JP2012172430A - 油圧ショベルの位置誘導システム及び位置誘導システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】油圧ショベルの位置誘導システムにおいて、演算部は、接近離れ判定距離(D1)を算出する。接近離れ判定距離(D1)は、目標作業対象(70)と作業機(2)のリーチ範囲との間の距離を示す。演算部は、接近離れ判定距離(D1)が所定の閾値以下であるときには詳細モードの案内画面を表示部に表示させる。また、接近離れ判定距離(D1)が所定の閾値より大きいときには詳細モードよりも広範囲を示す広域モードの案内画面を表示部に表示させる。
【選択図】図13
Description
1−1.油圧ショベルの全体構成
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの位置誘導システムについて説明する。図1は、位置誘導システムが搭載される油圧ショベル100の斜視図である。油圧ショベル100は、車両本体1と作業機2とを有する。車両本体1は、上部旋回体3と運転室4と走行装置5とを有する。上部旋回体3は、図示しないエンジンや油圧ポンプなどの装置を収容している。運転室4は上部旋回体3の前部に載置されている。運転室4内には、後述する表示入力装置38及び操作装置25が配置される(図3参照)。走行装置5は履帯5a,5bを有しており、履帯5a,5bが回転することにより油圧ショベル100が走行する。
位置誘導システム28は、作業エリア内の目標作業対象まで油圧ショベル100を誘導するためのシステムである。位置誘導システム28は、上述した第1〜第3ストロークセンサ16−18、3次元位置センサ23、傾斜角センサ24のほかに、表示入力装置38と、位置誘導コントローラ39とを有している。
以下、案内画面について詳細に説明する。図5は、複数の案内画面の切換方法を示す図である。案内画面には、走行モードの案内画面51,52と、掘削モードの案内画面53,54とがある。走行モードの案内画面51,52は、油圧ショベル100を走行させて目標面70の近くまで誘導するための画面であり、作業エリアでの油圧ショベル100の現在位置を示す。掘削モードの案内画面53,54は、掘削作業の対象である地面が目標面70と同じ形状になるように油圧ショベル100の作業機2を誘導するための画面である。掘削モードの案内画面53,54は、目標面70と作業機2との位置関係を、走行モードの案内画面51,52よりも詳細に示す。走行モードの案内画面51,52は、広域走行モードの案内画面51(以下、「広域走行画面51」と呼ぶ)と詳細走行モードの案内画面52(以下、「詳細走行画面52」と呼ぶ)とを有する。また、掘削モードの案内画面53,54は、粗掘削モードの案内画面53(以下、「粗掘削画面53」と呼ぶ)と、繊細掘削モードの案内画面54(以下、「繊細掘削画面54」と呼ぶ)とを有する。
図6に広域走行画面51を示す。広域走行画面51は、作業エリアの設計地形と油圧ショベル100の現在位置とを示す上面図51aを含む。上面図51aは、複数の三角形ポリゴンによって上面視による設計地形を表現している。上面図51aは、グローバル座標系の水平面を投影面として設計地形を表現している。また、目標作業対象として選択された目標面70は、他の設計面と異なる色で表示される。なお、図6では、油圧ショベル100の現在位置が上面視による油圧ショベルのアイコン61で示されているが、他のシンボルによって示されてもよい。
図8に詳細走行画面52を示す。詳細走行画面52には、広域走行画面51と同様の複数の操作キーが表示される。また、詳細走行画面52は、作業エリアの設計地形と油圧ショベル100の現在位置とを示す上面図52aと、目標面70と油圧ショベル100と作業機2の作業可能範囲76とを示す側面図52bとを含む。
Ya=(P1−P2)/|P1−P2|・・・(1)
図9(a)に示すように、YaとZの2つのベクトルで表される平面を通り、Yaと垂直なベクトルZ’を導入すると、以下の関係が成り立つ。
(Z’,Ya)=0・・・(2)
Z’=(1−c)Z+cYa・・・(3)
cは定数である。
(2)式および(3)式より、Z’は以下の(4)式のように表される。
Z’=Z+{(Z,Ya)/((Z,Ya)−1)}(Ya−Z)・・・(4)
さらに、YaおよびZ’と垂直なベクトルをX’とすると、X’は以下の(5)式のようのように表される。
X’=Ya⊥Z’・・・(5)
図9(b)に示すように、車両本体座標系は、これをYa軸周りに上述したロール角θ4だけ回転させたものであるから、以下の(6)式のように示される。
・・・(6)
xat=0・・・(7)
yat=Lb1+L1sinθ1+L2sin(θ1+θ2)+L3sin(θ1+θ2+θ3)・・・(8)
zat=−Lb2+L1cosθ1+L2cos(θ1+θ2)+L3cos(θ1+θ2+θ3)・・・(9)
なお、バケット8の先端P3は、車両本体座標系のYa−Za平面上で移動するものとする。
そして、グローバル座標系でのバケット8の先端P3の座標が以下の(10)式から求められる。
P3=xat・Xa+yat・Ya+zat・Za+P1・・・(10)
図4に示すように、位置誘導コントローラ39は、上記のように算出したバケット8の先端の現在位置と、記憶部43に記憶された設計地形データとに基づいて、3次元設計地形とバケット8の先端P3を通るYa−Za平面77との交線80を算出する。そして、位置誘導コントローラ39は、この交線のうち目標面70を通る部分を上述した目標面線79として案内画面に表示する。
図10に粗掘削画面53を示す。粗掘削画面53には、上述した走行モードの案内画面51,52と同様の第1画面切換キー65が表示される。なお、図10では、粗掘削画面53が表示されているため、粗掘削モード選択キー68のアイコンが第1画面切換キー65として表示されている。また、粗掘削画面53は、作業エリアの設計地形と油圧ショベル100の現在位置とを示す上面図53aと、目標面70と油圧ショベル100とを示す側面図53bとを含む。
