CN111448351B - 施工装置、施工方法以及施工系统 - Google Patents

Abstract

在为了实现车辆侧的驾驶支援控制而用于在道路铺设磁性标识器的施工推车(2)中，在车身(2B)的前后具有将成为磁性标识器的铺设位置的收容孔(108)穿设于路面(100S)的穿孔钻头(21)，能够在停车于任一个位置的状态下不移动而在规定间隔的两处穿设收容孔(108)，无需为了提高形成铺设位置的该两处收容孔(108)的间隔的精度而执行施工推车(2)的对位等，从而能够实施有效的铺设作业。

Description

施工装置、施工方法以及施工系统

技术领域

本发明涉及用于在道路铺设磁性标识器的施工装置。

背景技术

以往，已知有利用安装于车辆的磁传感器来检测铺设于道路的磁性标识器的车辆用的标识器检测系统(例如，参照专利文献1。)。根据这样的标识器检测系统，例如能够实现利用沿着车道铺设的磁性标识器的自动转向控制、车道脱离警报、自动驾驶等各种驾驶支援。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-202478号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，关于所述以往的磁性标识器，存在如下的问题。例如为了实现车道脱离警报等驾驶支援而需要以较短的间隔且位置精度高地铺设多个磁性标识器，因此存在施工成本容易上升这样的问题。

本发明是鉴于所述以往的问题点而完成的，要提供能够通过有效的施工来抑制施工成本的磁性标识器的施工装置。

用于解决课题的方案

本发明是一种施工装置，其用于在道路铺设磁性标识器，

所述施工装置具备设置磁性标识器的铺设位置的作业单元，

能够不移动而在呈规定的相对的位置关系的多处设置磁性标识器的铺设位置。

发明效果

本发明的施工装置能够不移动而在多处设置磁性标识器的铺设位置。关于在任一个位置设置了施工装置的状态下设置的多处磁性标识器的铺设位置，能够比较容易地确保其相对的位置关系的精度。在设置该多处磁性标识器的铺设位置时，施工装置的对位仅进行一次即可。因此，根据本发明的施工装置，能够高效地设置磁性标识器的铺设位置，从而能够抑制施工成本。

这样本发明的施工装置是能够通过有效的施工来抑制施工成本的有用的装置。

附图说明

图1是实施例1的由施工推车进行的铺设作业的说明图。

图2是示出实施例1的磁性标识器的图。

图3是实施例1的施工推车的俯视图。

图4是示出实施例1的用于实现惯性导航的电结构的框图。

图5是示出实施例1的磁性标识器的铺设规格的说明图。

图6是实施例1的铺设位置的确定方法的说明图。

图7是实施例2的施工推车的俯视图。

具体实施方式

作为在本发明中用于将磁性标识器铺设于道路的施工装置，除了将磁性标识器配置于道路的装置以外，例如也可以是担负穿设磁性标识器的收容孔、或者将用于确定铺设位置的标记设置于路面等铺设磁性标识器时的准备作业等的装置。用于将磁性标识器铺设于道路的施工装置不必完成磁性标识器的铺设。例如，若不完成磁性标识器的铺设而实施穿设收容孔的作业，则该收容孔的位置确定为磁性标识器的铺设位置。

使用以下的实施例对本发明的实施方式具体地进行说明。

(实施例1)

本例是与实施用于将磁性标识器10铺设于道路的作业的施工装置相关的例子。使用图1～图6对该内容进行说明。

图1的施工推车2是在道路设置磁性标识器10(图2)的铺设位置的施工装置。该施工推车2通过将用于收容磁性标识器10的收容孔108穿设于路面100S来确定磁性标识器10的铺设位置。施工推车2在车身2B的前后各具备一台用于穿设收容孔108的穿孔钻头(作业单元的一例)21。根据该施工推车2，能够不移动而设置两处收容孔108(铺设位置)。

在此，如图2，施工对象的磁性标识器10是呈直径20mm、高度28mm的柱状的小型的标识器。形成磁性标识器10的磁铁是使作为磁性材料的氧化铁的磁粉分散于作为基材的高分子材料中而成的各向同性铁氧体塑料磁体，并具备最大能量积(BHmax)＝6.4kJ/m ³这样的特性。

