JP2021038620A - 転圧車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＮＳＳの測位精度を十分に確保できない状況、特に高精度な測位方式を利用できない状況においても、多大な労力と時間を要することなく地盤の転圧回数を管理できる転圧車両を提供する。【解決手段】車載コントローラ２０は、最初に走行する走行レーンを位置センサ１０が取得した複数の車両位置に基づき近似して基準レーンＬＮ１として演算する基準レーン演算部４０と、走行レーンを変更するレーンチェンジ動作を検出するレーンチェンジ検出部２６と、レーンチェンジ動作を検出したとき、転圧ローラの幅寸法だけ基準レーンを平行移動して走行レーンを更新する基準レーン平行移動部４４と、更新した走行レーンＬＮ３上に車両位置を投影して補正車両位置を演算する補正車両位置演算部５０と、補正車両位置に基づき、現在位置及び走行軌跡の少なくとも一方を転圧状況ＣＳとして車載モニタに提示する転圧状況提示部６２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、転圧車両に係り、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム：Global Navigation Satellite System）を用いて地盤の転圧回数を管理する技術に関する。

土木現場において転圧作業に従事するタイヤローラなどの転圧車両は、本体を形成するフレーム、走行及び路面等の地盤の転圧を行うための車輪を有し、オペレータによる操作指示により走行して所望の作業を行う。

この様な転圧車両による施工では、従来、転圧作業の終了後に砂置換法、水置換法、ＲＩ法等による地盤の密度測定を行い、転圧作業を行った地盤が規定の密度に達したか否かを確認することで転圧状況を管理している。しかしながら、このような砂置換法、水置換法、ＲＩ法等のような手作業による管理方法では、多大な労力と時間を要する上、実際に密度測定を行った場所のみを局所的に管理することになり、地盤全体の転圧状況を厳密に管理することが困難であった。

こうした実情から、近年では、転圧車両の転圧回数をもって地盤の転圧状況を管理する方法が開発されており、その一例としてＧＰＳ（Global Positioning System）に代表されるＧＮＳＳを利用した施工管理システムが実用化されている。例えば特許文献１に示されるような、ＧＰＳで測位した転圧車両の位置情報を用いることで、転圧車両が通過した地盤各所の転圧回数を管理する技術が提案されている。

特許第３３６２８３３号

しかしながら、特許文献１に開示された技術を用いる場合、地理的条件や時間帯によっては、ＧＮＳＳの測位用衛星を十分に補足できず、測位精度が低下して実情と乖離した施工結果が得られてしまうことがあり、かかる技術を施工管理システムに適用するには信頼性に問題があった。

また、ＧＮＳＳを用いた転圧回数の管理においては、一般にＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real Time Kinetic−ＧＮＳＳ）を利用した干渉測位による比較的高精度な測位方式を前提とするので、必要な補正情報を外部の基準局から取得できない場合や、施工規模が小さく経済的に見合わない場合においては、ＲＴＫ−ＧＮＳＳのような高精度な測位方式を利用した施工管理システムを使用できないという制約があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＧＮＳＳの測位精度を十分に確保できない状況、特に高精度な測位方式を利用できない状況においても、多大な労力と時間を要することなく地盤の転圧回数を管理できる転圧車両を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の転圧車両は、施工領域を往復走行して地盤の転圧を行う転圧走行装置を本体に備え、前記本体の位置情報を車両位置としてＧＮＳＳにより取得する車両位置情報取得装置と、施工した前記地盤の転圧状況を演算し出力する車載コントローラと、前記車載コントローラから出力された前記転圧状況を管理者に提示する転圧状況提示装置とを有した転圧車両であって、前記車載コントローラは、前記本体が最初に走行する走行レーンを、前記車両位置情報取得装置が取得した複数の車両位置に基づき近似直線又は近似曲線として推定し基準レーンとして演算する基準レーン演算部と、前記本体が走行レーンを変更するレーンチェンジ動作を検出するレーンチェンジ検出部と、前記レーンチェンジ検出部が前記レーンチェンジ動作を検出したとき、前記転圧走行装置の転圧部位の幅寸法だけ前記基準レーン演算部が推定した前記基準レーンを平行移動して走行レーンを更新する基準レーン平行移動部と、前記車両位置情報取得装置が取得した車両位置を、前記基準レーン平行移動部が更新した走行レーン上に投影して補正車両位置を演算する補正車両位置演算部と、前記補正車両位置演算部が演算した補正車両位置に基づき、前記本体の現在位置及び走行軌跡の少なくとも一方を転圧状況として前記転圧状況提示装置に提示する転圧状況提示部とを備えることを特徴とする。

