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Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine.
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Hintergrund
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Auf einem technischen Gebiet, das sich auf eine Arbeitsmaschine bezieht, ist eine Arbeitsmaschine mit einer Sicherheitsvorrichtung bekannt, die ein Hindernis um die Arbeitsmaschine herum, wie sie in der Patentliteratur offenbart ist, detektiert.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: japanische offenbarte Patentanmeldung Nr.
2020-007867 -
Zusammenfassung
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Technisches Problem
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In der Patentliteratur 1 werden ein oberes Koordinatensystem, das auf einem oberen Drehkörper basiert, und ein unteres Koordinatensystem, das auf einem unteren Fahrkörper basiert, verwendet, und es wird eine Koordinatentransformation von einem in das andere Koordinatensystem durchgeführt. Daher ist der Rechenaufwand für die Koordinatentransformation groß.
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Lösung des Problems
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit einem Fahrkörper und einem Drehkörper, der sich in Bezug auf den Fahrkörper drehen kann, vorgesehen, wobei das System umfasst: eine Detektionsvorrichtung, die an dem Drehkörper angebracht ist und ein um die Arbeitsmaschine herum vorhandenes Objekt detektiert; und eine Steuerung, die den Betrieb des Fahrkörpers und des Drehkörpers der Arbeitsmaschine steuert, wobei die Steuerung den Betrieb des Fahrkörpers auf der Grundlage einer Position des von der Detektionsvorrichtung detektierten Objekts und eines ersten festgelegten Bereichs steuert, und den Betrieb des Drehkörpers auf der Grundlage der Position des von der Detektionsvorrichtung detektierten Objekts und eines zweiten festgelegten Bereichs, der sich von dem ersten festgelegten Bereichs unterscheidet, steuert, und der erste festgelegte Bereich in einem auf dem Drehkörper basierenden Koordinatensystem festgelegt wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine, die einen Fahrkörper und einen Drehkörper umfasst, der sich in Bezug auf den Fahrkörper drehen kann, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren eines um die Arbeitsmaschine herum vorhandenen Objekts durch eine am Drehkörper angebrachte Detektionsvorrichtung; und Steuern des Betriebs des Fahrkörpers auf der Grundlage einer Position des durch die Detektionsvorrichtung detektierten Objekts und eines ersten festgelegten Bereichs, und Steuern des Betriebs des Drehkörpers auf der Grundlage der Position des durch die Detektionsvorrichtung detektierten Objekts und eines zweiten festgelegten Bereichs, der sich von dem ersten festgelegten Bereich unterscheidet, durch eine Steuerung, die den Betrieb des Fahrkörpers und des Drehkörpers der Arbeitsmaschine steuert, wobei der erste festgelegte Bereich in einem auf dem Drehkörper basierenden Koordinatensystem festgelegt wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Nach der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Last der Rechenverarbeitung zu reduzieren und eine Arbeitsmaschine angemessen zu steuern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Arbeitsmaschine nach einer Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Vorrichtungsaufbau der Arbeitsmaschine nach der Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das ein Steuersystem nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
- 4 ist eine Ansicht, die schematisch einen oberen Drehkörper nach der Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht.
- 6 ist eine schematische Ansicht, die den Bereich des oberen Drehkörpers und den in 5 dargestellten Bereich des unteren Fahrkörpers in einem Zustand veranschaulicht, in dem sich der obere Drehkörper dreht.
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
- 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
- 9 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht.
- 10 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht.
- 11 ist eine schematische Ansicht, die den Bereich des oberen Drehkörpers und den in 10 dargestellten Bereich des unteren Fahrkörpers in einem Zustand veranschaulicht, in dem sich der obere Drehkörper dreht.
- 12 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht.
- 13 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht.
- 14 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Beschreibung der Ausführungsformen
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Obwohl Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenbarung im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Komponenten der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden. Es gibt auch den Fall, in dem ein Teil der Komponenten nicht verwendet wird.
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[Arbeitsmaschine]
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Arbeitsmaschine nach einer Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Vorrichtungsaufbau der Arbeitsmaschine nach der Ausführungsform veranschaulicht. In der Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Arbeitsmaschine 1 um einen Bagger handelt. In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsmaschine 1 willkürlich als Bagger 1 bezeichnet. Der Bagger 1 umfasst einen unteren Fahrkörper 2 und einen oberen Drehkörper 3, der sich in Bezug auf den unteren Fahrkörper 2 drehen kann. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Bagger 1 den unteren Fahrkörper 2, den oberen Drehkörper 3, der in Bezug auf den unteren Fahrkörper 2 drehbar gelagert ist, und eine Arbeitsausrüstung 4, die von dem oberen Drehkörper 3 gestützt wird.
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Der untere Fahrkörper 2 umfasst ein Paar Raupenketten. Der untere Fahrkörper 2 umfasst einen rechten Fahrmotor 15R und einen linken Fahrmotor 15L, die in 2 dargestellt sind. Der untere Fahrkörper 2 dreht die Raupenketten durch Drehantrieb des rechten Fahrmotors 15R und des linken Fahrmotors 15L und veranlasst den Bagger 1 zum Fahren.
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Der obere Drehkörper 3 kann sich um eine Drehachse RX in Bezug auf den unteren Fahrkörper 2 drehen. Der Bagger 1 enthält einen Schwenkmotor 16, um den oberen Drehkörper 3 zu drehen. Der obere Drehkörper 3 wird durch die Drehkraft des Schwenkmotors 16 gedreht. Der obere Drehkörper 3 weist eine Kabine 6 auf, in der ein Bediener des Baggers 1 Platz nimmt. Die Kabine 6 ist mit einem Fahrersitz 9 ausgestattet, auf dem ein Bediener sitzt. Die Kabine 6 ist an einer Frontseite des oberen Drehkörpers 3 angeordnet. Die Kabine 6 ist an einer linken Seite der Arbeitsausrüstung 4 angeordnet.
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Die Arbeitsausrüstung 4 umfasst einen Ausleger 4A, der mit dem oberen Drehkörper 3 gekoppelt ist, einen Arm 4B, der mit dem Ausleger 4A gekoppelt ist, und eine Schaufel 4C, die mit dem Arm 4B gekoppelt ist. Der Bagger 1 umfasst einen Hydraulikzylinder 5 zum Antrieb der Arbeitsausrüstung 4. Der Hydraulikzylinder 5 umfasst einen Auslegerzylinder 5A, der den Ausleger 4A antreibt, einen Armzylinder 5B, der den Arm 4B antreibt, und einen Schaufelzylinder 5C, der die Schaufel 4C antreibt.
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Der Ausleger 4A wird von dem oberen Drehkörper 3 gestützt, um um eine Auslegerdrehachse AX drehbar zu sein. Der Arm 4B wird von dem Ausleger 4A gestützt, um um eine Armdrehachse BX drehbar zu sein. Die Schaufel 4C wird von dem Arm 4B gestützt, um um eine Schaufeldrehachse CX drehbar zu sein.
