JPH10212705A

JPH10212705A - 振動ローラ自動運転システム

Info

Publication number: JPH10212705A
Application number: JP3122397A
Authority: JP
Inventors: Minoru Mano; 実間野; Kazuhiro Chayama; 和博茶山
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】作業ムラを解消し、かつ締め固め作業を容易
に行えるようにする。【解決手段】運転制御手段２０は、位置測定手段１４
が測定した振動ローラ４の位置、およびジャイロ１３に
よる方位の測定結果にもとづいて、経路設定手段１６が
設定した走行経路４２に沿って振動ローラ４を走行させ
るべく第１および第２の制御信号を生成する。これらの
信号は、第２の通信手段１８を通じて振動ローラ４の第
１の通信手段８に送信され、第１の通信手段８から振動
ローラ４に搭載された走行制御手段１０および方向制御
手段１２に供給される。走行制御手段１０および方向制
御手段１２はこれら第１および第２の制御信号にもとづ
いて、振動ローラ４の前進および後進、そして振動ロー
ラ４の進行方向の転換を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の締め固めな
どを行う振動ローラを自動運転するためのシステムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】盛土工事では、ダンプトラックにより運
搬された土砂をブルドーザによって撒き出し、転圧を行
って盛土を形成している。その際、盛土に用いる土砂の
性状によってはさらに振動ローラを用いて地盤の締め固
めが行われ、地盤反力の増強や、地盤沈下の防止が図ら
れる。この振動ローラによる締め固めの作業は重要な作
業であり、締め固め作業の後は、確実に締め固めが行わ
れたことを確認するため、ラジオアイソトープ（ＲＩ）
によって地盤の密度が測定、検査されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、振動ローラに
よる締め固め作業は、一定の作業範囲内で振動ローラを
主に往復走行させるものであり、単調作業であるため、
運転者の緊張感の低下から場所による締め固めのムラが
生じやすい。また、振動が激しいため運転者に苦渋を強
いる作業となっており、改善が望まれている。そこで本
発明の目的は、作業ムラを生じず、かつ運転者に一切苦
渋を与えることなく地盤の締め固めを行える振動ローラ
自動運転システムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、振動ローラと、振動ローラ制御手段とから成
り、前記振動ローラが、前記振動ローラの進行方向の方
位を測定する方位測定手段と、第１の制御信号にもとづ
いて前記振動ローラの前進および後進を制御する走行制
御手段と、第２の制御信号にもとづいて前記振動ローラ
の進行方向を転換させる方向制御手段と、前記方位測定
手段による測定結果を前記振動ローラ制御手段に送信
し、前記第１および第２の制御信号を前記振動ローラ制
御手段より受信してそれぞれ前記走行制御手段および前
記方向制御手段に供給する第１の通信手段と、を含み、
前記振動ローラ制御手段は、前記振動ローラの位置を遠
隔的に測定する位置測定手段と、前記振動ローラの走行
経路を設定する経路設定手段と、前記位置測定手段が測
定した前記振動ローラの位置と、前記方位測定手段が測
定した前記振動ローラの進行方向の方位とにもとづい
て、経路設定手段が設定した前記走行経路に沿って前記
振動ローラを走行させるべく前記第１および第２の制御
信号を生成する運転制御手段と、前記方位測定手段によ
る測定結果を表す信号を前記第１の通信手段より受信し
て前記運転制御手段に供給し、前記運転制御手段が生成
した前記第１および第２の制御信号を前記第１の通信手
段に送信する第２の通信手段とを含むことを特徴とす
る。

【０００５】本発明はまた、第１および第２の通信手段
が無線通信装置により構成されていることを特徴とす
る。本発明はまた、前記方位測定手段がジャイロを含ん
で構成されていることを特徴とする。本発明はまた、前
記位置測定手段が前記振動ローラの３次元的位置を測定
することを特徴とする。本発明はまた、前記位置測定手
段が、レーザ光を前記振動ローラ上に設置されたミラー
に照射し、その反射光にもとづいて前記振動ローラの位
置を測定することを特徴とする。本発明はまた、前記振
動ローラ制御手段がコンピュータを含んで構成されてい
ることを特徴とする。