その他の態様として、前記車載コントローラは、前記本体が、前記走行レーン上を所定回数往復した時点、前記走行レーン上を所定時間走行した時点及びレーンチェンジを行った時点のいずれかの際に、前記車両位置情報取得装置が取得した複数の位置情報を用いて前記基準レーンを再度演算して更新する基準レーン再演算部と、前記基準レーン再演算部により前記基準レーンが更新された際に、その時点までに前記補正車両位置演算部が演算した前記補正車両位置を再度演算して更新する補正車両位置再演算部とをさらに備えるのが好ましい。

その他の態様として、前記車載コントローラは、前記本体の前後進行方向の切り替わりを折り返し動作として検出する折り返し動作検出部と、前記走行レーンにおいて往復走行する前記本体の往来回数を、前記折り返し動作検出部が前記折り返し動作を検出したときに加算し、前記レーンチェンジ検出部が前記レーンチェンジ動作を検出した時に値０にリセットする往来回数演算部と、前記転圧状況に前記往来回数演算部が演算した往来回数を含み、前記転圧状況を前記補正車両位置と対応させて所定間隔でグリッド状に細分化したグリッド単位或いは走行レーン単位で地図上に記録する転圧状況記録部と、をさらに備え、前記転圧状況提示部は、前記転圧状況記録部に記録された前記転圧状況を前記転圧状況提示装置に提示するのが好ましい。

本発明の転圧車両によれば、車載コントローラは、基準レーン演算部において転圧車両が最初に走行する走行レーンを車両位置情報取得装置がＧＮＳＳから取得した複数の車両位置に基づき近似直線又は近似曲線として推定し基準レーンとして演算し、レーンチェンジ検出部においてレーンチェンジ動作が検出されると、基準レーン平行移動部において転圧走行装置の転圧部位の幅寸法だけ基準レーンを平行移動して走行レーンを更新し、補正車両位置演算部において上記更新した走行レーン上に車両位置を投影して補正車両位置を演算し、転圧状況提示部において上記補正車両位置に基づき本体の現在位置及び走行軌跡の少なくとも一方を転圧状況として転圧状況提示装置に提示するようにしている。

従って、転圧車両の往復走行中において、ＧＮＳＳで測位した位置情報および走行レーンのレーンチェンジ動作の有無に基づいて走行レーンを推定するようにでき、推定した走行レーン上にＧＮＳＳで測位した位置情報を投影して補正車両位置を求め、補正車両位置に基づいて地盤の転圧状況を管理者に提示することができる。

これにより、ＧＮＳＳの測位精度を十分に確保できない状況、特に高精度な測位方式を利用できない状況においても、多大な労力と時間を要することなく、地盤の転圧回数を管理することができる。

本発明に係る転圧車両を示す側面図である。 車載コントローラの本発明に係る接続構成を示すブロック図である。 全体動作の制御フローを示すフローチャートである。 外部信号及び設定値の取込処理のフローチャートである。 往来回数ＣＣの演算処理のフローチャートである。 基準レーンＬＮ1の演算処理のフローチャートである。 基準レーンＬＮ1の演算処理の概念図である。 再演算基準レーンＬＮ2の演算処理のフローチャートである。 基準レーンＬＮ1と再演算基準レーンＬＮ2を比較して示す図である。 平行移動後レーンＬＮ3の演算処理のフローチャートである。 ３レーン分の平行移動後レーンＬＮ3を示す図である。 補正車両位置Ｔ1の演算処理のフローチャートである。 車両位置Ｐと補正車両位置Ｔ1との関係を示す図である。 再補正車両位置Ｔ2の演算処理のフローチャートである。 基準レーンＬＮ1に基づき補正車両位置Ｔ1を演算した場合の移動軌跡（ａ）と、再演算基準レーンＬＮ2に基づき再補正車両位置Ｔ2を演算した場合の移動軌跡（ｂ）とを比較して示す図である。 転圧状況ＣＳの更新・記録処理のフローチャートである。 転圧状況ＣＳを表示した画面の一例を示す図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明に係る転圧車両の側面図が示されている。転圧車両は、走行して転圧作業を行う転圧車両（以下、単に車両ともいう）であって、例えば、機体フレーム２に前輪及び後輪としての転圧ローラ（転圧走行装置）３、４が配設されて本体１が構成されてなるタイヤローラである。