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Die Auslegerdrehachse AX, die Armdrehachse BX und die Schaufeldrehachse CX sind parallel zueinander. Die Auslegerdrehachse AX, die Armdrehachse BX und die Schaufeldrehachse CX sind orthogonal zu einer Achse parallel zur Drehachse RX. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, die parallel zur Drehachse RX verläuft, als Auf-Ab-Richtung, eine Richtung, die parallel zur Auslegerdrehachse AX, zur Armdrehachse BX und zur Schaufeldrehachse CX verläuft, als Rechts-Links-Richtung und eine Richtung, die orthogonal sowohl zur Auslegerdrehachse AX, zur Armdrehachse BX und zur Schaufeldrehachse CX als auch zur Drehachse RX verläuft, als Vorne-Hinten-Richtung bezeichnet. Eine Richtung, in der sich die Arbeitsausrüstung 4 in Bezug auf den auf dem Fahrersitz 9 sitzenden Bediener befindet, ist eine Vorderseite, und eine der Vorderseite entgegengesetzte Richtung ist eine Rückseite. Eine von der Rechts-Richtung und der Links-Richtung in Bezug auf den auf dem Fahrersitz 9 sitzenden Bediener ist eine rechte Seite, und eine entgegengesetzte Richtung der rechten Seite ist eine linke Seite. Eine Richtung weg von einer Kontaktfläche des unteren Fahrkörpers 2 ist eine Oberseite, und eine Richtung entgegengesetzt zur Oberseite ist eine Unterseite.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst der Bagger 1 eine Leistungsquelle 17, eine Hydraulikpumpe 18, ein Steuerventil 19, eine Betätigungsvorrichtung 10, eine Detektionsvorrichtung 200 und eine Steuerung 300.
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Die Leistungsquelle 17 erzeugt Leistung für den Antrieb des Baggers 1. Die Leistungsquelle 17 ist z. B. ein Verbrennungsmotor. Die Hydraulikpumpe 18 ist mechanisch mit einer Antriebswelle der Leistungsquelle 17 gekoppelt. Wenn die Leistungsquelle 17 angetrieben wird, wird die Hydraulikpumpe 18 angetrieben. Die Hydraulikpumpe 18 dient zur Versorgung eines hydraulischen Antriebssystems mit Hydrauliköl und treibt die hydraulischen Einrichtungen an. Man beachte, dass das Steuerventil 19 ein Durchflussrichtungs-Steuerventil ist, das einen Schieber (nicht abgebildet) entsprechend einer Betätigungsrichtung jedes Betätigungshebels der Betätigungsvorrichtung 10 bewegt und eine Durchflussrichtung des Hydrauliköls zu jedem hydraulischen Aktuator regelt. Das Hydrauliköl, das einem Betätigungsbetrag jedes Betätigungshebels entspricht, wird den hydraulischen Aktuatoren wie dem Auslegerzylinder 5A, dem Armzylinder 5B, dem Schaufelzylinder 5C, dem rechten Fahrmotor 15R oder dem linken Fahrmotor 15L und dem Schwenkmotor 16 zugeführt.
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Der Bagger 1 umfasst die in der Kabine 6 angeordnete Betätigungsvorrichtung 10. Die Betätigungsvorrichtung 10 wird zur Betätigung zumindest eines Teils des Baggers 1 betätigt. Die Betätigungsvorrichtung 10 wird durch den Bediener betätigt. Die Betätigung des Baggers 1 umfasst mindestens eine von einer Betätigung des unteren Fahrkörpers 2, einer Betätigung des oberen Drehkörpers 3 und einer Betätigung der Arbeitsausrüstung 4. Die Betätigungsvorrichtung 10 gibt ein Betriebssignal, das den Betätigungsbetrag des Baggers 1 angibt, an die Steuerung 300 aus.
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Die Betätigungsvorrichtung 10 umfasst einen linken Arbeitshebel 11 und einen rechten Arbeitshebel 12, die zur Betätigung des oberen Drehkörpers 3 und der Arbeitsausrüstung 4 betätigt werden, einen linken Fahrhebel 13 und einen rechten Fahrhebel 14, die zur Betätigung des unteren Fahrkörpers 2 betätigt werden, sowie ein linkes Fußpedal und ein rechtes Fußpedal (nicht dargestellt).
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Der linke Arbeitshebel 11 ist auf der linken Seite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Wenn der linke Arbeitshebel 11 in die Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt der Arm 4B einen Kippvorgang oder einen Aushubvorgang durch. Wenn der linke Arbeitshebel 11 in Rechts-Links-Richtung betätigt wird, führt der obere Drehkörper 3 eine Links- oder Rechtsdrehung durch. Der rechte Arbeitshebel 12 ist auf der rechten Seite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Wenn der rechte Arbeitshebel 12 in der Rechts-Links-Richtung betätigt wird, führt die Schaufel 4C den Aushub- oder Kippvorgang durch. Wenn der rechte Arbeitshebel 12 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt der Ausleger 4A einen Absenk- oder Hebevorgang durch.
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Der linke Fahrhebel 13 und der rechte Fahrhebel 14 sind an der Vorderseite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Der linke Fahrhebel 13 ist an der linken Seite des rechten Fahrhebels 14 angeordnet. Wenn der linke Fahrhebel 13 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt eine linke Raupenkette des unteren Fahrkörpers 2 eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung aus. Wenn der rechte Fahrhebel 14 in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, führt eine rechte Raupenkette des unteren Fahrkörpers 2 eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung aus.
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Das linke Fußpedal und das rechte Fußpedal sind an der Vorderseite des Fahrersitzes 9 angeordnet. Das linke Fußpedal ist auf der linken Seite des rechten Fußpedals angeordnet. Das linke Fußpedal ist mit dem linken Fahrhebel 13 verriegelt. Das rechte Fußpedal ist mit dem rechten Fahrhebel 14 verriegelt. Der untere Fahrkörper 2 kann vorwärts oder rückwärts bewegt werden, wenn das linke Fußpedal und das rechte Fußpedal betätigt werden.
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[Steuersystem]
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3 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das ein Steuersystem 400 nach der Ausführungsform veranschaulicht. Der Bagger 1 enthält das Steuersystem 400. Das Steuersystem 400 steuert den Betrieb des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage einer Position eines Objekts, das um den Bagger 1 herum detektiert wird, und eines Bereichs A1 des oberen Drehkörpers, der in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt ist. Das Steuersystem 400 steuert den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage der Position des um den Bagger 1 detektierten Objekts und eines Bereichs des unteren Fahrkörpers, der in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt ist. Das Steuersystem 400 umfasst die Detektionsvorrichtung 200 und die Steuerung 300.