【０００６】本発明の振動ローラ自動運転システムで
は、方位測定手段が振動ローラの進行方向の方位を測定
し、第１の通信手段はその測定結果を振動ローラ制御手
段の第２の通信手段に送信する。そして第２の通信手段
はこの測定結果を受信して運転制御手段に供給する。運
転制御手段は、この方位の測定結果と、位置測定手段が
測定した振動ローラの位置とにもとづいて、経路設定手
段が設定した走行経路に沿って振動ローラを走行させる
べく第１および第２の制御信号を生成する。これらの信
号は、第２の通信手段を通じて振動ローラの第１の通信
手段に送信され、第１の通信手段から振動ローラに搭載
された走行制御手段および方向制御手段に供給される。
走行制御手段および方向制御手段はこれら第１および第
２の制御信号にもとづいて、振動ローラの前進および後
進、そして振動ローラの進行方向の転換を制御する。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。図１は本発明によ
る振動ローラ自動運転システムの一例を示す構成図、図
２は図１の振動ローラ自動運転システムの全体を示す概
念図である。図１に示すようにこの振動ローラ自動運転
システム２は、振動ローラ４と、振動ローラ４を遠隔操
作する振動ローラ制御手段６とにより構成されている。
振動ローラ４には、小電力データ通信装置から成る第１
の通信手段８、第１の通信手段８を通じて受け取った第
１の制御信号にもとづいて振動ローラ４の前進、後進、
ならびに停止を制御する走行制御手段１０、第１の通信
手段８を通じて受け取った第２の制御信号にもとづいて
振動ローラ４の進行方向を転換させる方向制御手段１
２、振動ローラの進行方向の方位を測定し、振動ローラ
の進行方向の方位角を表す信号を出力するジャイロ１３
（本発明に係わる方位測定手段）などが搭載されてい
る。

【０００８】振動ローラ４は、図３に示すように、前輪
４Ａと後輪４Ｂとを備え、前輪４Ａの転動方向ＤＡと後
輪４Ｂの転動方向ＤＢとが成す角度、すなわちアーティ
キュレート角θは可変であり、方向制御手段１２はこの
アーティキュレート角θを、不図示の油圧機構を操作し
て設定することにより振動ローラを操舵する。

【０００９】振動ローラ制御手段６は、図１に示すよう
に、振動ローラ４の位置を遠隔的に測定する位置測定手
段１４、振動ローラ４の走行経路を設定する経路設定手
段１６、位置測定手段１４が測定した振動ローラ４の位
置と、ジャイロ１３による方位角の測定結果とにもとづ
いて、経路設定手段１６が設定した走行経路に沿って振
動ローラ４を走行させるべく第１および第２の制御信号
を生成する運転制御手段２０、運転制御手段２０が生成
した第１および第２の制御信号を、第１の通信手段８に
送出し、またジャイロ１３による方位角の測定結果を第
１の通信手段８より受信する第２の通信手段１８などに
より構成されている。

【００１０】位置測定手段１４としては、本実施例で
は、広く利用されているトータルステーションと称され
る測量装置を用いる。この装置は、後述するパーソナル
コンピュータ２４の制御のもとで動作し、レーザ光を振
動ローラ４上に設置された、全方位に光を反射するミラ
ー２２に照射し、その反射光にもとづいて振動ローラ４
の位置を測定する。そして、本実施例では、ミラー２２
までの距離、ミラー２２の水平角、ならびにミラー２２
の鉛直角を測定し、測定結果を表す電気信号を出力す
る。また、このトータルステーションは自動追尾機能を
有しており、ミラー２２が移動すると、自動的にミラー
２２に追従してレーザ光の照射方向を変更し、上記測定
結果を出力する。

【００１１】経路設定手段１６および運転制御手段２０
は、本実施例では、パーソナルコンピュータ２４（以
下、パソコン２４ともいう）により構成されている。こ
のパソコン２４は不図示のＣＰＵおよびＲＡＭ、ならび
にハードディスク装置（ＨＤＤ）２６などを内蔵し、さ
らに周辺機器として不図示のＣＲＴモニタやキーボード
が接続されている。そしてハードディスク装置２６に予
め格納されたプログラムデータをＲＡＭにロードし、Ｃ
ＰＵをそのプログラムデータにもとづいて動作させるこ
とで、経路設定手段１６および運転制御手段２０として
機能する。パソコン２４は、経路設定手段１６および運
転制御手段２０以外にも、位置測定手段１４の座標値な
どを算出する座標値算出手段２１、および位置測定手段
１４からのデータや基準点の座標値などを取り込むデー
タ入力手段２３を構成している。第２の通信手段１８
は、第１の通信手段８と同様、具体的には小電力データ
通信装置により構成されている。