本体１は、エンジン５、エンジン５で油圧ポンプを作動させて発生する圧油により油圧モータを作動させて後輪である転圧ローラ４を駆動するＨＳＴ（Hydro Static Transmission）７、前輪である転圧ローラ３を操舵する操舵装置８及び運転席９を備えている。これにより、オペレータが運転席９に搭乗し、エンジン５、ＨＳＴ７及び操舵装置８を操作することで、転圧ローラ３、４を回転させ、本体１を前後進させて走行レーンを往復走行させ、適宜転圧ローラ３を操舵して走行レーンを変更しながら、施工領域における路面等の地盤を転圧することが可能である。

本体１には、自車両の位置をＧＮＳＳ、例えばＧＰＳで計測する位置センサ（車両位置情報取得装置）１０が設けられ、例えば転圧ローラ３の回転速度を検出することで自車両の走行速度を計測する車速センサ１２、及び、転圧ローラ３の操舵角度を検出することで操舵方向を計測する操舵センサ１４が設けられている。また、運転席９には、例えば転圧幅に相当する転圧ローラ４の幅寸法情報等をオペレータ（管理者）に入力させる車載キーボード１６、自車両の位置や転圧状況をオペレータに向けて表示する車載モニタ（転圧状況提示装置）１７、及び、位置センサ１０、車速センサ１２、操舵センサ１４等の各種センサ類や車載キーボード１６からの情報に基づき、自車両の位置や転圧状況を演算し、車載モニタ１７に対して映像信号を出力する車載コントローラ２０が設けられている。

車載コントローラ２０は、エンジン５の運転制御をはじめとして総合的な制御を行う制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。

図２を参照すると、車載コントローラ２０の本発明に係る接続構成がブロック図で示されており、以下、図２に基づき車載コントローラ２０の本発明に係る構成について説明する。

車載コントローラ２０の入力側には、上述した位置センサ１０、車速センサ１２、操舵センサ１４及び車載キーボード１６が電気的に接続されており、出力側には、上述した車載モニタ１７が電気的に接続されている。

車載コントローラ２０には、位置センサ１０から車両位置信号Ｐを取り込み、各処理周期における車両位置をまとめて車両位置Ｐ(n)として記憶する車両位置記憶部２２と、車速センサ１２から車速信号Ｖを取り込み、車速Ｖの変化に基づき前後進行方向が切り替わったこと、即ち折り返し動作を検出し、折り返し検出結果ＲＥとして記憶する折り返し動作検出部２４と、操舵センサ１４から車両操舵信号θを取り込み、操舵角θが所定値θ1を越えた状態が一定周期続くと走行レーンの変更、即ちレーンチェンジ動作を検出し、レーンチェンジ検出結果ＬＣとして記憶するレーンチェンジ検出部２６と、車載キーボード１６から管理者操作信号を取り込んで、転圧車両のローラ３、４の最大幅を車両寸法（転圧部位の幅寸法）ＶＤとして記憶する車両寸法記憶部２８とを備えている。

車載コントローラ２０は、さらに、折り返し動作検出部２４及びレーンチェンジ検出部２６からの入力に基づき往来回数ＣＣを演算する往来回数演算部３０と、レーンチェンジ検出部２６からの入力に基づきレーンチェンジ回数ＬＣＣを記憶するレーンチェンジ回数記憶部３２と、車両位置記憶部２２及び折り返し動作検出部２４からの入力に基づき基準レーンＬＮ1を演算する基準レーン演算部４０と、車両位置記憶部２２、レーンチェンジ検出部２６及び基準レーン演算部４０からの入力に基づき再演算基準レーンＬＮ2を演算する基準レーン再演算部４２と、レーンチェンジ検出部２６、車両寸法記憶部２８、基準レーン再演算部４２及びレーンチェンジ回数記憶部３２からの入力に基づき平行移動後レーンＬＮ3を演算する基準レーン平行移動部４４と、車両位置記憶部２２、基準レーン演算部４０及び基準レーン平行移動部４４からの入力に基づき補正車両位置Ｔ1(n)を演算する補正車両位置演算部５０と、車両位置記憶部２２、レーンチェンジ検出部２６及び補正車両位置演算部５０からの入力に基づき再補正車両位置Ｔ2(n)を演算する補正車両位置再演算部５２と、往来回数演算部３０及び補正車両位置再演算部５２からの入力に基づき転圧状況ＣＳを更新し記録する転圧状況記録部６０と、転圧状況記録部６０からの入力に基づき提示用画像信号を生成する転圧状況提示部６２とを備えている。

以下、上記のように構成された転圧車両の本発明に係る作用について説明する。
図３を参照すると、車載コントローラ２０に関する全体動作の制御フローがフローチャートで示されている。この制御フローは、転圧車両が稼働し始めてから停止されるまでの間、車載コントローラ２０内で周期的に実行され続ける。

