JPH11310389A - 容器内における積載物質の最適位置決定方法及び装置 - Google Patents
容器内における積載物質の最適位置決定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH11310389A JPH11310389A JP10361172A JP36117298A JPH11310389A JP H11310389 A JPH11310389 A JP H11310389A JP 10361172 A JP10361172 A JP 10361172A JP 36117298 A JP36117298 A JP 36117298A JP H11310389 A JPH11310389 A JP H11310389A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- loading
- grid
- substance
- template
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G67/00—Loading or unloading vehicles
- B65G67/02—Loading or unloading land vehicles
- B65G67/04—Loading land vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容器内の所望の分布に従い物質を積載する方
法を提供する。 【解決手段】 容器内の理想的な積載構成を示す積載マ
ップ２６をグリッド状の部分３０に分割し、グリッド状
の部分３０における物質の理想的なレベルの高さを示す
値を計算する。
法を提供する。 【解決手段】 容器内の理想的な積載構成を示す積載マ
ップ２６をグリッド状の部分３０に分割し、グリッド状
の部分３０における物質の理想的なレベルの高さを示す
値を計算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、収容容器
における積載位置を選択するための方法及び装置、とり
わけ、容器内の物質の分布と理想の積載分布のテンプレ
ートとを相関させて、最適な積載場所を選択するための
方法及び装置に関するものである。
における積載位置を選択するための方法及び装置、とり
わけ、容器内の物質の分布と理想の積載分布のテンプレ
ートとを相関させて、最適な積載場所を選択するための
方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本特許明細書において用いられる限りに
おいて、「土工機械」及びほぼそれに近いさまざまな語
句は、（１）作業現場のあちらこちら、または全域を移
動可能であり、かつ、（２）バケット、ショベル、ブレ
ード、リッパ、突固めホイール等のような機械のツール
または作動部分によって地形または地勢を変化させるこ
とが可能な、掘削機、ホイール・ローダ、トラック・タ
イプのトラクタ、突固め機、モータ・グレーダ、農業用
機械、ペーバ、アスファルト舗装機等を意味する。現
在、制御に当たる人間のオペレータの不要な、自律土工
機械が開発されつつある。これによって、コストが低下
し、例えば、視界が不十分な環境のように、人間にとっ
て過酷な、あるいは、困難な環境における作業が可能に
なる。自律積載システムには、物質を積載する位置な
ど、作業現場に関する情報が必要である。積載物質を特
定の構成をなすように分布させるのが重要な場合があ
る。例えば、ダンプ・トラックによっては、積載物質が
荷台に均一に分布していない場合、運転中に不安定にな
るものもあれば、積載物質を荷台の前方に分布させなけ
ればならないものもある。
おいて、「土工機械」及びほぼそれに近いさまざまな語
句は、（１）作業現場のあちらこちら、または全域を移
動可能であり、かつ、（２）バケット、ショベル、ブレ
ード、リッパ、突固めホイール等のような機械のツール
または作動部分によって地形または地勢を変化させるこ
とが可能な、掘削機、ホイール・ローダ、トラック・タ
イプのトラクタ、突固め機、モータ・グレーダ、農業用
機械、ペーバ、アスファルト舗装機等を意味する。現
在、制御に当たる人間のオペレータの不要な、自律土工
機械が開発されつつある。これによって、コストが低下
し、例えば、視界が不十分な環境のように、人間にとっ
て過酷な、あるいは、困難な環境における作業が可能に
なる。自律積載システムには、物質を積載する位置な
ど、作業現場に関する情報が必要である。積載物質を特
定の構成をなすように分布させるのが重要な場合があ
る。例えば、ダンプ・トラックによっては、積載物質が
荷台に均一に分布していない場合、運転中に不安定にな
るものもあれば、積載物質を荷台の前方に分布させなけ
ればならないものもある。
【０００３】自律動作中に所望の結果を実現するために
は、機械の制御システムは物質を積載するのに最適な位
置を決定できなければならない。容器の位置、容器内に
おける現時点における物質の分布、容器に積載する所望
