurrence error 514 is probabilistically generated. Since the DR error estimation device 35 calculates the DR occurrence error 514, the step t for recording the DR relative position data 53 may be the same value as the control period, or may be a specific value such as 5 seconds or 10 seconds. good. The DR error estimation device 35 outputs the calculated DR error data 58 to the work management device 3 .

[動作指令装置]
動作指令装置27は、衛星測位装置25、DR装置26、作業管理装置3に基づいて車体制御装置28に対し動作指令を行う。動作指令装置27は、通常走行モード、DR走行モード、ハンドオーバモードといったモードが存在し各モードの選択は作業管理装置3が行う。動作指令装置27は、作業管理装置3が選択したモードに応じて車体制御装置28に対する動作指令を行う。以下、通常走行モード、DR走行モード、ハンドオーバモードについて述べる。
[Operation command device]
The operation command device 27 issues an operation command to the vehicle body control device 28 based on the satellite positioning device 25 , the DR device 26 and the work management device 3 . The operation command device 27 has modes such as a normal running mode, a DR running mode, and a handover mode, and the work management device 3 selects each mode. The operation command device 27 issues an operation command to the vehicle body control device 28 according to the mode selected by the work management device 3 . The normal running mode, DR running mode, and handover mode will be described below.

[通常走行モード]
通常走行モードの場合、ロードローラ2は衛星測位装置25から取得した精密位置データ51に基づいて作業計画(後述する)に記載された移動経路56に対する追従走行を行う。ロードローラ2は、作業計画に記載された移動速度において移動経路56に対する追従走行を行う。動作指令装置27は、作業管理装置3から取得した作業計画と衛星測位装置25から取得した精密位置データ51に基づいて、ロードローラ2のローラ21、22の回転速度・操舵角を決定する。
[Normal driving mode]
In the normal travel mode, the road roller 2 follows and travels along a moving route 56 described in a work plan (described later) based on the precise position data 51 acquired from the satellite positioning device 25 . The road roller 2 follows the movement path 56 at the movement speed described in the work plan. The motion command device 27 determines the rotation speed and steering angle of the rollers 21 and 22 of the road roller 2 based on the work plan acquired from the work management device 3 and the precise position data 51 acquired from the satellite positioning device 25 .

動作指令装置27は、移動経路56上をロードローラ2が移動するよう回転速度・操舵角を決定する。動作指令装置27は、決定した回転速度・操舵角を制御データ510として車体制御装置28に出力する。 The motion command device 27 determines the rotation speed/steering angle so that the road roller 2 moves on the movement path 56 . The motion command device 27 outputs the determined rotational speed and steering angle to the vehicle body control device 28 as control data 510 .

[DR走行モード]
DR走行モードの場合、ロードローラ2はDR装置26から取得したDR相対位置データ53に基づいて作業計画に記載された移動経路56の追従走行を行う。ロードローラ2は、作業計画に記載された移動速度において移動経路56に対する追従走行を行う。動作指令装置27は、作業管理装置3から取得した作業計画に記載された移動経路56と衛星測位装置25から最後に取得した精密位置データ51、DR装置26から取得したDR相対位置データ53に基づいて、ロードローラ2のローラ21、22の回転速度・操舵角を決定する。
[DR driving mode]
In the case of the DR travel mode, the road roller 2 travels following the movement route 56 described in the work plan based on the DR relative position data 53 acquired from the DR device 26 . The road roller 2 follows the movement path 56 at the movement speed described in the work plan. Based on the movement route 56 described in the work plan acquired from the work management device 3, the precise position data 51 finally acquired from the satellite positioning device 25, and the DR relative position data 53 acquired from the DR device 26, the motion command device 27 Then, the rotation speed and steering angle of the rollers 21 and 22 of the road roller 2 are determined.

動作指令装置27は、衛星測位装置25から最後に受信した精密位置データ51とDR相対位置データ53からロードローラ2の現在位置を推定する。動作指令装置27は、移動経路56上にロードローラ2が移動するよう回転速度・操舵角を決定する。動作指令装置27は、決定した回転速度・操舵角を制御データ510として車体制御装置28に出力する。 The motion command device 27 estimates the current position of the road roller 2 from the precise position data 51 and DR relative position data 53 last received from the satellite positioning device 25 . The motion command device 27 determines the rotation speed/steering angle so that the road roller 2 moves on the movement path 56 . The motion command device 27 outputs the determined rotational speed and steering angle to the vehicle body control device 28 as control data 510 .

[ハンドオーバモード]
ハンドオーバモードの場合、ロードローラ2は衛星測位装置25が精密位置データ51を算出可能となるまで動作を停止する。動作指令装置27は、回転速度・操舵角の計算を停止し、車体制御装置28に対して動作停止を命じる。
[Handover mode]
In handover mode, the road roller 2 stops operating until the satellite positioning device 25 can calculate the precise position data 51 . The motion command device 27 stops calculating the rotational speed and steering angle, and commands the vehicle body control device 28 to stop the motion.

[車体制御装置]
車体制御装置28は、動作指令装置27に基づいてローラ21、22を制御する。車体制御装置28は、動作指令装置27から取得した制御データ510に基づいてローラ21の回転速度・操舵角を制御する。車体制御装置28は、制御データ510に基づいてローラ21、22を制御しロードローラ2を動作させる。車体制御装置28は、動作指令装置27から動作停止を命じられた場合、ロードローラ2の動作を停止する。
[Car body control device]
A vehicle body control device 28 controls the rollers 21 and 22 based on the motion command device 27 . The vehicle body control device 28 controls the rotational speed and steering angle of the rollers 21 based on the control data 510 acquired from the motion command device 27 . The vehicle body control device 28 controls the rollers 21 and 22 based on the control data 510 to operate the road roller 2 . The vehicle body control device 28 stops the operation of the road roller 2 when instructed to stop the operation by the operation command device 27 .

[作業管理装置]
図4は作業管理装置3の構成を示すブロック図である。
作業管理装置3は衛星測位装置25、DR装置26及びDR誤差推定装置35の入力に応じて、動作指令装置27及び通信装置29の動作を管理する。作業管理装置3は、作業計画記憶部40、精度低下位置検知部41、精度復帰位置予測部42、基準局変更部43、作業指令部44、閾値決定部45から構成される。
[Work management device]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the work management device 3. As shown in FIG.
The work management device 3 manages the operations of the motion command device 27 and the communication device 29 according to inputs from the satellite positioning device 25 , the DR device 26 and the DR error estimation device 35 . The work management device 3 includes a work plan storage unit 40 , an accuracy reduction position detection unit 41 , an accuracy recovery position prediction unit 42 , a reference station change unit 43 , a work command unit 44 and a threshold determination unit 45 .