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[Detektionsvorrichtung]
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4 ist eine Ansicht, die schematisch den oberen Drehkörper nach der Ausführungsform veranschaulicht. Der Bagger 1 enthält die Detektionsvorrichtung 200. Die Detektionsvorrichtung 200 ist eine Vorrichtung zur Überwachung einer Umgebung des Baggers 1. Die Detektionsvorrichtung 200 detektiert eine Person und einen sich bewegenden Körper (im Folgenden als „Objekt“ bezeichnet) um den Bagger 1 herum. Die Detektionsvorrichtung 200 detektiert ein Objekt, das sich um den Bagger 1 herum befindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Detektionsvorrichtung 200 im oberen Drehkörper 3 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Detektionsvorrichtung 200 eine Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Detektionsvorrichtung 200 mehrere Kameras 20 (21, 22, 23 und 24). Die mehreren Kameras 20 sind im oberen Drehkörper 3 angeordnet. Die Kameras 20 nehmen Bilder eines Abbildungsobjekts auf. Wie in 4 dargestellt, sind die mehreren Kameras 20 um den Bagger 1 herum angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Kameras 20 eine Rückkamera 21, die an einem hinteren Abschnitt des oberen Drehkörpers 3 angeordnet ist, eine rechte Rückkamera 22 und eine rechte Frontkamera 23, die an einem rechten Abschnitt des oberen Drehkörpers 3 angeordnet sind, und eine linke Rückkamera 24, die an einem linken Abschnitt des oberen Drehkörpers 3 angeordnet ist.
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Die Rückkamera 21 bildet einen hinteren Bereich des oberen Drehkörpers 3 ab. Die rechte Rückkamera 22 bildet einen rechten hinteren Bereich des oberen Drehkörpers 3 ab. Die rechte Frontkamera 23 bildet einen rechten vorderen Bereich des oberen Drehkörpers 3 ab. Die linke Rückkamera 24 bildet einen linken hinteren Bereich des oberen Drehkörpers 3 ab. Jede der mehreren Kameras 20 (21, 22, 23 und 24) umfasst ein optisches System und einen Bildsensor. Der Bildsensor umfasst einen CCD-Bildsensor (Couple Charge Device) oder einen CMOS-Bildsensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
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Man beachte, dass die linke Rückkamera 24 Bereiche eines linken Seitenbereichs und des linken hinteren Bereichs des oberen Drehkörpers 3 abbildet, aber auch einen der beiden Bereiche abbilden kann. In ähnlicher Weise nimmt die rechte Rückkamera 22 Bereiche eines rechten Seitenbereichs und des rechten hinteren Bereichs des oberen Drehkörpers 3 auf, kann aber auch einen der beiden Bereiche abbilden. In ähnlicher Weise nimmt die rechte Frontkamera 23 Bereiche des rechten vorderen Bereichs und des rechten Seitenbereichs des oberen Drehkörpers 3 auf, kann aber auch einen der beiden Bereiche abbilden. Obwohl die Kameras 20 die linke Rückseite, die Rückseite, die rechte Rückseite und die rechte Vorderseite des oberen Drehkörpers 3 abbilden, stellt dies keine Einschränkung dar. Beispielsweise kann die Anzahl der Kameras 20 von dem in 4 dargestellten Beispiel abweichen. So können beispielsweise die Bildbereiche der Kameras 20 von dem in 4 dargestellten Beispiel abweichen. Auch wenn in der vorliegenden Ausführungsform keine Kamera enthalten ist, die eine Vorderseite und eine linke Vorderseite der Kabine 6 abbildet, stellt dies keine Einschränkung dar. Eine Kamera 20, die Bilddaten erfasst, die eine Situation auf der Vorderseite und der linken Vorderseite der Kabine 6 anzeigen, kann enthalten sein. Die Detektionsvorrichtung 200 gibt die detektierten Daten an die Steuerung 300 aus.
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[Steuerung]
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Der Bagger 1 enthält die Steuerung 300. Die Steuerung 300 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Baggers 1. Die Steuerung 300 steuert den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 und des oberen Drehkörpers 3 des Baggers 1. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung 300 in der Kabine 6 angeordnet.
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Die Steuerung 300 steuert den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage der Position des um den Bagger 1 herum detektierten Objekts und des Bereich des unteren Fahrkörpers (später beschrieben). Die Steuerung 300 steuert den Betrieb des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage der Position des um den Bagger 1 herum detektierten Objekts und des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers (später beschrieben). Genauer gesagt steuert die Steuerung 300 den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage der Position des von der Detektionsvorrichtung 200 detektierten Objekts und eines Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und eines Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers, die in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt sind. Die Steuerung 300 steuert die Drehung des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage der Position des von der Detektionsvorrichtung 200 detektierten Objekts und des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers, der in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt ist.
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In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem, das von der Detektionsvorrichtung 200 detektiert wird, in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers oder dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers liegt, führt die Steuerung 300 eine Steuerung zur Begrenzung der Geschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 durch.
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Wenn bestimmt wird, dass die Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem, das von der Detektionsvorrichtung 200 detektiert wird, in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers liegt, führt die Steuerung 300 eine Steuerung zum Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 durch. Wenn bestimmt wird, dass die Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem, dessen Objekt von der Detektionsvorrichtung 200 detektiert wird, in dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers liegt, führt die Steuerung 300 eine Steuerung zum Abbremsen des unteren Fahrkörpers 2 durch.
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Die Steuerung 300 umfasst eine Speichereinheit 32, die einen flüchtigen Speicher wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen nichtflüchtigen Speicher wie einen Festwertspeicher (ROM) enthält, sowie eine arithmetische Verarbeitungseinheit 33, die einen Prozessor wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) umfasst.
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Die arithmetische Verarbeitungseinheit 33 umfasst eine Datenerfassungseinheit 331, eine Detektionseinheit 332, eine Positionsspezifikationseinheit 333, eine Bestimmungseinheit 334, eine Betriebssignalerfassungseinheit 335, eine Steuereinheit 336 und eine Ausgabeeinheit 337, die ein Steuerprogramm ausführt.
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Die Datenerfassungseinheit 331 erfasst Detektionsdaten von der Detektionsvorrichtung 200. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 331 Bilddaten, die eine Situation der Rückseite des Baggers 1 anzeigen, von der Rückkamera 21. Die Datenerfassungseinheit 331 erfasst Bilddaten, die eine Situation der rechten Rückseite des Baggers 1 anzeigen, von der rechten Rückkamera 22. Die Datenerfassungseinheit 331 erfasst Bilddaten, die eine Situation der rechten Vorderseite des Baggers 1 anzeigen, von der rechten Frontkamera 23. Die Datenerfassungseinheit 331 erfasst Bilddaten, die die Situation der linken Rückseite des Baggers 1 anzeigen, von der linken Rückkamera 24.
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Die Detektionseinheit 332 detektiert auf der Grundlage der von der Datenerfassungseinheit 331 erfassten Detektionsdaten ein Objekt, einschließlich einer Person und eines sich bewegenden Körpers, das sich in der Umgebung des Baggers 1 befindet. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Detektionseinheit 332 ein Objekt in den Bilddaten, indem sie eine Bildverarbeitung der von der Datenerfassungseinheit 331 erfassten Bilddaten durchführt. Die Bildverarbeitung umfasst das Extrahieren einer Merkmalsmenge des Objekts aus den Bilddaten. Die Detektionseinheit 332 vergleicht die aus den Bilddaten extrahierte Merkmalsmenge mit einer Merkmalsmenge, die in einer Merkmalsmengenspeichereinheit 321 gespeichert ist, und detektiert das um den Bagger 1 herum vorhandene Objekt.