【００１２】上記運転制御手段２０は、基本的機能とし
て、第１の制御信号を生成して振動ローラ４の前進、後
進、停止を制御する機能を有し、そして、中心的機能と
して、位置測定手段１４が測定した振動ローラ４の位置
およびジャイロ１３が測定した振動ローラ４の進行方向
の方位にもとづいて、経路設定手段１６が設定した走行
経路に沿って振動ローラ４を走行させるべく第１および
第２の制御信号を生成する機能を有している。

【００１３】後者の中心的機能に係わる構成要素とし
て、運転制御手段２０は図４に示すように、目標設定手
段２０Ａ、半径取得手段２０Ｂ、方向判定手段２０Ｃ、
ならびに操舵手段２０Ｄを備えている。目標設定手段２
０Ａは、振動ローラ４の進行方向側の走行経路上に、振
動ローラ４の位置に応じて目標点を設定する。そして、
半径取得手段２０Ｂは、振動ローラ４の位置と上記目標
点とを通り目標点において走行経路に接する円の半径を
求める。

【００１４】また、方向判定手段２０Ｃは、振動ローラ
４の位置、振動ローラの進行方向の方位角、ならびに目
標点の位置にもとづいて、振動ローラ４が目標点より近
い走行経路上の点に向いているか否かを判定する。そし
て、操舵手段２０Ｄは、方向判定手段２０Ｃの判定結果
が正のときは、曲率半径が上記半径に等しく振動ローラ
の位置と目標点とを端点とする２つの円弧のうち、走行
経路に近い円弧に沿って振動ローラ４を走行させるべく
第２の制御信号を生成して操舵し、判定結果が否のとき
は、走行経路から遠い円弧に沿って振動ローラ４を走行
させるべく第２の制御信号を生成して操舵する。

【００１５】この振動ローラ自動運転システム２により
振動ローラ４を運転する場合、作業者は予め基準点や、
走行範囲の設定を行う。図５は振動ローラ４の自動運転
に先立って行う作業手順を示すフローチャート、図６は
作業範囲の周辺を示す平面図である。

【００１６】図５のフローチャートに示すように、作業
者はまず、作業範囲２８（図６）の近傍に２つの基準点
Ａ、Ｂを設定し、それぞれの位置にミラー３０、３２を
設置する（ステップＳ１）。そして、各基準点Ａ、Ｂの
位置を既知の測量手法により求め、３次元直交座標にお
ける座標値を取得して、パソコン２４のキーボードを操
作して各座標値を入力する（ステップＳ２）。パソコン
２４によるデータ入力手段２３はこれらの座標値をキー
ボードより取り込んでハードディスク装置２６の所定の
記録領域に格納する。

【００１７】次に、作業者は、位置測定手段１４を操作
して、ミラー３０およびミラー３２にそれぞれ照準を合
わせ、各基準点Ａ、Ｂの位置を位置測定手段１４により
測定する（ステップＳ３）。これにより、位置測定手段
１４は、各基準点Ａ、Ｂまでの距離、各基準点の水平
角、ならびに鉛直角を表す信号をパソコン２４に出力
し、データ入力手段２３はこれらの信号を受け取り、各
基準点Ａ、Ｂまでの距離、各基準点の水平角、ならびに
鉛直角のデータを、ハードディスク装置２６に格納す
る。

【００１８】さらに、作業者は、各基準点Ａ、Ｂの場合
と同様に、作業範囲２８の４つの角３４、３６、３８、
４０に順次ミラーを設置し、位置測定手段１４を操作し
て各ミラーにそれぞれ照準を合わせ、各角３４、３６、
３８、４０の位置を位置測定手段１４により測定する
（ステップＳ４）。これにより、位置測定手段１４は、
各角３４、３６、３８、４０までの距離、各角の水平
角、ならびに鉛直角を表す信号をパソコン２４に出力
し、パソコン２４が構成するデータ入力手段２３はこれ
らの信号を受け取り、各角３４、３６、３８、４０まで
の距離、各基準点の水平角、ならびに鉛直角のデータ
を、ハードディスク装置２６の所定の記憶領域に格納す
る。

