JP7092557B2 - ブレード制御装置及びブレード制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る作業車両1を示す図である。図2は、本実施形態に係る作業車両1を模式的に示す図である。本実施形態においては、作業車両1がブルドーザであることとする。作業車両1は、車体2と、走行装置3と、作業機4と、油圧シリンダ5と、位置センサ6と、傾斜センサ7と、速度センサ8と、作動量センサ9と、ブレード制御装置10とを備える。
図3は、本実施形態に係るブレード制御装置10を示す機能ブロック図である。ブレード制御装置10は、コンピュータシステムを含む。ブレード制御装置10に目標高さ生成装置30が接続される。目標高さ生成装置30は、コンピュータシステムを含む。
目標高さ生成装置30は、設計面データ記憶部31と、外形データ記憶部32と、データ取得部33と、目標高さ算出部34とを含む。
ブレード制御装置10は、初期設計面取得部101と、変曲位置探索部102と、補正設計面生成部103と、ブレード制御部104と、車両データ取得部120と、実高さ算出部109と、目標高さ取得部110と、目標高さ補正部111とを有する。
次に、本実施形態に係るブレード制御方法について説明する。図6は、本実施形態に係るブレード制御方法を示すフローチャートである。図6に示す処理は、規定の周期で実施される。
図7は、本実施形態に係る作業車両1の動作を模式的に示す図である。作業車両1は前進しながら、ブレード19を用いて掘削対象を掘削する。図7に示すように、ブレード19の刃先19Pが初期設計面ISの第1面F1に位置付けられる状態においては、刃先19Pの高さと目標高さとの偏差が小さくなるように、すなわち、刃先19Pが第1面F1に一致するように、ブレード19の高さが制御される。
図9は、本実施形態に係るコンピュータシステム1000を示すブロック図である。上述のブレード制御装置10及び目標高さ生成装置30のそれぞれは、コンピュータシステム1000を含む。コンピュータシステム1000は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ1001と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ1002と、ストレージ1003と、入出力回路を含むインターフェース1004とを有する。上述のブレード制御装置10の機能及び目標高さ生成装置30の機能は、プログラムとしてストレージ1003に記憶されている。プロセッサ1001は、プログラムをストレージ1003から読み出してメインメモリ1002に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム1000に配信されてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、規定の補正条件を満足するときに、第1面F1と第2面F2とを結ぶ補正設計面CSが生成される。刃先19Pが補正設計面CSに追従するようにブレード19が制御されることにより、刃先19Pが初期設計面ISを超えることが抑制される。したがって、掘削対象が深掘りされてしまうことが抑制され、掘削対象は所望の形状に掘削される。
なお、上述の実施形態においては、補正条件が、第1面F1と第2面F2とがなす角度αが角度閾値以下であること、及び第1面F1に進入する作業車両1の走行速度Vが速度閾値以上であることの両方を含むこととした。補正条件は、第1面F1と第2面F2とがなす角度αが角度閾値以下であること、及び第1面F1に進入する作業車両1の走行速度Vが速度閾値以上であることのいずれか一方でもよい。
Claims (6)
- 作業車両のブレードで掘削される掘削対象の目標形状を示す初期設計面において前記作業車両の前方に存在する第1面と前記第1面とは異なる勾配の第2面とを結ぶ補正設計面を生成する補正設計面生成部と、
前記補正設計面に基づいて前記ブレードの高さを制御する制御指令を出力するブレード制御部と、を備え、
前記第1面は、前記作業車両の前方に向かって下方に傾斜し、
前記第2面は、前記第1面よりも前方に存在し、前記第1面に接続され、
前記第1面と前記第2面との境界を示す変曲位置よりも上側の前記第1面と前記第2面とがなす角度αは、180[°]よりも小さく、
前記補正設計面は、前記作業車両の進行方向において、前記変曲位置から後方に第1距離に位置する前記第1面の第1部分と、前記変曲位置から前方に第2距離に位置する前記第2面の第2部分とを結ぶように生成される、
ブレード制御装置。 - 前記初期設計面において前記変曲位置を探索する変曲位置探索部を備える、
請求項1に記載のブレード制御装置。 - 前記補正設計面生成部は、規定の補正条件を満足するときに前記補正設計面を生成し、
前記補正条件は、前記第1面と前記第2面とがなす角度が角度閾値以下であること、及び前記第1面に進入する前記作業車両の走行速度が速度閾値以上であることを含む、
請求項1又は請求項2に記載のブレード制御装置。 - 前記第1面は、平坦であり、
前記第2面は、平坦であり、
前記第2面は、前記第1面の最下部に接続され、水平面と平行であり、
前記第1距離及び前記第2距離は、前記第2面と平行な方向における前記変曲位置からの距離であり、
前記第1面と前記補正設計面との交点よりも上側の前記第1面と前記補正設計面とがなす角度β1及び前記第2面と前記補正設計面との交点よりも上側の前記第2面と前記補正設計面とがなす角度β2のそれぞれは、前記角度αよりも大きく、
前記補正設計面生成部は、規定の補正条件を満足するときに前記補正設計面を生成し、
前記補正条件は、前記第1面と前記第2面とがなす角度が角度閾値以下であること、及び前記第1面に進入する前記作業車両の走行速度が速度閾値以上であることを含む、
請求項1又は請求項2に記載のブレード制御装置。 - 前記作業車両に係る車両データに基づいて前記ブレードの高さを算出する実高さ算出部と、
前記初期設計面に基づいて算出された前記ブレードの目標高さを取得する目標高さ取得部と、
前記補正設計面に基づいて前記目標高さを補正して補正目標高さを生成する目標高さ補正部と、を備え、
前記ブレード制御部は、前記ブレードの刃先が前記初期設計面に位置付けられる状態においては、前記ブレードの刃先の高さと前記目標高さとの偏差が小さくなるように、前記制御指令を出力し、前記ブレードの刃先が前記補正設計面に位置付けられる状態においては、前記ブレードの刃先の高さと前記補正目標高さとの偏差が小さくなるように、前記制御指令を出力する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のブレード制御装置。 - 作業車両のブレードで掘削される掘削対象の目標形状を示す初期設計面において前記作業車両の前方に存在する第1面と前記第1面とは異なる勾配の第2面とを結ぶ補正設計面を生成することと、
前記補正設計面に基づいて前記ブレードの高さを制御する制御指令を出力することと、を含み、
前記第1面は、前記作業車両の前方に向かって下方に傾斜し、
前記第2面は、前記第1面よりも前方に存在し、前記第1面に接続され、
前記第1面と前記第2面との境界を示す変曲位置よりも上側の前記第1面と前記第2面とがなす角度αは、180[°]よりも小さく、
前記補正設計面は、前記作業車両の進行方向において、前記変曲位置から後方に第1距離に位置する前記第1面の第1部分と、前記変曲位置から前方に第2距離に位置する前記第2面の第2部分とを結ぶように生成される、
ブレード制御方法。
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