CN118140025A - 用于工程机械的自动驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供的是实现对于目标速度的高追随性的自动驾驶系统,该自动驾驶系统包括映射生成部(41)、映射补充部(43)及操作量输出部(55)。映射生成部(41)生成表示作业装置(15)的动作速度(V)与由操作量检测器23检测出的操作量(MV)的关系的映射。映射补充部(43)在映射的操作量(MV)的最大值小于最大操作量的情况下,以使所述最大值达到所述最大操作量的方式,对映射进行补充。操作量输出部(55)基于目标速度和经过补充的映射,生成用于自动驾驶的操作量(MV),并将该操作量(MV)输入至驱动装置(17、19)。
Description
技术领域
本发明涉及用于进行工程机械的自动驾驶的系统。
背景技术
在专利文献1中,记载了用于进行液压工程机械的自动驾驶的装置。所述装置具备模式切换单元,该模式切换单元将驾驶模式切换为教示模式和自动驾驶模式。在所述教示模式下,对液压驱动装置的供应流量按照时间序列被存储。在所述自动驾驶模式下,将按照时间序列被存储的所述供应流量作为目标值,计算用于获得该目标值的控制阀的开度,并将与该开度相关的指令输入至所述控制阀。
所述装置将按照时间序列被存储的所述供应流量作为目标值来计算操作量(在所述文献1中为开度指令),因此,无法将使得实际的供应流量比按照时间序列被存储的量大的操作量输入至控制阀。这使得在工程机械的实际速度低于目标速度的情况下,难以令该实际速度接近于该目标速度,由此,有可能无法按照目标速度来驱动附属装置。在操作量被输入至控制阀以外的要素的情况下,也同样会发生该问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开平11-181820号
发明内容
本发明的目的在于提供用于进行工程机械的自动驾驶的系统,该系统能够使所述工程机械的作业装置的动作的速度更快地追随目标速度。
所提供的是用于进行工程机械的自动驾驶的系统,该工程机械包含机械主体、作业装置、操作部及驱动装置。所述系统包括操作量检测器、速度信息取得器、映射生成部、映射补充部、目标速度生成部及操作量输入部。所述作业装置可进行作业动作地被安装于所述机械主体。所述驱动装置允许操作量输入至该驱动装置,并使所述作业装置对应于该操作量进行所述作业动作。所述操作部允许该操作部被施加用于驱动所述作业装置的作业操作,并将与所述作业操作对应的操作量输入至所述驱动装置。所述操作量检测器检测从所述操作部输入至所述驱动装置的所述操作量。所述速度信息取得器取得与所述作业装置的动作速度相关的速度信息。所述映射生成部基于由所述操作量检测器检测的所述操作量、和由所述速度信息取得器取得的所述速度信息,生成映射。所述映射确定所述操作量与所述作业装置的动作速度的关系。所述映射补充部在由所述映射生成部生成的所述映射所含的所述操作量的最大值小于被预先设定的最大操作量的情况下,以使所述映射的所述操作量的最大值达到所述最大操作量的方式,对所述映射进行补充。所述目标速度生成部生成用于所述工程机械的自动驾驶的所述动作速度的目标值即目标速度。所述操作量输入部基于由所述目标速度生成部生成的所述目标速度、和由所述映射补充部补充后的所述映射,生成用于使所述作业装置以所述目标速度进行所述作业动作的所述操作量,并将所述操作量输入至所述驱动装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的工程机械的侧视图。
图2是表示所述工程机械及用于所述工程机械的自动驾驶的系统的结构要素的方框图。
图3是表示所述工程机械的铲斗的远端的目标轨迹的侧视图。
图4是表示在所述自动驾驶系统中被生成及补充的映射的图。
图5是表示为了生成及补充所述映射而进行的运算控制动作的流程图。
图6是表示为了基于经过补充的所述映射的所述工程机械的自动驾驶而进行的运算控制动作的流程图。
具体实施方式
参照图1~图6说明本发明的较佳实施方式。
图1表示所述实施方式所涉及的工程机械10。
所述工程机械10是用于进行作业的机械,其能够利用图2所示的自动驾驶系统进行所述工程机械10的自动驾驶。所述工程机械10也能够与所述自动驾驶不同地,通过操作员(操作人)的操作而手动地被驾驶。所述工程机械10可由搭乘该工程机械10的操作员操作,也可从工程机械10的外部受到远程操作。所述工程机械10例如是用于进行施工作业的施工机械。图1所示的所述工程机械10是挖掘机。但是,应用本发明所涉及的自动驾驶系统的工程机械也可以是除了挖掘机以外的工程机械例如起重机。
所述工程机械10包括机械主体12、附属装置15、驱动装置及操作部21,所述驱动装置包含图2所示的多个致动器17和驱动控制部19。
所述机械主体12是所述工程机械10的主体。所述机械主体12包含下部行走体11和上部回转体13。
所述下部行走体11能够进行行走动作,其通过所述行走动作,使所述工程机械10在地基上移动。所述下部行走体11包含行走装置例如一对履带。
所述上部回转体13能够回转地被搭载于所述下部行走体11。所述上部回转体13包含驾驶室13a。所述驾驶室13a允许操作人在该驾驶室13a内操作所述工程机械10。
所述附属装置15是能够进行作业动作的作业装置。图1所示的所述附属装置15包含动臂15b、斗杆15c及远端附属装置15d。所述动臂15b以能够相对于所述上部回转体13进行起伏动作即上下方向的转动的方式,被安装于该上部回转体13。所述斗杆15c以能够相对于所述动臂15b向上下方向转动的方式,连结于该动臂15b。所述远端附属装置15d以能够向上下方向转动的方式被安装于所述斗杆15c,并构成所述附属装置15的远端部。图1所示的所述远端附属装置15d是挖取砂土等的铲斗。或者,该远端附属装置15d可以是如抓斗那样夹住物体的装置,也可以是如破碎锤那样进行破碎的装置。所述作业装置即所述附属装置15的任意部位被设定为控制对象部位15e。在图1所示的例子中,所述远端附属装置15d的远端部即所述铲斗的远端被设定为所述控制对象部位15e。所述控制对象部位15e也可以是其他的部位例如所述斗杆15c的远端部。
