JP6901336B2 - 建設機械、較正システム、および方法 - Google Patents
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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 (7)
- ブームと、アームと、刃先を有するバケットとを含む作業機と、
コントローラと、を備える建設機械であって、
前記コントローラは、前記刃先の位置を算出するための前記建設機械の複数の設計寸法を含む設計データを取得し、
前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とを含み、
前記コントローラは、
前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とについて、加工データに基づき算出された実寸データを取得し、
少なくとも前記ブームと前記アームとについては前記設計データにおける設計寸法に替えて前記実寸データを用いた第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正し、
較正後の前記設計データを用いた第2の演算処理を行なうことにより、前記刃先の位置を算出し、
前記加工データは、機械加工時の実際の機械加工位置を表すデータである、建設機械。 - 前記作業機は、前記ブームを駆動する第1のシリンダをさらに含み、
前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記第1のシリンダのシリンダ長の設計寸法をさらに含み、
前記コントローラは、
前記実寸データとして、前記第1のシリンダのシリンダ長の第1の実測データをさらに取得し、
少なくとも前記第1のシリンダについては前記設計データにおける設計寸法に替えて前記第1の実測データを用いた前記第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正する、請求項1に記載の建設機械。 - 前記作業機は、前記アームを駆動する第2のシリンダをさらに含み、
前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記第2のシリンダのシリンダ長の設計寸法をさらに含み、
前記コントローラは、
前記実寸データとして、前記第2のシリンダのシリンダ長の第2の実測データをさらに取得し、
少なくとも前記第2のシリンダについては前記設計データにおける設計寸法に替えて前記第2の実測データを用いた前記第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正する、請求項1または2に記載の建設機械。 - 前記作業機は、前記バケットを前記アームに接続するバケットピンをさらに含み、
前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記刃先と前記バケットピンとの間の距離の設計寸法をさらに含み、
前記コントローラは、
前記実寸データとして、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1の距離データをさらに取得し、
少なくとも前記刃先と前記バケットピンとの間の距離については前記設計データにおける設計寸法に替えて前記第1の距離データを用いた前記第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正する、請求項1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、前記ブームを車体に取り付けるフートピンをさらに含み、
前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記受信アンテナと前記フートピンとの間の距離の設計寸法をさらに含み、
前記コントローラは、
前記実寸データとして、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の距離データをさらに取得し、
少なくとも前記受信アンテナと前記フートピンとの間の距離については前記設計データにおける設計寸法に替えて前記第2の距離データを用いた前記第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正する、請求項1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、ブームと、アームと、刃先を有するバケットとを含む作業機を有し、
前記情報処理装置は、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とについての加工データを、前記建設機械に送信し、
前記建設機械は、
前記建設機械の複数の設計寸法を含む設計データを取得し、前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とを含み、
前記情報処理装置から受信した前記加工データに基づいて、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とについての実寸データを算出し、
少なくとも前記ブームと前記アームとについては前記設計データにおける設計寸法に替えて前記実寸データを用いた第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正し、
較正後の前記設計データを用いた第2の演算処理を行なうことにより、前記刃先の位置を算出し、
前記加工データは、機械加工時の実際の機械加工位置を表すデータである、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、ブームと、アームと、刃先を有するバケットとを含む作業機を有し、
前記情報処理装置は、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とについての加工データに基づき算出された実寸データを、前記建設機械に送信し、
前記建設機械は、
前記建設機械の複数の設計寸法を含む設計データを取得し、前記設計データは、前記複数の設計寸法の一部として、前記ブームに関する設計寸法と前記アームに関する設計寸法とを含み、
少なくとも前記ブームと前記アームとについては前記設計データにおける設計寸法に替えて前記実寸データを用いた第1の演算処理を行なうことにより、前記設計データの少なくとも一つの設計寸法を較正し、
較正後の前記設計データを用いた第2の演算処理を行なうことにより、前記刃先の位置を算出し、
前記加工データは、機械加工時の実際の機械加工位置を表すデータである、較正システム。
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