CN112041507B - 推土铲控制装置及推土铲控制方法 - Google Patents

Abstract

一种推土铲控制装置，具备：校正设计面生成部，其生成将初始设计面中存在于作业车辆的前方的第一面与坡度不同于第一面的第二面连接的校正设计面，其中初始设计面表示用作业车辆的推土铲进行挖掘的挖掘对象的目标形状；以及推土铲控制部，其基于校正设计面来输出用于控制推土铲的高度的控制指令。

Description

推土铲控制装置及推土铲控制方法

技术领域

本发明涉及一种推土铲控制装置及推土铲控制方法。

背景技术

具有推土铲的作业车辆被用于对挖掘对象进行挖掘或平整。现提出有一种使推土铲追随设计面的作业车辆。设计面是指挖掘对象的目标形状。

专利文献1：WO/2015/083469

发明内容

推土铲由液压系统驱动。液压系统基于从推土铲控制装置输出的控制指令进行驱动。有时在设计面中存在坡度不同的多个面。若在推土铲经过坡度不同的面的边界时，发生控制延迟，则推土铲可能无法完全追随设计面。其结果，推土铲可能会越过设计面对挖掘对象进行挖掘，而无法将挖掘对象挖掘成所需的形状。

本发明的实施方式的目的在于，将挖掘对象挖掘成所需的形状。

根据本发明的实施方式，提供一种推土铲控制装置，其具备：校正设计面生成部，其生成将初始设计面中存在于作业车辆的前方的第一面与坡度不同于所述第一面的第二面连接的校正设计面，其中所述初始设计面表示用所述作业车辆的推土铲进行挖掘的挖掘对象的目标形状；以及推土铲控制部，其基于所述校正设计面来输出用于控制所述推土铲的高度的控制指令。

根据本发明的实施方式，能够将挖掘对象挖掘成所需的形状。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的作业车辆的图。

图2是示意性表示本实施方式涉及的作业车辆的图。

图3是表示本实施方式涉及的推土铲控制装置的功能框图。

图4是示意性表示本实施方式涉及的初始设计面的图。

图5是示意性表示本实施方式涉及的校正设计面的图。

图6是表示本实施方式涉及的推土铲控制方法的流程图。

图7是示意性表示本实施方式涉及的作业车辆的动作的图。

图8是示意性表示比较例涉及的作业车辆的动作的图。

图9是表示本实施方式涉及的计算机系统的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明涉及的实施方式进行说明，但本发明不限于此。以下说明的实施方式的构成要素能够适当地进行组合。此外，一部分构成要素有时也可不使用。

以下的说明中，规定全球坐标系及本地坐标系，来对各部件的位置关系进行说明。全球坐标系，是指以固定于地球的原点为基准的坐标系。全球坐标系是通过GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星系统)规定的坐标系。GNSS是指全球导航卫星系统。作为全球导航卫星系统的一个示例，举出有GPS(Global Positioning System，全球定位系统)。GNSS具有多个测位卫星。GNSS检测由纬度、经度以及高度的坐标数据规定的位置。本地坐标系，是指以固定于作业车辆1的车身2的原点为基准的坐标系。本地坐标系中，规定了上下方向、左右方向及前后方向。如下所述，作业车辆1具备：设置有座椅13及操作装置14的车身2、以及包括驱动轮15及履带17的行走装置3。上下方向，是指与履带17的触地面正交的方向。左右方向，是指与驱动轮15的旋转轴平行的方向。左右方向与作业车辆1的车宽方向同义。前后方向，是指与左右方向及上下方向正交的方向。

上方是指上下方向上的一方向，即远离履带17的触地面的方向。下方是指上下方向上与上方相反的方向，即接近履带17的触地面的方向。左方是指左右方向上的一方向，即以面对操作装置14就座于座椅13的作业车辆1的驾驶员为基准而朝左侧的方向。右方是指左右方向上与左方相反的方向，即以就座于座椅13的作业车辆1的驾驶员为基准而朝右侧的方向。前方是指前后方向上的一方向，即从座椅13朝向操作装置14的方向。后方是指前后方向上与前方相反的方向，即从操作装置14朝向座椅13的方向。