【００１９】次に、作業者は隣接する走行経路４２の間
隔、すなわちラップ幅４４をパソコン２４のキーボード
より入力し、データ入力手段２３はこの値が入力される
と、それを取り込み、ハードディスク装置２６の所定の
領域に格納する。

【００２０】以上により作業者が行う準備作業は完了
し、その後、パソコン２４が構成する座標値算出手段２
１はまず位置測定手段１４の位置の座標値を算出する。
ここで座標値算出手段２１は、基準点Ａ、Ｂの座標値、
および基準点Ａ、Ｂの位置測定手段１４による測定結果
のデータがハードディスク装置２６に格納されているの
で、これらの座標値およびデータを用いて幾何学的な解
析を行うことで位置測定手段１４の３次元直交座標にお
ける座標値を算出する。算出結果は、ハードディスク装
置２６の所定の記録領域に格納する。

【００２１】座標値算出手段２１はさらに、位置測定手
段１４の座標値と、位置測定手段１４による作業範囲２
８の各角３４、３６、３８、４０の測定結果とをハード
ディスク装置２６から読み出し、それらのデータにもと
づいて、各角３４、３６、３８、４０の上記３次元直交
座標における座標値をそれぞれ算出する。算出結果は、
ハードディスク装置２６の所定の記録領域に格納する。

【００２２】なお、運転制御手段２０は、ハードディス
ク装置２６に格納された位置測定手段１４の上記座標値
と、後に位置測定手段１４が実行する振動ローラ位置の
測定の結果とにもとづいて、３次元直交座標における振
動ローラ４の座標値を求め、振動ローラ４の位置を特定
してその運転制御を行うことができる。

【００２３】次に、経路設定手段１６は、振動ローラ４
の走行経路４２を設定する。本実施例では、図６に示し
たように、作業範囲２８の上辺４６と下辺４８との間に
設定した多数の平行な走行経路４２に沿って振動ローラ
４を移動させて地盤の締め固めを行うものとする。経路
設定手段１６は、作業範囲２８の４つの角３４、３６、
３８、４０の座標値と、ラップ幅４４をハードディスク
装置２６から読み出し、読み出した座標値およびラップ
幅４４にもとづいて、各走行経路４２の両端の３次元直
交座標における座標値を順次算出する。そして、算出し
た座標値はハードディスク装置２６の所定の領域に格納
する。

【００２４】以下、振動ローラ４を自動運転する場合の
各部の動作を説明する。振動ローラ４は最初、作業範囲
２８の角３４上に在り、走行経路Ｌ１の反対側の端点
（角３６）に向けて配置されているものとし、この位置
より締め固め作業を開始するものとする。なお、以下の
説明から明らかなように、振動ローラ４の最初の位置は
かならずしも角３４の上でなくてもよく、振動ローラ４
は任意の位置に任意の方向に向けて設置しても、速やか
に走行経路４２に沿った走行に移行させることができ
る。ここでは、このシステムの本質的な機能をより理解
しやすくするため、振動ローラ４は最初、上述のように
配置されているものとする。

【００２５】まず、運転制御手段２０は、振動ローラ４
に所定の速度で走行を開始させるための第１の制御信号
を第２の通信手段１８に出力する。第２の通信手段１８
はこの第１の制御信号を無線で振動ローラ４に向けて送
信し、振動ローラ４では第１の通信手段８がこの信号を
受信し、走行制御手段１０に供給する。これにより、走
行制御手段１０は、振動ローラ４を制御して第１の制御
信号が示す所定の速度で前進を開始させ、その結果、振
動ローラ４は図６における最も左側の走行経路Ｌ１に沿
って上辺４６に向け移動する。

【００２６】位置測定手段１４は、振動ローラ４が移動
し、したがってミラー２２が移動すると、その移動に追
従してレーザ光の照射方向を変更し、常時、ミラー２２
に照準を合わせてその位置を測定する。そして、測定結
果のミラー２２までの距離、ミラー２２の水平角、なら
びに鉛直角を逐次、パソコン２４、すなわち運転制御手
段２０に出力する。