所述附属装置15能够进行多种动作作为所述作业动作。所述多种动作包含所述动臂15b相对于所述上部回转体13的转动,详细而言,包含升动臂动作及降动臂动作。所述升动臂动作是所述动臂15b相对于所述上部回转体13向上(在图1中为顺时针方向)的转动,所述降动臂动作是所述动臂15b相对于所述上部回转体13向下(在图1中为逆时针方向)的转动。所述多种动作包含所述斗杆15c相对于所述动臂15b的上下方向的转动,详细而言,包含收斗杆动作及推斗杆动作。所述收斗杆动作是所述斗杆15c的远端部靠近所述动臂15b的方向(在图1中为逆时针方向)上的该斗杆15c相对于该动臂15b的转动,所述推斗杆动作是所述斗杆15c的远端部靠近所述动臂15b的方向(在图1中为顺指针方向)上的该斗杆15c相对于该动臂15b的转动。所述多个动作包含所述远端附属装置15d相对于所述斗杆15c的上下方向的转动动作,详细而言,包含远端附属装置第一动作及远端附属装置第二动作。所述远端附属装置第一动作是所述远端附属装置15d的远端靠近所述斗杆15c的方向(在图1中为逆时针方向)上的该远端附属装置15d相对于该斗杆15c的转动,所述远端附属装置第二动作是所述远端附属装置15d的远端远离所述斗杆15c的方向(在图1中为逆时针方向)上的该远端附属装置15d相对于该斗杆15c的转动。图1所例示的所述远端附属装置15d是所述铲斗,因此,所述远端附属装置第一动作及所述远端附属装置第二动作分别被称为铲斗挖掘动作及铲斗排土动作。所述多种动作包含相对于所述下部行走体11与所述上部回转体13一体地回转的回转动作,详细而言,包含右回转动作及左回转动作。
所述驱动装置允许操作量MV输入至该驱动装置,并以使所述附属装置15进行与该输入的操作量MV对应的动作的方式,驱动该附属装置15。
所述多个致动器17被配置于所述工程机械10的适当部位,并以使所述附属装置15分别进行所述多种动作的方式,由从所述驱动控制部19供应的驱动能量驱动。本实施方式所涉及的所述驱动装置包含多个液压致动器即图1所示的回转马达17a、动臂工作缸17b、斗杆工作缸17c及远端附属装置工作缸17d作为所述多个致动器17,这些液压致动器接受工作油的供应而受到驱动。
所述回转马达17a是液压马达,其通过使所述上部回转体13相对于所述下部行走体11回转而使所述附属装置15进行所述回转动作。或者,所述回转马达17a也可以是接受电力的供应而受到驱动的电动马达。
所述动臂工作缸17b、所述斗杆工作缸17c及所述远端附属装置工作缸17d各自是液压工作缸。所述动臂工作缸17b以使所述动臂15b相对于所述上部回转体13进行所述起伏动作的方式,进行伸缩动作。所述斗杆工作缸17c以使所述斗杆15c相对于所述动臂15b向上下方向转动的方式,进行伸缩动作。所述远端附属装置工作缸17d以使所述远端附属装置15d相对于所述斗杆15c向上下方向转动的方式,进行伸缩动作。在所述远端附属装置15d例如像夹住物体的装置等那样包含可动部位的情况下,所述驱动装置还可包含用于驱动所述可动部位的致动器。
所述驱动控制部19对所述多个致动器17供应驱动能量(在本实施方式中供应工作油)而驱动所述多个致动器17,并且以使所述附属装置15进行与被输入至该驱动控制部19的所述操作量MV对应的动作的方式,控制所述多个致动器17的运动。即,所述驱动控制部19基于被输入至该驱动控制部19的所述操作量MV,控制所述多个致动器17对于所述附属装置15的驱动。图1所例示的所述驱动控制部19包含用于对所述多个致动器(液压致动器)17供应工作油的液压回路。在所述多个致动器17包含电动致动器的情况下,所述驱动控制部19也可包含用于对所述电动致动器供应电力的电路。所述驱动控制部19通过分别使所述多个致动器17的动作的方向及速度发生变化,控制所述附属装置15的动作。
图2所例示的所述驱动控制部19包含液压泵19a和多个控制阀19c。
所述液压泵19a喷出用于驱动所述多个致动器17的工作油。
所述多个控制阀19c分别位于所述液压泵19a与所述多个致动器17之间。所述多个控制阀19c各自以控制所述多个致动器17中的对应的致动器17的动作的方向及速度的方式,进行打开动作。具体而言,所述控制阀19c由先导操作式的液压切换阀构成,其因接受先导压的输入作为所述操作量MV而以与该先导压对应的行程打开,由此,使从所述液压泵19a供应至所述致动器17的工作油的方向及流量对应于所述操作量MV。
所述操作部21允许操作员对该操作部21施加多种作业操作。所述多种作业操作是用于使所述工程机械10分别进行所述多种动作的操作。如图1所示,所述操作部21也可被设置在所述驾驶室13a内。或者,所述操作部21也可被设置在所述工程机械10的外部,并能够进行远程操作。
所述操作部21包含分别被施加所述多种作业操作的多个操作器。所述多个操作器各自包含作业操作部件和操作量生成部。对所述作业操作部件施加所述多种作业操作中的对应的作业操作。所述作业操作部件例如也可以是操作杆、操作踏板、触摸屏、按键中的任何作业操作部件。所述操作量生成部生成与对所述作业操作部件施加的所述作业操作的方向及大小对应的操作量MV即驱动指令,并将该驱动指令输入至所述驱动控制部19。本实施方式所涉及的所述多个操作器各自的所述操作量生成部由位于未图示的先导液压源(例如先导泵)与所述多个控制阀19c中的对应于相关操作器的控制阀19c之间的先导阀构成,且以与所述作业操作的大小对应的开度打开,以将与所述作业操作的方向及大小对应的先导压作为所述操作量MV即所述驱动指令输入至所述控制阀19c。
所述操作量MV并不限定于所述先导压(液压)。例如,在所述多个致动器17包含电动致动器的情况下,所述操作量MV也可以是被输入至相关该电动致动器的电信号(例如电流值)。分别针对所述附属装置15的所述多种动作,生成所述操作量MV。在本实施方式中,所述操作部21所含的所述多个操作器分别对应于所述右回转动作、所述左回转动作、所述升动臂动作、所述降动臂动作、所述收斗杆动作、所述推斗杆动作、所述远端附属装置第一动作及所述远端附属装置第二动作,所述多个操作器各自生成与所述多种动作分别对应的先导压作为所述操作量MV即驱动指令,并将该驱动指令输入至所述控制阀19c。
所述操作量MV具有图4所示的从最小操作量MVmin到最大操作量MVmax为止的有效范围。即使不足所述最小操作量MVmin的所述操作量MV被输入至所述控制阀19c,与该控制阀19c对应的所述致动器17也不会驱动,由此,不会进行所述附属装置15的所述多种动作中的对应于所述致动器17的动作(例如升动臂动作)。所述最大操作量MVmax是从所述操作部21输入至所述驱动控制部19的所述操作量MV的最大值。例如,在所述操作量MV为先导压的情况下,所述最大操作量MVmax是能够被输入至所述控制阀19c的最大先导压(例如3MPa)。由于该最大操作量MVmax的输入,所述控制阀19c的开度及从该控制阀19c供应至所述致动器17的工作油的流量均达到最大,所述致动器17以最大速度驱动被连结于该致动器17的可动部位。