此外，上部是指上下方向上构件或空间的上侧的部分，即远离履带17的触地面的部分。下部是指上下方向上构件或空间的下侧的部分，即接近履带17的触地面的部分。左部，是指以就座于座椅13的作业车辆1的驾驶员为基准时的构件或空间的左侧的部分。右部，是指以就座于座椅13的作业车辆1的驾驶员为基准时的构件或空间的右侧的部分。前部，是指前后方向上构件或空间的前侧的部分。后部，是指前后方向上构件或空间的后侧的部分。

作业车辆

图1是表示本实施方式涉及的作业车辆1的图。图2是示意性表示本实施方式涉及的作业车辆1的图。本实施方式中，设作业车辆1为推土机。作业车辆1具备车身2、行走装置3、作业机4、液压缸5、位置传感器6、倾斜传感器7、速度传感器8、动作量传感器9和推土铲控制装置10。

车身2具有驾驶室11和发动机室12。发动机室12配置于驾驶室11的前方。驾驶室11中配置有供驾驶员就座的座椅13、以及供驾驶员操作的操作装置14。操作装置14包括：用于操作作业机4的作业杆、以及用于操作行走装置3的行走杆。

行走装置3支承车身2。行走装置3具有：被称为链轮(sprocket)的驱动轮15、被称为惰轮(idler wheel)的引导轮16、以及由驱动轮15及引导轮16支承的履带17。引导轮16配置于驱动轮15的前方。驱动轮15通过液压马达这类驱动源产生的动力来驱动。驱动轮15通过对操作装置14的行走杆的操作而旋转。驱动轮15旋转而使履带17旋转，从而作业车辆1行走。

作业机4由车身2支承为能够移动。作业机4具有升降架18和推土铲19。

升降架18由车身2支承为能够以沿车宽方向延伸的旋转轴AX为中心在上下方向旋转。升降架18经由球状关节部20、俯仰支承连杆21及支柱部22而支承推土铲19。

推土铲19配置于车身2的前方。推土铲19具有：与球状关节部20接触的万向接头23、以及与俯仰支承连杆21接触的俯仰接头24。推土铲19经由升降架18而由车身2支承为能够移动。推土铲19与升降架18在上下方向上的转动连动而在上下方向移动。

推土铲19具有齿尖19P。齿尖19P配置于推土铲19的下端部。挖掘作业或平整作业中，齿尖19P对挖掘对象进行挖掘。

液压缸5产生使作业机4移动的动力。液压缸5包括升降缸25、回转缸26和侧倾缸27。

升降缸25是使推土铲19在上下方向(升降方向)能够移动的液压缸5。升降缸25与车身2及升降架18分别连结。通过升降缸25的伸缩，升降架18及推土铲19以旋转轴AX为中心在上下方向移动。

回转缸26是使推土铲19在旋转方向(回转方向)能够转动的液压缸5。回转缸26与升降架18及推土铲19分别连结。通过回转缸26的伸缩，推土铲19以旋转轴BX为中心转动。旋转轴BX穿过万向接头23的旋转轴和俯仰接头24的旋转轴。

侧倾缸27是使推土铲19在旋转方向(侧倾方向)能够转动的液压缸5。侧倾缸27与升降架18的支柱部22及推土铲19的右上端部连结。通过侧倾缸27的伸缩，推土铲19以旋转轴CX为中心转动。旋转轴CX穿过球状关节部20和俯仰支承连杆21的下端部。

位置传感器6检测作业车辆1的车身2的位置。位置传感器6包括GPS接收器，检测全球坐标系中车身2的位置。位置传感器6的检测数据包括表示车身2的绝对位置的车身位置数据。

倾斜传感器7检测车身2相对于水平面的倾斜角度。倾斜传感器7的检测数据包括表示车身2的倾斜角度的车身角度数据。倾斜传感器7包括惯性测量装置(IMU：InertialMeasurement Unit)。