【００２７】また、振動ローラ４に搭載されたジャイロ
１３は、振動ローラ４の進行方向の方位角を常時測定し
ており、測定結果を表す信号を出力している。第１の通
信手段はこの信号を振動ローラ制御手段６側に送信し、
そして、第２の通信手段１８はこの信号を受信して方位
角を表す信号をパソコン２４に出力する。パソコン２４
は信号が表す方位角の情報を一旦、ハードディスク装置
２６の所定の記憶領域に格納する。

【００２８】図７は運転制御手段２０の動作を示すフロ
ーチャートである。以下、このフローチャートを参照し
て説明する。運転制御手段２０の目標設定手段２０Ａ
は、位置測定手段１４より振動ローラ４に搭載されたミ
ラー２２までの距離、ミラー２２の水平角、並びに鉛直
角を受け取ると、ハードディスク装置２６に格納されて
いる、位置測定手段１４の３次元直交座標における位置
を表す座標値をハードディスク装置２６より読み出し、
その座標値と、位置測定手段１４の上記測定結果とにも
とづいて、ミラー２２の３次元直交座標における座標値
を算出する。そして、目標設定手段２０Ａは、算出した
振動ローラ４（ミラー２２）の座標値にもとづいて、振
動ローラ４の進行方向側の走行経路Ｌ１上に、目標点を
設定する（ステップＳ１１）。目標設定手段２０Ａはこ
のような目標点の設定を、本実施例では１例として１秒
の間隔で繰り返し実行する。

【００２９】半径取得手段２０Ｂは、目標設定手段２０
Ａが目標点を設定するごとに、その目標点と、目標設定
手段２０Ａが算出した振動ローラ４の位置とを通り目標
点において走行経路に接する円の半径を求める（ステッ
プＳ１２）。図８は、振動ローラ４や走行経路の位置関
係を示す平面図であり、この図を参照して具体的に説明
する。図８の例では振動ローラ４は最初、走行経路Ｌ１
の右側にずれた位置Ｖ１に在り、矢印Ａ１で示したよう
に、上辺４６に向って走行経路Ｌ１とほぼ平行に走行し
ている。振動ローラ４の走行経路Ｌ１からのこのような
ずれは以下のようにして的確に修正される。

【００３０】目標設定手段２０Ａは、振動ローラ４の位
置Ｖ１より走行経路Ｌ１に垂線を降ろした点から上方
（上辺４６の方向）に本実施例では一例として１０ｍ進
んだ位置を目標点Ｔ１として設定する。そして半径取得
手段２０Ｂは、目標点Ｔ１と振動ローラ４の位置Ｖ１と
を通り目標点Ｔ１において走行経路に接する円（円弧Ｃ
１Ｌはその一部）の半径Ｒ１を求める。

【００３１】その後、方向判定手段２０Ｃは、振動ロー
ラ４の位置、振動ローラの進行方向の方位角、ならびに
目標点の位置にもとづいて、振動ローラ４が目標点より
近い走行経路上の点に向いているか否かを判定する（ス
テップＳ１３）。図８の例では、方向判定手段２０Ｃに
よる判定結果は否（ＮＯ）となる。なお、方向判定手段
２０Ｃはこの判定を、振動ローラ４の位置Ｖ１から見た
目標点Ｔ１の方位角（線分Ｂ１の方位角）と、振動ロー
ラ４の進行方向の方位角（矢印Ａ１の方位角）とを比較
することにより行う。

【００３２】操舵手段２０Ｄは、方向判定手段２０Ｃに
よる判定結果が正のときは、曲率半径が上記円の半径に
等しく振動ローラの位置と目標点とを端点とする２つの
円弧のうち、走行経路に近い円弧に沿って振動ローラ４
を走行させるべく第２の制御信号を生成して振動ローラ
４のアーティキュレート角を設定し（ステップＳ１
４）、判定結果が否のときは、走行経路から遠い円弧に
沿って振動ローラ４を走行させるべく、第２の制御信号
を生成して振動ローラ４のアーティキュレート角を設定
する（ステップＳ１５）。

【００３３】図８の例で説明すると、方向判定手段２０
Ｃの判定結果は否となるので、操舵手段２０Ｄは、曲率
半径が上記円の半径Ｒ１に等しく振動ローラ４の位置Ｖ
１と目標点Ｔ１とを端点とする２つの円弧Ｃ１Ｌ、Ｃ１
Ｒのうち、走行経路から遠い円弧Ｃ１Ｒに沿って振動ロ
ーラ４を走行させるべく第２の制御信号を生成する。こ
の第２の制御信号は第２の通信手段１８を通じて振動ロ
ーラ４に送信され、振動ローラ４では第１の通信手段が
受信し、方向制御手段１２に供給する。これにより、振
動ローラ４は、曲率半径がＲ１の円弧Ｃ１Ｒに沿って走
行するようにアーティキュレート角θが設定され、その
設定状態で走行する。