所述自动驾驶系统是通过与所述操作部21不同地生成操作量MV并将其输入至所述驱动装置,执行所述工程机械10的自动驾驶的系统。具体而言,所述自动驾驶系统包括图2所示的操作量检测器23、姿势检测器25、控制器30及未图示的电磁阀。
所述操作量检测器23检测从所述操作部21输入至所述驱动装置(在本实施方式中为所述驱动控制部19)的所述操作量MV。本实施方式所涉及的所述操作量检测器23包含分别检测从所述多个操作器输入至所述多个控制阀19c的所述操作量MV即所述先导压的多个操作量传感器,所述多个操作量传感器各自是压力传感器。在所述操作量MV为电信号的方式中,所述操作量检测器23可包含检测电信号的传感器例如电流传感器,也可包含于所述控制器30。
所述操作量检测器23所含的所述多个操作量传感器检测与所述附属装置15的所述多种动作分别对应的多个操作量MV。具体而言,所述多个操作量传感器包含图2所示的右回转操作量传感器23a1、左回转操作量传感器23a2、升动臂操作量传感器23b1、降动臂操作量传感器23b2、收斗杆操作量传感器23c1、推斗杆操作量传感器23c2、远端附属装置第一操作量传感器23d1及远端附属装置第二操作量传感器23d2。
所述操作量检测器23、所述姿势检测器25及所述控制器30可分别被搭载于所述工程机械10,也可被配置于所述工程机械10的外部。
所述姿势检测器25检测与所述附属装置15的姿势相关的物理量,其作为速度信息取得部而发挥功能,该速度信息取得部取得与所述附属装置15的动作的速度即动作速度相关的速度信息。所述姿势检测器25可检测与所述附属装置15的姿势直接关联的物理量例如所述附属装置15的特定部位的角度、位置,也可检测所述附属装置15的所述特定部位的速度或角速度。换句话说,所述姿势检测器25可直接检测所述附属装置15的动作的速度,也可检测用于间接地取得所述附属装置15的速度的信息例如姿势及加速度(或者角加速度)中的至少一者。
本实施方式所涉及的所述姿势检测器25包含与所述附属装置15的动作对应的多个传感器,即图2所示的回转传感器25a、动臂传感器25b、斗杆传感器25c及远端附属装置传感器25d。
所述回转传感器25a检测与回转姿势相关的物理量,该回转姿势是图1所示的所述上部回转体13相对于所述下部行走体11的姿势,即回转方向上的姿势。所述回转传感器25a例如是检测所述上部回转体13相对于所述下部行走体11的回转角度的角度传感器,该角度传感器例如能够被安装于回转轴或回转支撑部。
所述动臂传感器25b检测与所述动臂15b的姿势相关的物理量。所述动臂传感器25b例如是检测所述动臂15b相对于所述上部回转体13的转动角度(起伏角度)的角度传感器(例如旋转编码器),该角度传感器能够被安装于所述动臂15b的转动支承轴即动臂脚销或支撑该动臂15b的部分。
所述斗杆传感器25c是检测与所述斗杆15c的姿势相关的物理量的传感器,其例如是检测所述斗杆15c相对于所述动臂15b的转动角度的角度传感器。同样地,所述远端附属装置传感器25d是检测与所述远端附属装置15d的姿势相关的物理量的传感器,其例如是检测所述远端附属装置15d相对于所述斗杆15c的转动角度的角度传感器。
或者,所述动臂传感器25b、所述斗杆传感器25c及所述铲斗传感器25d也可包含检测所述动臂15b、所述斗杆15c及所述远端附属装置15d各自相对于水平面的角度即倾斜角度的倾斜传感器(例如陀螺仪传感器、加速度传感器、惯性测量装置)。
或者,所述动臂传感器25b、所述斗杆传感器25c及所述远端附属装置传感器25d也可以是分别检测所述动臂工作缸17b的行程、所述斗杆工作缸17c的行程及所述远端附属装置工作缸17d的行程的行程传感器。
或者,所述回转传感器25a、所述动臂传感器25b、所述斗杆传感器25c及所述远端附属装置传感器25d也可基于二维图像及距离图像中的至少一个图像,检测与所述上部回转体13、所述动臂15b、所述斗杆15c及所述远端附属装置15d的姿势相关的物理量(包含动作速度)。
所述控制器30是基于由所述操作量检测器23及所述姿势检测器25取得的信息,进行用于所述工程机械10的自动驾驶的运算控制动作的装置,其例如由电脑构成,该电脑包含进行信号的输入输出的接口、进行运算处理的运算部、存储信息的存储部。例如,由所述运算部执行所述存储部所存储的程序,由此,实现所述控制器30的功能。具体而言,图2所示的所述控制器30包含映射生成部41、映射补充部43、映射存储部45、作业计划设定部51、目标速度生成部53及操作量计算部55,所述操作量计算部55与未图示的所述电磁阀一起构成操作量输入部。
所述映射生成部41基于由所述操作量检测器23检测出的所述操作量MV即因操作员的手动操作而从所述操作部21输入至所述驱动控制部19的手动操作量MVm、和由所述姿势检测器25取得的所述速度信息,生成例如图4所示的映射(map)M。所述映射M确定根据所述速度信息获得的动作速度V即所述附属装置15的动作(在本实施方式中为所述多种动作各自)的速度、与由所述操作量检测器23检测出的所述操作量MV的关系。所述映射补充部43在需要对所述映射M进行补充的情况下,进行该补充。需要所述补充的情况及所述补充的具体内容将在下文中详述。所述映射存储部45存储所述映射M。在所述映射补充部43未进行所述补充的情况下,该映射存储部45所存储的所述映射M是由所述映射生成部41生成的映射,在所述映射补充部43进行了所述补充的情况下,该映射存储部45所存储的所述映射M是进行了该补充后的映射。
所述作业计划设定部51设定所述工程机械10的作业计划。所述作业计划是成为所述工程机械10的作业动作的目标的信息。在本实施方式中,所述作业计划包含与所述控制对象部位15e(在图3所示的例子中为所述铲斗的远端)的目标轨迹T相关的信息。与所述目标轨迹T相关的信息包含该目标轨迹T所含的所述控制对象部位15e的多个目标点的位置(坐标)、和与所述多个目标点的顺序相关的信息。与所述目标轨迹T相关的信息也可包含所述上部回转体13的回转角度的信息、与从所述上部回转体13相对于所述下部行走体11的回转中心到所述控制对象部位15e为止的距离即作业半径相关的信息、以及与所述控制对象部位15e的高度相关的信息中的至少一个信息作为所述多个目标点的位置的信息。与所述目标轨迹T相关的信息也可包含所述多个目标点中的相互邻接的目标点彼此之间的所述控制对象部位15e的移动时间、或与该移动时间对应的参数。