速度传感器8检测行走装置3的行走速度。速度传感器8的检测数据包括表示行走装置3的行走速度的行走速度数据。

动作量传感器9检测液压缸5的动作量。液压缸5的动作量包括液压缸5的行程长度。动作量传感器9的检测数据包括表示液压缸5的动作量的动作量数据。动作量传感器9具有：检测液压缸5的缸杆的位置的旋转辊、以及使缸杆的位置回归原点的磁传感器。另外，动作量传感器9也可以是检测作业机4的倾斜角度的角度传感器。此外，动作量传感器9还可以是检测液压缸5的旋转角度的角度传感器。

动作量传感器9分别设置于升降缸25、回转缸26以及侧倾缸27。动作量传感器9检测升降缸25的行程长度、回转缸26的行程长度、以及侧倾缸27的行程长度。

如图2所示，基于升降缸25的行程长度L，来计算推土铲19的升降角θ。升降角θ，是指推土铲19自作业机4的原点位置起的下降角度。如图2的双点划线所示，作业机4的原点位置，是指推土铲19的齿尖19P与平行于履带17的触地面的规定面接触时的作业机4的位置。升降角θ与规定面和配置于规定面下方的齿尖19P之间的距离(插入深度)相当。通过使作业车辆1以推土铲19的齿尖19P配置于规定面下方的状态前进，来实施由推土铲19进行的挖掘作业或平整作业。

推土铲控制装置

图3是表示本实施方式涉及的推土铲控制装置10的功能框图。推土铲控制装置10包括计算机系统。推土铲控制装置10与目标高度生成装置30连接。目标高度生成装置30包括计算机系统。

推土铲控制装置10输出：用于控制推土铲19的齿尖19P的高度的控制指令。控制指令包括：驱动使推土铲19在上下方向能够移动的升降缸25的驱动指令。

推土铲控制装置10通过向对供给至升降缸25的液压油的流量及方向进行控制的控制阀28输出控制指令，来控制齿尖19P的高度。从推土铲控制装置10输出的控制指令包括：用于控制控制阀28的电流。

控制阀28包括比例控制阀。控制阀28配置于排出用于驱动推土铲19的液压油的液压泵(未图示)与升降缸25之间的油路。液压泵经由控制阀28，对升降缸25供给液压油。升降缸25基于通过控制阀28控制的液压油而驱动。

目标高度生成装置30基于表示挖掘对象的目标形状的初始设计面IS，生成表示推土铲19的齿尖19P的目标高度的目标高度数据。齿尖19P的目标高度，是指本地坐标系中能够与初始设计面IS一致的齿尖19P的位置。

目标高度生成装置

目标高度生成装置30包括设计面数据存储部31、外形数据存储部32、数据获取部33和目标高度计算部34。

设计面数据存储部31存储：表示作为挖掘对象的目标形状的初始设计面IS的初始设计面数据。初始设计面IS包括：表示挖掘对象的目标形状的三维形状数据。初始设计面IS包括例如基于挖掘对象的目标形状而制作的CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)数据，预先存储于设计面数据存储部31中。

另外，设计面数据也可以是从作业车辆1的外部经由通信线路而发送至目标高度生成装置30的。

外形数据存储部32存储：表示作业车辆1的尺寸及形状的外形数据。作业车辆1的尺寸包括升降架18的尺寸及推土铲19的尺寸。作业车辆1的形状包括推土铲19的形状。外形数据是可以从作业车辆1的设计数据或者规格参数数据推导出的已知数据，预先存储于外形数据存储部32。

数据获取部33获取：表示与作业车辆1相关的数据的车辆数据。车辆数据的至少一部分通过设置于作业车辆1的车辆数据传感器而检测出。数据获取部33从车辆数据传感器获取车辆数据。车辆数据传感器包括位置传感器6、倾斜传感器7及动作量传感器9。车辆数据包括：表示车身2的绝对位置的车身位置数据、表示车身2的倾斜角度的车身角度数据、表示升降缸25的行程长度的动作量数据、以及作业车辆1的外形数据。数据获取部33从位置传感器6获取车身位置数据。数据获取部33从倾斜传感器7获取车身角度数据。数据获取部33从动作量传感器9获取动作量数据。数据获取部33从外形数据存储部32获取外形数据。

