JP2019019537A - 建設機械、較正システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施の形態1]
<全体構成>
図1は、実施形態に基づく較正システムの概略構成を表した図である。
図1に示されるように、作業車両100は、走行体101と、旋回体103と、作業機104と、全球測位衛星システム(GNSS)用の受信アンテナ109とを主に有している。作業車両本体は、走行体101と旋回体103とにより構成される。走行体101は、左右1対の履帯を有している。旋回体103は、走行体101の上部の旋回機構を介して旋回可能に装着される。
カメラ300は、3次元測定用のカメラである。カメラ300は、デュアルカメラセンサを有する。カメラ300は、複数の所定の位置にリフレクタが取り付けられた作業車両100を事前に撮像し、当該撮像により得られた画像データをサーバ装置400に送る。本例では、リフレクタは、受信アンテナ109、バケット130の刃先、フートピン141、バケットピン142に取り付けられる。
サーバ装置500,600は、作業機104に含まれる構成部品の製造データを、作業車両の機体番号に関連付けて記憶している。製造データは、機械加工時の実際の機械加工データ(以下、「加工データ」とも称する)と、製品の検査により得られた検査データとを含む。
サーバ装置200は、サーバ装置400から取得した測定データ(座標データ)と、サーバ装置500から取得した加工データ(座標データ)と、サーバ装置600から取得した検査データ(実測データ)とを、作業車両100の機体番号に関連付けて管理する。このような処理によって、サーバ装置200では、複数の作業車両100のデータが個別に管理されることになる。
作業車両100は、サーバ装置200から、自車両の較正用のデータを取得する。作業車両100は、この較正用データを利用して、刃先位置の算出に用いる設計データ(パラメータ)を較正する。詳しくは、作業車両100は、寸法を表した較正用データを利用して、刃先の位置の算出に用いる複数のデフォルト値(設計寸法、設計角度)を変更する。なお、較正処理の詳細については、後述する。
較正処理の詳細を説明する前に、作業車両100に含まれる所定の構成部品の設計データと加工データとについて説明する。
図3に示されるように、鋳物900に直径φ2の2つの穴C12,C22が形成される場合を例に挙げて説明する。なお、鋳物900は、ブーム110、アーム120に対応する。
作業車両100のメインコントローラ150(図10参照)は、上述したように、複数の寸法を表した較正用データ(実寸データ)を利用して、刃先139の位置を算出するために用いられる複数の設計データを較正する。なお、設計データとしては、寸法(長さ)と角度とがある。
まず、ブーム110に関する寸法を説明する。図4に示されるように、メインコントローラ150は、較正の際に、位置P11と位置P14と間の距離L11と、位置P11と位置P12と間の距離L12と、位置P13と位置P14と間の距離L13とについて、加工データに基づく寸法を用いる。
バケット130と作業車両本体とに関しては、カメラ300の撮像によって得られた測定データに基づく寸法を用いる。
メインコントローラ150は、較正の際に、位置P11と位置P41と間の距離L02と、位置P32と位置P33との間の距離L32と、位置P33と位置P34との間の距離L33と、位置P32と位置P34との間の距離L34とについて、デフォルトデータを用いる。
図5に示されるように、データD5においては、設計データと、加工データに基づく寸法(実寸)と、画像データ(測定データ)に基づく寸法(実寸)とが関連付けて記憶されている。
図6に示されるように、メインコントローラ150は、距離L01,L11、L12,L13,L21,L22,L23,L24,L31については、サーバ装置200から実寸を得ている。
このように、作業車両100は、以下の構成を有すると言える。
図7は、サーバ装置200の機能的構成を表した機能ブロック図である。
図8に示されるように、データD7は、1つの作業車両100の加工データ(座標データ)と画像データ(座標データ)とが、ピン穴またはリフレクタの識別子(P11,P12,…)に対応付けて記憶されている。また、図示していないが、検査データ(各シリンダの実際の長さを表す測定データ)についても、データD7に格納されている。
図9に示されるように、サーバ装置200は、プロセッサ201と、メモリ202と、通信インターフェイス203と、操作キー204と、モニタ205と、リーダライタ206とを備える。メモリ202は、典型的には、ROM2021と、RAM2022と、HDD(Hard Disc)2023とを含む。リーダライタ206は、記憶媒体としてのメモリカード299からプログラムを含む各種のデータを読み出したり、メモリカード299にデータを書き込んだりする。
図10は、作業車両100のハードウェア構成を表した図である。
図11に示されるように、作業車両100は、メインコントローラ150と、通信部160と、モニタ装置53とを備える。メインコントローラ150は、記憶部151と、較正部152と、刃先位置算出部153とを有する。モニタ装置53は、表示部171と、入力部172とを有する。
入力部172は、各種の入力操作を受け付ける。ある局面においては、入力部172は、較正処理の実行指示を受け付ける。たとえば、入力部172は、サーバ装置200からの実寸データの取得指示をオペレータから受け付ける。
図12は、較正システム1における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。