本实施方式所涉及的所述作业计划设定部51所设定的所述作业计划包含多个作业阶段F。所述多个作业阶段F各自包含与所述目标轨迹T相关的信息。在图3所示的作业计划中,所述多个作业阶段F包含一系列的阶段即捕获阶段F1、抬升回转阶段F2、释放阶段F3及复位回转阶段F4,所述一系列的阶段F1~F4构成一次循环。
所述捕获阶段F1是与由所述远端附属装置15d捕获作业对象物的动作相当的阶段。所述作业对象物不受限定,例如也可以是土、木材、金属及废弃物中的任一者。与所述捕获阶段F1对应的动作例如是挖掘砂土堆的砂土的动作。
所述抬升回转阶段F2相当于在所述远端附属装置15d捕获了作业对象物的状态下,所述控制对象部位15e从捕获了该作业对象物的捕获位置移动至释放该作业对象物的释放位置的抬升回转动作。所述抬升回转动作是至少包含所述升动臂动作或降动臂动作和所述回转动作并同时进行这些动作的复合动作。
所述释放阶段F3相当于远端附属装置15d在所述释放位置释放所述作业对象物的释放动作。所述释放动作例如是对图3所示的运输车辆D的货台等进行排土的动作,其包含所述远端附属装置15d的旋转动作。
所述复位回转阶段F4相当于所述控制对象部位15e从所述释放位置移动至所述远端附属装置15d接着捕获作业对象物的位置的复位回转动作。所述复位回转动作是至少包含所述升动臂动作或降动臂动作和所述回转动作并同时进行这些动作的复合动作。
本实施方式所涉及的所述作业计划设定部51所设定的所述作业计划包含多次(例如10次)的循环。所述作业计划设定部51例如也可按循环设定不同的目标轨迹T。所述作业计划设定部51例如也可以使所述多次的循环中的作业对象物的目标捕获位置彼此不同的方式,设定所述作业计划。所述作业计划设定部51例如也可以使所述多次的循环中的作业对象物的目标释放位置彼此不同的方式,设定所述作业计划。所述作业计划设定部51例如也可以在满足预定的结束条件时,结束一系列的循环的方式,设定作业计划。所述结束条件例如是指存在于作业对象物聚集的场所(例如砂土坑S等)的作业对象物的量已达到规定值以下;所进行的循环的次数已达到规定次数。所述作业计划设定部51还可以在一个循环结束后,满足预定的重新开始条件时,使下一次的循环开始的方式,设定所述作业计划。所述重新开始条件例如是指对作业对象物聚集的场所(砂土坑S等)补充了规定量以上的作业对象物。
所述作业计划设定部51可基于由操作员执行的示教来设定作业计划,也可基于除了该示教以外的方法(例如由操作员进行的数值输入等)来设定作业计划。所述示教例如包含如下内容:(i)操作员搭乘所述工程机械10并对所述操作部21施加作业操作,或者(ii)操作员对被设置于所述工程机械10的外部的所述操作部21施加作业操作(即通过远程操作),通过手动操作,使所述控制对象部位15e沿着与希望的目标轨迹T对应的轨迹移动。所述作业计划设定部51将以所述方式通过手动使所述控制对象部位15e移动而成的轨迹设定为所述目标轨迹T。
所述目标速度生成部53例如通过运算,生成进行所述工程机械10的自动驾驶时的目标速度,即所述附属装置15的动作速度的目标值。本实施方式所涉及的所述目标速度生成部53生成与所述附属装置15的所述多种动作分别对应的多个目标速度。具体而言,所述目标速度生成部53以使所述工程机械10根据由所述作业计划设定部51设定的所述作业计划而自动驾驶的方式,即,以使所述附属装置15进行与所述作业计划对应的动作的方式,生成所述多个目标速度。所述目标速度生成部53以使所述控制对象部位15e沿着所述目标轨迹T移动的方式,生成所述目标速度。
所述操作量计算部55计算用于使所述附属装置15以由所述目标速度生成部53生成的所述目标速度分别进行所述多种动作的操作量MV,即自动驾驶操作量MVa。具体而言,所述操作量计算部55基于由所述目标速度生成部53生成的所述目标速度、和由所述映射补充部43补充后的映射M(在未进行该补充的情况下为由所述映射生成部41生成的映射M),计算用于使所述附属装置15以所述目标速度进行所述作业动作的操作量MV(自动驾驶操作量MVa)。而且,所述操作量计算部55生成将所述操作量MV输入至所述驱动控制部19所需的电信号即操作量指令信号,并将该操作量指令信号分别输入至所述多个电磁阀。
所述多个电磁阀分别位于未图示的所述先导液压源与所述多个控制阀19c之间,并与所述操作量计算部55一起构成操作量输入部。所述多个电磁阀各自允许所述操作量指令信号从所述操作量计算部55输入至相关电磁阀,所述多个电磁阀各自打开,以允许与该输入的操作量指令信号对应的先导压即所述自动驾驶操作量MV输入至所述控制阀19c。所述电磁阀只要是根据所输入的电信号,使该电磁阀的二次压即应被输入至所述控制阀19c的先导压发生变化的电磁阀即可,所述电磁阀可以是电磁比例减压阀,也可以是电磁比例反比例阀。
接着,一并参照图5及图6的流程图,说明由所述自动驾驶系统执行的用于自动驾驶的动作。所述用于自动驾驶的动作包含图5所示的动作即(A)用于映射M的生成及补充的动作、和图6所示的动作即(B)用于实际进行所述工程机械10的自动驾驶的动作。
(A)用于映射M的生成及补充的动作
为了生成所述映射M,由操作员进行手动操作(图5的步骤S11)。具体而言,由操作员对所述操作部21所含的所述多个操作器中的必需的操作器分别施加作业操作。对所述操作部21施加的所述作业操作可以是仅为了生成所述映射M而进行的操作,也可以是用于设定作业计划的示教操作。被施加了所述作业操作的所述操作部21将与该作业操作对应的操作量MV(在本实施方式中为先导压)输入至所述驱动装置(在本实施方式中为驱动控制部19的各个控制阀19c)。接受了该操作量MV的输入的所述驱动装置以使附属装置15进行与该操作量MV对应的动作的方式,驱动该附属装置15。具体而言,在本实施方式中,所述操作量MV即先导压被分别输入至所述驱动控制部19的多个控制阀19c,相关控制阀19c以与该先导压对应的开度打开,允许工作油以与所述先导压对应的流量,被供应至所述多个致动器17中的连接于相关控制阀19c的致动器17。