[作業計画記憶部]
作業計画記憶部40は、少なくとも1台のロードローラ2が実施する作業内容及び作業順序、移動速度を含む作業計画が記憶されている。ロードローラ2は、自走して地盤の締固めを行う作業機械であるため、本実施例におけるロードローラ2の作業内容は指定された移動経路56に沿った移動である。移動経路56には、ロードローラ2が移動する方向である移動方向が定義されている。上記のロードローラ2の移動経路56及び移動方向は、作業順序として作業計画記憶部40に記憶されている。
[Work plan storage part]
The work plan storage unit 40 stores a work plan including work contents, work order, and movement speed to be performed by at least one road roller 2 . Since the road roller 2 is a working machine that self-propelled and compacts the ground, the content of the work of the road roller 2 in this embodiment is movement along the designated movement path 56 . The moving path 56 defines a moving direction in which the load roller 2 moves. The movement path 56 and movement direction of the load roller 2 are stored in the work plan storage unit 40 as a work order.

図5は、作業計画記憶部40に記憶された作業現場6における作業計画の1例である。
作業現場6におけるロードローラ2の位置は、現場座標系(X、Y、Z)で定義されている。作業現場6における水平方向は、X軸及びY軸で表現される。作業現場6における鉛直方向は、Z軸で表現される。図5は、現場座標系におけるZ軸方向からみた上面図である。作業現場6では、ロードローラ2によって締固めたい領域を通過領域8として定義している。作業現場6における作業計画には、ロードローラ2のローラ21、22によって通過領域8を締め固めるための移動経路56及び移動方向、移動速度が記載されている。作業現場6において、ロードローラ2が移動経路56上を移動したことでローラ21、22が通過した領域を通過済み領域7と呼称する。ロードローラ2は、図5のZ軸方向から見て車体中心が移動経路56と重なるように移動することで、通過領域8を通過済み領域7で埋め尽くす。
FIG. 5 is an example of a work plan for the work site 6 stored in the work plan storage unit 40. As shown in FIG.
The position of the road roller 2 on the work site 6 is defined by a site coordinate system (X, Y, Z). The horizontal direction on the work site 6 is represented by the X-axis and the Y-axis. The vertical direction on the work site 6 is represented by the Z-axis. FIG. 5 is a top view seen from the Z-axis direction in the field coordinate system. At work site 6 , the area to be compacted by road roller 2 is defined as passage area 8 . The work plan at the work site 6 describes the movement path 56 for compacting the passing area 8 by the rollers 21 and 22 of the load roller 2, the movement direction, and the movement speed. At the work site 6 , the area through which the rollers 21 and 22 have passed due to the road roller 2 moving on the movement path 56 is called a passed area 7 . The road roller 2 moves so that the center of the vehicle body overlaps the movement path 56 when viewed from the Z-axis direction in FIG.

本実施例において作業計画記憶部40に記録された作業計画には、図5に示す様にロードローラ2が通過領域8をY軸方向に往復することで、通過領域8を通過済み領域7で埋め尽くすためのロードローラ2の移動経路56及び移動方向が記載されている。 In this embodiment, the work plan recorded in the work plan storage unit 40 includes that the road roller 2 reciprocates the passing area 8 in the Y-axis direction as shown in FIG. The travel path 56 and the travel direction of the load roller 2 for filling are described.

図6は、作業計画記憶部40に記憶された移動経路56を決定する変数を示している。
作業計画記憶部40に記憶された作業計画の移動経路56は、図6に示すように、ロードローラ2の車幅ω、作業現場6のX軸方向における移動経路56の間隔幅L、オーバラップ量αで決定される。オーバラップ量αは、ロードローラ2と移動経路56の位置関係において許容される誤差のX軸成分である。オーバラップ量αは、移動経路56の間隔幅Lと車幅ωを用いて以下の(式1)で表される。オーバラップ量αは、ロードローラ2が移動経路56上を測位誤差を生じずに移動した際、通過済み領域7を再度ロードローラ2で締固める領域であり、ロードローラ2に許容されるX軸方向の最大測位誤差である。
FIG. 6 shows variables that determine the travel route 56 stored in the work plan storage unit 40 .
As shown in FIG. 6, the movement route 56 of the work plan stored in the work plan storage unit 40 is defined by the vehicle width ω of the road roller 2, the interval width L of the movement route 56 in the X-axis direction of the work site 6, the overlap determined by the quantity α. The amount of overlap α is the X-axis component of the allowable error in the positional relationship between the load roller 2 and the moving path 56 . The overlap amount α is expressed by the following (Equation 1) using the interval width L of the moving path 56 and the vehicle width ω. The overlap amount α is an area in which the road roller 2 re-compacts the passed area 7 when the road roller 2 moves on the movement path 56 without causing a positioning error. The maximum positioning error in direction.

Figure 2023093267000002
Figure 2023093267000002

作業計画記憶部40は、あらかじめロードローラ2の車幅ωと移動経路56の間隔幅Lが記憶されている。作業計画記憶部40に対し、ωとLを記憶させる手段に限定はなく、作業計画記憶部40の作業計画を編集可能な手段であればよい。 The vehicle width ω of the road roller 2 and the interval width L of the movement path 56 are stored in advance in the work plan storage unit 40 . The means for storing ω and L in the work plan storage unit 40 is not limited as long as the work plan in the work plan storage unit 40 can be edited.

[精度低下位置検知部]
精度低下位置検知部41は、衛星測位装置25の入力に応じてロードローラ2の測位精度が低下した作業現場6上の位置である精度低下位置54を検知する。精度低下位置検知部41は、精密位置データ51を衛星測位装置25から取得する。精度低下位置検知部41は、精密位置データ51を衛星測位装置25から取得できなかった場合、測位精度が低下したと判断し、直前に受信した精密位置データ51の位置を精度低下位置54として検出する。精度低下位置検知部41は、検出した精度低下位置54を精度復帰位置予測部42及び基準局変更部43に出力する。
[Precision drop position detector]
The reduced-accuracy position detection unit 41 detects a reduced-accuracy position 54 that is a position on the work site 6 where the positioning accuracy of the road roller 2 has deteriorated according to the input from the satellite positioning device 25 . The reduced-accuracy position detection unit 41 acquires the precise position data 51 from the satellite positioning device 25 . When the precision position data 51 cannot be acquired from the satellite positioning device 25, the precision position detection unit 41 determines that the positioning precision has decreased, and detects the position of the precision position data 51 received immediately before as the precision position 54. do. The accuracy reduction position detection unit 41 outputs the detected accuracy reduction position 54 to the accuracy restoration position prediction unit 42 and the reference station change unit 43 .

