JP2016053553A - 位置算出装置及び運搬車両 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、本実施形態に係る位置算出装置を搭載した運搬車両としての鉱山用ダンプ(以下「ダンプ」と略記する)が走行する鉱山内の概略構成について説明する。図1は、鉱山内の概略構成を示す図である。
なお、位置算出装置110には、GPSからの測位電波を受信して位置を算出するユニットを含み、本実施形態に係る自律航法技術による位置算出と併用して最終的なダンプ20の位置を決定してもよいが、GPSユニットについては図示を省略する。
[数1]
(ロール角ψ)=arcsin[{(加速度センサ横方向出力値)−(横加速度)/(重力加速度)}・・・(1)
[数2]
(ピッチ角φ)=arcsin[{(加速度センサ前後方向出力値)−(車両加速度)/(重力加速度)}・・・(2)
[数3]
(横加速度)=(旋回半径)×(ヨー角速度)2・・・(3)
[数8]
(補正ロール角ψ’)=arcsin[{(補正後加速度:横方向)−(車両横加速度)/(重力加速度)}・・・(8)
[数9]
(補正ピッチ角φ’)=arcsin[{(補正後加速度:前後方向)−(車両加速度)/(重力加速度)}・・・(9)
[数10]
(ヨー角θ)=(前サンプリング時ヨー角)+(補正後角速度:垂直軸)×(サンプリング時間)・・・(10)
[数13]
(更新位置)=(前サンプリング時の位置)+(速度ベクトル)×(サンプリング時間)・・・(13)
次に、第二実施形態について図9を参照して説明する。第一実施形態は、空荷状態から積載状態に遷移した場合に毎回逐次最小二乗法で補正量を算出したが(図8のステップS806参照)、第二実施形態では、空荷状態から積載状態に遷移した場合の車体の傾斜角度が毎回殆ど変わらないという前提で、最初に車体傾斜を補正するための補正量Mを一意に決める実施形態である。ダンプ20の最大積載容量は決まっているので、ダンプ20が満載か空荷かのいずれかの状態で稼働し、満載時の積載状態がほぼ一定で荷台24の左右又は前後の一方側に極端に偏ることなく積載される場合に、本実施形態は好適である。
第三実施形態は、積載状態判定処理においてアプローチ地図を使う代わりに、車両のサスペンション圧を用いる実施形態である。その他の構成・処理内容は第一実施形態及び第二実施形態と同様であるので説明を省略する。以下、図10及び図11を参照して第三実施形態について説明する。図10は、第三実施形態に係るダンプの内部構成を示す機能ブロック図である。図11は、第三実施形態に係る積載状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
21 車輪
22 車体
23 サスペンション
101 加速度センサ
102 ジャイロセンサ
103 車輪回転数センサ
110 位置算出装置
Claims (6)
- 車輪及び当該車輪上にサスペンションを介して搭載された車体を含む運搬車両に搭載される位置算出装置であって、
前記車輪に対する前記車体の姿勢を示す姿勢情報を出力する姿勢検出センサと、
前記車輪の回転数を出力する車輪回転数センサと、
前記車体に積荷が積載された積載状態であるか又は前記積荷が積載されていない空荷状態であるかを示す積載状態情報を取得する積載状態情報取得部と、
前記姿勢情報を基に、前記積載状態において前記姿勢情報を出力する際に用いる検出軸を前記空荷状態において前記姿勢情報を出力する際に用いる検出軸に一致させるための補正量を算出し、前記積載状態における前記運搬車両の速度ベクトルを算出するための補正量として設定する補正量設定部と、
前記積載状態情報に基づいて前記車体が前記積載状態又は前記空荷状態であるかを判定し、前記車体が前記積載状態であると判定された場合に、前記車輪の回転数から得られる車輪速、前記姿勢情報から求まる前記運搬車両の運動方向、及び前記設定された補正量を用いて前記運搬車両の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出部と、
前記速度ベクトルを用いて前記運搬車両の位置を算出する位置算出部と、
を備えることを特徴とする位置算出装置。 - 前記補正量設定部は、前記積載状態情報に基づいて前記車体が前記空荷状態であると判定すると、前記算出された補正量を削除して単位行列からなる補正量を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置算出装置。 - 予め算出された前記補正量を記憶する補正量記憶部を更に備え、
前記補正量設定部は、前記積載状態情報に基づいて前記車体が積載状態であると判定すると、前記補正量の算出に代えて、前記補正量記憶部から前記補正量を読み出して設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置算出装置。 - 前記積荷が積み込まれる積載地点、及び前記積荷を放土する放土地点を接続する走行経路を示す地図情報を記憶する地図情報記憶部を更に備え、
前記積載状態情報取得部は、前記位置算出部が算出した前記運搬車両の位置、及び前記地図情報に基づき、前記積載地点又は前記放土地点に到達したかに基づいて前記積載状態又は前記空荷状態のいずれに相当するかを判定し、その判定結果を示す前記積載状態情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置算出装置。 - 前記積載状態情報取得部は、前記運搬車両に備えられた前記サスペンションの圧力を検出するサスペンション圧力センサからの出力、及び前記空荷状態又は前記積載状態を区別するための閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記積載状態情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置算出装置。 - 車輪及び当該車輪上にサスペンションを介して搭載された車体を含む運搬車両であって、
前記車輪に対する前記車体の傾斜姿勢を示す姿勢情報を出力する姿勢検出センサと、
前記車輪の回転数を出力する車輪回転数センサと、
前記車体に積荷が積載された積載状態であるか又は前記積荷が積載されていない空荷状態であるかを示す積載状態情報を取得する積載状態情報取得部と、
前記姿勢情報を基に、前記積載状態において前記姿勢情報を出力する際に用いる検出軸を前記空荷状態において前記姿勢情報を出力する際に用いる検出軸に一致させるための補正量を算出し、前記積載状態における前記運搬車両の速度ベクトルを算出するための補正量として設定する補正量設定部と、
前記積載状態情報に基づいて前記車体が前記積載状態又は前記空荷状態であるかを判定し、前記車体が前記積載状態であると判定された場合に、前記車輪の回転数から得られる車輪速、前記姿勢情報から求まる前記運搬車両の運動方向、及び前記設定された補正量を用いて前記運搬車両の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出部と、
前記速度ベクトルを用いて前記運搬車両の位置を算出する位置算出部と、
を備えることを特徴とする運搬車両。
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