另一方面,所述操作量检测器23检测从所述操作部21输入至所述驱动控制部19的所述操作量MV(在本实施方式中为先导压)。另外,所述姿势检测器25检测与所述附属装置15的姿势相关的物理量,即,检测该附属装置15的各个动作的速度即动作速度V,例如所述多个致动器17各自的动作速度。
所述控制器30的所述映射生成部41生成映射M,该映射M表示在所述手动操作中由所述操作量检测器23检测出的操作量MV即所述手动操作量MVm、与根据在该操作量MV被检测出时由所述姿势检测器25检测出的信息取得的所述动作速度V的关系。
所述映射生成部41优选生成与图3所示的所述附属装置15的多种动作(例如升动臂动作、降动臂动作)分别对应且彼此不同的多个映射M。即,所述映射生成部41优选分别针对所述多种动作生成所述映射M。
另外,所述映射生成部41优选生成与所述工程机械10的多个作业状况分别对应且彼此不同的映射M。即,所述映射生成部41优选分别针对所述多个作业状况,生成所述映射M。在所述工程机械10的作业状况的例子中,包含所述作业阶段F、所述循环及其他的负荷状态(作用于附属装置15的负荷的状态)。
另外,所述映射生成部41优选生成与所述多个作业阶段F分别对应且彼此不同的映射M。即,所述映射生成部41优选分别针对所述多个作业阶段F,生成所述映射M。其理由例如如下所述。
[1负荷状态]在着眼于所述附属装置15中的例如动臂15b的情况下,作用于所述动臂15b的负荷的状态根据所述作业阶段F而不同。其结果,即使是相同的动臂15b的作业动作(例如升动臂动作),有时所述操作量MV与所述动作速度V的关系也会根据所述作业阶段F而改变。对于除了所述升动臂动作以外的作业动作也相同。因此,所述映射生成部41优选生成与所述多个作业阶段F分别对应且彼此不同的多个映射M。
[2复合动作]根据所述作业阶段F进行彼此不同的复合动作。所述复合动作同时进行从所述附属装置15的所述多种动作中选择的多个动作(例如所述升动臂动作及所述收斗杆动作)。在所述复合动作中,从所述液压泵19a喷出的工作油被分配给与所述多个动作分别对应的多个致动器(在本实施方式中为液压致动器)17。因此,有时与相同的动作(例如升动臂动作)及相同的操作量MV对应的所述动作速度V会根据所述作业阶段F而改变。在所述动作为除了所述升动臂动作以外的动作的情况下,也相同。另外,在所述多个致动器17为多个电动致动器的情况下,有限的电力也会被分配给所述多个电动致动器。因此,所述映射生成部41优选生成与所述多个作业阶段F分别对应且彼此不同的多个映射M。
以下的表1表示由所述映射生成部41生成的多个映射M,即,与所述多种动作及所述多个阶段F分别对应的多个映射M的具体例。
[表1]
所述映射生成部41优选生成与各自由所述一系列的作业阶段F构成的多个循环分别对应且彼此不同的多个映射M。即,所述映射生成部41优选分别针对所述多个循环,生成所述映射M。例如,有时分别对所述多个循环设定的所述目标轨迹T彼此不同,由此,分别在所述多个循环中作用于所述附属装置15的负荷的状态彼此不同。这会产生如下可能性,即,对于相同的动作(例如升动臂动作)及相同的作业阶段F,所述操作量MV与所述动作速度V的关系按所述循环而不同。这对于除了所述升动臂动作以外的作业动作也相同。因此,所述映射生成部41优选生成与各自由所述一系列的作业阶段F构成的所述多个循环分别对应且彼此不同的多个映射M。
与作用于所述附属装置15的负荷相关的多个状态不限于由所述作业阶段F或所述循环引起的状态。所述映射生成部41例如也可根据由所述附属装置15捕获的捕获对象物的状态(例如,质量、大小),生成彼此不同的多个映射M。
或者,所述映射生成部41也可在存在多个状况的情况下,生成与所述多个状况分别对应且彼此不同的多个映射M,所述多个状况是由于与作用于附属装置15的负荷不同的原因,所述操作量MV与所述动作速度V的关系变得彼此不同的状况。即,所述映射生成部41优选分别针对所述多个状况,生成所述映射M。
在以所述方式生成的所述映射M所含的所述操作量MV的最大值小于被预先设定的最大操作量MVmax的情况下(步骤S13为“是”),所述控制器30的所述映射补充部43以使所述映射M的所述操作量MV的最大值达到所述最大操作量MVmax的方式,对所述映射M进行补充(步骤S14)。详细而言,如下所述。
所述映射生成部41基于在通过所述手动操作对所述操作部21施加作业操作时被输入至所述驱动控制部19的所述操作量MV和所述动作速度V,生成确定所述操作量MV与所述动作速度V的关系的映射M(步骤S11),但有时在该手动操作中,未对所述操作部21施加大小与所述最大操作量MVmax相当的作业操作。例如,如图4所示,有时在所述手动操作中取得的操作量(手动操作量)MVm的最大值即最大取得操作量MV1不足所述最大操作量MVmax。在此情况下,在所述操作量MV比所述最大取得操作量MV1大的区域中,即,在动作速度V比与所述最大取得操作量MV1对应的动作速度即最大取得速度V1大的区域中,所述操作量检测器23及所述姿势检测器25无法取得所述操作量MV及所述动作速度V。即,在所述操作量MV1及所述动作速度比能够因所述手动操作而生成的已生成映射部分M1大的一侧(图4中的右侧及上侧),由于所述手动操作,产生无法取得用于生成所述映射M的操作量MV及动作速度V的区域即非取得区域。
所述非取得区域的存在例如会产生如下所述的问题。在后述的所述工程机械10自动驾驶时,所述控制器30的所述目标速度生成部53有时会生成比所述最大取得速度V1大的目标速度作为用于所述自动驾驶的目标速度Vt。例如,当在进行图3所示的所述工程机械10的自动驾驶时,施加了比在进行所述手动操作(步骤S11)时对所述附属装置15施加的负荷的最大值大的负荷的情况下,有可能会生成比所述最大取得速度V1大的目标速度Vt。但是,与比所述最大取得速度V1大的目标速度Vt对应的操作量MV(即,比最大取得操作量MV1大的操作量MV)并不包含于所述已生成映射部分M1。即,所述已生成映射部分M1无法提供用于使所述附属装置15以比所述最大取得速度V1大的速度进行所述作业动作的目标速度。因此,所述工程机械10尽管具有以比所述最大取得速度V1大的动作速度V(例如最大速度Vmax)驱动所述附属装置15的能力,但仅依靠所述已生成映射部分M1,无法执行使所述附属装置15以比所述最大取得速度V1大的动作速度V进行作业动作的控制。这使得例如在相对于根据图3所示的目标轨迹T确定的所述控制对象部位15e的位置(目标位置),实际的所述控制对象部位15e的位置已延迟的情况下,难以弥补该延迟。