[精度復帰位置予測部]
精度復帰位置予測部42は、作業計画記憶部40と精度低下位置検知部41と衛星測位装置25に基づきロードローラ2の測位精度が良好な状態まで復帰する作業現場6上の位置である精度復帰位置55を予測する。
[Accuracy return position prediction unit]
An accuracy recovery position prediction unit 42 predicts a position on the work site 6 where the positioning accuracy of the road roller 2 is recovered to a good state based on the work plan storage unit 40, the accuracy reduction position detection unit 41, and the satellite positioning device 25. Predict position 55 .

図7は、精度復帰位置予測部42が予測した精度復帰位置55の一例を示している。図7は、現場座標系におけるZ軸方向からみた上面図である。精度復帰位置予測部42は、精度低下位置検知部41から精度低下位置54を取得する。次に精度復帰位置予測部42は、衛星測位装置25から補正信号52に記載された基準局5の位置を取得し、精度低下位置54と基準局5までの距離LLを算出する。 FIG. 7 shows an example of the accuracy restoration position 55 predicted by the accuracy restoration position prediction section 42 . FIG. 7 is a top view seen from the Z-axis direction in the field coordinate system. The accuracy restoration position prediction unit 42 acquires the accuracy reduction position 54 from the accuracy reduction position detection unit 41 . Next, the accuracy recovery position prediction unit 42 acquires the position of the reference station 5 described in the correction signal 52 from the satellite positioning device 25 and calculates the distance LL between the accuracy reduction position 54 and the reference station 5 .

精度復帰位置予測部42は、基準局5の周囲LLの範囲までを、測位装置25が精密位置データ51を算出可能な観測範囲57と仮定する。そして、精度復帰位置予測部42は、作業計画記憶部40からダンプトラック2の移動経路56を取得し、基準局5との距離が再びLLとなり、再び基準局5の観測範囲57内となる移動経路56上で精度低下位置54から一番近い位置を算出し、精度復帰位置55とする。 The accuracy return position prediction unit 42 assumes that the range LL around the reference station 5 is an observation range 57 in which the positioning device 25 can calculate the precise position data 51 . Then, the accuracy return position prediction unit 42 acquires the movement route 56 of the dump truck 2 from the work plan storage unit 40, the distance from the reference station 5 becomes LL again, and the movement route 56 becomes within the observation range 57 of the reference station 5 again. The position closest to the accuracy lowering position 54 is calculated as the accuracy restoring position 55 .

[閾値決定部]
閾値決定部45は、作業計画記憶40と精度復帰位置予測部42に基づき、基準局変更部43(後述する)において基準局変更の判断に使用するロードローラ2に許容される測位誤差である誤差閾値511を決定する。閾値決定部45は、精度復帰位置予測部42が予測した精度復帰位置55において、許容されるロードローラ2の測位誤差を誤差閾値511として決定する。閾値決定部45は、作業計画記憶部40に記録されたロードローラ2の車幅ωと移動経路56の間隔幅Lから式1を用いてオーバラップ量αを算出する。閾値決定部45は、算出したオーバラップ量αを誤差閾値511とする。
[Threshold determination unit]
Based on the work plan storage 40 and the accuracy recovery position prediction unit 42, the threshold value determination unit 45 sets an error threshold value 511 which is a positioning error allowed for the road roller 2 used for determining whether to change the reference station in the reference station change unit 43 (described later). to decide. The threshold determination unit 45 determines an allowable positioning error of the road roller 2 as the error threshold 511 at the accuracy restoration position 55 predicted by the accuracy restoration position prediction unit 42 . The threshold determination unit 45 calculates the overlap amount α using Equation 1 from the vehicle width ω of the road rollers 2 recorded in the work plan storage unit 40 and the gap width L of the movement path 56 . The threshold determining unit 45 sets the calculated overlap amount α as the error threshold 511 .

[基準局変更部]
基準局変更部43は、作業計画記憶部40と精度復帰位置予測部42とDR誤差推定装置35に基づき、補正信号52を受信する基準局5の変更を判断する。基準局変更部43は、DR誤差推定装置35が推定したDR誤差データ58に基づき、ロードローラ2がDR走行モードで精度低下位置54から精度復帰位置55までの移動経路56を走行した際に生じる、ロードローラ2と移動経路56のDR予測誤差ε[I]を推定し、接続された基準局5の変更を判断する。
[Reference station change part]
Based on the work plan storage unit 40 , the accuracy recovery position prediction unit 42 and the DR error estimation device 35 , the reference station change unit 43 determines whether to change the reference station 5 that receives the correction signal 52 . Based on the DR error data 58 estimated by the DR error estimating device 35, the reference station changing unit 43 generates when the road roller 2 travels along the moving route 56 from the accuracy lowering position 54 to the accuracy restoring position 55 in the DR traveling mode. A DR prediction error ε[I] between the road roller 2 and the movement path 56 is estimated, and a change in the connected reference station 5 is determined.

以下、図8、9、10を参照して、基準局変更部43の処理について説明する。 The processing of the reference station changing unit 43 will be described below with reference to FIGS.

図8は、基準局変更部43の処理を示すフローチャートである。
ステップS101では、作業計画記憶部40に記録された作業計画からロードローラ2の移動経路56を取得する。ステップS102では、精度低下位置検知部41で検知した精度低下位置54を取得する。
FIG. 8 is a flow chart showing the processing of the reference station changing unit 43. As shown in FIG.
In step S<b>101 , the moving route 56 of the road roller 2 is acquired from the work plan recorded in the work plan storage unit 40 . In step S102, the accuracy reduction position 54 detected by the accuracy reduction position detection unit 41 is acquired.

ステップS103では、精度復帰位置予測部42で予測した精度復帰位置55を取得する。
ステップS104では、精度低下位置41から精度復帰位置42までの移動経路56上に参照点59を生成する。
In step S103, the accuracy restoration position 55 predicted by the accuracy restoration position prediction unit 42 is obtained.
In step S104, a reference point 59 is generated on the movement path 56 from the accuracy reduction position 41 to the accuracy recovery position 42. FIG.