磁性标识器10的磁铁是表面的磁通密度为45mT(毫特斯拉)、且到达距表面的高度250mm的磁通密度为8μT左右的磁铁。作为各向同性铁氧体塑料磁体的磁铁由于磁性材料为氧化铁，因此耐腐蚀，而无需收容于金属制的壳体等。磁性标识器10例如能够直接收容而铺设于直径25～30mm、深度35～40mm左右的比较小的收容孔108(图1)。

如图1，施工推车2是在车身2B的前侧具备左右两轮的驱动轮281、并在后侧具备左右两轮的自由车轮282的四轮车。前侧的左右的驱动轮281能够单独驱动，并能够根据转速差来变更施工推车2的朝向。后侧的左右的自由车轮282能够根据施工推车2的朝向来自由变更车轮的方向。需要说明的是，作为施工推车2的车轮的结构，可以是三轮的结构，也可以是六轮的结构。

在施工推车2的车身2B的后部设置有越过后侧的穿孔钻头21而向后方延伸的手推手柄20。作业员通过一边推手推手柄20一边行走，能够使施工推车2移动。手推手柄20由具备用于感知作业员的两手的操作力的未图示的传感器的操作单元201悬臂支承。根据作用于该手推手柄20的操作力而驱动驱动轮281旋转，由此产生适度的辅助力。因此，作业员能够以比较轻的力移动施工推车2。在操作单元201以作业员能够目视的方式安装有显示面板(未图示)，并显示施工推车2的移动距离等信息。

在车身2B的前侧安装有导向辊280。若利用该导向辊280，则例如使车身2B是否沿着成为目标的线的目视确认变得容易。在车身2B的后侧安装有用于测量移动距离的道路计数辊285。

如图1，施工推车2除了上述的前后的穿孔钻头21以外，还具备以轻油为燃料的发电机251、将穿孔钻头21沿铅垂方向驱动的驱动缸211、以及收集穿孔屑等的吸引清洁器252等。穿孔钻头21被驱动缸211驱动而在铅垂方向上进退，另一方面，不会相对于车身2B在水平方向上位移。换句话说，沿着路面100S的水平面内的穿孔钻头21的位置相对于车身2B保持恒定。前后的穿孔钻头21位于车身2B的中心线CL(参照图3。)上。前后的穿孔钻头21位于从车身2B的中心CP各沿着中心线CL向前后方向分离1m的位置(跨度D1、D2均为1m)。因此，施工推车2的前后的穿孔钻头21的间隔为跨度D＝2m。

需要说明的是，前后的穿孔钻头21相对于车身2B的中心CP的相对的位置关系是前侧的穿孔钻头21为车身2B的中心CP的前方1m、并且后侧的穿孔钻头21为车身2B的中心CP的后方1m。表示该相对的位置关系的偏置量(图1以及图3中的OF1、OF2)作为表示穿孔钻头21相对于车身2B的中心CP的相对位置的参数而预先设定于成为位置信息取得单元的一例的运算单元30(后述)。

如图4，施工推车2具备：陀螺罗盘单元(方位信息取得单元)36，其测量车身2B的中心线CL的方位(朝向)；编码器37，其检测上述的道路计数辊285的旋转量；以及运算单元30，其求出成为磁性标识器10的铺设位置的收容孔108的穿设位置。

陀螺罗盘单元36是测量测量对象相对于成为基准方位的正北的方位的测量装置。该陀螺罗盘单元36利用在自转的地球的表面保持水平的陀螺仪的旋转轴沿着南北这样的陀螺效应来实现上述的测量。在施工推车2，以测量对象的方位沿着车身的中心线CL的方式设置有陀螺罗盘单元36。陀螺罗盘单元36测量车身2B的中心线CL相对于作为基准方位的正北的方位，并将表示该方位的方位信息输入运算单元30。

运算单元30(图4)具备包括执行计算处理的CPU(Central Processing Unit)、存储参数等的ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等的电子电路(未图示)。运算单元30利用惯性导航来确定铺设作业中的施工推车2的位置(绝对位置)，由此，执行用于确定成为铺设位置的收容孔108的穿设位置的运算处理。铺设位置的位置信息保存于数据库31而存储为磁性标识器10的铺设信息。

运算单元30基于从编码器37输入的旋转量、从陀螺罗盘单元36输入的中心线CL的方位等，来运算施工推车2的移动距离、相对位置。移动距离通过对编码器37所检测的旋转量的累计值乘以道路计数辊285的直径等而运算。相对位置能够通过从预先确定完毕绝对位置的基准位置开始移动后沿着陀螺罗盘单元36所测量的中心线CL的方位累计瞬间的位移量(移动距离)来运算。需要说明的是，在本例中，在车身2B的中心CP设定测定部位，并将该位置处理为施工推车2的位置。