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Die Positionsspezifikationseinheit 333 gibt eine Position des von der Detektionsvorrichtung 200 detektierten Objekts an. Die Positionsspezifikationseinheit 333 gibt die Position des detektierten Objekts in Bezug auf den oberen Drehkörper 3 an. Genauer gesagt spezifiziert die Positionsspezifikationseinheit 333 die Position des Objekts, dessen Position durch das auf dem oberen Drehkörper 3 basierende Koordinatensystem angegeben wird.
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Die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, ob das von der Detektionsvorrichtung 200 erfasste Objekt in einem vorbestimmten Bereich vorhanden ist. Genauer gesagt bestimmt die Bestimmungseinheit 334, ob das Objekt in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers, dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers und dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers, die später beschrieben werden, vorhanden ist. Die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, in welchem Bereich sich das Objekt befindet, nämlich in der Innenseite des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers, in der Innenseite des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers oder in der Außenseite des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und in der Innenseite des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers. Die Bestimmungseinheit 334 vergleicht die Position des Objekts, dessen Position von der Positionsspezifikationseinheit 333 angegeben wird, mit einer Position jedes Bereichs, der in einer Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob das Objekt innerhalb des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers vorhanden ist. Die Bestimmungseinheit 334 vergleicht die Position des Objekts, dessen Position von der Positionsspezifikationseinheit 333 angegeben wird, mit der Position jedes Bereichs, dessen Position in der Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob sich das Objekt innerhalb des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers befindet. Die Bestimmungseinheit 334 vergleicht die Position des Objekts, dessen Position von der Positionsspezifikationseinheit 333 angegeben wird, mit der Position jedes Bereichs, der in der Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob sich das Objekt außerhalb des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und innerhalb des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers befindet.
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Die Betriebssignal-Erfassungseinheit 335 erfasst ein Betriebssignal, das einen Betätigungsbetrag jedes vom Bediener betätigten Betätigungshebels der Betätigungsvorrichtung 10 anzeigt.
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Die Steuereinheit 336 erzeugt einen Steuerbefehl zur Steuerung des unteren Fahrkörpers 2 und des oberen Drehkörpers 3 des Baggers 1. Genauer gesagt erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl zur Steuerung des unteren Fahrkörpers 2 und des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage des Betätigungsbetrags, der durch das von der Betriebssignalerfassungseinheit 335 erfasste Betriebssignal angegeben wird. Zum Beispiel erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl, um den Fluss des Hydrauliköls zu jedem der hydraulischen Aktuatoren zu steuern, um das Steuerventil 19 entsprechend der Betätigungsrichtung jedes der Betätigungshebel der Betätigungsvorrichtung 10 zu steuern. Die Steuereinheit 336 erzeugt einen Steuerbefehl, um das Steuerventil 19 zu steuern, den hydraulischen Aktuatoren wie dem Auslegerzylinder 5A, dem Armzylinder 5B, dem Schaufelzylinder 5C, dem rechten Fahrmotor 15R oder dem linken Fahrmotor 15L und dem Schwenkmotor 16 Hydrauliköl zuzuführen, das einem Betätigungsbetrag jedes der Betätigungshebel entspricht.
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Die Steuereinheit 336 erzeugt einen Steuerbefehl zur Regelung der Fahrt des unteren Fahrkörpers 2 und der Drehung des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinheit 334. Beispielsweise erzeugt die Steuereinheit 336 in einem Fall, in dem sich das Objekt in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers befindet, den Steuerbefehl, um die Drehung des oberen Drehkörpers 3 zu regulieren. Beispielsweise erzeugt die Steuereinheit 336 in einem Fall, in dem sich das Objekt im Bereich A1 des oberen Drehkörpers befindet, den Steuerbefehl, um die Drehung so zu regeln, dass die Drehwinkelgeschwindigkeit unabhängig von den Betätigungsbeträgen des linken Arbeitshebels 11 und des rechten Arbeitshebels 12 gleich oder niedriger als die obere Grenzwinkelgeschwindigkeit wird, wenn der Bagger 1 dreht. Das dem Schwenkmotor 16 zugeführte Hydrauliköl wird durch den Steuerbefehl geregelt, um die Drehung zu regulieren, und die Drehwinkelgeschwindigkeit des oberen Drehkörpers 3 wird auf die obere Grenzwinkelgeschwindigkeit oder darunter geregelt.
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Nach dem Stoppen des oberen Drehkörpers 3 hält die Steuereinheit 336 den Drehstoppzustand aufrecht, bis beispielsweise eine Aufhebung der Drehstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird. Nach dem Stoppen des oberen Drehkörpers 3 hält die Steuereinheit 336 einen Zustand aufrecht, in dem die Drehwinkelgeschwindigkeit des oberen Drehkörpers 3 so reguliert wird, dass sie beispielsweise gleich oder niedriger als die obere Grenzwinkelgeschwindigkeit ist, bis die Aufhebungsbetätigung der Drehstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird. Beispielsweise hebt die Steuereinheit 336 selbst in einem Fall, in dem das Objekt aus dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers herauskommt, nachdem detektiert wurde, dass das Objekt im Bereich A1 des oberen Drehkörpers vorhanden ist, den Drehstoppzustand nicht auf, bis die Aufhebungsbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird.
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Beispielsweise erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl zum Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 in einem Fall, in dem sich das Objekt im Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers befindet. Wenn der Bagger 1 beispielsweise fährt, erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl, um die Fahrt so zu regeln, dass eine Fahrgeschwindigkeit gleich oder niedriger als eine Stoppgeschwindigkeit wird, unabhängig von den Betätigungsbeträgen des linken Fahrhebels 13 und des rechten Fahrhebels 14. Durch den Steuerbefehl zum Stoppen der Fahrt wird das Hydrauliköl, das dem rechten Fahrmotor 15R oder dem linken Fahrmotor 15L zugeführt wird, reguliert, und die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 wird so reguliert, dass sie gleich oder niedriger als die Stoppgeschwindigkeit ist, die niedriger als eine Abbremsgeschwindigkeit ist.
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Nach dem Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 hält die Steuereinheit 336 beispielsweise einen Fahrstoppzustand aufrecht, bis eine Aufhebung der Fahrstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird. Nach dem Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 hält die Steuereinheit 336 den Zustand aufrecht, in dem die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 so reguliert wird, dass sie beispielsweise gleich oder niedriger als die Stoppgeschwindigkeit ist, bis die Aufhebung der Fahrstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird. Beispielsweise hebt die Steuereinheit 336 selbst in einem Fall, in dem das Objekt aus dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers herauskommt, nachdem detektiert wurde, dass das Objekt im Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers vorhanden ist, den Fahrstoppzustand nicht auf, bis die Aufhebungsbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird.
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In einem Fall, in dem sich das Objekt beispielsweise im Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet, erzeugt die Steuereinheit 336 den Steuerbefehl zum Abbremsen des unteren Fahrkörpers 2. Wenn der Bagger 1 beispielsweise fährt, erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl, um die Fahrt so zu regeln, dass die Fahrgeschwindigkeit unabhängig von den Betätigungsbeträgen des linken Fahrhebels 13 und des rechten Fahrhebels 14 gleich der oder niedriger als die Abbremsgeschwindigkeit wird. Durch den Steuerbefehl für das Abbremsen wird das dem rechten Fahrmotor 15R oder dem linken Fahrmotor 15L zugeführte Hydrauliköl reguliert, und die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 wird so reguliert, dass sie gleich oder niedriger als die Abbremsgeschwindigkeit ist, die höher als die Stoppgeschwindigkeit ist.