数据获取部33从设计面数据存储部31获取：表示初始设计面IS的初始设计面数据。数据获取部33从外形数据存储部32获取：表示作业车辆1的尺寸及形状的外形数据。

目标高度计算部34基于车身位置数据、车身角度数据、动作量数据、外形数据和初始设计面数据，计算齿尖19P的目标高度。

推土铲控制装置

推土铲控制装置10具有初始设计面获取部101、拐点位置查找部102、校正设计面生成部103、推土铲控制部104、车辆数据获取部120、实际高度计算部109、目标高度获取部110和目标高度校正部111。

初始设计面获取部101从设计面数据存储部31获取：表示用推土铲19进行挖掘的挖掘对象的目标形状的初始设计面IS。

拐点位置查找部102查找拐点位置CP，该拐点位置CP表示初始设计面IS中存在于作业车辆1的前方的第一面F1与第二面F2的边界。

图4是示意性表示本实施方式涉及的初始设计面IS的图。初始设计面IS中，有时会存在坡度不同的多个面。图4所示示例中，在作业车辆1的前方有初始设计面IS的第一面F1存在，且在第一面F1的前方有第二面F2存在。第一面F1的坡度与第二面F2的坡度不同。初始设计面中，第一面F1与第二面F2所成的角度α小于180°。图4所示示例中，第一面F1朝作业车辆1的前方向下方倾斜。第二面F2实际上与水平面平行。在第一面F1的最下部连接着第二面F2。第一面F1的最下部是坡脚(foot of slope)。

拐点位置查找部102基于通过初始设计面获取部101获取了的初始设计面数据，能够查找出表示第一面F1与第二面F2的边界的拐点位置CP。

拐点位置查找部102可以在二维平面中查找拐点位置CP，也可以在三维空间中查找拐点位置CP。在二维平面中查找拐点位置CP的情况下，拐点位置查找部102通过在本地坐标系中穿过齿尖19P沿前后方向延伸的面与初始设计面IS的交线上，查找第一面F1与第二面F2的交点，能够确定拐点位置CP。在三维空间中查找拐点位置CP的情况下，拐点位置查找部102基于存在于车身2的前方的初始设计面IS的相对于车身2的高度数据的变化状态，能够确定拐点位置CP。

校正设计面生成部103生成校正设计面CS，该校正设计面CS将初始设计面IS中存在于作业车辆1的前方的第一面F1，与坡度不同于第一面F1的第二面F2连接。

图5是示意性表示本实施方式涉及的校正设计面CS的图。校正设计面生成部103基于拐点位置CP，生成校正设计面CS。

校正设计面生成部103以将作业车辆1的行进方向上位于拐点位置CP后方第一距离D1处的第一面F1的第一部分P1，与位于拐点位置CP前方第二距离D2处的第二面F2的第二部分P2连接的方式，生成校正设计面CS。

第一面F1与校正设计面CS所成的角度β1、以及第二面F2与校正设计面CS所成的角度β2均大于角度α。

在满足规定的校正条件时，校正设计面生成部103生成校正设计面CS。校正条件包括：第一面F1与第二面F2所成的角度α为角度阈值以下，且进入第一面F1的作业车辆1的行走速度V为速度阈值以上。

角度α可以基于初始设计面数据而推导出。此外，校正设计面生成部103从速度传感器8获取：表示作业车辆1的行走速度V的行走速度数据。角度阈值及速度阈值是预先规定的值，存储于校正设计面生成部103中。因此，校正设计面生成部103基于通过初始设计面获取部101获取了的初始设计面数据、从速度传感器8获取了的行走速度数据、以及角度阈值及速度阈值，能够对是否满足校正条件进行判定。

本实施方式中，校正设计面生成部103以使其与角度α及行走速度V连动的方式来设定第一距离D1及第二距离D2。校正设计面生成部103，角度α越小则设定第一距离D1及第二距离D2为越长的值，而角度α越大则设定第一距离D1及第二距离D2为越短的值。校正设计面生成部103，行走速度V越高则设定第一距离D1及第二距离D2为越长的值，而行走速度V越低则设定第一距离D1及第二距离D2为越短的值。