在此，磁性标识器10的铺设作业除了穿设收容孔108的图1的施工推车2以外，还利用在收容孔108各配置一个磁性标识器10的施工推车(未图示)、在磁性标识器10的配置后进行路面100S的精加工的施工推车(未图示)等来实施。配置用的施工推车是用于在收容孔108配置磁性标识器10、并供给作为粘接材料的铺装材料的施工装置。路面精加工用的施工推车是如下施工装置：在供给到收容孔108的铺装材料固化后，实施削掉从周围隆起的多余的铺装材料而使路面100S平滑的作业。

接下来，说明由以上那样的结构的施工推车2进行的磁性标识器10的铺设作业的内容。

在实施磁性标识器10的铺设作业时，作为准备，将作为铺设磁性标识器10的目标线的标识线ML(参照图5。)形成于路面100S。标识线ML例如能够利用配备标识用的油墨、油漆等的滴下装置的车辆等来形成。若使该车辆沿着施工对象的车道等行驶道路行驶，则能够形成作为铺设磁性标识器10的目标线的标识线ML。

通过作业员沿着上述的标识线ML手推操作施工推车2，能够实施穿设成为磁性标识器10的铺设位置的收容孔108的作业。例如优选为所述显示面板所显示的移动距离每增加10m使施工推车2停止。若每次停止使穿孔钻头21、驱动缸211动作，则能够如图5所示沿着标识线ML以跨度S2＝10m的间隔设置铺设部位10G。此时，优选为在施工推车2的停止中使前后的穿孔钻头21等分别动作。在该情况下，能够不移动施工推车2，而以与穿孔钻头21的跨度D一致的跨度S1＝2m在各铺设部位10G各穿设两处相邻的收容孔108(铺设位置10F)。

在为了沿着道路设置铺设部位10G而开始施工推车2的移动时，需要预先确定成为基准位置的施工推车2的初始位置。作为该基准位置的确定方法，例如存在利用预先利用全球测定系统(GPS、Global Positioning System)来测定绝对位置的GPS装置(未图示)的方法。若是能够接收GPS电波的环境，则能够通过在车身2B的中心CP设置GPS天线来测定车身2B的中心CP(图1、图3)的绝对位置，并能够将该绝对位置确定为基准位置。另外，例如，也可以通过利用在确定完毕绝对位置的两处设置的测量装置(未图示)的三角测量来测量车身2B的中心CP的绝对位置而确定基准位置。

在施工推车2的移动中，如上述那样以确定了绝对位置的初始位置为基准位置，而反复执行相对位置的运算。运算单元30通过沿着从陀螺罗盘单元36输入的车身2B的中心线CL的时时刻刻的方位累计基于编码器37所检测的旋转量的时时刻刻的位移量，来运算施工推车2相对于基准位置的相对位置。

在图6中，由箭头V表示针对任一个铺设部位10G在施工推车2实施铺设作业时运算单元30所计算的相对位置。运算单元30通过将该箭头V所表示的相对位置与基准位置相加，从而针对实施铺设作业中的施工推车2确定中心CP的绝对位置。

如上所述，在运算单元30预先设定有，穿孔钻头21相对于车身2B的中心CP的偏置量(图6中的OF1＝1m、OF2＝1m)等表示穿孔钻头21的配置的参数。运算单元30执行如图6沿着陀螺罗盘单元36测量到的车身2B的中心线CL的方位将位置错开与该偏置量相应的量的运算。根据该运算，能够以车身2B的中心CP的位置为基准确定前后的穿孔钻头21的绝对位置。若能够确定各穿孔钻头21的绝对位置，则能够确定两处收容孔108的绝对位置、即铺设位置10F的绝对位置。并且，像这样确定的铺设位置10F的位置信息保存于与运算单元30连接的数据库31而存储为磁性标识器10的铺设信息。

如以上那样，本例的施工推车2能够不移动而在两处设置磁性标识器10的铺设位置10F。形成该两处铺设位置10F的相对的位置关系的间隔与前后的穿孔钻头21的跨度D＝2m高精度地一致，针对每个铺设部位10G而变动的可能性变小。