図9は、精度低下位置41から精度復帰位置42までの移動経路56上に生成した参照点59を示している。図9は、現場座標系におけるZ軸方向からみた上面図である。 FIG. 9 shows reference points 59 generated on the movement path 56 from the accuracy reduction position 41 to the accuracy recovery position 42 . FIG. 9 is a top view seen from the Z-axis direction in the field coordinate system.

参照点59は、次のステップS105においてDR予測誤差ε[I]を算出する位置である。参照点59は、作業計画記憶部40に基づきロードローラ2が移動経路56を作業計画記載の移動速度で移動したと仮定し、ロードローラ2の制御周期に基づき生成してもよい。また参照点59は、移動経路56上の生成間隔をあらかじめ基準局変更部43に記憶させることで、記憶した生成間隔で移動経路56上に生成してもよい。また、生成した参照点59の個数をNとする。 The reference point 59 is the position where the DR prediction error ε[I] is calculated in the next step S105. The reference point 59 may be generated based on the control cycle of the road roller 2, assuming that the road roller 2 moves along the movement path 56 at the movement speed described in the work plan based on the work plan storage unit 40. FIG. Also, the reference points 59 may be generated on the movement route 56 at the stored generation intervals by storing the generation intervals on the movement route 56 in advance in the reference station changing unit 43 . Also, let N be the number of generated reference points 59 .

参照点59は、1番目の参照点59を精度低下位置54、N番目の参照点59を精度復帰位置55とする。精度低下位置54にけるDR予測誤差ε(1)の値は0である。また、参照点59は移動経路56上において精度低下位置54に近い位置から順番に2からN-1まで番号付けされる。 Regarding the reference points 59 , the first reference point 59 is the accuracy reduction position 54 and the Nth reference point 59 is the accuracy recovery position 55 . The value of the DR prediction error ε(1) is zero at the position of reduced accuracy 54 . Also, the reference points 59 are numbered from 2 to N−1 in order from the position closest to the position of reduced accuracy 54 on the movement path 56 .

ステップS105では、2番目の参照点59を選択する。ステップS106では、DR誤差推定装置35から取得したDR誤差データ58に基づき選択した参照点59におけるDR予測誤差ε[I]を算出する。選択した参照点59の番号をIとする。基準局変更部43は、I-1番目の参照点59の位置からI番目の参照点59までロードローラ2が移動した際の経路逸脱量515を予測する。 In step S105, the second reference point 59 is selected. In step S106, a DR prediction error ε[I] at the selected reference point 59 is calculated based on the DR error data 58 acquired from the DR error estimation device 35. FIG. Let I be the number of the selected reference point 59 . The reference station changing unit 43 predicts the route deviation amount 515 when the road roller 2 moves from the position of the (I−1)th reference point 59 to the Ith reference point 59 .

図10は経路逸脱量515の定義を示している。図10は、現場座標系におけるZ軸方向からみた上面図である。 FIG. 10 shows the definition of route deviation amount 515 . FIG. 10 is a top view seen from the Z-axis direction in the field coordinate system.

図10に示す移動候補点はロードローラ2が次の参照点まで移動した際に到達する可能性がある位置であり、移動候補点の数は無数に存在する。図10に示すように経路逸脱量515は、移動候補点における移動経路59に対する直交成分距離と定義する。経路逸脱量515は、DR誤差データ58の確率分布に基づき確率的に発生すると仮定する。 The movement candidate points shown in FIG. 10 are positions that the road roller 2 may reach when it moves to the next reference point, and there are an infinite number of movement candidate points. As shown in FIG. 10, the route deviation amount 515 is defined as the orthogonal component distance with respect to the movement route 59 at the movement candidate point. It is assumed that the route deviation amount 515 stochastically occurs based on the probability distribution of the DR error data 58 .

基準局変更部43は、DR誤差データ58に基づき誤差分散から経路逸脱量515を予測する。基準局変更部43は、DR誤差データ58の確率分布における最大のDR発生誤差514からDR予測誤差ε[I]を求める。またDR予測誤差ε[I]は、DR誤差データ58の確率分布の1σ、2σ、3σ区間の値を用いて求めてもよい。 The reference station changing unit 43 predicts the route deviation amount 515 from the error variance based on the DR error data 58 . The reference station changing unit 43 obtains the DR prediction error ε[I] from the maximum DR occurrence error 514 in the probability distribution of the DR error data 58 . Also, the DR prediction error ε[I] may be obtained using values in the 1σ, 2σ, and 3σ intervals of the probability distribution of the DR error data 58 .

ステップS107では、2からN番目までの参照点59を全て選択したか判断する。選択していない場合、次の参照点59を選択しステップS106に戻る。全て選択した場合、ステップS108に進む。 In step S107, it is determined whether or not all the 2nd to Nth reference points 59 have been selected. If not, select the next reference point 59 and return to step S106. If all have been selected, the process proceeds to step S108.

ステップS108では、2からN番目までの参照点59までの全区間においてDR予測誤差ε[I]を合計することで、精度復帰位置55で予測されるDR合計予測誤差512を算出する。 In step S108, the DR total prediction error 512 predicted at the accuracy recovery position 55 is calculated by totaling the DR prediction errors ε[I] in the entire section from the 2nd to the N-th reference points 59. FIG.

ステップS109では、閾値決定部45から取得した精度復帰位置55で許容される誤差閾値511を取得する。ステップS110では、DR合計予測誤差512とステップS109で取得した誤差閾値511を比較する。DR合計予測誤差512が誤差閾値511以上の場合、ステップS111に進む。DR合計予測誤差512が誤差閾値511未満の場合、ステップS112に進む。 In step S<b>109 , the error threshold value 511 permissible at the accuracy return position 55 acquired from the threshold determination unit 45 is acquired. In step S110, the DR total prediction error 512 is compared with the error threshold 511 obtained in step S109. If the DR total prediction error 512 is greater than or equal to the error threshold 511, the process proceeds to step S111. If the DR total prediction error 512 is less than the error threshold 511, go to step S112.

ステップS111では、作業指令部44に対し最後に衛星測位装置25から受信した精密位置データ51を基準局選択位置データ513として送信する。そして、作業指令部44に対しハンドオーバモードを指示し、処理を終了する。ステップS112では、作業指令部44に対し接続している基準局5の位置を基準局選択位置データ513として送信する。そして、作業指令部44に対しDR走行モードを指示し、処理を終了する。 In step S111, the precise position data 51 last received from the satellite positioning device 25 is transmitted as reference station selected position data 513 to the work command unit 44. FIG. Then, the handover mode is instructed to the work command unit 44, and the process is terminated. In step S112, the position of the connected reference station 5 is transmitted as the reference station selection position data 513 to the work command unit 44. FIG. Then, the work instruction unit 44 is instructed to switch to the DR traveling mode, and the process is terminated.

