JP2018016973A - 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】作業車両の制御システムは、現況地形取得装置と、記憶装置と、コントローラと、を備える。現況地形取得装置は、作業対象の現況地形を示す現況地形情報を取得する。記憶装置は、作業対象の目標地形を示す設計地形情報を記憶している。コントローラは、現況地形取得装置から現況地形情報を取得する。コントローラは、記憶装置から設計地形情報を取得する。コントローラは、作業機を、現況地形と最終設計地形との間であって、現況地形よりも、所定距離、上方の位置を移動させる指令信号を生成する。
【選択図】図4
Description
Hup1 = MIN (最終設計地形, 現況地形 + D1)
従って、図9に示すように、第1上限高さHup1は、最終設計地形60の下方、且つ、現況地形50よりも所定距離D1、上方に位置する。所定距離D1は、好ましくは、盛られた土の上を作業車両1が1回走行することで、盛られた土を適切に締め固めることができる程度の盛り土の厚さである。
Hlow1 = MIN (最終設計地形, MAX (現況地形, 底))
従って、図9に示すように、現況地形50が、最終設計地形60よりも下方、且つ、上述した底高さHbottomよりも上方に位置するときには、第1下限高さHlow1は、現況地形50と一致する。また、底高さHbottomが、最終設計地形60よりも下方、且つ、現況地形50よりも上方に位置するときには、第1下限高さHlow1は、底高さHbottomと一致する。
Hup2 = MIN (最終設計地形, MAX (現況地形 + D2, 底))
従って、図9に示すように、第2上限高さHup2は、最終設計地形60よりも下方、且つ、現況地形50よりも所定距離D2、上方に位置する。所定距離D2は、所定距離D1よりも大きい。
Hlow2 = MIN (最終設計地形 - D3, MAX (現況地形 - D3, 底))
従って、図9に示すように、第2下限高さHlow2は、現況地形50よりも所定距離D3、下方に位置する。第2下限高さHlow2は、第1下限高さHlow1よりも所定距離D3、下方に位置する。
θn = (Hup1_n - Hm_-1 + A1 * (n * (n - 1) / 2)) / n
Hup1_nは、n個先の中間設計面70_nに対する第1上限高さHup1である。Hm_-1は、基準位置P0の1つ前の中間設計面70_-1の高さである。A1は所定の定数である。数5式によってn=1〜10までのθnを決定し、それらのθnのうちの最小値が第1上限角度θup1として選択される。なお、図11では、n=1〜10までのθnのうちの最小値は、基準位置P0から距離d2先で第1上限高さHup1を上回らないピッチ角θ2となる。この場合、θ2が第1上限角度θup1として選択される。
θn = (Hlow1_n - Hm_-1 - A1 * (n * (n - 1) / 2)) / n
Hlow1_nは、n個先の中間設計面70_nに対する第1下限高さHlow1である。数6式によってn=1〜10までのθnを決定し、それらのθnのうちの最大値が第1下限角度θlow1として選択される。なお、図12では、n=1〜10までのθnのうちの最大値は、基準位置P0から距離d3先で第1上限高さHup1を上回らないピッチ角θ3となる。この場合、θ3が第1下限角度θlow1として選択される。
θn = ( Hup2_n - Hm_-1 + A1 * ( n * ( n-1 ) / 2)) / n
Hup2_nは、n個先の中間設計面70_nに対する第2上限高さHup2である。数7式によってn=1〜10までのθnを決定し、それらのθnのうちの最小値が第2上限角度θup2として選択される。
θn = (Hlow2_n - Hm_-1 - A2 * ( n * ( n-1) / 2)) / n
Hlow2_nは、n個先の中間設計面70_nに対する第2下限高さHlow2である。A2は所定の定数である。数8式によってn=1〜10までのθnを決定し、それらのθnのうちの最大値が第2下限角度θlow2として選択される。
θs = MAX (θlow1_1, MIN (θup1_1, MAX (θlow1_2, MIN (θup1_2,・・・MAX (θlow1_n, MIN (θup1_n,・・・MAX (θlow1_10, MIN (θup1_10, θm_-1)))・・・)))
θlow1_nは、図14に示すように、基準位置P0とn個先(図14では4個先)の第1下限高さHlow1とを結んだ直線のピッチ角である。θup1_nは、基準位置P0とn個先の第1上限高さHup1とを結んだ直線のピッチ角である。θm_-1は、基準位置P0の1つ前の中間設計面70_-1のピッチ角である。なお、数9式は図15のように表すこともできる。
θc = MAX (θlow2, MIN (θup2, MAX (θlow1, MIN (θup1, θt))))
以上のように決定された指令ピッチ角が、図7のステップS206における中間設計面70_1のピッチ角として決定される。これにより、図5のステップS105における中間設計地形70が決定される。すなわち、基準位置P0の中間設計地形70に対して上述した指令ピッチ角を成す中間設計面70_1が決定される。
3 制御システム
13 作業機
26 コントローラ
28 記憶装置
31 位置検出装置(現況地形取得装置)
34 土量取得装置
Claims (19)
- 作業機を有する作業車両の制御システムであって、
作業対象の現況地形を示す現況地形情報を取得する現況地形取得装置と、
前記作業対象の目標地形である最終設計地形を示す設計地形情報を記憶している記憶装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記現況地形取得装置から前記現況地形情報を取得し、
前記記憶装置から前記設計地形情報を取得し、