校正设计面生成部103也可以以角度α越小则角度β1及角度β2越大而角度α越大则角度β1及角度β2越小的方式，来生成校正设计面CS。校正设计面生成部103还可以以行走速度V越高则角度β1及角度β2越大而行走速度V越低则角度β1及角度β2越小的方式，来生成校正设计面CS。

另外，图5所示示例中，第一距离D1及第二距离D2是与拐点位置CP在平行于第二面F2的方向上的的距离。作为第一距离D1，也可以设定与拐点位置CP在平行于第一面F1的方向上的第一距离D1b作。

车辆数据获取部120从数据获取部33获取：表示与作业车辆1相关的数据的车辆数据。如上所述，车辆数据包括车身位置数据、车身角度数据、动作量数据及外形数据。车辆数据获取部120包括车身位置获取部105、车身角度获取部106、动作量获取部107和外形数据获取部108。

车身位置获取部105从数据获取部33获取：表示车身2的位置的车身位置数据。车身角度获取部106从数据获取部33获取：表示车身2的倾斜角度的车身角度数据。动作量获取部107从数据获取部33获取：表示能够移动推土铲19的升降缸25的动作量的动作量数据。外形数据获取部108从数据获取部33获取：表示作业车辆1的尺寸及形状的外形数据。

实际高度计算部109基于通过车辆数据获取部120获取了的车辆数据，来计算表示本地坐标系中的推土铲19的齿尖19P的实际的高度的实际高度。也即是说，实际高度计算部109基于车身位置数据、车身角度数据、动作量数据和外形数据，来计算表示本地坐标系中的推土铲19的齿尖19P的实际的高度的实际高度。

实际高度计算部109基于动作量数据，计算推土铲19的升降角θ。实际高度计算部109基于升降角θ和外形数据，计算本地坐标系中的推土铲19的齿尖19P的高度。另外，实际高度计算部109也可以基于表示升降方向上的推土铲19的角度的升降角θ、表示回转方向上的推土铲19的角度的回转角、以及表示侧倾方向上的推土铲19的角度的回转角、以及外形数据，来计算齿尖19P的高度。此外，实际高度计算部109基于本地坐标系的原点和位置传感器6的检测数据，能够计算出全球坐标系中的推土铲19的齿尖19P的高度。

目标高度获取部110从目标高度计算部34获取：由目标高度计算部34计算出的齿尖19P的目标高度。

目标高度校正部111基于校正设计面CS来校正目标高度，从而生成推土铲19的齿尖19P的校正目标高度。齿尖19P的校正目标高度，是指本地坐标系中能够与校正设计面CS一致的齿尖19P的位置。

推土铲控制部104基于校正设计面CS，输出用于控制推土铲19的齿尖19P的高度的控制指令。推土铲控制部104输出控制指令，以使齿尖19P与校正设计面CS一致。推土铲控制部104对控制阀28输出控制指令。

在推土铲19的齿尖19P位于第一部分P1的后方或第二部分P2的前方时，即在其定位于初始设计面IS的状态下，推土铲控制部104输出控制指令，以使通过实际高度计算部109计算出的推土铲19的齿尖19P的高度，与通过目标高度获取部110获取了的目标高度的偏差减小。

在推土铲19的齿尖19P位于第一部分P1与第二部分P2之间时，即在其定位于校正设计面CS的状态下，推土铲控制部104输出控制指令，以使通过实际高度计算部109计算出的推土铲19的齿尖19P的高度，与通过目标高度校正部111所生成的校正目标高度的偏差减小。

推土铲控制方法

接下来，对本实施方式涉及的推土铲控制方法进行说明。图6是表示本实施方式涉及的推土铲控制方法的流程图。图6所示处理按照规定的周期实施。

初始设计面获取部101从设计面数据存储部31获取初始设计面IS(步骤S10)。本实施方式中，在作业车辆1处于前进的状态下，作业车辆1的前方的规定范围(例如10m)中的初始设计面IS，从目标高度生成装置30被发送至推土铲控制装置10。初始设计面获取部101从设计面数据存储部31获取作业车辆1的前方的规定范围中的初始设计面IS。初始设计面获取部101按照规定的周期获取：随作业车辆1的前进而变化的作业车辆1的前方的规定范围中的初始设计面IS。