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Nach dem Abbremsen des unteren Fahrkörpers 2 hält die Steuereinheit 336 den Abbremszustand aufrecht, bis beispielsweise die Aufhebungsbetätigung der Abbremssteuerung durch den Bediener detektiert wird. Nach dem Abbremsen des unteren Fahrkörpers 2 hält die Steuereinheit 336 einen Zustand aufrecht, in dem die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 so reguliert wird, dass sie beispielsweise gleich der oder niedriger als die Abbremsgeschwindigkeit ist, bis die Aufhebungsbetätigung der Abbremssteuerung durch den Bediener detektiert wird. Beispielsweise hebt die Steuereinheit 336 selbst in einem Fall, in dem das Objekt aus dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers herauskommt, nachdem bestimmt wurde, dass sich das Objekt im Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet, den Abbremszustand nicht auf, bis die Aufhebungsbetätigung von dem Bediener durchgeführt wird.
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Die Ausgabeeinheit 337 gibt den von der Steuereinheit 336 erzeugten Steuerbefehl an das Steuerventil 19 aus.
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Die Speichereinheit 32 speichert verschiedene Arten von Daten und dergleichen, die bei der Verarbeitung in der arithmetischen Verarbeitungseinheit 33 verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Speichereinheit 32 die Merkmalsmengenspeichereinheit 321, die die Merkmalsmenge des Objekts speichert. Bei der Merkmalsmenge handelt es sich um eine Information, die einen Objektumriss, eine Farbe des Objekts und ähnliches umfasst und das Aussehen des Objekts spezifizieren soll. Darüber hinaus umfasst die Speichereinheit 32 die Bereichsspeichereinheit 322, die in der vorliegenden Ausführungsform einen festgelegten Bereich speichert.
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5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für den Bereich des oberen Drehkörpers und den Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Die Bereichsspeichereinheit 322 speichert Informationen über den Bereich A1 des oberen Drehkörpers und den Bereich des unteren Fahrkörpers.
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Der Bereich A1 des oberen Drehkörpers ist ein zweiter festgelegter Bereich. Der Bereich A1 des oberen Drehkörpers ist ein Bereich, in dem die Drehung des oberen Drehkörpers 3 geregelt wird, wenn das Objekt im Inneren detektiert wird. Der Bereich A1 des oberen Drehkörpers wird im Koordinatensystem auf der Grundlage des oberen Drehkörpers 3 festgelegt. Wenn sich der obere Drehkörper 3 dreht, dreht sich der Bereich A1 des oberen Drehkörpers zusammen mit dem oberen Drehkörper 3. Der Bereich A1 des oberen Drehkörpers ist ein Bereich, der notwendig ist, damit der obere Drehkörper 3 stoppt, ohne mit dem Objekt in Kontakt zu kommen, wenn das Objekt im Inneren detektiert wird.
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Der Bereich des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, in dem die Bewegung des unteren Fahrkörpers 2 geregelt wird, wenn das Objekt darin detektiert wird. Der Bereich des unteren Fahrkörpers wird im Koordinatensystem auf der Grundlage des oberen Drehkörpers 3 festgelegt. Wenn sich der obere Drehkörper 3 dreht, dreht sich der Bereich des unteren Fahrkörpers zusammen mit dem oberen Drehkörper 3. Der Bereich des unteren Fahrkörpers umfasst den Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers und den Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers.
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Der Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist ein erster festgelegter Bereich. Der Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der notwendig ist, damit der untere Fahrkörper 2 stoppt, ohne mit dem Objekt in Kontakt zu kommen, wenn das Objekt im Inneren erfasst wird. Im Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers weist zumindest ein Teil der Außenumfangsform eine Bogenform auf, die auf dem Ursprung des Koordinatensystems auf der Basis des oberen Drehkörpers 3 zentriert ist. Der Bereich des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der nicht mit dem unteren Fahrkörper 2 in Kontakt kommt.
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Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein dritter festgelegter Bereich. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der notwendig ist, damit der untere Fahrkörper 2 abbremsen kann, ohne mit dem Objekt in Kontakt zu kommen, wenn das Objekt im Inneren detektiert wird. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der breiter als der Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist und der den Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers einschließt. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der breiter als der Bereich A1 des oberen Drehkörpers ist und der den Bereich A1 des oberen Drehkörpers einschließt.
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In dem in 5 dargestellten Beispiel ist der Bereich A1 des oberen Drehkörpers beispielsweise ein Bereich, der von einem geraden Abschnitt A11, der sich auf der Vorderseite in einem Abstand d11 von einem vorderen Endabschnitt des oberen Drehkörpers 3 befindet, einem geraden Abschnitt A12, der sich auf einer linken Seite in einem Abstand d12 von einem linken Endabschnitt des oberen Drehkörpers 3 befindet, einem geraden Abschnitt A13, der sich auf einer rechten Seite in einem Abstand d13 von einem rechten Endabschnitt des oberen Drehkörpers 3 befindet, und einem Bogenabschnitt A14 in einem Abstand d14 von einem hinteren Endabschnitt des oberen Drehkörpers 3 umgeben ist. Der Bogenabschnitt A14 ist ein Bogen, der auf der Drehachse RX des oberen Drehkörpers 3 zentriert ist. Der Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem Kreis mit einem Radius r1 umgeben ist und auf der Drehachse RX des oberen Drehkörpers 3 zentriert ist. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist z. B. ein rechteckiger Bereich. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich mit einem Umfangsrandabschnitt, der von dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers und dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers um einen Abstand d15 oder mehr getrennt ist. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist beispielsweise ein Bereich, der von einem geraden Abschnitt A31, der sich auf einer Vorderseite in einem Abstand d15 von dem vorderen Endabschnitt des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers befindet, einem geraden Abschnitt A32, der sich auf einer linken Seite in dem Abstand d15 von dem linken Endabschnitt des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers befindet, einem geraden Abschnitt A33, der auf einer rechten Seite in dem Abstand d15 von dem rechten Endabschnitt des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers angeordnet ist, und einem geraden Abschnitt A34, der auf einer Rückseite in dem Abstand d15 von dem hinteren Ende des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers angeordnet ist, umgeben ist.
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6 ist eine schematische Ansicht, die den in 5 dargestellten Bereich des oberen Drehkörpers und den Bereich des unteren Fahrkörpers in einem Zustand veranschaulicht, in dem sich der obere Drehkörper dreht. Wie in 6 dargestellt, drehen sich in einem Fall, in dem sich der obere Drehkörper 3 dreht, der Bereich A1 des oberen Drehkörpers, der Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers und der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers zusammen mit dem oberen Drehkörper 3.
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[Steuerverfahren]
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7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren nach dieser Ausführungsform veranschaulicht. Wenn der Bagger 1 eingeschaltet wird, werden die Detektionsvorrichtung 200 und die Steuerung 300 aktiviert.