【００３４】そして、目標設定手段２０Ａは上述のよう
に、１秒おきに振動ローラ４の位置に応じて目標点を設
定し（ステップＳ１１）、半径取得手段２０Ｂ、方向判
定手段２０Ｃ、ならびに操舵手段２０Ｄはそのつど上記
動作を繰り返す（ステップＳ１１にもどる）。その結
果、例えば１秒後には、振動ローラ４は位置Ｖ２に移動
し、目標設定手段２０Ａは１０ｍ先の目標点Ｔ２を設定
する。そして半径取得手段２０Ｂは、上述の場合と同様
に、目標点Ｔ２と振動ローラ４の位置Ｖ２とを通り目標
点Ｔ２において走行経路に接する円の半径Ｒ２を求める
（ステップＳ１２）。

【００３５】その後、方向判定手段２０Ｃは、振動ロー
ラ４が目標点Ｔ２より近い走行経路Ｌ１上の点に向いて
いるか否かを判定し（ステップＳ１３）、図８の例では
その判定結果は否となるので、操舵手段２０Ｄは、曲率
半径が上記円の半径Ｒ２に等しく振動ローラ４の位置Ｖ
２と目標点Ｔ２とを端点とする２つの円弧のうち、走行
経路から遠い円弧Ｃ２Ｒに沿って振動ローラ４を走行さ
せるべく第２の制御信号を生成する（ステップＳ１
５）。この第２の制御信号は第２の通信手段１８を通じ
て振動ローラ４に送信され、振動ローラ４では第１の通
信手段が受信し、方向制御手段１２に供給する。これに
より、振動ローラ４は、円弧Ｃ２Ｒに沿って走行するよ
うにアーティキュレート角θが設定され、その設定状態
で走行する。

【００３６】このような制御が１秒ごとに繰り返され、
本例では振動ローラ４が位置Ｖ３、Ｖ４を経て位置Ｖ５
に到達したとき、振動ローラ４の進行方向Ａ５が、目標
設定手段２０Ａが設定したその時の目標点Ｔ５より近い
走行経路Ｌ１上の点を向くようになる。したがって、方
向判定手段２０Ｃは、振動ローラ４が目標点Ｔ５より近
い走行経路Ｌ１上の点に向いていると判定し（ステップ
Ｓ１３でＹＥＳ）、操舵手段２０Ｄは、曲率半径が、半
径取得手段２０Ｂが求めた半径Ｒ５に等しく振動ローラ
４の位置Ｖ５と目標点Ｔ５とを端点とする２つの円弧の
うち、走行経路に近い円弧Ｃ５Ｌに沿って振動ローラ４
を走行させるべく第２の制御信号を生成し、振動ローラ
４はこの第２の制御信号にもとづいて操舵される。図８
の例では振動ローラ４が位置Ｖ５に到達して以降は、方
向判定手段２０Ｃは常に、振動ローラ４が目標点より近
い走行経路Ｌ１上の点に向いていると判定するので、操
舵手段２０Ｄは、走行経路に近い方の円弧に沿って振動
ローラ４を走行させるべく操作する。このような制御の
結果、振動ローラ４は、位置Ｖ６、Ｖ７、・・・を通過し
つつ軌跡Ｏに沿って走行し、しだいに走行経路Ｌ１に接
近し、最終的に走行経路Ｌ１に到達して正しく走行経路
Ｌ１上を上辺４６に向って走行する。

【００３７】振動ローラ４が上辺４６（図６）に到達す
ると、運転制御手段２０は、位置測定手段１４による測
定結果にもとづいてそのことを認識し、第１の制御信号
を出力して、振動ローラ４の走行を前進から後進に切り
換え、今度は走行経路Ｌ１上を下辺４８に向けて走行さ
せる。そして、運転制御手段２０を構成する目標設定手
段２０Ａ、半径取得手段２０Ｂ、方向判定手段２０Ｃ、
ならびに操舵手段２０Ｄは、上述の場合と同様に動作し
て振動ローラ４を制御し、正しく走行経路Ｌ１に沿って
振動ローラ４を移動させる。運転制御手段２０は振動ロ
ーラ４に対してこのような走行経路Ｌ１上での往復走行
を予め決められた回数くり返させる。