同図に示すように、全体動作の制御は、外部信号及び設定値の取込処理（ステップＳ１０）、往来回数ＣＣの演算処理（ステップＳ２０）、基準レーンＬＮ1の演算処理（ステップＳ３０）、再演算基準レーンＬＮ2の演算処理（ステップＳ４０）、平行移動後レーンＬＮ3の演算処理（ステップＳ５０）、補正車両位置Ｔ1の演算処理（ステップＳ６０）、再補正車両位置Ｔ2の演算処理（ステップＳ７０）、転圧状況ＣＳの更新・記録処理（ステップＳ８０）、転圧状況ＣＳの提示処理（ステップＳ９０）の順に実行される。

［外部信号及び設定値の取込処理］
図４には、ステップＳ１０の外部信号及び設定値の取込処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。

ステップＳ１１では、転圧車両が稼働直後（エンジンＯＮ直後）か否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で稼働直後ならばステップＳ１２に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）で稼働直後でなければステップＳ１３に進む。

ステップＳ１２では、管理者操作信号による操作内容に基づいて車両寸法記憶部２８に記憶した車両寸法ＶＤを読み出し、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３及びステップＳ１４では、車両位置記憶部２２において、位置センサ１０から車両位置信号Ｐを取り込み、取り込んだ車両位置信号Ｐを最新の車両位置Ｐ(n)として追加更新し、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５及びステップＳ１６では、折り返し動作検出部２４において、車速センサ１２から車速信号Ｖを取り込み、取り込んだ車速信号Ｖとその過去値を参照して、車速の正負が反転したことをもって折り返し動作が行われたと判定し、その結果（折り返し無し／折り返し有り）を折り返し検出結果ＲＥとして更新し、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７及びステップＳ１８では、レーンチェンジ検出部２６において、操舵センサ１４から車両操舵信号θを取り込み、取り込んだ車両操舵信号θとその過去値を参照して、操舵角θが所定値θ1を越えた状態が一定周期続いたときに進行方向の左右のいずれかにレーンチェンジが行われたと判定し、この結果（レーンチェンジ無し／右折レーンチェンジ有り／左折レーンチェンジ有り）をレーンチェンジ検出結果ＬＣとして更新する。

［往来回数ＣＣの演算処理］
図５には、ステップＳ２０の往来回数ＣＣの演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。往来回数ＣＣの演算処理は往来回数演算部３０で実行される。

ステップＳ２１では、折り返し動作検出部２４から折り返し検出結果ＲＥを読み込み、ステップＳ２２において、レーンチェンジ検出部２６からレーンチェンジ検出結果ＬＣを読み込む。ステップＳ２３では、折り返し検出結果ＲＥが折り返し有りであった場合には往来回数ＣＣに値１を加算し、レーンチェンジ検出結果ＬＣがレーンチェンジ有り（右折レーンチェンジ有り／左折レーンチェンジ有り）であった時には往来回数ＣＣを値０にリセットする。

［基準レーンＬＮ1の演算処理］
図６には、ステップＳ３０の基準レーンＬＮ1の演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。基準レーンＬＮ1の演算処理は基準レーン演算部４０で実行される。

ステップＳ３１では、車両位置記憶部２２から車両位置Ｐ(n)を読み込み、ステップＳ３２では、折り返し動作検出部２４から折り返し検出結果ＲＥを読み込み、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、基準レーンＬＮ1が演算済であるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で演算済であれば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で未演算ならばステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、折り返し検出結果ＲＥが折り返し無しであるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で折り返し無しならば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で折り返し有りならばステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、車両位置Ｐ(n)に基づいて基準レーンＬＮ1を演算する。
以下、基準レーンＬＮ1の演算について説明する。
基準レーンＬＮ1は、始点座標とベクトルの２値で定義する。始点座標については施工開始時の車両位置Ｐ(0)とし、ベクトルについては以下の通り演算する。

ステップＳ３５の処理を実施する時点では、車両位置記憶部２２には、施工開始から最初の折り返し動作まで、即ち最初の往路における各処理周期の車両位置Ｐ(n)が配列として保存されている。これら複数の車両位置Ｐ(n)を基にして、最小二乗法による線形近似で近似直線を推定し一次式を演算する。得られた一次式の傾きから単位ベクトルを作成し、これを基準レーンＬＮ1のベクトルとする。図７には、このようにして求めた基準レーンＬＮ1（破線）及び基準レーンＬＮ1の単位ベクトル（矢印）の概念図が示されている。

［再演算基準レーンＬＮ2の演算処理］
図８には、ステップＳ４０の再演算基準レーンＬＮ2の演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。基準レーンＬＮ2の演算処理は基準レーン再演算部４２で実行される。