(1)上記の実施の形態においては、メインコントローラ150は、作業機104に含まれる構成部品の製造データに基づいて得られた寸法を利用して、刃先139の位置を算出するために用いられる設計データを較正し、かつ較正後の設計データを用いて刃先139の位置を算出する。しかしながら、このような較正を行わずに、刃先139の位置の算出に用いる設計データを迅速に取得することも可能である。以下、このような構成について説明する。
[実施の形態2]
実施の形態においては、図8のデータD7を用いて、サーバ装置200が実寸を算出する構成を説明した。本実施の形態では、データD7を用いて、較正システム1を構成する作業車両が実寸を算出する構成を説明する。なお、較正システム1は、作業車両100の代わりに作業車両100Aを備えるものとする。以下、実施の形態1と異なる構成について説明し、同じ構成については繰り返し説明しない。
このように、作業車両100Aは、以下の構成を有すると言える。
(1)実施の形態1の変形例と同様に、製造データから得られた寸法に基づいて、刃先139の位置を算出するために用いられる設計データを取得し、かつ当該設計データを用いて刃先139の位置を算出するように、メインコントローラ150Aを構成してもよい。また、画像データから得られた寸法に基づいて、刃先139の位置を算出するために用いられる設計データを取得し、かつ当該設計データを用いて刃先139の位置を算出するように、メインコントローラ150Aを構成してもよい。
Claims (12)
- 刃先を有するバケットを含む作業機と、
前記作業機に含まれる構成部品の製造データから得られた第1の寸法に基づいて、前記刃先の位置を算出するために用いられる第1の設計データを取得し、かつ前記第1の設計データを用いて前記刃先の位置を算出するコントローラとを備える、建設機械。 - 刃先を有するバケットを含む作業機と、
前記作業機に含まれる構成部品の製造データに基づいて得られた第1の寸法を利用して、前記刃先の位置を算出するために用いられる第1の設計データを較正し、かつ較正後の前記第1の設計データを用いて前記刃先の位置を算出するコントローラとを備える、建設機械。 - 前記作業機は、前記構成部品としてブームをさらに含み、
前記第1の設計データは、前記ブームの設計データである、請求項1または2に記載の建設機械。 - 前記作業機は、前記構成部品として、前記ブームを駆動する第1のシリンダをさらに含み、
前記第1の設計データは、前記第1のシリンダの設計データである、請求項3に記載の建設機械。 - 前記作業機は、前記構成部品としてアームをさらに含み、
前記第1の設計データは、前記アームの設計データである、請求項3または4に記載の建設機械。 - 前記作業機は、前記構成部品として、前記アームを駆動する第2のシリンダをさらに含み、
前記第1の設計データは、前記第2のシリンダの設計データである、請求項5に記載の建設機械。 - 前記作業機は、アームと、前記バケットを前記アームに接続するバケットピンとをさらに含み、
前記コントローラは、
前記バケットを被写体として含む画像データに基づいて算出された、前記刃先と前記バケットピンとの間の第2の寸法を利用して、前記刃先と前記バケットピンとの間の設計寸法を表した第2の設計データを較正し、
較正後の前記第2の設計データをさらに用いて前記刃先の位置を算出する、請求項1または2に記載の建設機械。 - 全球測位衛星システム用の受信アンテナをさらに備え、
前記作業機は、ブームと、前記ブームを車体に取り付けるフートピンとをさらに含み、
前記コントローラは、
前記受信アンテナと前記フートピンとを被写体として含む画像データに基づいて算出された、前記受信アンテナと前記フートピンとの間の第2の寸法を利用して、前記受信アンテナと前記フートピンとの間の設計寸法を表した第2の設計データを較正し、
較正後の前記第2の設計データをさらに用いて前記刃先の位置を算出する、請求項1または2に記載の建設機械。 - 前記コントローラは、前記第1の寸法および前記第2の寸法を利用して、前記第2の設計データを較正する、請求項7または8に記載の建設機械。
- 建設機械と、
前記建設機械と通信可能な情報処理装置とを備え、
前記建設機械は、刃先を有するバケットを含む作業機を有し、
前記情報処理装置は、前記作業機に含まれる構成部品の製造データを、前記建設機械に送信し、
前記建設機械は、
前記情報処理装置から受信した前記製造データに基づいて、前記構成部品の寸法を算出し、
前記寸法を利用して、前記刃先の位置を算出するために用いられる設計データを較正し、
較正後の前記設計データを用いて、前記刃先の位置を算出する、較正システム。 - 建設機械と、
前記建設機械と通信可能な情報処理装置とを備え、
前記建設機械は、刃先を有するバケットを含む作業機を有し、
前記情報処理装置は、前記作業機に含まれる構成部品の製造データに基づいた当該構成部品の寸法を、前記建設機械に送信し、
前記建設機械は、
前記情報処理装置から受信した前記寸法を利用して、前記刃先の位置を算出するために用いられる設計データを較正し、
較正後の前記設計データを用いて、前記刃先の位置を算出する、較正システム。 - 作業機に含まれるバケットの刃先位置を算出する方法であって、
前記作業機に含まれる構成部品の製造データを取得するステップと、
前記製造データに基づいて、前記構成部品の寸法を算出するステップと、
前記寸法を利用して、前記刃先の位置を算出するために用いられる複数の設計データを較正するステップと、
較正後の前記設計データを用いて前記刃先の位置を算出するステップとを備える、方法。
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