図11に、繊細掘削画面54を示す。繊細掘削画面54は、粗掘削画面53よりも目標面70と油圧ショベル100との位置関係を詳細に示す。繊細掘削画面54には、上述した走行モードの案内画面51,52と同様の第1画面切換キー65が表示される。なお、図11では、繊細掘削画面54が表示されているため、繊細掘削モード選択キー69のアイコンが第1画面切換キー65として表示されている。また、繊細掘削画面54は、目標面70とバケット8とを示す正面図54aと、目標面70とバケット8とを示す側面図54bとを含む。繊細掘削画面54の正面図54aには、正面視によるバケット8のアイコン89と、正面視による目標面70の断面を示す線78(以下、「目標面線78」と呼ぶ)とを含む。繊細掘削画面54の側面図54bには、側面視によるバケット8のアイコン90と、設計面線74と目標面線79とを含む。また、繊細掘削画面54の正面図54aと側面図54bとには、それぞれ、目標面70とバケット8との位置関係を示す情報が表示される。
図5に示すように、広域走行モード、詳細走行モード、粗掘削モード、繊細掘削モードの各案内画面は、自動的に或いは手動により互いに切り換えることができる。図5において実線矢印は、案内画面の切換が自動で行われることを示している。また、破線矢印は、案内画面の切換が手動で行われることを示している。以下、位置誘導システム28によって実行される案内画面の切換制御について説明する。
図12は、広域走行モードと詳細走行モードとの間での案内画面の切換制御のフローを示している。以下、広域走行モードと詳細走行モードとの間で自動的に案内画面を切り換えるための処理について説明する。
次に、走行モードと掘削モードとの間での案内画面の切換制御について説明する。図14は、掘削モードから走行モードへの案内画面の切換制御のフローを示している。以下、掘削モードから走行モードへ自動的に案内画面を切り換えるための処理について説明する。
粗掘削画面53と繊細掘削画面54との切換は、上述した第1画面切換キー65により手動で行われる。すなわち、図5に示すように、オペレータが粗掘削モード選択キー68を押すと、粗掘削画面53が表示される。また、オペレータが繊細掘削モード選択キー69を押すと、繊細掘削画面54が表示される。
本実施形態に係る油圧ショベル100の位置誘導システム28は、走行停止状態から走行状態に変化したと判定されたときは、掘削モードの案内画面53,54から走行モードの案内画面51,52に自動的に切り換えられる。従って、油圧ショベル100を大きく移動させるときに、オペレータは自ら案内画面の切換を操作する必要が無い。このため、オペレータへの作業負担が軽減される。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各案内画面の内容は上記のものに限られず、適宜、変更されてもよい。また、位置誘導コントローラ39の機能の一部、或いは、全てが、油圧ショベル100の外部に配置されたコンピュータによって実行されてもよい。また、目標作業対象は、上述したような平面に限らず、点、線、或いは3次元の形状であってもよい。表示入力装置38の入力部41は、タッチパネル式のものに限られず、ハードキーやスイッチなどの操作部材によって構成されてもよい。
図16に示すように、位置誘導コントローラ39は、設計地形データと車両本体1の現在位置とから目標面70と車両本体1との間の距離D0を算出する。そして、位置誘導コントローラ39は、目標面70と車両本体1との間の距離D0から、目標面70と車両本体1とを結ぶ経路上における作業可能範囲76の長さL1を引いた距離D2を接近離れ判定距離として算出する。
位置誘導コントローラ39は、検出された車両本体1の現在位置から、図17に示すような仮想円C1の位置を算出する。この仮想円C1は、車両本体1における作業機2の取付位置、すなわちブームピン13を中心に最大リーチ長さLmaxを半径とする円である。そして、位置誘導コントローラ39は、目標面70と仮想円C1との間の最短距離D3を接近離れ判定距離として算出する。
図18に示すように、位置誘導コントローラ39は、作業可能範囲76と目標面70との間の最短距離D4を接近離れ判定距離として算出する。
2 作業機
19 位置検出部
28 位置誘導システム
42 表示部
43 記憶部
44 演算部
51 広域モードの走行画面
52 詳細モードの走行画面
70 目標面
100 油圧ショベル
Claims (11)
- 車両本体と前記車両本体に取り付けられる作業機とを有する油圧ショベルを、作業エリア内の目標作業対象まで誘導する位置誘導システムであって、
前記目標作業対象の位置を示す地形データと前記作業機のリーチ範囲を示す作業機データとを記憶する記憶部と、
前記車両本体の現在位置を検出する位置検出部と、
前記油圧ショベルを前記目標作業対象まで案内するための案内画面を表示する表示部と、
前記地形データと前記車両本体の現在位置と前記作業機データとに基づいて前記目標作業対象と前記作業機のリーチ範囲との間の距離を示す接近離れ判定距離を算出し、前記接近離れ判定距離が所定の閾値以下であるときには詳細モードの案内画面を前記表示部に表示させ、前記接近離れ判定距離が所定の閾値より大きいときには前記詳細モードよりも広範囲を示す広域モードの案内画面を前記表示部に表示させる演算部と、
を備える油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記作業機データは、前記作業機の最大リーチ長さを示すデータであり、
前記演算部は、前記地形データと前記車両本体の現在位置とから前記目標作業対象と前記車両本体との間の距離を算出し、前記目標作業対象と前記車両本体との間の距離から前記作業機の最大リーチ長さを引いた値を前記接近離れ判定距離として算出する、