ステップＳ４１では、車両位置記憶部２２から車両位置Ｐ(n)を読み込み、ステップＳ４２では、レーンチェンジ検出部２６からレーンチェンジ検出結果ＬＣを読み込み、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、基準レーンＬＮ1が未演算であるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で未演算ならば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で演算済ならばステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４では、再演算基準レーンＬＮ2が演算済であるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で演算済ならば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で未演算ならばステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５では、レーンチェンジ検出結果ＬＣがレーンチェンジ無しか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）でレーンチェンジ無しならばステップＳ４７に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）でレーンチェンジ有り（右折レーンチェンジ有り／左折レーンチェンジ有り）ならばステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６では、車両位置Ｐ(n)に基づいて再演算基準レーンＬＮ2を演算する。
以下、再演算基準レーンＬＮ2の演算について説明する。
再演算基準レーンＬＮ2は、基準レーンＬＮ1と同様に、始点座標とベクトルの２値で定義する。演算方法は上述の基準レーンＬＮ1と同様である。

ステップＳ４６の処理を実施する時点での車両位置Ｐ(n)には、施工開始から最初のレーンチェンジまで、即ち１つの走行レーンを所定の目標回数分往復するまでの各処理周期の車両位置Ｐ(n)が含まれている。そのため、図９には基準レーンＬＮ1と再演算基準レーンＬＮ2とが比較して示されているが、施工開始から最初の折り返し動作までの各処理周期の車両位置を基に作成した基準レーンＬＮ1と比べ、再演算基準レーンＬＮ2はより正確な推定結果を期待することができる。

図８のフローチャートに戻り、ステップＳ４７では、未だ再演算基準レーンＬＮ2を演算していないことから、基準レーン演算部４０から基準レーンＬＮ1を読み込み、ステップＳ４８では、再演算基準レーンＬＮ2に基準レーンＬＮ1を代入する。

［平行移動後レーンＬＮ3の演算処理］
図１０には、ステップＳ５０の平行移動後レーンＬＮ3の演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。平行移動後レーンＬＮ3の演算処理は基準レーン平行移動部４４で実行される。

ステップＳ５１では、レーンチェンジ検出部２６からレーンチェンジ検出結果ＬＣを読み込み、ステップＳ５２では、車両寸法記憶部２８から車両寸法ＶＤを読み込む。
ステップＳ５３では、レーンチェンジ検出結果ＬＣがレーンチェンジ有り（右折レーンチェンジ有り／左折レーンチェンジ有り）である場合のみ内部変数のレーンチェンジ回数ＬＣＣに値１を加算して更新し、ステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４では、基準レーンＬＮ1が未演算であるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で未演算ならば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で演算済であればステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５では、基準レーン再演算部４２から再演算基準レーンＬＮ2を読み込み、ステップＳ５６に進む。
ステップＳ５６では、レーンチェンジ検出結果ＬＣ及び再演算基準レーンＬＮ2に基づいて平行移動後レーンＬＮ3を演算する。

以下、平行移動後レーンＬＮ3の演算について説明する。
平行移動後レーンＬＮ3は、基準レーンＬＮ1や再演算基準レーンＬＮ2と同様に、始点座標とベクトルの２値で定義する。平行移動後レーンＬＮ3は、再演算基準レーンＬＮ2を、再演算基準レーンＬＮ2の垂直方向に平行移動したものとする。この平行移動の距離はレーン幅である車両寸法ＶＤにレーンチェンジ回数ＬＣＣを乗じた量とし、平行移動の方向は初回のレーンチェンジ時のレーンチェンジ検出結果ＬＣに含まれる左右の判定結果に基づく。

平行移動後レーンＬＮ3はレーンチェンジを行う度に更新される。例えば、レーンチェンジを２回行った段階では、３つの異なる平行移動後レーンＬＮ3が作成される。図１１には、例えばレーンチェンジを２回行った場合の３レーン分の平行移動後レーンＬＮ3が示されている。

［補正車両位置Ｔ1の演算処理］
図１２には、ステップＳ６０の補正車両位置Ｔ1の演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。補正車両位置Ｔ1の演算処理は補正車両位置演算部５０で実行される。

ステップＳ６１では、車両位置記憶部２２から車両位置Ｐ(n)を読み込み、ステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２では、基準レーンＬＮ1が未演算であるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で未演算ならばステップＳ６５に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）で演算済ならばステップＳ６３に進む。

ステップＳ６３では、基準レーン平行移動部４４から平行移動後レーンＬＮ3を読み込み、ステップＳ６４に進む。
ステップＳ６４では、車両位置Ｐ(n)及び平行移動後レーンＬＮ3に基づいて現時点における補正車両位置Ｔ1(n)を演算する。