【００３８】その後、振動ローラ４が角３４上に戻った
とき、運転制御手段２０は、位置測定手段１４による測
定結果にもとづいてそのことを認識し、まず、第１の制
御信号を出力して、振動ローラ４の走行を後進から前進
に切り換え、そして、運転制御手段２０の目標設定手段
２０Ａは、走行経路Ｌ１に隣接する走行経路Ｌ２上に目
標点を設定する。そして、運転制御手段２０の各部が上
述のように動作する結果、振動ローラ４は走行経路Ｌ２
に向って移動し、走行経路Ｌ２に到達した後は、走行経
路Ｌ２上を予め決められた回数、往復走行して、締め固
めを行う。

【００３９】運転制御手段２０がこのように振動ローラ
４を制御することで、作業範囲２８内のすべての走行経
路４２上を振動ローラ４が往復走行し、そして、振動ロ
ーラ４が最後に角４０に到達したとき、運転制御手段２
０は、そのことを位置測定手段１４による測定結果にも
とづいて認識し、第１の制御信号を振動ローラ４に送っ
て走行制御手段１０に振動ローラ４を停止させ、作業範
囲２８内の締め固めを完了する。

【００４０】したがって、本実施例の振動ローラ自動運
転システム２によって地盤の締め固めを行った場合に
は、作業者は振動ローラ４に搭乗する必要がなく、地上
で振動ローラ４の走行を監視しつつ振動ローラ制御手段
６の操作などを行えばよい。その結果、作業者が苦渋を
強いられることは一切なく、また、振動ローラ４が、決
められた走行経路４２に沿って正確に走行する結果、作
業範囲内全体をムラなく締め固めることができる。

【００４１】なお、本実施例はあくまでも一例であり、
本発明はこの例に限定されることなく種々の形態で実施
することができる。例えば、この実施例では、各走行経
路ごとに予め決められた回数、振動ローラ４を往復走行
させるとしたが、往復走行の回数は作業者がパソコン２
４のキーボードから入力して設定するようにしてもよ
く、そのような設計とすることは容易である。

【００４２】さらに、上記実施例のように振動ローラ４
を自動走行させるだけでなく、作業者が例えばラジコン
ユニットを操作して遠隔操作により振動ローラ４を走行
させる機能をシステムに持たせることも有効であり、そ
の場合には、例えば必要に応じて作業者が地盤の特定箇
所に対して特に入念に締め固めを行うといったことを行
え、その際にも作業者は苦渋を感じることなく容易に作
業を遂行できる。

【００４３】そして、障害物が地盤上に存在する場合の
安全対策として、例えば、障害物を検知する超音波セン
サを振動ローラ４に搭載してもよく、また、振動ローラ
４の移動速度が急に低下したり、あるいは移動方向が急
に変化したような場合に、そのことを位置測定手段１４
による測定結果にもとづいて検知し、振動ローラ４を緊
急停止させるといった機能をシステムに持たせることも
有効である。

【００４４】また、振動ローラ４に各種のセンサを搭載
して、燃料の残量、エンジンの温度、バッテリの状態、
エンジンの回転数などの情報を取得し、それらの情報を
振動ローラ制御手段６側に送信して、パソコン２４のＣ
ＲＴモニタに表示することも可能であり、その場合、作
業者はＣＲＴモニタの画面を見ることで振動ローラ４の
状態を的確に把握することができる。