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Die Steuerung 300 erfasst die von der Detektionsvorrichtung 200 detektierten Detektionsdaten (Schritt SP11). Genauer gesagt erfasst die Datenerfassungseinheit 331 Bilddaten rund um den Bagger 1, die von den Kameras 20 der Detektionsvorrichtung 200 aufgenommen werden.
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Die Steuerung 300 detektiert ein Objekt (Schritt SP12). Genauer gesagt, die Detektionseinheit 332 detektiert ein Objekt, das eine Person und einen sich bewegenden Körper umfasst, der sich um den Bagger 1 herum befindet, auf der Grundlage der Detektionsdaten, die von der Datenerfassungseinheit 331 erfasst wurden. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Detektionseinheit 332 ein Objekt, das eine Person und einen sich bewegenden Körper umfasst, der sich um den Bagger 1 herum befindet, auf der Grundlage der von der Datenerfassungseinheit 331 erfassten Bilddaten.
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Die Steuerung 300 spezifiziert eine Position des Objekts (Schritt SP13). Genauer gesagt spezifiziert die Positionsspezifikationseinheit 333 die Position des Objekts im Koordinatensystem auf der Grundlage des oberen Drehkörpers 3, wobei das Objekt von der Detektionseinheit 332 detektiert wird.
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Die Steuerung 300 bestimmt, ob sich das Objekt in dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet (Schritt SP14). Genauer gesagt vergleicht die Bestimmungseinheit 334 die Position des Objekts, die durch die Positionsspezifikationseinheit 333 spezifiziert wird, mit der Position des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers, der in der Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob die Position des Objekts innerhalb des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers ist. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass sich das Objekt in dem Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet (Ja im Schritt SP14), wird die Verarbeitung mit Schritt SP15 fortgesetzt. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 nicht bestimmt, dass sich das Objekt im Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet (Nein im Schritt SP14), fährt die Verarbeitung mit Schritt SP16 fort.
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In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass sich das Objekt im Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers befindet (Ja im Schritt SP14), erzeugt die Steuerung 300 einen Steuerbefehl zum Abbremsen des unteren Fahrkörpers 2 (Schritt SP15). Genauer gesagt, zum Beispiel, wenn der Bagger 1 fährt, erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl, um das Fahren so zu regeln, dass unabhängig von dem Betätigungsbetrag die Fahrgeschwindigkeit gleich oder niedriger als die Abbremsgeschwindigkeit wird.
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Man beachte, dass die Steuereinheit 336 im Schritt SP15 einen Steuerbefehl erzeugen kann, um einen Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 beispielsweise auf die Abbremsgeschwindigkeit oder niedriger geregelt wird, bis die Aufhebung der Abbremssteuerung durch den Bediener detektiert wird.
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Die Steuerung 300 bestimmt, ob sich das Objekt in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers befindet (Schritt SP16). Genauer gesagt vergleicht die Bestimmungseinheit 334 die Position des Objekts, dessen Position von der Positionsspezifikationseinheit 333 angegeben wird, mit der Position des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers, die in der Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob die Position des Objekts innerhalb des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers liegt. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass sich das Objekt in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers befindet (Ja im Schritt SP16), wird die Verarbeitung mit Schritt SP17 fortgesetzt. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 nicht bestimmt, dass sich das Objekt im Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers befindet (Nein im Schritt SP16), wird mit Schritt SP18 fortgefahren.
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In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass sich das Objekt im Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers befindet (Ja im Schritt SP16), erzeugt die Steuerung 300 einen Steuerbefehl zum Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 (Schritt SP17). Genauer gesagt, zum Beispiel, wenn der Bagger 1 fährt, erzeugt die Steuereinheit 336 einen Steuerbefehl, um das Fahren so zu regeln, dass unabhängig von dem Betätigungsbetrag die Fahrgeschwindigkeit die Stoppgeschwindigkeit oder niedriger wird.
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Man beachte, dass die Steuereinheit 336 im Schritt SP17 beispielsweise einen Steuerbefehl erzeugen kann, um einen Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 auf die Stoppgeschwindigkeit oder niedriger geregelt wird, bis die Aufhebung der Fahrstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird.
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Die Steuerung 300 bestimmt, ob sich das Objekt in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers befindet (Schritt SP18). Genauer gesagt vergleicht die Bestimmungseinheit 334 die Position des Objekts, die von der Positionsspezifikationseinheit 333 angegeben wird, mit der Position des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers, die in der Bereichsspeichereinheit 322 gespeichert ist, und bestimmt, ob die Position des Objekts innerhalb des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers liegt. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass das Objekt in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers vorhanden ist (Ja im Schritt SP18), fährt die Verarbeitung mit Schritt SP19 fort. In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 nicht bestimmt, dass das Objekt in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers vorhanden ist (Nein im Schritt SP18), fährt die Verarbeitung mit Schritt SP20 fort.
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In einem Fall, in dem die Bestimmungseinheit 334 bestimmt, dass sich das Objekt im Bereich A1 des oberen Drehkörpers befindet (Ja im Schritt SP18), erzeugt die Steuerung 300 einen Steuerbefehl, um die Drehung des oberen Drehkörpers 3 zu regulieren (Schritt SP19). Genauer gesagt, zum Beispiel, wenn der Bagger 1 sich dreht, erzeugt die Steuereinheit 336 den Steuerbefehl, um die Drehung so zu regeln, dass die Drehwinkelgeschwindigkeit unabhängig von dem Betätigungsbetrag gleich der oberen Grenzwinkelgeschwindigkeit wird oder darunter liegt.
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Man beachte, dass die Steuereinheit 336 im Schritt SP19 einen Steuerbefehl erzeugen kann, um einen Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Drehwinkelgeschwindigkeit des oberen Drehkörpers 3 beispielsweise auf die obere Grenzwinkelgeschwindigkeit oder darunter geregelt wird, bis die Aufhebungsbetätigung der Drehstoppsteuerung durch den Bediener detektiert wird.
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Die Steuerung 300 gibt den Steuerbefehl aus (Schritt SP20). Genauer gesagt, gibt die Ausgabeeinheit 337 den von der Steuereinheit 336 erzeugten Steuerbefehl an das Steuerventil 19 aus. Der im Schritt SP15 erzeugte Steuerbefehl wird von der Ausgabeeinheit 337 ausgegeben, wodurch die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 auf die Abbremsgeschwindigkeit oder darunter geregelt wird. Des Weiteren wird der im Schritt SP17 erzeugte Steuerbefehl von der Ausgabeeinheit 337 ausgegeben, wodurch die Fahrgeschwindigkeit des unteren Fahrkörpers 2 auf die Stoppgeschwindigkeit oder niedriger geregelt wird. Des Weiteren wird der im Schritt SP19 erzeugte Steuerbefehl von der Ausgabeeinheit 337 ausgegeben, wobei die Drehwinkelgeschwindigkeit des oberen Drehkörpers 3 auf die obere Grenzwinkelgeschwindigkeit oder darunter geregelt wird.
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Durch das ständige Ausführen der vorstehend genannten Verarbeitung während des Betriebs des Baggers 1 steuert die Steuerung 300 den Bagger 1.