以下、補正車両位置Ｔ1の演算について説明する。
本実施形態では、各処理周期に、現時点における車両位置Ｐ(n)から平行移動後レーンＬＮ3に最短距離となる位置を演算して車両位置Ｐ(n)を基準レーンＬＮ1に基づく平行移動後レーンＬＮ3上に投影し、この位置を現時点における補正車両位置Ｔ1(n)とする。図１３には、車両位置Ｐ(n)と補正車両位置Ｔ1(n)との関係が図示されている。
図１２のフローチャートに戻り、ステップＳ６５では、現時点における補正車両位置Ｔ1(n) に現時点における車両位置Ｐ(n) を代入する。

［再補正車両位置Ｔ2の演算処理］
図１４には、ステップＳ７０の再補正車両位置Ｔ2の演算処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。再補正車両位置Ｔ2の演算処理は補正車両位置再演算部５２で実行される。

ステップＳ７１では、車両位置記憶部２２から車両位置Ｐ(n)を読み込み、ステップＳ７２では、補正車両位置演算部５０から補正車両位置Ｔ1(n)を読み込み、ステップＳ７３では、レーンチェンジ検出部２６からレーンチェンジ検出結果ＬＣを読み込み、ステップＳ７４に進む。

ステップＳ７４では、再補正車両位置Ｔ2が演算済（再補正実施済）か否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で演算済ならば当該ルーチンを抜け、判別結果が偽（Ｎｏ）で未演算ならばステップＳ７５に進む。

ステップＳ７５では、レーンチェンジ検出結果ＬＣがレーンチェンジ無しであるか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）でレーンチェンジ無しならばステップＳ７８に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）でレーンチェンジ有り（右折レーンチェンジ有り／左折レーンチェンジ有り）ならばステップＳ７６に進む。

ステップＳ７６では、基準レーン平行移動部４４から平行移動後レーンＬＮ3を読み込み、ステップＳ７７では、車両位置Ｐ(n)及び平行移動後レーンＬＮ3に基づいて再補正車両位置Ｔ2(n)を演算する。
一方、ステップＳ７８では、現時点における再補正車両位置Ｔ2(n)に現時点における補正車両位置Ｔ1(n) を代入する。

以下、再補正車両位置Ｔ2の演算について説明する。
再補正車両位置Ｔ2の演算は、初回のレーンチェンジ時点以前、すなわち再演算基準レーンＬＮ2が更新される前に演算された補正座標を再演算し、後に演算される補正座標と整合をとる為の処理である。上述したように、演算に用いる平行移動後レーンＬＮ3の基になる再演算基準レーンＬＮ2は、初回のレーンチェンジ時点で更新される。この更新後のタイミングで、再補正車両位置Ｔ2の演算も行われる。

再補正車両位置Ｔ2の演算方法は補正車両位置Ｔ1と同様である。各処理周期に、現時点における車両位置Ｐ(n) から再演算基準レーンＬＮ2に基づく平行移動後レーンＬＮ3に最短距離となる位置を演算して車両位置Ｐ(n)を平行移動後レーンＬＮ3上に投影し、この位置を現時点における再補正車両位置Ｔ2(n) とする。

図１５には、最初の折り返し動作時点で演算した基準レーンＬＮ1を平行移動後レーンＬＮ3として補正車両位置Ｔ1を演算した場合の移動軌跡（ａ）と、再演算基準レーンＬＮ2を平行移動後レーンＬＮ3として再補正車両位置Ｔ2を演算した場合の移動軌跡（ｂ）とが比較して示されている。

図９で示したように、最初の折り返し動作時点で演算した基準レーンＬＮ1は、往路の片道分だけの車両位置から推定するので、ＧＰＳによる測位の偏りの影響を吸収することが困難である。従って、基準レーンの再演算を行わずに基準レーンＬＮ1を用いて補正車両位置Ｔ1(n)を演算した場合には、図１５（ａ）に示すように、移動軌跡が大きく傾いて実情と乖離する場合がある。これに対し、最初のレーンチェンジ時点で再演算した数往復分の車両位置から推定した再演算基準レーンＬＮ2を用いて再補正車両位置Ｔ2(n)を演算した場合には、図１５（ｂ）に示すように、より乖離の少ない移動軌跡が得られるように基準レーンを補正することができる。

［転圧状況ＣＳの更新・記録処理］
図１６には、ステップＳ８０の転圧状況ＣＳの更新・記録処理の処理ルーチンがフローチャートで示されている。転圧状況ＣＳの更新・記録処理は転圧状況記録部６０で実行される。