[作業指令部]
作業指令部44は、作業計画記憶部40、基準局変更部43、衛星測位装置25、DR装置26、に基づいて動作指令装置27のモードを選択する。作業指令部44は、精度低下位置検知部41が精度低下位置54を検知していないとき動作指令装置27を通常走行モードとする。
[Work command department]
The work command unit 44 selects the mode of the operation command device 27 based on the work plan storage unit 40 , reference station change unit 43 , satellite positioning device 25 and DR device 26 . The work command unit 44 puts the operation command device 27 into the normal running mode when the accuracy-reduced position detection unit 41 does not detect the accuracy-reduced position 54 .

作業指令部44は、基準局変更部43の決定に基づき動作指令装置27をDR走行モードまたはハンドオーバモードに変更する。作業指令部44は、基準局変更部43から受信した基準局選択位置データ513を通信装置29に送信する。作業指令部44は、DR走行モードを選択した際、衛星測位装置25から最後に受信した精密位置データ51とDR相対位置データ53を用いて、図10で示した経路逸脱量515を予測する。 The work command unit 44 changes the operation command device 27 to DR running mode or handover mode based on the determination of the reference station change unit 43 . The work command unit 44 transmits the reference station selection position data 513 received from the reference station change unit 43 to the communication device 29 . When the DR travel mode is selected, the work command unit 44 uses the precise position data 51 and the DR relative position data 53 last received from the satellite positioning device 25 to predict the route deviation amount 515 shown in FIG.

作業指令部は、閾値決定部45が決定した誤差閾値511を経路逸脱量515が上回る場合、動作指令装置27をハンドオーバモードに変更する。作業指令部44は、衛星測位装置25を介し通信装置29から補正信号受信エラー517を受信した場合、動作指令装置27をDR走行モードに変更する。作業指令部44は、測位装置25から精密位置データ51を受信した場合、動作指令装置27をDR走行モードから通常走行モードに変更する。作業指令部44は、測位装置25が通信装置29から補正信号52を取得した場合、動作指令装置27をハンドオーバモードから通常走行モードに変更する。 When the route deviation amount 515 exceeds the error threshold value 511 determined by the threshold determination unit 45, the work command unit changes the operation command device 27 to the handover mode. When the work command unit 44 receives the correction signal reception error 517 from the communication device 29 via the satellite positioning device 25, it changes the operation command device 27 to the DR travel mode. When receiving the precise position data 51 from the positioning device 25, the work commanding unit 44 changes the operation commanding device 27 from the DR running mode to the normal running mode. When the positioning device 25 acquires the correction signal 52 from the communication device 29, the work commanding unit 44 changes the operation commanding device 27 from the handover mode to the normal running mode.

以下、図11及び図12を参照して作業管理システム1の処理を示す。図11は、作業管理システム1の処理を示すフローチャートである。図12は、作業管理装置3の処理を示すフローチャートである。 The processing of the work management system 1 will be described below with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is a flow chart showing the processing of the work management system 1. As shown in FIG. FIG. 12 is a flow chart showing the processing of the work management device 3. As shown in FIG.

ステップS201では、動作指令装置25がハンドオーバモードに設定される。ステップS202では、衛星測位装置25がGNSSアンテナ23を介して測位衛星4から衛星信号516を受信する。 In step S201, the operation command device 25 is set to handover mode. In step S<b>202 , the satellite positioning device 25 receives satellite signals 516 from the positioning satellites 4 via the GNSS antenna 23 .

ステップS203では、通信装置29が配信サーバ9と接続しているか判断する。接続している場合、ステップS206に進む。接続していない場合、ステップS204に進む。 In step S203, it is determined whether the communication device 29 is connected to the distribution server 9 or not. If connected, proceed to step S206. If not connected, proceed to step S204.

ステップS204では、衛星測位装置25が単独測位を行い概略位置データ50を算出する。ステップS205では、通信装置29が衛星測位装置25から概略位置データ50を受信し、基準局選択位置データ513に決定する。ステップS206では、通信装置29が配信サーバ9に基準局選択位置データ513を送信する。 In step S<b>204 , the satellite positioning device 25 performs independent positioning and calculates approximate position data 50 . In step S<b>205 , the communication device 29 receives the approximate position data 50 from the satellite positioning device 25 and determines the reference station selected position data 513 . In step S<b>206 , the communication device 29 transmits the reference station selection position data 513 to the distribution server 9 .

ステップS207では、通信装置29が配信サーバ9から補正信号52を受信しているか判断する。受信している場合、ステップS208に進む。受信していない場合、ステップS210に進む。ステップS208では、通信装置29が配信サーバ9から受信した補正信号52を衛星測位装置25に出力する。 In step S<b>207 , it is determined whether the communication device 29 has received the correction signal 52 from the distribution server 9 . If so, the process proceeds to step S208. If not, the process proceeds to step S210. In step S<b>208 , the communication device 29 outputs the correction signal 52 received from the distribution server 9 to the satellite positioning device 25 .

ステップS209では、衛星測位装置25が衛星信号516と補正信号52を用いてRTK-GNSSによって精密位置データ51を演算する。ステップS210では、動作指令装置25がハンドオーバモードか判断する。ハンドオーバモードの場合、ステップS206に戻る。ハンドオーバモード出ない場合、ステップS211に進む。 In step S209, the satellite positioning device 25 uses the satellite signal 516 and the correction signal 52 to calculate the precise position data 51 by RTK-GNSS. In step S210, it is determined whether the operation command device 25 is in handover mode. If in handover mode, return to step S206. If the handover mode is not displayed, the process proceeds to step S211.

ステップS211では、通信装置29が作業指令部44に対し、補正信号受信エラー517を送信する。ステップS212では、作業指令部44が作業計画に記載された移動経路上の走行をロードローラ2が終了したか判断する。走行を終了した場合、処理を終了する。終了していない場合、ステップS213に進む。 In step S<b>211 , the communication device 29 transmits a correction signal reception error 517 to the work command unit 44 . In step S212, the work command unit 44 determines whether the road rollers 2 have finished traveling on the movement route described in the work plan. When the running is finished, the process is finished. If not completed, the process proceeds to step S213.