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[Computersystem]
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8 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem nach dieser Ausführungsform veranschaulicht. Die vorstehend beschriebene arithmetische Verarbeitungseinheit 33 umfasst das Computersystem 1000. Das Computersystem 1000 umfasst einen Prozessor 1001, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Hauptspeicher 1002, einschließlich eines nichtflüchtigen Speichers, wie z. B. eines Festwertspeichers (ROM), und eines flüchtigen Speichers, wie z. B. eines Direktzugriffsspeichers (RAM), einen Speicher 1003 und eine Schnittstelle 1004, einschließlich einer Eingabe/Ausgabeschaltung. Eine Funktion der vorstehend beschriebenen arithmetischen Verarbeitungseinheit 33 ist als Computerprogramm in dem Speicher 1003 gespeichert. Der Prozessor 1001 liest das Computerprogramm aus dem Speicher 1003, entwickelt das Computerprogramm im Hauptspeicher 1002 und führt die vorstehend beschriebene Verarbeitung entsprechend dem Computerprogramm aus. Man beachte, dass das Computerprogramm über ein Netzwerk an das Computersystem 1000 verteilt werden kann.
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Nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform veranlasst das Computerprogramm oder das Computersystem 1000 als erste Verarbeitung die Detektionsvorrichtung 200, ein um den Bagger 1 herum vorhandenes Objekt zu detektieren, und veranlasst die Steuerung 300, die den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 und des oberen Drehkörpers 3 des Baggers 1 steuert, als zweite Verarbeitung, den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage der Position des detektierten Objekts und des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers zu steuern, die der Bereich des unteren Fahrkörpers sind, der in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt ist, und den Betrieb des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage der Position des detektierten Objekts und des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers zu steuern.
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Auf diese Weise wird der Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage der Position des detektierten Objekts und des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers gesteuert, die der Bereich des unteren Fahrkörpers sind, der im Koordinatensystem auf der Grundlage des oberen Drehkörpers 3 festgelegt ist, und der Betrieb des oberen Drehkörpers 3 wird auf der Grundlage der Position des detektierten Objekts und des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers gesteuert.
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[Wirkung]
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Wie vorstehend beschrieben, ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Betrieb des unteren Fahrkörpers 2 auf der Grundlage des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers und des Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers zu steuern, die die Bereiche des unteren Fahrkörpers sind, der in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem festgelegt ist, und den Betrieb des oberen Drehkörpers 3 auf der Grundlage der Position des detektierten Objekts und des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Steuerung des unteren Fahrkörpers 2 und des oberen Drehkörpers 3 in verschiedenen Bereichen bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, sowohl den unteren Fahrkörper 2 als auch den oberen Drehkörper 3 entsprechend zu steuern.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Bereiche des unteren Fahrkörpers im Koordinatensystem auf der Grundlage des oberen Drehkörpers 3 festgelegt. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die Positionsbeziehung zwischen dem Bereich des unteren Fahrkörpers und dem Objekt erfasst wird, das Detektieren eines Drehwinkels oder einer Koordinatentransformation zur Vereinheitlichung des Koordinatensystems nicht erforderlich. Die vorliegende Ausführungsform kann die Belastung durch die Berechnungsverarbeitung verringern.
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[Erstes Modifikationsbeispiel]
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9 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Ein Bereich A1 des oberen Drehkörpers und ein Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers sind die gleichen wie in 5. Ein in 9 dargestellter Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers weist eine Form auf, bei der ein Eckabschnitt des in 5 dargestellten Abbremsbereichs A3 des unteren Fahrkörpers bogenförmig ausgebildet ist. Der in 9 dargestellte Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist flächenmäßig kleiner als der in 5 dargestellte Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers. Da der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers in einer solchen Form ausgebildet ist, kann ein unbeabsichtigtes Abbremsen eines unteren Fahrkörpers 2 verhindert werden.
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[Zweites Modifikationsbeispiel]
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10 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. 11 ist eine schematische Ansicht, die den in 10 dargestellten Bereich des oberen Drehkörpers und den Bereich des unteren Fahrkörpers in einem Zustand veranschaulicht, in dem sich ein oberer Drehkörper dreht. Ein Bereich A1 des oberen Drehkörpers und ein Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers sind die gleichen wie in 5. Ein in 10 dargestellter Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem Außenumfangsrandabschnitt eines Bereichs umgeben ist, der durch Erweiterung des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers und des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers in einer radialen Richtung um eine Drehachse RX eines oberen Drehkörpers 3 herum erhalten wird. Der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem vorderen Abschnitt A31, der ein Teil eines Kreises mit einem Radius r2 ist, einem rechten Eckabschnitt A32, der ein Teil eines Bereichs ist, der durch die Erweiterung des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers erreicht wird, einem rechten Seitenabschnitt A33, der ein Teil des Kreises mit dem Radius r2 ist, einem hinteren Abschnitt A34, der ein Teil des Bereichs ist, der durch die Erweiterung des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers erreicht wird, einem linken Seitenabschnitt A35, der ein Teil des Kreises mit dem Radius r2 ist, und einem linken Eckabschnitt A36 umgeben ist, der ein Teil des Bereichs ist, der durch die Erweiterung des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers erreicht wird.
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[Drittes Modifikationsbeispiel]
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12 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Ein Bereich A1 des oberen Drehkörpers und ein Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers sind die gleichen wie in 5. Der in 10 dargestellte Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, in dem ein bogenförmiger vorderer Abschnitt A21 des in 5 dargestellten Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers ein gerader Abschnitt A21 ist, der sich an einer Vorderseite eines vorderen Endabschnitts eines oberen Drehkörpers 3 in einem Abstand d11 befindet.
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[Viertes Modifikationsbeispiel]
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13 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Ein Bereich A1 des oberen Drehkörpers und ein Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers sind die gleichen wie in 5. Ein Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem Kreis umgeben ist, der einen Radius r2 (r1 < r2) aufweist und auf einer Drehachse RX eines oberen Drehkörpers 3 zentriert ist.
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[Fünftes Modifikationsbeispiel]
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14 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Bereich des oberen Drehkörpers und einen Bereich des unteren Fahrkörpers veranschaulicht. Bei dem in 14 dargestellten Bagger 1 handelt es sich um einen Bagger mit kleinem Wenderadius (z. B. einen Heckbagger mit ultrakleinem Wenderadius, einen Bagger mit ultrakleinem Wenderadius oder dergleichen), der einen kleineren Wenderadius als der in 5 dargestellte Bagger 1 aufweist. Ein Bereich A1 des oberen Drehkörpers ist ein Bereich, der ähnlich wie der in 5 dargestellte Bereich A1 des oberen Drehkörpers entsprechend einer Größe des Baggers 1 ausgebildet ist. Ein Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem Kreis mit einem Radius r3 umgeben ist und auf einer Drehachse RX eines oberen Drehkörpers 3 zentriert ist. Ein Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers ist ein Bereich, der von einem Kreis mit einem Radius r4 (r3 < r4) umgeben ist und auf der Drehachse RX des oberen Drehkörpers 3 zentriert ist. In dem in 14 dargestellten Beispiel befindet sich der gesamte Bereich A1 des oberen Drehkörpers innerhalb des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers.