根据施工推车2，在各铺设部位10G中，能够以2m间隔高效地设置相邻的两处铺设位置10F。在以2m间隔设置相邻的两处铺设位置10F时，无需实施用于高精度地实现2m的间隔的施工推车2的对位、测量等。因此，若利用施工推车2，则在各铺设部位10G中，能够高效地且高精度地设置两处铺设位置10F，从而能够抑制施工成本。

另外，在本例中，通过由作业员进行的目视等而设置每10m的铺设部位10G，另一方面，通过测定实施铺设作业中的施工推车2的位置而确定了铺设位置10F的绝对位置。根据这样的施工，不会耗费高精度地测量位置、或者将施工推车2高精度地对位于规定的位置等的工时，因此能够极其高效地实施铺设作业。另一方面，在实施铺设作业中测定施工推车2的位置，因此能够针对各铺设位置10F取得精度较高的位置信息。

本例的施工推车2不以由GPS进行的测定为前提，因此也能够应对不能接收GPS电波的隧道内等环境。例如若是隧道的情况下，优选为通过在能够进行由GPS进行的绝对位置的测定的出入口测定施工推车2的绝对位置，从而设定上述的基准位置。

例示了在前后具备穿孔钻头21、并能够不移动而穿设两处收容孔108的施工推车2，但也可以是穿孔钻头21仅为一台的施工推车。在该情况下，优选为能够通过在沿着路面100S的水平面内使穿孔钻头21移动来穿设多个收容孔108。另外，也可以是具备三台以上穿孔钻头21的施工推车。在该情况下，各穿孔钻头21也可以不排列于一条直线上。例如也可以以形成三角形的方式设置三台穿孔钻头21。在该情况下，通过车身2B的中心线CL的方位的确定，能够确定形成该三台穿孔钻头21所穿设的三个铺设位置的配置形状的三角形的朝向。三角形的朝向例如能够由对将三角形的任一个边、或者任一个顶点的角度等分的二等分线等而言相对于成为基准的方位的偏移角来表现。

在本例中，例示了将表示各铺设位置10F的绝对位置的位置信息保存于数据库31、并存储为磁性标识器10的铺设信息的结构。除了各铺设位置10F的位置信息以外，也可以一并保存表示将各铺设部位10G的两处铺设位置10F相连的线段(配置形状的一例)的朝向的方位信息。该线段的方位呈与实施铺设作业中的施工推车2(车身2B)的中心线CL的方位规定的关系(在本例中一致。)，因此能够基于陀螺罗盘单元36所测量的中心线CL的方位而容易地确定。在铺设有磁性标识器10的道路的使用中，若已知将两处铺设位置10F相连的线段的方位(朝向)，则能够高精度地检测通过该两处铺设位置10F的车辆的行进方向等。

(实施例2)

本例是对实施例1的施工推车追加了形成位置信息取得单元的一例的GPS单元的例子。参照图7对该内容进行说明。

如图7，GPS单元38是接收来自GPS卫星的电波而测定绝对位置的单元。该GPS单元38与由RTK(Real Time Kinematic)-GPS进行的测定对应。GPS单元38执行利用确定了绝对位置的固定站所接收到的信号的基线解析，由此能够确定从固定站到GPS单元38的基线向量而高精度地测定绝对位置。

本例的施工推车2具备一台测定绝对位置的GPS单元38，另一方面，在该GPS单元38连接有两个GPS天线381。GPS单元38测定各GPS天线381的设置部位的绝对位置。在本例中，在前后的穿孔钻头21的正上方分别安装有GPS天线381，因此各穿孔钻头21的位置成为测定部位。在该施工推车2中，GPS单元38所测定的两处绝对位置成为收容孔108的穿设位置即磁性标识器10的铺设位置10F。

若是本例的施工推车2，则在能够接收GPS电波的状况下能够利用GPS来确定磁性标识器10的铺设位置10F，在GPS电波的接收状况不充分的状况下能够如实施例1那样利用惯性导航来确定磁性标识器10的铺设位置10F。若像这样分开使用铺设位置的确定方法，则无论状况如何，都能够进一步高效地实施包括磁性标识器10的铺设信息的生成的磁性标识器10的铺设作业。

需要说明的是，在实施例2中，例示在两台穿孔钻头21各自的正上方安装有GPS天线381的例子，但也可以仅在任一方的穿孔钻头21的正上方安装GPS天线381。在该情况下，基于GPS所测定到的一方的穿孔钻头21的绝对位置，能够确定另一方的穿孔钻头21的绝对位置。例如，也可以通过沿着陀螺罗盘单元所测量的车身2B的中心线CL的方位将位置错开，从而基于一方的穿孔钻头21的绝对位置来确定另一方的穿孔钻头21的绝对位置。

