JP7022659B2 - 進路変更経路決定システム、自動走行式建設機械、及び進路変更経路決定プログラム - Google Patents
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Description
(1)従来技術に比して手間をかけることなく、適切な進路変更経路を決定することができる。
(2)他者の求めに応じて、進路変更経路を設定した根拠を明確に説明することができる。
(3)所望の条件に応じた進路変更経路を決定することができる。例えば施工の効率化を重視する場合は、建設機械が最短移動距離で移行する(進路変更する)ことができ、すなわち走行時間が低減することから効率的な施工を行うことができる。また自動運転式建設機械への負担軽減を重視する場合は、慣性力を考慮した走行によって建設機械への負担を軽減することができ、地盤への影響軽減を重視する場合は、適切な旋回半径での走行(つまり急ハンドルを避けた走行)によって路盤に及ぼす影響を軽減することができる。
本願発明は、建設機械が現在の走行路(以下、「第1の走行路」という。)から後続の走行路(以下、「第2の走行路」という。)に移行する(いわば進路変更する)ための進路変更経路の決定に関する発明である。図1では、本願発明の自動走行式建設機械である振動ローラ(以下、単に「本願振動ローラ200」という)が、レーンLn01~レーンLn04の締固め施工を行っており、第1の走行路であるレーンLn01に対して規定回数だけ往復して締固めを行った後、隣接する第2の走行路(レーンLn02)に移行しようとしている。本願振動ローラ200が第1の走行路から第2の走行路に移行する場合、図2に示すようにその進路変更経路(つまり軌跡)は曲線となるが、その線形は様々な定め方があり、当然ながら適切な線形の進路変更経路で移行することが望ましい。ところが、「適切な」進路変更経路は施工現場ごとにその評価が異なるはずであり、その施工現場が重視する条件や仕様に応じた進路変更経路を設定することが望まれる。本願発明は、施工現場が要求する条件に応じた「適切な」進路変更経路を定量的に決定することができる発明である。
本願発明の実施形態の例を図に基づいて説明する。なお、本願発明の自動走行式建設機械は、本願発明の進路変更経路決定システムで決定された進路変更経路にしたがって自動走行するものであり、本願発明の進路変更経路決定プログラムは、本願発明の進路変更経路決定システムが進路変更経路を決定する処理をコンピュータに実行させるものである。したがって、まずは本願発明の進路変更経路決定システムについて説明し、その後に本願発明の自動走行式建設機械と進路変更経路決定プログラムについて説明することとする。
次に本願発明の自動走行式建設機械について説明する。なお、本願発明の自動走行式建設機械は、ここまで説明した進路変更経路決定システム100で決定された進路変更経路にしたがって自動走行するものであり、したがって進路変更経路決定システム100で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の自動走行式建設機械に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「2.進路変更経路決定システム」で説明したものと同様である。
続いて本願発明の進路変更経路決定プログラムについて説明する。なお、本願発明の進路変更経路決定プログラムは、ここまで説明した進路変更経路決定システム100が進路変更経路を決定する処理をコンピュータに実行させるものであり、したがって進路変更経路決定システム100で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の進路変更経路決定プログラムに特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「2.進路変更経路決定システム」で説明したものと同様である。
101 (進路変更経路決定システムの)条件入力手段
102 (進路変更経路決定システムの)曲線係数算出手段
103 (進路変更経路決定システムの)優先係数決定手段
104 (進路変更経路決定システムの)評価指標算出手段
105 (進路変更経路決定システムの)進路変更経路決定手段
106 (進路変更経路決定システムの)曲線関数記憶手段
107 (進路変更経路決定システムの)個別評価関数記憶手段
108 (進路変更経路決定システムの)評価関数設定手段
109 (進路変更経路決定システムの)出力手段
200 本願振動ローラ
210 (本願振動ローラの)振動ローラ
220 (本願振動ローラの)測位手段