拐点位置查找部102在通过初始设计面获取部101获取了的初始设计面IS中，查找表示第一面F1与第二面F2的边界的拐点位置CP(步骤S20)。

校正设计面生成部103对初始设计面IS是否满足规定的校正条件，进行判定。校正设计面生成部103对第一面F1与第二面F2所成的角度α是否为角度阈值以下，进行判定(步骤S30)。

若步骤S30中判定为角度α为角度阈值以下(步骤S30：是)，则校正设计面生成部103对在第一面F1行走的作业车辆1的行走速度V是否为速度阈值以上，进行判定(步骤S40)。

若步骤S40中判定为行走速度V为速度阈值以上(步骤S40：是)，则校正设计面生成部103生成校正设计面CS(步骤S50)。

如参照图5已作说明的，校正设计面生成部103以将第一面F1的第一部分P1与第二面F2的第二部分P2连接的方式，生成校正设计面CS。此外，若角度α远小于角度阈值，校正设计面生成部103则在加大了第一距离D1及第二距离D2的状态下，生成校正设计面CS。此外，若行走速度V远高于速度阈值，校正设计面生成部103则在加大了第一距离D1及第二距离D2的状态下，生成校正设计面CS。

目标高度获取部110从目标高度计算部34获取齿尖19P的目标高度。目标高度校正部111从目标高度获取部110获取齿尖19P的目标高度。目标高度校正部111基于通过校正设计面生成部103所生成的校正设计面CS，来校正齿尖19P的目标高度，从而计算齿尖19P的校正目标高度。

推土铲控制部104基于校正设计面CS，将用于控制推土铲19的高度的控制指令，输出至控制阀28(步骤S60)。

在齿尖19P定位于初始设计面IS的状态下，推土铲控制部104输出控制指令，以使齿尖19P的高度与目标高度的偏差减小。在齿尖19P定位于校正设计面CS的状态下，推土铲控制部104输出控制指令，以使齿尖19P的高度与校正目标高度的偏差减小。

若步骤S30中判定为角度α不是为角度阈值以下(步骤S30：否)，或者若步骤S40中判定为行走速度V不是为速度阈值以上(步骤S40：否)，则由于不满足校正条件，所以校正设计面生成部103不生成校正设计面CS。推土铲控制部104基于初始设计面IS，将用于控制推土铲19的高度的控制指令，输出至控制阀28。

作用

图7是示意性表示本实施方式涉及的作业车辆1的动作的图。作业车辆1一边前进一边用推土铲19对挖掘对象进行挖掘。如图7所示，在推土铲19的齿尖19P定位于初始设计面IS的第一面F1的状态下，控制推土铲19的高度，以使齿尖19P的高度与目标高度的偏差减小，亦即使齿尖19P与第一面F1一致。

在生成了校正设计面CS的情况下，推土铲控制装置10控制推土铲19的高度，以使推土铲19的齿尖19P追随校正设计面CS。在推土铲19的齿尖19P定位于校正设计面CS的状态下，控制推土铲19的高度，以使齿尖19P的高度与校正目标高度的偏差减小，亦即使齿尖19P与校正设计面CS一致。

在齿尖19P经过校正设计面CS之后，推土铲19的齿尖19P定位于初始设计面IS的第二面F2的状态下，控制推土铲19的高度，以使齿尖19P的高度与目标高度的偏差减小，亦即使齿尖19P与第二面F2一致。

图8是示意性表示比较例涉及的作业车辆1的动作的图。在第一面F1与第二面F2所成的角度α较小、或者进入拐点位置CP的作业车辆1的行走速度V较高的情况下，若推土铲19经过拐点位置CP时，产生推土铲19的控制延迟，则推土铲19可能无法完全追随初始设计面IS。由于推土铲19的高度及移动速度是通过液压来控制的，所以可能会产生因液压引起的控制延迟。此外，还可能会产生因数据通信延迟而引起的控制延迟。若产生推土铲19的控制延迟，则可能会如图8所示，在齿尖19P越过初始设计面IS的第二面F2的状态下推土铲19对挖掘对象进行挖掘，从而无法将挖掘对象挖掘成所需要的形状。