为了消除此种因存在所述非取得区域而导致的问题点,只要在所述手动操作(步骤S11)中,由操作员对所述操作部21施加大小与所述最大操作量MVmax相当的作业操作即可,但这会产生如下所述的其他问题。例如,在基于以作业计划的设定等为目的的示教的结果来生成所述映射M的情况下,操作员需要对所述操作部21施加与该示教不同的用于生成使所述最大取得操作量MV1达到所述最大操作量Pmax的映射M的特殊操作,即比所述示教所需的作业操作的最大值大的作业操作。这会增大所述操作员的作业负担。另外,为了生成使所述最大取得操作量MV1达到所述最大操作量MVmax的映射M而施加的操作,即大小与所述最大操作量MVmax相当的作业操作会使所述附属装置15产生所述最大速度Vmax的高速动作。这样,在手动操作中,所述附属装置15会以过快的动作速度进行作业动作,这使得操作员需要留意不让该附属装置15与周围的物体接触,从而会增大操作员的作业负担。而且,会迫使倾向于较少进行大小与所述最大操作量MVmax相当的作业操作的操作员(倾向于进行较低速度的作业的操作员)进行不习惯的作业操作。
为了消除如上所述的问题点,除了所述已生成映射部分M1之外,所述映射补充部43还在所述非取得区域中填补新增映射部分M2,由此,对映射M整体进行补充。详细而言,所述映射补充部43在所述已生成映射部分M1中的所述操作量MV的最大值即所述最大取得操作量MV1未达到被预先设定的所述最大操作量MVmax的情况下(步骤S13为“是”),生成所述新增映射部分M2对映射M进行补充(步骤S14)。即,所述映射补充部43以使映射M所含的操作量MV的最大值达到所述最大操作量MVmax的方式,对映射M进行补充。另一方面,在所述最大取得操作量MV1已达到所述最大操作量MVmax的情况下(步骤S13为“否”),所述映射补充部43不对所述映射M进行补充,由此,继续维持由所述映射生成部41生成的映射M。
所述映射补充部43优选在由所述映射生成部41生成多个映射M的情况下,分别对所述多个映射M进行补充。例如,在所述映射生成部41对应于所述附属装置15的所述多种动作而生成了彼此不同的多个映射M的情况下,所述映射补充部43优选分别对与所述多种动作分别对应的所述多个映射M进行补充。另外,在所述映射生成部41生成了与所述多个作业阶段F分别对应的多个映射M的情况下,所述映射补充部43优选分别对与所述多个作业阶段F分别对应的所述多个映射M进行补充。另外,在所述映射生成部41生成了与各自由一系列的所述作业阶段F构成的多个循环分别对应的多个映射M的情况下,所述映射补充部43优选分别对与所述多个循环分别对应的所述多个映射M进行补充。
由所述映射补充部43进行的补充的具体方法并无限定,在本实施方式中,制作所述新增映射部分M2的具体方法并无限定。该新增映射部分M2可以是(1)基于被预先设定的(例如控制器30所存储的)所述最大速度Vmax的信息而制作的新增映射部分,也可以是(2)根据所述已生成映射部分M1估计出的新增映射部分。详细而言,如下所述。
(1)基于最大速度Vmax来制作新增映射部分M2
能够基于与所述最大操作量MVmax对应的动作速度V即所述最大速度Vmax的信息,制作所述新增映射部分M2。该信息是对所述映射M进行补充之前所设定的信息,且例如是所述控制器30所预先存储的信息。
所述最大速度Vmax的信息例如也可包含于如图4所示的基础映射BM。所述基础映射BM是作为所述映射M的基础而被预先准备的映射,且例如是所述控制器30所预先存储的映射。所述基础映射BM是在从最小操作量MVmin到最大操作量MVmax为止的整个区域中,确定所述操作量MV与所述动作速度V的关系的映射。图4所例示的所述基础映射BM确定了由具有一定斜率的直线给出的关系作为所述关系。或者,该基础映射BM也可以是由曲线给出的映射。
所述基础映射BM可在所述工程机械10交付前(例如制造时)被设定,也可在所述工程机械10在新的作业现场开始作业时,由操作员等设定。或者,还可在用于生成所述映射M的示教之前,进行用于生成所述基础映射BM的示教。
与所述映射M同样地,也可根据所述工程机械10(参照图1)的各种状态,设定多个基础映射BM。例如,可设定与所述附属装置15的所述多种动作对应的多个基础映射BM,也可设定与作用于所述附属装置15的负荷的多个状态分别对应的多个基础映射BM。
在进行用于根据所述工程机械10的多个状态生成所述多个映射M的示教的情况下,与该工程机械10的状态对应的多个基础映射BM被用于分别对所述多个映射M进行补充。例如,优选在进行用于分别生成所述多个映射M的示教时,检测作用于附属装置15的负荷状态,由所述映射补充部43挑选所述多个基础映射BM中的与检测出的负荷状态对应(例如与该负荷状态相同或相近)的基础映射BM,并基于该挑选出的基础映射BM对所述映射M进行补充。
所述映射补充部43不变更所述已生成映射部分M1(例如,以使示教结果直接反映于映射M的方式),针对所述操作量MV比所述最大取得操作量MV1大的区域,生成所述新增映射部分M2。具体而言,所述映射补充部43基于在所述基础映射BM的末端确定的所述最大操作量MVmax与所述最大速度Vmax的关系,生成所述新增映射部分M2,即对所述映射M进行补充。所述映射补充部43例如可如图4所示,将在所述基础映射BM中确定的所述最大速度Vmax直接设定为与补充后的映射M的所述最大操作量MVmax对应的动作速度(最大速度Vmax),也可基于所述基础映射BM的斜率即所述操作量MV相对于所述动作速度V的增加率,将映射M从所述已生成映射部分M1延长至所述最大操作量MVmax为止,由此,对该映射M进行补充。此外,也可随着生成所述新增映射部分M2,对所述已生成映射部分M1进行微小修正。
不限于基于所述基础映射BM来设定与所述最大操作量MVmax对应的所述最大速度Vmax。例如,也可仅将与所述最大操作量MVmax对应的所述最大速度Vmax的值预先(在对所述映射M进行补充之前)存储于所述控制器30。另外,也可对应于所述工程机械10的多个状态,设定与所述最大操作量MVmax对应的多个最大速度Vmax。所述映射补充部43例如也可挑选对应于所述最大操作量MVmax而准备的多个最大速度Vmax中的、与进行用于设定所述映射M的示教时所取得的所述工程机械10的状态对应的最大速度Vmax,并基于该挑选出的最大速度Vmax对所述映射M进行补充。
(2)根据已生成映射部分M1进行估计