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[Andere Ausführungsformen]
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Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde, dass es sich bei der Detektionsvorrichtung 200 um die Kameras 20 handelt, die den Umfang der Arbeitsmaschine 1 fotografieren, stellt dies keine Einschränkung dar. Die Detektionsvorrichtung 200 kann beispielsweise eine Stereokamera oder ein Laser-Imaging-Detection-and-Ranging-System (LIDAR) sein, das im Bagger 1 vorhanden ist, oder sie kann das Objekt mit Hilfe einer Radarvorrichtung oder einer Ultraschallvorrichtung detektieren.
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Obwohl außerdem beschrieben wurde, dass das Steuersystem 400 nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Bagger 1 installiert ist, stellt dies keine Einschränkung dar. Ein Teil oder die gesamte Konfiguration des Steuersystems 400 kann außerhalb des Baggers 1 installiert werden. Beispielsweise kann die Steuerung 300 in einem Betriebsraum an einem entfernten Ort angeordnet sein und den Bagger 1 ferngesteuert betätigen.
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Ferner kann die Steuerung 300 nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine oder mehrere Steuerungen umfassen. Beispielsweise kann in einer anderen Ausführungsform eine erste Steuerung zum Erfassen von Detektionsdaten von einer Detektionsvorrichtung 200 und zum Detektieren eines Objekts, einschließlich einer Person und eines sich bewegenden Körpers, der sich um einen Bagger 1 herum befindet, und eine zweite Steuerung zum Spezifizieren einer Position des Objekts, zum Bestimmen eines Bereichs, in dem sich das Objekt befindet, und zum Steuern des Baggers 1 enthalten sein.
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Obwohl beschrieben wurde, dass die Steuerung 300 nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Steuerung zum Stoppen des unteren Fahrkörpers 2 durchführt, in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem, dessen Objekt von der Detektionsvorrichtung 200 detektiert wird, in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers vorhanden ist, ist dies keine Einschränkung. Beispielsweise kann die Steuerung 300 in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Position des Objekts in dem auf dem oberen Drehkörper 3 basierenden Koordinatensystem, das von der Detektionsvorrichtung 200 detektiert wird, entweder in dem Stoppbereich A2 des unteren Fahrkörpers oder in dem Bereich A1 des oberen Drehkörpers liegt, den unteren Fahrkörper 2 zum Stoppen steuern.
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Im zweiten Modifikationsbeispiel kann der Abbremsbereich A3 des unteren Fahrkörpers aus zwei Bereichen bestehen, nämlich einem ersten Abbremsbereich, der durch Erstreckung des Bereichs A1 des oberen Drehkörpers in einer radialen Richtung um die Drehachse RX des oberen Drehkörpers 3 erreicht wird, und einem zweiten Abbremsbereich, der durch Erstreckung des Stoppbereichs A2 des unteren Fahrkörpers in der radialen Richtung um die Drehachse RX des oberen Drehkörpers 3 erreicht wird. In diesem Fall kann der untere Fahrkörper 2 in einem Fall abgebremst werden, in dem das Objekt entweder im ersten Abbremsbereich oder im zweiten Abbremsbereich detektiert wird.
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Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde, dass es sich bei der Arbeitsmaschine 1 um einen durch Hydraulikdruck angetriebenen Bagger handelt, stellt dies keine Einschränkung dar. Eine Arbeitsmaschine 1 kann z.B. ein Elektrobagger sein, der mit elektrischer Leistung aus einer Batterie oder einem Generator betrieben wird. In diesem Fall können ein Schwenkmotor 16, ein rechter Fahrmotor 15R und ein linker Fahrmotor 15L Elektromotoren sein, und eine Steuerung 300 kann den Schwenkmotor 16, den rechten Fahrmotor 15R und den linken Fahrmotor 15L steuern.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Bagger 1 ein Bergbaubagger sein, der in einem Bergwerk oder dergleichen eingesetzt wird, oder ein Bagger, der auf einer Baustelle eingesetzt wird. Darüber hinaus ist die Anwendung auf ein Steuerungssystem für einen Muldenkipper, einen Radlader oder eine andere Arbeitsmaschine möglich.
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Referenzzeichenliste
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- 1
- BAGGER (ARBEITSMASCHINE)
- 2
- UNTERER FAHRKÖRPER (FAHRKÖRPER)
- 3
- OBERER DREHKÖRPER (DREHKÖRPER)
- 4
- ARBEITSAUSRÜSTUNG
- 4A
- AUSLEGER
- 4B
- ARM
- 4C
- SCHAUFEL
- 5
- HYDRAULIKZYLINDER
- 5A
- AUSLEGERZYLINDER
- 5B
- ARMZYLINDER
- 5C
- SCHAUFELZYLINDER
- 6
- KABINE
- 9
- FAHRERSITZ
- 10
- BETÄTIGUNGSVORRICHTUNG
- 11
- LINKER ARBEITSHEBEL
- 12
- RECHTER ARBEITSHEBEL
- 13
- LINKER FAHRHEBEL
- 14
- RECHTER FAHRHEBEL
- 15R
- RECHTER FAHRMOTOR
- 15L
- LINKER FAHRMOTOR
- 16
- SCHWENKMOTOR
- 17
- LEISTUNGSQUELLE
- 18
- HYDRAULIKPUMPE
- 19
- STEUERVENTIL
- 20
- KAMERA
- 21
- RÜCKKAMERA
- 22
- RECHTE RÜCKKAMERA
- 23
- RECHTE FRONTKAMERA
- 24
- LINKE RÜCKKAMERA
- 32
- SPEICHEREINHEIT
- 33
- ARITHMETISCHE VERARBEITUNGSEINHEIT
- 200
- DETEKTIONSVORRICHTUNG
- 300
- STEUERUNG
- 321
- MERKMALSMENGENSPEICHEREINHEIT
- 322
- BEREICHSSPEICHEREINHEIT
- 331
- DATENERFASSUNGSEINHEIT
- 332
- DETEKTIONSEINHEIT
- 333
- POSITIONSSPEZIFIKATIONSEINHEIT
- 334
- BESTIMMUNGSEINHEIT
- 335
- BETRIEBSSIGNALERFASSUNGSEINHEIT
- 336
- STEUEREINHEIT
- 337
- AUSGABEEINHEIT
- 400
- STEUERSYSTEM
- 1000
- COMPUTERSYSTEM
- 1001
- PROZESSOR
- 1002
- HAUPTSPEICHER
- 1003
- SPEICHER
- 1004
- SCHNITTSTELLE
- A1
- BEREICH DES OBEREN DREHKÖRPERS (ZWEITER FESTGELEGTER BEREICH)
- A2
- STOPPBEREICH DES UNTEREN FAHRKÖRPERS (ERSTER FESTGELEGTER BEREICH)
- A3
- ABBREMSBEREICH DES UNTEREN FAHRKÖRPERS (DRITTER FESTGELEGTER BEREICH)
- AX
- AUSLEGERDREHACHSE
- BX
- ARMDREHACHSE
- CX
- SCHAUFELDREHACHSE
- RX
- DREHACHSE
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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