本实施方式中，在角度α为角度阈值以下，且进入拐点位置CP的作业车辆1的行走速度V为速度阈值以上时，生成校正设计面CS。校正设计面CS是以将第一面F1与第二面F2连接的方式生成的。由此，因为第一面F1与校正设计面CS所成的角度β1比角度α大，所以即使产生推土铲19的控制延迟，通过对推土铲19进行控制以使齿尖19P追随校正设计面CS，也能抑制齿尖19P越过初始设计面IS的情况。因此，能抑制挖掘对象被过深挖掘的情况。

计算机系统

图9是表示本实施方式涉及的计算机系统1000的框图。上述推土铲控制装置10及目标高度生成装置30分别包括计算机系统1000。计算机系统1000具有：CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)这类处理器1001、包括ROM(Read Only Memory，只读存储器)这类非易失性存储器及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)这类易失性存储器的主存储器1002、存储装置1003、以及包括输入/输出电路的接口1004。上述推土铲控制装置10的功能及目标高度生成装置30的功能以程序的形式存储于存储装置1003。处理器1001从存储装置1003读取程序并在主存储器1002中加载，按照程序实施上述处理。另外，程序也可以通过网络传输至计算机系统1000。

效果

如以上说明的，根据本实施方式，在满足规定的校正条件时，生成将第一面F1与第二面F2连接的校正设计面CS。通过对推土铲19进行控制以使齿尖19P追随校正设计面CS，能抑制齿尖19P越过初始设计面IS的情况。因此，能抑制挖掘对象被过深挖掘的情况，能将挖掘对象挖掘成所需要的形状。

本实施方式中，对表示第一面F1与第二面F2的边界的拐点位置CP进行查找。由此，校正设计面生成部103基于拐点位置CP，能够生成校正设计面CS。此外，本实施方式中，以将位于距拐点位置CP第一距离D1(D1b)处的第一面F1的第一部分P1，与位于距拐点位置CP第二距离D2处的第二面F2的第二部分P2连接的方式，生成校正设计面CS。由此，能减轻校正设计面生成部103的运算负荷。

其他实施方式

另外，上述实施方式中，校正条件设为包含下述两个条件：第一面F1与第二面F2所成的角度α为角度阈值以下；以及进入第一面F1的作业车辆1的行走速度V为速度阈值以上。校正条件也可以是第一面F1与第二面F2所成的角度α为角度阈值以下、以及进入第一面F1的作业车辆1的行走速度V为速度阈值以上这两个条件中的任一个。

另外，上述实施方式中，位置传感器6及倾斜传感器7中至少一方也可以是安装于推土铲19。

另外，上述实施方式中，以作业车辆1是推土机为例进行了说明。作业车辆1也可以是具有推土铲机构的自行式平地机。

符号说明

1作业车辆、2车身、3行走装置、4作业机、5液压缸、6位置传感器、7倾斜传感器、8速度传感器、9动作量传感器、10推土铲控制装置、11驾驶室、12发动机室、13座椅、14操作装置、15驱动轮、16引导轮、17履带、18升降架、19推土铲、19P齿尖、20球状关节部、21俯仰支承连杆、22支柱部、23万向接头、24俯仰接头、25升降缸、26回转缸、27侧倾缸、28控制阀、30目标高度生成装置、31设计面数据存储部、32外形数据存储部、33数据获取部、34目标高度计算部、101初始设计面获取部、102拐点位置查找部、103校正设计面生成部、104推土铲控制部、105车身位置获取部、106车身角度获取部、107动作量获取部、108外形数据获取部、109实际高度计算部、110目标高度获取部、111目标高度校正部、AX旋转轴、BX旋转轴、CS校正设计面、CX旋转轴、D1第一距离、D1b第一距离、D2第二距离、F1第一面、F2第二面、IS初始设计面、L行程长度、P1第一部分、P2第二部分、α角度、β1角度、β2角度、θ升降角。