需要说明的是，关于其他结构以及作用效果与实施例1相同。

以上，如实施例那样详细说明了本发明的具体例，但这些具体例只不过公开了技术方案所包括的技术的一例。当然不应该利用具体例的结构、数值等对技术方案进行限定性解释。技术方案包括公知技术、利用本领域技术人员的知识等而将上述具体例进行多种变形、变更或者适当组合而成的技术。

附图标记说明：

10 磁性标识器

10F 铺设位置

10G 铺设部位

108 收容孔

2 施工推车(施工装置)

2B 车身

20 手推手柄

21 穿孔钻头(作业单元)

285 道路计数辊

30 运算单元(位置信息取得单元)

31 数据库

36 陀螺罗盘单元(方位信息取得单元)

37 编码器

38 GPS单元(位置信息取得单元)

381 GPS天线。

Claims (7)

1.一种施工装置，其用于在道路铺设磁性标识器，其中，

所述施工装置具备：

在道路设置磁性标识器的铺设位置的作业单元；

对在所述施工装置中被预先设定的规定方向的方位进行测量的单元；以及

测定单元，其对与所述作业单元的位置关系已知的测定部位的位置进行测定，

所述施工装置能够不移动而在呈规定的相对的位置关系的多处设置磁性标识器的铺设位置，并且沿着基于由测量所述方位的单元所测量的方位而确定的方向，将从所测定的所述测定部位的位置错开由所述作业单元和所述测定部位的位置关系所确定的偏置量的位置，确定为由所述作业单元设置的铺设位置的位置。

2.根据权利要求1所述的施工装置，其中，

所述施工装置具备多个所述作业单元，在该施工装置中，针对每个所述多处磁性标识器的铺设位置配置有所述作业单元。

3.根据权利要求1或2所述的施工装置，其中，

所述施工装置具备用于供作业员操作的手推手柄、感知作用于手推手柄的操作力的操作单元、以及被驱动旋转的驱动轮，

该驱动轮构成为根据所述操作单元所感知的操作力而被驱动旋转。

4.一种施工方法，其利用磁性标识器的施工装置，在道路铺设磁性标识器，其中，

所述施工装置具备在道路设置磁性标识器的铺设位置的作业单元，所述施工装置能够不移动而在呈规定的相对的位置关系的多处设置磁性标识器的铺设位置，

对在所述施工装置中被预先设定的规定方向的方位进行测量，并且，对与所述作业单元的位置关系已知的测定部位的位置进行测定，

沿着基于所测量的所述规定方向的方位而确定的方向，将从所测定的所述测定部位的位置错开由所述作业单元和所述测定部位的位置关系所确定的偏置量的位置，确定为由所述作业单元设置的铺设位置的位置。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其中，

所述施工装置具备多个所述作业单元，在该施工装置中，针对每个所述多处磁性标识器的铺设位置配置有所述作业单元。

6.一种施工系统，其包括磁性标识器的施工装置，并且用于利用该施工装置来在道路铺设磁性标识器，其中，

所述施工系统包括：

所述施工装置所具备的、以在道路设置磁性标识器的铺设位置的作业单元；

对在所述施工装置中被预先设定的规定方向的方位进行测量的单元；

测定单元，其对与所述作业单元的位置关系已知的测定部位的位置进行测定；

存储所述作业单元与所述测定部位的位置关系的单元；

确定由所述作业单元设置的所述铺设位置的位置的单元；以及

数据库，其将表示由确定该位置的单元确定的铺设位置的位置的信息进行保存并存储，

所述施工装置构成为能够不移动而在呈规定的相对的位置关系的多处设置磁性标识器的铺设位置，

确定所述铺设位置的位置的单元构成为，沿着基于由测量所述方位的单元所测量的方位而确定的方向，将从所测定的所述测定部位的位置错开由所述作业单元和所述测定部位的位置关系所确定的偏置量的位置，确定为由所述作业单元设置的铺设位置的位置。

7.根据权利要求6所述的施工系统，其中，

所述施工装置具备多个所述作业单元，在该施工装置中，针对每个所述多处磁性标识器的铺设位置配置有所述作业单元。

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