ステップＳ８１では、補正車両位置再演算部５２から再補正車両位置Ｔ2(n)を読み込み、ステップＳ８２では、往来回数演算部３０から往来回数ＣＣを読み込み、ステップＳ８３に進む。

ステップＳ８３では、再補正車両位置Ｔ2及び往来回数ＣＣに基づいて転圧状況ＣＳを更新・記録する。
本実施形態における転圧状況ＣＳは、時系列で車両位置及び往来回数が格納されるものとする。転圧状況記録部６０において、処理周期毎に、現時点における再補正車両位置Ｔ2(n) 及び往来回数ＣＣを紐づけ、これを転圧状況ＣＳに追加更新して記録する。

［転圧状況ＣＳの提示］
ステップＳ９０では、転圧状況提示部６２において、転圧状況記録部６０から転圧状況ＣＳを取得し、現在の転圧状況をオペレータに向けて表示する提示用画像信号を生成する。

図１７には、転圧状況記録部６０に記録されて転圧状況提示部６２から提示される転圧状況ＣＳを表示した画面の一例が示されている。同図に示すように、転圧状況ＣＳに含まれる時系列の往来回数ＣＣ及び車両位置Ｔ2(n)を走行軌跡と共に走行レーン単位で地図上に描画する。往来回数ＣＣについては、目標とする往来回数（転圧回数）を達成できたか否かを視覚的に把握しやすくするために、転圧回数に応じた色分けをして表示する。また、現在の車両位置Ｔ2(n)については、転圧状況ＣＳに含まれる最新の車両位置情報に基づき、地図上にアイコンで描画する。なお、ここでは、転圧状況ＣＳに含まれる現在の車両位置Ｔ2(n)を走行軌跡と共に地図上に描画するようにしているが、現在の車両位置Ｔ2(n)及び走行軌跡のいずれか一方を描画するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係る転圧車両では、往復走行中にＧＮＳＳ（ＧＰＳ）で測位した位置情報及び走行レーン変更動作の有無に基づいて、走行レーンを推定することができ、測位した位置情報を走行レーン上の適切な座標に補正することができる。これにより、ＧＮＳＳの測位精度を十分に確保できない状況、特に高精度な測位方式を利用できない状況においても、転圧車両の転圧状況をユーザに提示することができる。

特に、位置センサとして低精度な単独測位のＧＮＳＳを用いる場合においては、高精度な干渉測位によるＧＮＳＳを用いる場合と比べ、補正情報を得る為の基準局設置や通信が不要であって安価に運用することが可能であり、このような低精度な単独測位のＧＮＳＳを用いるような施工規模が小さい状況下において、本発明に係る転圧車両を好適に適用可能である。

このように、本発明に係る転圧車両によれば、ＧＮＳＳの測位精度を十分に確保できない状況、特に高精度な測位方式を利用できない状況においても、多大な労力と時間を要することなく、地盤の転圧回数を適切に管理可能である。

以上で本発明に係る転圧車両の説明を終えるが、本発明の実施形態は上記実施形態に限定するものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、転圧車両としてタイヤローラを例に説明したが、これに限定するものではなく、転圧車両は振動ローラやマカダムローラ等であってもよい。

また、上記実施形態では、必要な外部信号を得るためにタイヤローラに各種のセンサを備えて構成したが、各種センサ、コンピュータ及び表示装置が一体化されたタブレット等の携帯端末を転圧車両に搭載するようにしてもよく、これにより簡便な機器構成で本発明を実現することが可能である。

また、上記実施形態では、転圧状況提示装置として自車両の位置や転圧状況をオペレータに向けて表示する車載モニタ１７を本体１に搭載するようにしているが、転圧状況提示装置は離隔した場所の管理者に向けて転圧状況を提示するための通信機器であってもよい。

また、上記実施形態では、折り返し動作の検出に車速Ｖを、レーンチェンジの検出に操舵角θを利用したが、検出方法はこれらに限定するものではない。例えば、オペレータによる手動操作の情報に基づきこれらを検出するようにしてもよいし、車両位置の変位が所定値を越えたときや往来回数が所定値に達したときにレーンチェンジを検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、基準レーンを始点座標とベクトルの２値で定義して演算するようにしたが、基準レーンの定義や演算方法については上記実施形態の内容に限定するものではない。例えば、折り返し動作を検出した走行レーンの始点と終点を通過する直線に基づき、或いは所定周期ごとの車両位置を連結した複数の線分に基づき基準レーンを演算するようにしてもよく、近似直線に限らず近似曲線として推定し演算するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、初回のレーンチェンジを行った時点で再演算基準レーンＬＮ2を演算して基準レーンの再演算を行うようにしたが、走行レーン上を所定回数往復した時点、或いは走行レーン上を所定時間に亘り走行した時点で基準レーンの再演算を行うようにしてもよい。