Claims (7)

1.一种推土铲控制装置，其特征在于，具备：

校正设计面生成部，其生成将初始设计面中存在于作业车辆的前方的所述初始设计面之中的第一面和所述初始设计面之中的与所述第一面相连的第二面连接的校正设计面，其中，所述初始设计面表示用所述作业车辆的推土铲进行挖掘的挖掘对象的目标形状，所述第二面的坡度不同于所述第一面的坡度；以及

推土铲控制部，其基于所述校正设计面来输出用于控制所述推土铲的高度的控制指令，

所述校正设计面生成部在满足规定的校正条件时生成所述校正设计面，

所述校正条件包含下述条件中的至少一个：所述第一面与所述第二面所成的角度为角度阈值以下；以及进入所述第一面的所述作业车辆的行走速度为速度阈值以上。

2.根据权利要求1所述的推土铲控制装置，其特征在于，

所述推土铲控制装置具备：

拐点位置查找部，其在所述初始设计面中查找表示所述第一面与所述第二面的边界的拐点位置，

所述校正设计面生成部基于所述拐点位置，生成所述校正设计面。

3.根据权利要求2所述的推土铲控制装置，其特征在于，

所述校正设计面生成部以将位于距所述拐点位置第一距离处的所述第一面的第一部分、与位于距所述拐点位置第二距离处的所述第二面的第二部分连接的方式，来生成所述校正设计面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的推土铲控制装置，其特征在于，

在所述初始设计面中，所述第一面与所述第二面所成的角度小于180°。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的推土铲控制装置，其特征在于，

所述推土铲控制装置具备：

实际高度计算部，其基于与所述作业车辆相关的车辆数据，来计算所述推土铲的高度；

目标高度获取部，其获取基于所述初始设计面而计算出的所述推土铲的目标高度；以及

目标高度校正部，其基于所述校正设计面来校正所述目标高度，从而生成校正目标高度，

所述推土铲控制部，在所述推土铲的齿尖定位于所述初始设计面的状态下，输出所述控制指令，以使所述推土铲的齿尖的高度与所述目标高度的偏差减小，而在所述推土铲的齿尖定位于所述校正设计面的状态下，输出所述控制指令，以使所述推土铲的齿尖的高度与所述校正目标高度的偏差减小。

6.一种推土铲控制装置，其特征在于，具备：

校正设计面生成部，其生成将初始设计面中存在于作业车辆的前方的所述初始设计面之中的第一面和所述初始设计面之中的与所述第一面相连的第二面连接的校正设计面，其中，所述初始设计面表示用所述作业车辆的推土铲进行挖掘的挖掘对象的目标形状，所述第二面的坡度不同于所述第一面的坡度；以及

推土铲控制部，其基于所述校正设计面来输出用于控制所述推土铲的高度的控制指令，

所述第一面朝所述作业车辆的前方向下方倾斜，

所述第二面存在于所述第一面的前方，与所述第一面连接，

所述第二面与表示所述第一面与所述第二面的边界的拐点位置上侧的所述第一面所成的角度α小于180°，

在所述作业车辆的行进方向上，所述校正设计面以将位于距所述拐点位置后方第一距离处的所述第一面的第一部分、与位于距所述拐点位置前方第二距离处的所述第二面的第二部分连接的方式被生成。

7.一种推土铲控制方法，其特征在于，包括：

生成将初始设计面中存在于作业车辆的前方的所述初始设计面之中的第一面和所述初始设计面之中的与所述第一面相连的第二面连接的校正设计面，其中，所述初始设计面表示用所述作业车辆的推土铲进行挖掘的挖掘对象的目标形状，所述第二面的坡度不同于所述第一面的坡度；以及

基于所述校正设计面来输出用于控制所述推土铲的高度的控制指令，

在满足规定的校正条件时生成所述校正设计面，

所述校正条件包含下述条件中的至少一个：所述第一面与所述第二面所成的角度为角度阈值以下；以及进入所述第一面的所述作业车辆的行走速度为速度阈值以上。

Images