L 進路変更延長
W 進路変更幅
ST 測位衛星
Claims (5)
- 曲線関数と、評価関数と、進路変更領域及び優先条件と、に基づいて、建設機械が第1の走行路から第2の走行路に移行するための進路変更経路を決定するシステムであって、
前記進路変更領域は、前記進路変更経路を設定する領域であり、
前記優先条件は、走行の効率化、建設機械への負担軽減、地盤への影響軽減を含む複数の個別条件の中から選択される条件であり、
前記評価関数は、前記走行の効率化を数値化した走行指標を算出する走行指標関数、前記建設機械への負担軽減を数値化した慣性力指標を算出する慣性力指標関数、前記地盤への影響軽減を数値化したステアリング指標を算出するステアリング指標関数を含む複数の個別評価関数の中から選択される2以上の該個別評価関数と、選択された該個別評価関数に乗じる優先係数と、を含んで構成され、
オペレータが前記進路変更領域及び前記優先条件を入力する条件入力手段と、
記憶手段にあらかじめ記憶された2種類以上の前記曲線関数を読み出すとともに、前記進路変更領域に基づいて、該曲線関数に対してそれぞれ曲線係数を求める曲線係数算出手段と、
前記優先条件に基づいて、前記評価関数を構成する2以上の前記個別評価関数に係る前記優先係数を、該個別評価関数ごとに決定する優先係数決定手段と、
2種類以上の前記曲線関数と、前記評価関数と、に基づいて、該曲線関数ごとに評価指標を求める評価指標算出手段と、
前記曲線関数ごとに求められた前記評価指標のうち最適の該評価指標を与える該曲線関数を選出するとともに、選出された該曲線関数によって求められる線形を前記進路変更経路として決定する進路変更経路決定手段と、
を備えた、ことを特徴とする進路変更経路決定システム。 - 前記走行指標は、前記曲線関数に基づいて求められる前記進路変更経路の距離であり、
前記慣性力指標は、前記曲線関数の曲率に基づいて求められる指標であり、
前記ステアリング指標は、前記曲線関数による前記進路変更経路を走行したときの前記建設機械のステアリング角度に基づいて求められる指標である、
ことを特徴とする請求項1記載の進路変更経路決定システム。 - 前記曲線係数算出手段は、前記進路変更領域に基づいて前記曲線係数が定まらないときは、前記評価指標を最適にする該曲線係数を求める、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の進路変更経路決定システム。 - 測位手段を含む計測手段を具備する自動走行可能な建設機械において、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の進路変更経路決定システムによって決定された進路変更経路にしたがって、第1の走行路から第2の走行路に移行する、
ことを特徴とする自動走行式建設機械。 - 曲線関数と、評価関数と、オペレータによって入力される進路変更領域及び優先条件と、に基づいて、建設機械が第1の走行路から第2の走行路に移行するための進路変更経路を決定する機能をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記進路変更領域は、前記進路変更経路を設定する領域であり、
前記優先条件は、走行の効率化、建設機械への負担軽減、地盤への影響軽減を含む複数の個別条件の中から選択される条件であり、
前記評価関数は、前記走行の効率化を数値化した走行指標を算出する走行指標関数、前記建設機械への負担軽減を数値化した慣性力指標を算出する慣性力指標関数、前記地盤への影響軽減を数値化したステアリング指標を算出するステアリング指標関数を含む複数の個別評価関数の中から選択される2以上の該個別評価関数と、選択された該個別評価関数に乗じる優先係数と、を含んで構成され、
前記進路変更領域に基づいて、あらかじめ用意された2種類以上の前記曲線関数に対して、それぞれ曲線係数を求める曲線係数算出処理と、
前記優先条件に基づいて、前記評価関数を構成する2以上の前記個別評価関数に係る前記優先係数を、該個別評価関数ごとに決定する優先係数決定処理と、
2種類以上の前記曲線関数と、前記評価関数と、に基づいて、該曲線関数ごとに評価指標を求める評価指標算出処理と、
前記曲線関数ごとに求められた前記評価指標のうち最適の該評価指標を与える該曲線関数を選出するとともに、選出された該曲線関数によって求められる線形を前記進路変更経路として決定する進路変更経路決定処理と、
を前記コンピュータに実行させる機能を備えた、ことを特徴とする進路変更経路決定プログラム。
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