【００４５】この実施例では、ラップ幅４４は作業者が
キーボードより入力するとしたが、運転制御手段２０
が、振動ローラ４のローラ幅の情報や、要求される締め
固めの程度に応じて自動的に決定する構成とすることも
容易である。また、振動ローラ制御手段６による制御に
よって振動ローラ４の振動強度を切り換える構成として
もよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の振動ローラ
自動運転システムでは、方位測定手段が振動ローラの進
行方向の方位を測定し、第１の通信手段はその測定結果
を振動ローラ制御手段の第２の通信手段に送信する。そ
して第２の通信手段はこの測定結果を受信して運転制御
手段に供給する。運転制御手段は、この方位の測定結果
と、位置測定手段が測定した振動ローラの位置とにもと
づいて、経路設定手段が設定した走行経路に沿って振動
ローラを走行させるべく第１および第２の制御信号を生
成する。これらの信号は、第２の通信手段を通じて振動
ローラの第１の通信手段に送信され、第１の通信手段か
ら振動ローラに搭載された走行制御手段および方向制御
手段に供給される。走行制御手段および方向制御手段は
これら第１および第２の制御信号にもとづいて、振動ロ
ーラの前進および後進、そして振動ローラの進行方向の
転換を制御する。

【００４７】そのため、本発明の振動ローラ自動運転シ
ステムによって地盤の締め固めを行った場合には、作業
者は振動ローラに搭乗する必要がなく、地上で振動ロー
ラの走行を監視しつつ振動ローラ制御手段の操作などを
行うのみでよい。したがって、作業者が苦渋を強いられ
ることは一切なく、また、振動ローラが、決められた走
行経路に沿って正確に走行する結果、作業範囲内全体を
ムラなく締め固めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動ローラ自動運転システムの一
例を示す構成図である。

【図２】図１の振動ローラ自動運転システムの全体を示
す概念図である。

【図３】振動ローラの構成を示す概略平面図である。

【図４】運転制御手段の機能ブロック図である。

【図５】振動ローラの自動運転に先立って行う作業手順
を示すフローチャートである。

【図６】作業範囲の周辺を示す平面図である。

【図７】運転制御手段の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】振動ローラや走行経路の位置関係を示す平面図
である。

【符号の説明】

２振動ローラ自動運転システム４振動ローラ６振動ローラ制御手段８第１の通信手段１０走行制御手段１２方向制御手段１３ジャイロ１４位置測定手段１６経路設定手段１８第２の通信手段２０運転制御手段２０Ａ目標設定手段２０Ｂ半径取得手段２０Ｃ方向判定手段２０Ｄ操舵手段２２ミラー２４パーソナルコンピュータ（パソコン）２６ハードディスク装置２８作業範囲４２走行経路４４ラップ幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動ローラと、振動ローラ制御手段とか
ら成り、前記振動ローラは、前記振動ローラの進行方向の方位を測定する方位測定手
段と、第１の制御信号にもとづいて前記振動ローラの前進およ
び後進を制御する走行制御手段と、第２の制御信号にもとづいて前記振動ローラの進行方向
を転換させる方向制御手段と、前記方位測定手段による測定結果を前記振動ローラ制御
手段に送信し、前記第１および第２の制御信号を前記振
動ローラ制御手段より受信してそれぞれ前記走行制御手
段および前記方向制御手段に供給する第１の通信手段
と、を含み、前記振動ローラ制御手段は、前記振動ローラの位置を遠隔的に測定する位置測定手段
と、前記振動ローラの走行経路を設定する経路設定手段と、前記位置測定手段が測定した前記振動ローラの位置と、
前記方位測定手段が測定した前記振動ローラの進行方向
の方位とにもとづいて、経路設定手段が設定した前記走
行経路に沿って前記振動ローラを走行させるべく前記第
１および第２の制御信号を生成する運転制御手段と、前記方位測定手段による測定結果を表す信号を前記第１
の通信手段より受信して前記運転制御手段に供給し、前
記運転制御手段が生成した前記第１および第２の制御信
号を前記第１の通信手段に送信する第２の通信手段と、を含むことを特徴とする振動ローラ自動運転システム。
【請求項２】第１および第２の通信手段は無線通信装
置により構成されている請求項１記載の振動ローラ自動
運転システム。
【請求項３】前記方位測定手段はジャイロを含んで構
成されている請求項１記載の振動ローラ自動運転システ
ム。
【請求項４】前記位置測定手段は前記振動ローラの３
次元的位置を測定する請求項１記載の振動ローラ自動運
転システム。
【請求項５】前記位置測定手段は、レーザ光を前記振
動ローラ上に設置されたミラーに照射し、その反射光に
もとづいて前記振動ローラの位置を測定する請求項１ま
たは４に記載の振動ローラ自動運転システム。
【請求項６】前記振動ローラ制御手段はコンピュータ
を含んで構成されている請求項１記載の振動ローラ自動
運転システム。