請求項1に記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記作業機データは、前記作業機が実際に届くことができる前記車両本体の周囲の作業可能範囲を示すデータであり、
前記演算部は、前記地形データと前記車両本体の現在位置とから前記目標作業対象と前記車両本体との間の距離を算出し、前記目標作業対象と前記車両本体との間の距離から、前記目標作業対象と前記車両本体とを結ぶ経路上における前記作業可能範囲の長さを引いた値を前記接近離れ判定距離として算出する、
請求項1に記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記作業機データは、前記作業機の最大リーチ長さを示すデータであり、
前記演算部は、前記車両本体における前記作業機の取付位置を中心に前記最大リーチ長さを半径とする仮想円と前記目標作業対象との間の最短距離を前記接近離れ判定距離として算出する、
請求項1に記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記作業機データは、前記作業機が実際に届くことができる前記車両本体の周囲の作業可能範囲を示すデータであり、
前記演算部は、前記作業可能範囲と前記目標作業対象との間の最短距離を前記接近離れ判定距離として算出する、
請求項1に記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記目標作業対象は、三次元の設計地形を構成する複数の設計面から選択された目標面であり、
前記接近離れ判定距離の算出には、前記目標作業対象の位置として前記目標面上の最近接点が選択される、
請求項1から5のいずれかに記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記目標作業対象は、三次元の設計地形を構成する複数の設計面から選択された目標面であり、
前記接近離れ判定距離の算出には、前記目標作業対象の位置として前記目標面の外周辺上の最近接点が選択される、
請求項1から5のいずれかに記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記広域モードの案内画面は、前記作業エリアと前記油圧ショベルの現在位置とを示す上面図を表示し、
前記詳細モードの案内画面は、前記目標作業対象と前記油圧ショベルと前記作業機の作業可能範囲とを示す側面図と、前記作業エリアと前記油圧ショベルの現在位置とを示す上面図とを表示する、
請求項1から7のいずれかに記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 前記演算部は、前記接近離れ判定距離が前記所定の閾値より大きいと判定すると、接近判定閾値を前記所定の閾値として設定し、前記接近離れ判定距離が前記所定の閾値以下であると判定すると、前記接近判定閾値よりも大きい離れ判定閾値を前記所定の閾値として設定する、
請求項1から8のいずれかに記載の油圧ショベルの位置誘導システム。 - 請求項1から9のいずれかに記載の油圧ショベルの位置誘導システムを備える油圧ショベル。
- 車両本体と前記車両本体に取り付けられる作業機とを有する油圧ショベルを、作業エリア内の目標作業対象まで誘導する位置誘導システムであって、前記目標作業対象の位置を示す地形データと前記作業機のリーチ範囲を示す作業機データとを記憶する記憶部と、前記車両本体の現在位置を検出する位置検出部と、前記油圧ショベルを前記目標作業対象まで案内するための案内画面を表示する表示部と、を備える位置誘導システムの制御方法であって、
前記車両本体の現在位置を検出するステップと、
前記地形データと前記車両本体の現在位置と前記作業機データとに基づいて前記目標作業対象と前記作業機のリーチ範囲との間の距離を示す接近離れ判定距離を算出するステップと、
前記接近離れ判定距離が所定の閾値以下であるときには詳細モードの案内画面を前記表示部に表示させるステップと、
前記接近離れ判定距離が所定の閾値より大きいときには前記詳細モードよりも広範囲を示す広域モードの案内画面を前記表示部に表示させるステップと、
を備える油圧ショベルの位置誘導システムの制御方法。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001123476A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 掘削機械の表示システム及び記録媒体 |
JP2002195829A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Topcon Corp | 法面形成用の位置誘導システム |
JP2006214246A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Aoki Asunaro Kensetsu Kk | 作業機の施工支援システム |
JP2007147588A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-06-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械の位置計測システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12018461B2 (en) | 2018-03-31 | 2024-06-25 | Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel |
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