ステップS213では、作業指令部44が衛星測位装置25から精密位置データ51を受信したか判断する。受信した場合、ステップS214に進む。受信しなかった場合、精ステップS216に進む。ステップS214では、作業指令部44が動作指令装置27を通常走行モードに変更する。 In step S<b>213 , it is determined whether the work command unit 44 has received the precise position data 51 from the satellite positioning device 25 . If received, the process proceeds to step S214. If not, go to fine step S216. In step S214, the work command unit 44 changes the operation command device 27 to the normal running mode.

ステップS215では、作業指令部44が作業計画記憶部40に基づき動作指令装置27に作業計画を出力する。ステップS216では、精度低下位置検知部41が精度低下位置54を検知する。ステップS217では、閾値決定部45が作業計画記憶部40に基づき誤差閾値511を決定する。 In step S<b>215 , the work command unit 44 outputs the work plan to the motion command device 27 based on the work plan storage unit 40 . In step S<b>216 , the accuracy reduction position detection unit 41 detects the accuracy reduction position 54 . In step S<b>217 , the threshold determination unit 45 determines the error threshold 511 based on the work plan storage unit 40 .

ステップS218では、精度復帰位置予測部42が精度低下位置検知部41と作業計画記憶部40と衛星測位装置25に基づき精度復帰位置55を算出する。ステップS219では、基準局変更部43が精度低下位置検知部41と精度復帰位置予測部42とDR誤差推定装置35と閾値決定部45に基づき接続している基準局5の変更を判断する。接続している基準局5を変更する場合、ステップS222に進む。接続している基準局5を変更しない場合、ステップS220に進む。 In step S<b>218 , the accuracy recovery position prediction unit 42 calculates the accuracy recovery position 55 based on the accuracy reduction position detection unit 41 , the work plan storage unit 40 and the satellite positioning device 25 . In step S<b>219 , the reference station change unit 43 determines whether to change the connected reference station 5 based on the accuracy reduction position detection unit 41 , the accuracy return position prediction unit 42 , the DR error estimation unit 35 , and the threshold determination unit 45 . When changing the connected reference station 5, the process proceeds to step S222. If the connected reference station 5 is not to be changed, the process proceeds to step S220.

ステップS220では、基準局変更部43が接続している基準局5の位置を基準局選択位置データ513に設定し、通信装置29に送信する。ステップS221では、作業指令部44が動作指令装置27をDR走行モードに変更する。ステップS222では、基準局変更部43が最後に衛星測位装置25から受信した精密位置データ51を基準局選択位置データ513に設定し、通信装置29に送信する。 In step S 220 , the position of the reference station 5 connected to the reference station changing unit 43 is set in the reference station selection position data 513 and transmitted to the communication device 29 . In step S221, the work command unit 44 changes the operation command device 27 to the DR travel mode. In step S<b>222 , the reference station changing unit 43 sets the precise position data 51 last received from the satellite positioning device 25 to the reference station selected position data 513 and transmits it to the communication device 29 .

ステップS223では、作業指令部44が動作指令装置27をハンドオーバモードに変更する。ステップS224では、DR装置26がDR相対位置データ53を算出する。ステップS225では、衛星測位装置25が精密位置データ51の演算に成功したか判断する。成功した場合、ステップS226に進む。成功しなかった場合、ステップS227に進む。ステップS226では、DR誤差推定装置35が衛星測位装置25とDR装置26に基づきDR誤差データ58を算出する。 At step S223, the work command unit 44 changes the operation command device 27 to the handover mode. In step S<b>224 , the DR device 26 calculates DR relative position data 53 . In step S225, it is determined whether the satellite positioning device 25 has successfully calculated the precise position data 51 or not. If successful, the process proceeds to step S226. If not successful, the process proceeds to step S227. In step S226, the DR error estimating device 35 calculates the DR error data 58 based on the satellite positioning device 25 and the DR device 26. FIG.

ステップS227では、動作指令装置27が選択されたモードに基づいて制御データ510を決定する。ステップS228では、車体制御装置28が制御データ510に基づいてロードローラ2を制御する。ステップS229では、通信装置29が受信した基準局選択位置データ513が接続している基準局5の位置と同一か判断する。同一な場合、ステップ230に進む。同一でない場合、ステップS202に戻る。 In step S227, the control data 510 is determined based on the mode in which the operation command device 27 has been selected. In step S<b>228 , the vehicle body control device 28 controls the road rollers 2 based on the control data 510 . In step S229, it is determined whether or not the reference station selection position data 513 received by the communication device 29 is the same as the position of the reference station 5 to which it is connected. If they are the same, go to step 230 . If they are not the same, the process returns to step S202.

ステップS230では、作業指令部44が動作指令装置27をDR走行モードに変更する。ステップS231では、作業指令部44が衛星測位装置25から最後に受信した精密位置データ51とDR相対位置データ53を用いて経路逸脱量515を算出する。ステップS232では、作業指令部44が通信装置29から補正信号受信エラー517を受信したか判断する。受信した場合、ステップS234に進む。受信していない場合、ステップS233に進む。 In step S230, the work command unit 44 changes the operation command device 27 to the DR travel mode. In step S<b>231 , the work command unit 44 uses the precise position data 51 and the DR relative position data 53 last received from the satellite positioning device 25 to calculate the route deviation amount 515 . In step S<b>232 , it is determined whether or not the work command unit 44 has received the correction signal reception error 517 from the communication device 29 . If so, the process proceeds to step S234. If not, the process proceeds to step S233.

ステップS233では、作業指令部44がロードローラ2が精度復帰位置55に到達したか判断する。到達した場合、ステップS214に戻る。到達していない場合、ステップS234に進む。ステップS234では、作業指令部44が誤差閾値511を経路逸脱量515が上回るか判断する。上回る場合、ステップS222に戻る。上回らない場合、ステップS215に戻る。 In step S233, the work command unit 44 determines whether the road roller 2 has reached the accuracy return position 55 or not. If reached, the process returns to step S214. If not, the process proceeds to step S234. In step S<b>234 , the work command unit 44 determines whether the route deviation amount 515 exceeds the error threshold 511 . If it exceeds, the process returns to step S222. If not, the process returns to step S215.