また、基準レーンの演算や基準レーンの再演算のタイミングについても、上記実施形態で記載した内容に限定するものではない。例えば、基準レーンの推定精度を向上させるために何レーンか走行した段階で基準レーンの演算を実施するようにしてもよく、走行中に随時基準レーンの再演算を実施して再補正を高頻度に行うようにしてもよい。

また、転圧状況ＣＳの記録と提示についても、上記実施形態で記載した内容に限定するものではない。転圧状況を走行レーン単位で地図上に表示することに代えて、例えば、所定間隔でグリッド状に細分化した地図上に時系列の車両位置及び往来回数をグリッド単位で表示するようにしてもよく、或いは各走行レーンにおける最新の往来回数のみを数字で表示するようにしてもよい。

１ 本体
２ 機体フレーム
３、４ 転圧ローラ（転圧走行装置）
１０ 位置センサ（車両位置情報取得装置）
１２ 車速センサ
１４ 操舵センサ
１６ 車載キーボード
１７ 車載モニタ（転圧状況提示装置）
２０ 車載コントローラ
２２ 車両位置記憶部
２４ 折り返し動作検出部
２６ レーンチェンジ検出部
２８ 車両寸法記憶部
３０ 往来回数演算部
３２ レーンチェンジ回数記憶部
４０ 基準レーン演算部
４２ 基準レーン再演算部
４４ 基準レーン平行移動部
５０ 補正車両位置演算部
５２ 補正車両位置再演算部
６０ 転圧状況記録部
６２ 転圧状況提示部

Claims (3)

1. 施工領域を往復走行して地盤の転圧を行う転圧走行装置を本体に備え、
   前記本体の位置情報を車両位置としてＧＮＳＳにより取得する車両位置情報取得装置と、
   施工した前記地盤の転圧状況を演算し出力する車載コントローラと、
   前記車載コントローラから出力された前記転圧状況を管理者に提示する転圧状況提示装置と、を有した転圧車両であって、
   前記車載コントローラは、
   前記本体が最初に走行する走行レーンを、前記車両位置情報取得装置が取得した複数の車両位置に基づき近似直線又は近似曲線として推定し基準レーンとして演算する基準レーン演算部と、
   前記本体が走行レーンを変更するレーンチェンジ動作を検出するレーンチェンジ検出部と、
   前記レーンチェンジ検出部が前記レーンチェンジ動作を検出したとき、前記転圧走行装置の転圧部位の幅寸法だけ前記基準レーン演算部が推定した前記基準レーンを平行移動して走行レーンを更新する基準レーン平行移動部と、
   前記車両位置情報取得装置が取得した車両位置を、前記基準レーン平行移動部が更新した走行レーン上に投影して補正車両位置を演算する補正車両位置演算部と、
   前記補正車両位置演算部が演算した補正車両位置に基づき、前記本体の現在位置及び走行軌跡の少なくとも一方を転圧状況として前記転圧状況提示装置に提示する転圧状況提示部と、
   を備えることを特徴とする転圧車両。
2. 前記車載コントローラは、
   前記本体が、前記走行レーン上を所定回数往復した時点、前記走行レーン上を所定時間走行した時点及びレーンチェンジを行った時点のいずれかの際に、前記車両位置情報取得装置が取得した複数の位置情報を用いて前記基準レーンを再度演算して更新する基準レーン再演算部と、
   前記基準レーン再演算部により前記基準レーンが更新された際に、その時点までに前記補正車両位置演算部が演算した前記補正車両位置を再度演算して更新する補正車両位置再演算部と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の転圧車両。
3. 前記車載コントローラは、
   前記本体の前後進行方向の切り替わりを折り返し動作として検出する折り返し動作検出部と、
   前記走行レーンにおいて往復走行する前記本体の往来回数を、前記折り返し動作検出部が前記折り返し動作を検出したときに加算し、前記レーンチェンジ検出部が前記レーンチェンジ動作を検出した時に値０にリセットする往来回数演算部と、
   前記転圧状況に前記往来回数演算部が演算した往来回数を含み、前記転圧状況を前記補正車両位置と対応させて所定間隔でグリッド状に細分化したグリッド単位或いは走行レーン単位で地図上に記録する転圧状況記録部と、をさらに備え、
   前記転圧状況提示部は、前記転圧状況記録部に記録された前記転圧状況を前記転圧状況提示装置に提示することを特徴とする、請求項１に記載の転圧車両。