前記作業機を、前記現況地形と前記最終設計地形との間であって、前記現況地形よりも、所定距離、上方の位置を移動させる指令信号を生成する、
作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、前記現況地形の形状に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項1に記載の作業車両の制御システム。 - 前記作業機の保有土量を示す土量信号を生成する土量取得装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記土量取得装置から前記土量信号を取得し、前記保有土量に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項1に記載の作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、前記作業機が前記最終設計地形を上方に超えないように、前記作業機を移動させる指令信号を生成する、
請求項1に記載の作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、
前記作業車両の外部に配置される第1コントローラと、
前記第1コントローラと通信し、前記作業車両の内部に配置される第2コントローラと、
を有し、
前記第1コントローラは、
前記現況地形取得装置から前記現況地形情報を取得し、
前記記憶装置から前記設計地形情報を取得し、
前記第2コントローラは、前記作業機を移動させる前記指令信号を生成する、
請求項1に記載の作業車両の制御システム。 - 作業機を有する作業車両の制御システムであって、
作業対象の現況地形を示す現況地形情報を取得する現況地形取得装置と、
前記作業対象の目標形状である最終設計地形を示す設計地形情報を記憶している記憶装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記現況地形取得装置から前記現況地形情報を取得し、
前記記憶装置から前記設計地形情報を取得し、
前記現況地形情報及び前記設計地形情報に基づいて、前記現況地形の上方、且つ、前記最終設計地形の下方に位置する中間設計地形を決定し、
前記中間設計地形に基づいて前記作業機を移動させる指令信号を生成する、
作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、前記現況地形よりも、所定距離、上方の位置に前記中間設計地形を設定する、
請求項6に記載の作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、前記現況地形の形状に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項7に記載の作業車両の制御システム。 - 前記作業機の保有土量を示す土量信号を生成する土量取得装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記土量取得装置から前記土量信号を取得し、前記保有土量に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項7に記載の作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、
前記現況地形取得装置からの前記現況地形情報によって前記現況地形を更新し、
更新された前記現況地形に基づいて次の前記中間設計地形を決定する、
請求項6に記載の作業車両の制御システム。 - 前記コントローラは、前記最終設計地形を上方に超えないように、前記中間設計地形を決定する、
請求項6に記載の作業車両の制御システム。 - 作業機を有する作業車両の制御方法であって、
作業対象の現況地形を示す現況地形情報を取得するステップと、
前記作業対象の目標地形である最終設計地形を示す設計地形情報を取得するステップと、
前記作業機を、前記現況地形と前記最終設計地形との間であって、前記現況地形よりも、所定距離、上方の位置を移動させる指令信号を生成するステップと、
を備える作業車両の制御方法。 - 前記所定距離は、前記現況地形の形状に応じて変更される、
請求項12に記載の作業車両の制御方法。 - 前記作業機の保有土量を示す土量信号を取得するステップをさらに備え、
前記所定距離は、前記保有土量に応じて変更される、
請求項12に記載の作業車両の制御方法。 - 前記作業機が前記最終設計地形を上方に超えないように前記作業機を移動させる指令信号が生成される、
請求項12に記載の作業車両の制御方法。 - 作業機と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
作業対象の現況地形を示す現況地形情報を取得し、
前記作業対象の目標地形である最終設計地形を示す設計地形情報を取得し、
前記現況地形と前記最終設計地形との間であって、前記現況地形よりも、所定距離、上方の位置を移動させるように前記作業機を制御する、
作業車両。 - 前記コントローラは、前記現況地形の形状に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項1に記載の作業車両。 - 前記作業機の保有土量を示す土量信号を生成する土量取得装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記土量取得装置から前記土量信号を取得し、前記保有土量に応じて前記所定距離を変化させる、
請求項16に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記作業機が前記最終設計地形を上方に超えないように、前記作業機を移動させる指令信号を生成する、
請求項16に記載の作業車両。
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