本実施例の作業管理装置3では、精度低下位置54を検知した場合、精度復帰位置55を予測する。そして作業管理装置3は、ロードローラ2がDR走行モードで精度低下位置54から精度復帰位置55までの移動経路6を走行した際に精度復帰位置55で生じるDR合計予測誤差512を算出する。最後に作業管理装置3は、DR合計予測誤差512と誤差閾値511に基づいて、接続している基準局5の変更を判断する。 The work management device 3 of the present embodiment predicts the accuracy restoration position 55 when the accuracy reduction position 54 is detected. The work management device 3 then calculates a DR total prediction error 512 that occurs at the accuracy restoration position 55 when the road roller 2 travels along the movement route 6 from the accuracy reduction position 54 to the accuracy restoration position 55 in the DR travel mode. Finally, the work management device 3 determines a change in the connected reference station 5 based on the DR total prediction error 512 and the error threshold 511 .

このようにすれば、作業現場6において衛星測位装置25が精密位置データ51を算出できない場合でも、精度復帰位置55までロードローラ2が到達可能なことを確認し、基準局変更部43がハンドオーバの実行を判断可能となり、デットレコニングに切り替えた作業機械の追従走行を指示することが可能となるため、自動運転でロードローラ2の動作を継続させ、生産性の低下を防止することができる。 In this way, even if the satellite positioning device 25 cannot calculate the precise position data 51 at the work site 6, it is confirmed that the load roller 2 can reach the accuracy recovery position 55, and the reference station changing unit 43 executes handover. can be determined, and it is possible to instruct the follow-up running of the work machine switched to dead reckoning, so that the operation of the road roller 2 can be continued in automatic operation and a decrease in productivity can be prevented.

このように本実施例では、測位精度低下を検知した際、測位精度が回復する地点を予測し該地点までデットレコニングに切り替えることで作業機械が到達可能な場合、ハンドオーバを実行せずに作業機械の動作を継続し、作業機械が到達できない場合、測位精度が低下した位置で作業機械が停止し、ハンドオーバを実行する。 As described above, in this embodiment, when a decrease in positioning accuracy is detected, the point where the positioning accuracy will recover is predicted, and if the work machine can reach the point by switching to dead reckoning, the work machine does not execute handover. If the work machine cannot reach the position, the work machine stops at the position where the positioning accuracy has deteriorated, and handover is executed.

つまり、移動経路上を追従走行する作業機械において測位精度低下を検知した際、測位精度の回復が見込まれる地点を予測するとともに、該地点までデットレコニングに切り替えることで作業機械の追従走行を行った際に予測される誤差から、該地点まで作業機械が到達可能か判断する。作業機械が測位精度の回復が見込まれる地点まで走行可能な場合、該地点までデットレコニングに切り替えた作業機械の追従走行を指示する。これにより、作業のやり直しによる生産性の低下を防止する。 In other words, when a decrease in positioning accuracy is detected in a work machine following a movement route, the point where the positioning accuracy is expected to recover is predicted, and the work machine follows the movement by switching to dead reckoning to that point. Based on the estimated error, it is determined whether the work machine can reach the point. If the work machine can travel to the point where the positioning accuracy is expected to be recovered, the work machine switched to dead reckoning is instructed to follow-up travel to the point. This prevents a decrease in productivity due to redoing work.

1 作業管理システム
2 ロードローラ
3 作業管理装置
25 衛星測位装置
26 デットレコニング装置
27 動作指令装置
28 車体制御装置
29 通信装置
40 作業計画記憶部
41 精度低下位置検知部
42 精度復帰位置予測部
43 基準局変更部
44 作業指令部
45 閾値決定部
54 精度低下位置
55 精度復帰位置
513 基準局選択位置データ
1 Work management system 2 Road roller 3 Work management device 25 Satellite positioning device 26 Dead reckoning device 27 Operation command device 28 Vehicle control device 29 Communication device 40 Work plan storage unit 41 Accuracy reduction position detection unit 42 Accuracy recovery position prediction unit 43 Reference station change Unit 44 Work command unit 45 Threshold determination unit 54 Accuracy drop position 55 Accuracy recovery position 513 Reference station selection position data

Claims (10)