所述映射补充部43也可根据所述已生成映射部分M1来估计所述新增映射部分M2,由此,对所述映射M进行补充。例如,所述映射补充部43也可通过将所述已生成映射部分M1延长来生成所述新增映射部分M2。所述延长例如能够基于所述已生成映射部分M1中的表示所述动作速度V与所述操作量MV的关系的图表(graph)的末端部分的斜率,即该末端部分的所述操作量MV相对于所述动作速度V的增加率。所述末端部分是所述图表中的靠近所述最大操作量MVmax的一侧(图4中的右侧)的端部。例如,所述末端部分的斜率也可以是(a)所述已生成映射部分M1的末端即与所述最大取得速度V1相当的部分(与所述最大取得操作量MV1相当的部分)处的斜率、(b)所述已生成映射部分M1中的从比所述最大取得速度V1小规定值的速度V到该最大取得速度V1为止的区域中的斜率的平均值、以及(c)所述已生成映射部分M1中的从比所述最大取得操作量MV1小规定值的操作量MV1到所述最大取得操作量MV1为止的区域中的斜率的平均值中的任一者。另外,由所述映射补充部43生成的所述新增映射部分M2可以是具有基于所述已生成映射部分M1而被设定的所述“斜率”的直线,也可以是基于该“斜率”而被计算出的线(例如直线或曲线)。或者,也可基于所述已生成映射部分M1整体的斜率的平均值,生成所述新增映射部分M2。
所述映射补充部43对所述映射M进行补充的具体方法并不限定于所述方法。例如,所述映射补充部43也可基于所述基础映射BM和所述已生成映射部分M1的图表的斜率这两者,对所述映射M进行补充。
(B)用于进行工程机械10的自动驾驶的动作
接着,参照图6的流程图,说明为了所述工程机械10的自动驾驶而被执行的运算控制动作。
所述控制器30的所述目标速度生成部53以使所述工程机械10根据由所述作业计划设定部51设定的所述作业计划进行所述多种动作的方式,生成目标速度Vt(步骤S21)。详细而言,所述目标速度生成部53生成与所述附属装置15的所述多种动作(例如升动臂动作、降动臂动作)分别对应的多个目标速度Vt。所述目标速度生成部53将以所述方式生成的目标速度输入至(指示给)所述操作量计算部55。
所述操作量计算部55从所述映射存储部45,读取该映射存储部45所存储的所述多个映射M中的与当前的工程机械10的作业状况对应的映射M(步骤S22)。所述操作量计算部55例如读取与所述附属装置15的所述多种动作分别对应的多个映射M。此外,所述操作量计算部55所应读取的映射M的例子包含与当前的附属装置15的负荷状态对应的映射M、与当前的作业阶段F对应的映射M、以及与当前的循环对应的映射M。
所述操作量计算部55基于从所述映射存储部45读取的所述映射M,计算(决定)与由所述目标速度生成部53生成的所述目标速度Vt对应的操作量MV即自动驾驶操作量MVa(步骤S23)。例如根据图4所示的映射M,在由所述目标速度生成部53生成的所述目标速度Vt为所述最大取得速度V1以下的情况下,所述操作量计算部55基于所述已生成映射部分M1,计算与所述目标速度Vt对应的操作量MV,在所述目标速度Vt大于所述最大取得速度V1的情况下,所述操作量计算部55基于由所述映射补充部43新增的所述新增映射部分M2,计算与所述目标速度Vt对应的所述操作量MV。
所述操作量计算部55生成用于获得以所述方式决定的所述操作量MV(在本实施方式中为先导压)的操作量指令信号,并将该操作量指令信号输入至未图示的所述电磁阀(步骤S24)。该电磁阀对应于所述操作量指令信号而打开,以允许所述先导压输入至所述驱动控制部19。所述驱动控制部19基于所输入的所述先导压即所述操作量MV(自动驾驶操作量MVa),使所述多个致动器17中的对应于所述操作量MV的致动器17的运动发生变化。这样,基于由所述目标速度生成部53生成的所述目标速度Vt的所述工程机械10的自动驾驶被执行。在所述致动器17为电动致动器的情况下,与所述操作量MV相当的电信号(指令信号)可从所述操作量计算部55直接输入至所述电动致动器,也可输入至对该电动致动器的运动进行控制的电路。
所述映射补充部43对于所述映射M的补充能够提高所述自动驾驶中的动作速度V对于所述目标速度Vt的追随性。例如,设想如下情况,即,由于作用于所述附属装置15的负荷大,实际的控制对象部位15e的动作速度V比所述控制对象部位15e的目标速度Vt慢,相对于该控制对象部位15e在某个时间点的目标位置,实际的控制对象部位15e的位置发生偏移(延迟)。在此情况下,所述目标速度生成部53虽生成弥补所述延迟的高目标速度Vt,但在该目标速度Vt大于图4所示的所述最大取得速度V1的情况下,仅依靠所述已生成映射部分M1,所述操作量计算部55无法计算与所述目标速度Vt对应的操作量MV。即,在所述映射补充部43未对所述映射M进行补充的情况下,所述操作量计算部55无法估算与超过所述最大取得速度V1的目标速度Vt对应的操作量MV。相对于此,所述映射补充部43对于所述映射M的补充即所述新增映射部分M2的新增能够使得即便在所述目标速度Vt大于所述最大取得速度(例如示教了作业计划时的速度V的最大值)V1的情况下,所述操作量计算部55也会基于所述新增映射部分M2估算出与所述目标速度Vt(>V1)对应的操作量MV,由此,能够迅速弥补所述控制对象部位15e的速度V及位置的延迟。
也可对上述实施方式进行各种变形。例如,也可变更上述实施方式的图2所示的各结构要素的连接。例如,可变更图5及图6所示的流程图的步骤的顺序,也可不进行步骤的一部分。例如,可变更结构要素的数量,也可不设置结构要素的一部分。例如,结构要素彼此的固定或连结等可以是直接的固定或连结等,也可以是间接的固定或连结等。例如,作为彼此不同的多个部件或部分而说明的也可以是一个部件或部分。例如,作为一个部件或部分而说明的也可分成彼此不同的多个部件或部分而被设置。例如,各结构要素也可仅具有各特征(作用功能、配置、形状、工作等)的一部分。
如上所述,提供用于进行工程机械的自动驾驶的系统,该系统能够使所述工程机械的作业装置的动作的速度更快地追随目标速度。所述系统是用于进行工程机械的自动驾驶的系统,该工程机械包含机械主体、作业装置、操作部及驱动装置。所述系统包括操作量检测器、速度信息取得器、映射生成部、映射补充部、目标速度生成部53及操作量输入部。所述作业装置可进行作业动作地被安装于所述机械主体。所述驱动装置允许操作量输入至该驱动装置,并使所述作业装置对应于该操作量进行所述作业动作。所述操作部允许该操作部被施加用于驱动所述作业装置的作业操作,并将与所述作业操作对应的操作量输入至所述驱动装置。所述操作量检测器检测从所述操作部输入至所述驱动装置的所述操作量。所述速度信息取得器取得与所述作业装置的所述作业动作的速度即动作速度相关的速度信息。所述映射生成部基于由所述操作量检测器检测的所述操作量、和由所述速度信息取得器取得的所述速度信息,生成映射。所述映射确定所述操作量与所述动作速度的关系。所述映射补充部在由所述映射生成部生成的所述映射所含的所述操作量的最大值小于被预先设定的最大操作量的情况下,以使所述映射的所述操作量的最大值达到所述最大操作量的方式,对所述映射进行补充。所述目标速度生成部生成用于所述工程机械的自动驾驶的所述动作速度的目标值即目标速度。所述操作量输入部基于由所述目标速度生成部生成的所述目标速度、和由所述映射补充部补充后的所述映射,生成用于使所述作业装置以所述目标速度进行所述作业动作的所述操作量,并将所述操作量输入至所述驱动装置。
所述映射补充部能够使得即便在由所述目标速度生成部生成了比由所述映射生成部生成的所述映射所含的操作量的最大值大的目标速度的情况下,所述操作量输入部也会基于所述补充后的映射,生成与所述目标速度对应的操作量,并将该操作量输入至驱动装置。这能够使得在所述自动驾驶中的所述作业装置的实际的动作速度比所述目标速度慢的情况下,进行弥补由此引起的延迟的控制,由此,能够提高所述作业装置的动作速度对于所述目标速度的追随性。
较为理想的是,所述映射补充部,基于针对与所述最大操作量对应的所述动作速度而被预先设定的信息,对所述映射进行补充。这能够使得通过简单的运算来对所述映射进行补充。
较为理想的是,所述映射补充部,基于由所述映射生成部生成的所述映射中的表示所述动作速度与所述操作量的关系的图表的斜率,对所述映射进行补充。该映射补充部能够对所述映射进行补充,而无需除了已由所述映射生成部生成的映射部分以外的特殊信息。
在所述作业装置能够进行多种动作作为所述作业动作的情况下,较为理想的是,所述映射生成部分别针对所述多种动作生成所述映射,所述映射补充部对分别针对所述多种动作而生成的所述映射进行补充。
这样,生成与所述作业装置的所述多种动作分别对应的映射并进行补充,这能够进一步提高所述作业装置的动作速度对于目标速度的追随性。
该自动驾驶系统例如能够被应用于工程机械,该工程机械的所述机械主体包含:下部行走体、以及可回转地被搭载于该下部行走体的上部回转体,所述作业装置包含:可起伏地被安装于上部回转体的动臂、可向上下方向转动地连结于所述动臂的斗杆、以及可向上下方向转动地连结于所述斗杆的远端附属装置。在此情况下,所述多种动作包含所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转动作、所述动臂相对于所述上部回转体的起伏动作、所述斗杆相对于所述动臂的转动、以及所述远端附属装置相对于所述斗杆的转动。
较为理想的是,所述映射生成部,分别针对所述工程机械的彼此不同的多个作业状况生成所述映射,所述映射补充部对分别针对所述多个作业状况而生成的所述映射进行补充。这能够使得分别针对所述工程机械的多个作业状况,提高所述作业装置的动作速度对于目标速度的追随性。
Claims (6)
1.一种自动驾驶系统,用于进行工程机械的自动驾驶,所述工程机械包括:机械主体、可进行作业动作地被安装于所述机械主体的作业装置、驱动装置及操作部,所述驱动装置允许操作量输入至所述驱动装置,并使所述作业装置对应于所述操作量进行所述作业动作,所述操作部允许所述操作部被施加用于驱动所述作业装置的作业操作,并将与所述作业操作对应的操作量输入至所述驱动装置,所述自动驾驶系统的特征在于包括:
操作量检测器,检测从所述操作部输入至所述驱动装置的所述操作量;
速度信息取得器,取得与所述作业装置的所述作业动作的速度即动作速度相关的速度信息;
映射生成部,生成确定由所述速度信息取得器取得的所述速度信息与由所述操作量检测器检测的所述操作量的关系的映射;
映射补充部,在由所述映射生成部生成的所述映射所含的所述操作量的最大值小于被预先设定的最大操作量的情况下,以使所述映射的所述操作量的最大值达到所述最大操作量的方式,对所述映射进行补充;
目标速度生成部,生成用于所述工程机械的所述自动驾驶的所述作业装置的所述动作速度的目标值即目标速度;以及
操作量输入部,基于由所述目标速度生成部生成的所述目标速度、和由所述映射补充部补充后的所述映射,生成用于使所述作业装置以所述目标速度进行所述作业动作的所述操作量,并将所述操作量输入至所述驱动装置。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶系统,其特征在于,
所述映射补充部,基于针对与所述最大操作量对应的所述动作速度而被预先设定的信息,对所述映射进行补充。
3.根据权利要求1或2所述的操作量计算系统,其特征在于,
所述映射补充部,基于由所述映射生成部生成的所述映射中的表示所述动作速度与所述操作量的关系的图表的斜率,对所述映射进行补充。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动驾驶系统,其特征在于,
所述作业装置能够进行多种动作作为所述作业动作,
所述映射生成部分别针对所述多种动作生成所述映射,
所述映射补充部对分别针对所述多种动作而生成的所述映射进行补充。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶系统,其特征在于,
所述机械主体包含:下部行走体、以及可回转地被搭载于所述下部行走体的上部回转体,
所述作业装置包含:可起伏地被安装于所述上部回转体的动臂、可向上下方向转动地连结于所述动臂的斗杆、以及可向上下方向转动地连结于所述斗杆的远端附属装置,
所述多种动作包含所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转动作、所述动臂相对于所述上部回转体的起伏动作、所述斗杆相对于所述动臂的转动、以及所述远端附属装置相对于所述斗杆的转动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动驾驶系统,其特征在于,
所述映射生成部,分别针对所述工程机械的多个作业状况生成所述映射,
所述映射补充部,对分别针对所述工程机械的所述多个作业状况而生成的所述映射进行补充。
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