測位衛星から送信された衛星信号と基準局から送信された補正情報を受信して作業現場上で作業を実施する作業機械を移動経路に対し自動走行させる作業管理システムであって、
前記衛星信号と前記補正情報に基づいて、前記作業機械の測位を行う測位部と、
前記作業現場上における前記移動経路が記載された作業計画を記憶する作業計画記憶部と、
前記移動経路と前記作業機械の位置における許容誤差を決定する閾値決定部と、
前記測位部の測位結果に基づいて、前記作業機械の測位精度が低下した位置である精度低下位置を検知する精度低下位置検知部と、
前記移動経路と前記精度低下位置に基づいて、前記作業機械の前記測位精度が復帰する位置である精度復帰位置を予測する精度復帰位置予測部と、
前記精度低下位置と前記精度復帰位置の間の前記移動経路上で生じる予測誤差を算出し、前記予測誤差が前記許容誤差を上回る場合、前記補正信号を受信する前記基準局を変更する基準局変更部と、
を有することを特徴とする作業管理システム。
A work management system that receives satellite signals transmitted from a positioning satellite and correction information transmitted from a reference station and automatically moves a work machine that performs work on a work site along a moving route,
a positioning unit that performs positioning of the work machine based on the satellite signal and the correction information;
a work plan storage unit that stores a work plan in which the movement route on the work site is described;
a threshold determination unit that determines an allowable error between the movement path and the position of the work machine;
a reduced-accuracy position detection unit that detects a reduced-accuracy position, which is a position where the positioning accuracy of the work machine has deteriorated, based on the positioning result of the positioning unit;
an accuracy recovery position prediction unit that predicts an accuracy recovery position, which is a position at which the positioning accuracy of the work machine recovers, based on the movement path and the accuracy reduction position;
a reference station changing unit that calculates a prediction error occurring on the movement route between the accuracy reduction position and the accuracy restoration position, and changes the reference station that receives the correction signal when the prediction error exceeds the allowable error; ,
A work management system characterized by comprising:
前記測位部の前記測位結果と前記作業計画に基づいて、前記作業機械への制御を指令する制御指令部と、
前記制御指令部からの前記指令に基づいて、前記作業機械を動作させる車体制御部と、を更に有し、
前記基準局変更部は、
前記予測誤差と前記許容誤差に基づいて、前記作業機械に接続している前記基準局の変更を判断し、
前記制御指令部は、
前記精度低下位置から前記精度復帰位置の間、前記基準局選択部の判断結果に応じて、前記作業機械の走行モードを切り替えるように前記作業機械への制御を指令することを特徴とする請求項1に記載の前記作業管理システム。
a control command unit that commands control to the work machine based on the positioning result of the positioning unit and the work plan;
a vehicle body control unit that operates the work machine based on the command from the control command unit;
The reference station changing unit
determining a change in the reference station connected to the work machine based on the prediction error and the allowable error;
The control command unit is
2. Between the accuracy reduced position and the accuracy restored position, according to the determination result of the reference station selection unit, a command is issued to control the working machine so as to switch the traveling mode of the working machine. 3. The work management system according to .
前記基準局変更部は、
前記作業機械が前記精度低下位置から前記精度復帰位置までの前記移動経路を走行した際に前記精度復帰位置で生じる前記予測誤差を算出し、
前記予測誤差に基づいて、前記精度復帰位置まで前記作業機械が到達可能か判断し、
前記制御指令部は、
前記基準局選択部の前記判断の結果、前記作業機械が前記精度復帰位置に到達可能な場合、前記精度復帰位置まで前記作業機械の走行を指示して、前記基地局のハンドオーバを実行せずに前記作業機械の動作を継続させ、
前記基準局選択部の前記判断の結果、前記作業機械が前記精度復帰位置に到達できない場合、前記精度低下位置で前記作業機械を停止させて、前記基地局の前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求2に記載の作業管理システム。
The reference station changing unit
calculating the prediction error that occurs at the accuracy restoration position when the working machine travels along the movement route from the accuracy reduction position to the accuracy restoration position;
determining whether the work machine can reach the accuracy return position based on the prediction error;
The control command unit is
If the result of the determination by the reference station selection unit is that the working machine can reach the accuracy restoration position, the working machine is instructed to travel to the accuracy restoration position, and the handover of the base station is not executed. to keep the work machine running,
If the work machine cannot reach the accuracy restoration position as a result of the judgment by the reference station selection unit, the work machine is stopped at the accuracy reduction position, and the handover of the base station is executed. The work management system according to claim 2.
前記作業計画記憶部は、
前記作業現場上における前記移動経路として前記作業機械の進入禁止領域を記憶しておき、
前記閾値決定部は、
前記作業計画に基づいて、前記作業機械の前記進入禁止領域に前記作業機械が侵入しない範囲内で前記許容誤差を決定することを特徴とする請求項1に記載の作業管理システム。
The work plan storage unit
storing a prohibited area for the work machine as the moving route on the work site;
The threshold determination unit
2. The work management system according to claim 1, wherein the allowable error is determined within a range in which the work machine does not enter the prohibited area of the work machine based on the work plan.
前記精度復帰位置予測部は、
前記基準局と前記精度低下位置の距離を計算し、前記作業現場上における前記移動経路において再び前記距離となる位置を前記精度復帰位置と予測することを特徴とする請求項1に記載の作業管理システム。
The accuracy return position prediction unit is
2. The work management system according to claim 1, wherein a distance between said reference station and said position of reduced accuracy is calculated, and a position where said distance is reached again on said moving route on said work site is predicted as said position where said accuracy is restored. .
前記測位部は、
通信装置から取得した前記作業機械の位置情報に基づいて、前記位置情報に一番近い前記基準局から前記補正情報を受信することを特徴とする請求項1に記載の作業管理システム。
The positioning unit
2. The work management system according to claim 1, wherein the correction information is received from the reference station closest to the position information based on the position information of the work machine acquired from a communication device.
前記基準局選択部は、
前記補正情報を受信する前記基準局を変更する場合、前記作業機械の前記位置情報を前記測位部に入力することことを特徴とする請求項6に記載の作業管理システム。
The reference station selection unit
7. The work management system according to claim 6, wherein when changing the reference station that receives the correction information, the position information of the work machine is input to the positioning section.
前記基準局選択部は、
前記補正情報を受信する前記基準局を変更しない場合、前記作業機械の前記位置情報と異なる位置情報を前記測位部に入力することを特徴とする請求項6に記載の作業管理システム。
The reference station selection unit
7. The work management system according to claim 6, wherein when the reference station that receives the correction information is not changed, position information different from the position information of the working machine is input to the positioning unit.
前記基準局選択部は、
前記補正情報を受信する前記基準局を変更しない場合、前記作業機械と異なる前記位置情報として、前記基準局の位置情報を前記測位部に入力することを特徴とする請求項8に記載の作業管理システム。
The reference station selection unit
9. The work management system according to claim 8, wherein when the reference station that receives the correction information is not changed, position information of the reference station is input to the positioning unit as the position information different from that of the working machine.
測位衛星から送信された衛星信号と基準局から送信された補正情報を受信して作業現場上で作業を実施する作業機械を移動経路に対し自動走行させる作業管理方法であって、
前記衛星信号と前記補正情報とに基づいて、前記作業機械の測位を行う測位ステップと、
前記作業現場上における前記移動経路が記載された作業計画を記憶する作業計画記憶ステップと、
前記移動経路と前記作業機械の位置における許容誤差を決定する閾値決定ステップと、
前記測位部の前記測位結果に基づいて、前記作業機械の測位精度が低下した位置である精度低下位置を検知する精度低下位置検知ステップと、
前記移動経路と前記精度低下位置に基づいて、前記移動経路から前記作業機械の前記測位精度が復帰する位置である精度復帰位置を予測する精度復帰位置予測ステップと、
前記精度低下位置と前記精度復帰位置の間の前記移動経路上で生じる予測誤差を算出し、前記予測誤差が前記許容誤差を上回る場合、前記補正信号を受信する前記基準局を変更する基準局変更ステップと、
を有することを特徴とする作業管理方法。
A work management method for receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite and correction information transmitted from a reference station to automatically travel a work machine that performs work on a work site along a movement route,
a positioning step of positioning the work machine based on the satellite signals and the correction information;
a work plan storage step of storing a work plan in which the movement route on the work site is described;
a threshold determination step of determining a tolerance in the movement path and the position of the work machine;
a reduced-accuracy position detection step of detecting a reduced-accuracy position, which is a position where the positioning accuracy of the work machine is reduced, based on the positioning result of the positioning unit;
an accuracy recovery position prediction step of predicting an accuracy recovery position, which is a position at which the positioning accuracy of the work machine recovers from the movement path, based on the movement path and the accuracy reduction position;
a reference station changing step of calculating a prediction error occurring on the movement route between the accuracy reduction position and the accuracy recovery position, and changing the reference station that receives the correction signal when the prediction error exceeds the allowable error; ,
A work management method characterized by having
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