の分布に関する情報が必要である。容器の位置、寸法、
及び、配向を計算するため、測距センサ・システムを利
用して、制御システムに距離データを提供する場合が多
い。しかし、現在のところ、容器内における物質の分布
を測定して、所望の分布と比較し、制御システムが機械
に物質の積載を命じる際に利用する情報を生成するため
の方法または装置はない。物質を積載する容器の要件に
従って、さまざまな分布パターンで積載物質を分布可能
なことも重要である。
は、機械の制御システムは物質を積載するのに最適な位
置を決定できなければならない。容器の位置、容器内に
おける現時点における物質の分布、容器に積載する所望
の分布に関する情報が必要である。容器の位置、寸法、
及び、配向を計算するため、測距センサ・システムを利
用して、制御システムに距離データを提供する場合が多
い。しかし、現在のところ、容器内における物質の分布
を測定して、所望の分布と比較し、制御システムが機械
に物質の積載を命じる際に利用する情報を生成するため
の方法または装置はない。物質を積載する容器の要件に
従って、さまざまな分布パターンで積載物質を分布可能
なことも重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、上述の問題の１つ以上を克服することにある。
は、上述の問題の１つ以上を克服することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の実施態様の１つ
では、イメージング・センサが、ソフトウェアを備えた
デジタル・コンピュータのようなデータ処理手段に対し
て、容器内における物質積載のデジタル・マップに対応
するデータを提供する。この積載マップ・データには、
容器内における物質の高さ及び形状が含まれる。容器内
の１つ以上のセクションに関する理想の分布パターンに
対応するテンプレートも提供される。テンプレート、及
び、デジタル・コンピュータに予めプログラムされた
か、ユーザ入力に基づいて対話式に計算されたデータに
合わせて、さまざまな形状を選択することができる。所
望の積載分布に関するテンプレートは、単純なパターン
から複雑なパターンに至るまで多種多様でよい。
では、イメージング・センサが、ソフトウェアを備えた
デジタル・コンピュータのようなデータ処理手段に対し
て、容器内における物質積載のデジタル・マップに対応
するデータを提供する。この積載マップ・データには、
容器内における物質の高さ及び形状が含まれる。容器内
の１つ以上のセクションに関する理想の分布パターンに
対応するテンプレートも提供される。テンプレート、及
び、デジタル・コンピュータに予めプログラムされた
か、ユーザ入力に基づいて対話式に計算されたデータに
合わせて、さまざまな形状を選択することができる。所
望の積載分布に関するテンプレートは、単純なパターン
から複雑なパターンに至るまで多種多様でよい。
【０００６】積載マップ及びテンプレートは、同様のサ
イズのグリッド部分に分割され、各グリッド部分の高さ
を示す数値が計算される。グリッド部分の数は、所望の
分解能及びデータ処理能力によって決まる。積載物質の
理想の分布と実際の分布との相関関係を示す数値が各グ
リッド毎に計算され、その相関値から、次の積載物質を
配置するのに最適な位置が選択される。
イズのグリッド部分に分割され、各グリッド部分の高さ
を示す数値が計算される。グリッド部分の数は、所望の
分解能及びデータ処理能力によって決まる。積載物質の
理想の分布と実際の分布との相関関係を示す数値が各グ
リッド毎に計算され、その相関値から、次の積載物質を
配置するのに最適な位置が選択される。
【０００７】相関アルゴリズムによって計算される数値
は、代替積載場所及び将来の積載場所の選択などの、よ
り高レベルの計画にも利用される。特定のｘｙ位置に関
する相関値の計算には、特定のｘｙ位置に対応するグリ
ッド部分における物質の高さ、並びに、周辺のグリッド
部分における物質の高さが考慮される。本装置に関連し
た処理手段は、その環境における容器または他の物体に
よる遮蔽、あるいは、センサ信号のノイズといった問題
のために高さデータが得られない、積載マップのグリッ
ド部分に関するデータを推定する。相関値を計算する処
理時間を短縮するため、本発明は、中心グリッド部分の
ような所定のグリッド部分だけを処理する命令を含むこ
とができる。
は、代替積載場所及び将来の積載場所の選択などの、よ
り高レベルの計画にも利用される。特定のｘｙ位置に関
する相関値の計算には、特定のｘｙ位置に対応するグリ
ッド部分における物質の高さ、並びに、周辺のグリッド
部分における物質の高さが考慮される。本装置に関連し
た処理手段は、その環境における容器または他の物体に
よる遮蔽、あるいは、センサ信号のノイズといった問題
のために高さデータが得られない、積載マップのグリッ
ド部分に関するデータを推定する。相関値を計算する処
理時間を短縮するため、本発明は、中心グリッド部分の
ような所定のグリッド部分だけを処理する命令を含むこ
とができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に図面を参照すると、図１に
は、トラックの荷台２０を部分的に充填する積載物質２
２で部分的に充填された、ダンプ・トラックの荷台２０
の形態のビンまたは容器が示されている。本発明の場
合、ダンプ・トラックの荷台２０の積載物質の分布は、
イメージング・センサまたは測距センサ・システムのよ
うなセンサ・システム（不図示）を利用して、ビンまた
は容器に既にある積載物質に関するデータを得る。図２
には、デカルト座標系２８のｘｙｚ軸に重ねられたダン
プ・トラックの荷台２０における物質２２の積載マップ
２６が示されている。図２には、デカルト座標２８のｘ
及びｙ軸に沿ってグリッド状の部分３０に分割された積
載物質が例示されている。グリッド部分３０は、所望の
積載分布を実現するのに必要な分解能レベルに基づいて
寸法が決められる。本発明の場合、グリッドは、ｘ軸と
ｙ軸の両方に沿って同じ分割数にすることもできるし、
あるいはまた、ｘ軸とｙ軸に沿って異なる分割数にする
ことも可能である。図３には、トラックの前方に積載物
質のより多くの部分を分布させる必要のあるダンプ・ト
ラックに適した、望ましい積載分布例が示されている。
理想の積載分布３２も、図２に示す積載マップ２６のグ
リッド部分３０と同様のサイズのグリッド部分３４に分
割される。理想の積載分布のテンプレートは、容器の一
部または容器全体に適用することができる。
は、トラックの荷台２０を部分的に充填する積載物質２
２で部分的に充填された、ダンプ・トラックの荷台２０
の形態のビンまたは容器が示されている。本発明の場
合、ダンプ・トラックの荷台２０の積載物質の分布は、
イメージング・センサまたは測距センサ・システムのよ
うなセンサ・システム（不図示）を利用して、ビンまた
は容器に既にある積載物質に関するデータを得る。図２
には、デカルト座標系２８のｘｙｚ軸に重ねられたダン
プ・トラックの荷台２０における物質２２の積載マップ
２６が示されている。図２には、デカルト座標２８のｘ
及びｙ軸に沿ってグリッド状の部分３０に分割された積
載物質が例示されている。グリッド部分３０は、所望の
積載分布を実現するのに必要な分解能レベルに基づいて
寸法が決められる。本発明の場合、グリッドは、ｘ軸と
ｙ軸の両方に沿って同じ分割数にすることもできるし、
あるいはまた、ｘ軸とｙ軸に沿って異なる分割数にする
ことも可能である。図３には、トラックの前方に積載物
質のより多くの部分を分布させる必要のあるダンプ・ト
ラックに適した、望ましい積載分布例が示されている。
理想の積載分布３２も、図２に示す積載マップ２６のグ
リッド部分３０と同様のサイズのグリッド部分３４に分
割される。理想の積載分布のテンプレートは、容器の一
部または容器全体に適用することができる。
【０００９】次に、グリッド部分に対応するテンプレー
ト分布に従って、積載マップのグリッド部分３０、３４
それぞれにおける物質の高さと、物質の望ましい高さを
示す数値が計算され、メモリに記憶される。計算時間の
節約のため、テンプレート分布の高さを示す数値は、予
めプログラムしておくか、初期化中に１回だけ計算する
ようにしてもよい。表示数値は、平均高さ、最大高さ、
または、最小高さといった、グリッド部分における物質
の高さを示すどのような数値であってもよい。次に、下
記の相関関数の実施例のような相関関数を利用して、テ
ンプレート及び積載マップ分布の各グリッド部分におけ
る物質の高さを示す数値に基づいて相関値の２次元テー
ブルが計算される： Ｃ（ｘ，ｙ）＝ΣK u=-JΣM v=-L｜ｍ（ｘ＋ｕ，ｙ＋
ｖ）−ｔ（ｕ，ｖ）｜ ここで： ｍ 積載マップの各グリッド部分に関する高さを示す
数値を納めたテーブルを表している； ｔ 理想の積載またはテンプレート積載の各グリッド
部分に関する高さを示す数値を納めたテーブルを表して
いる； Ｊ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｘ値より前のグリッド数である； Ｋ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｘ値より後のグリッド数である； Ｌ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｙ値より前のグリッド数である； Ｍ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｙ値より後のグリッド数である； Ｃ 実際の積載分布と理想の積載分布との相関値を表
している。Ｃの数値が小さいときは、積載に最適なグリ
ッド位置である。
ト分布に従って、積載マップのグリッド部分３０、３４
それぞれにおける物質の高さと、物質の望ましい高さを
示す数値が計算され、メモリに記憶される。計算時間の
節約のため、テンプレート分布の高さを示す数値は、予
めプログラムしておくか、初期化中に１回だけ計算する
ようにしてもよい。表示数値は、平均高さ、最大高さ、
または、最小高さといった、グリッド部分における物質
の高さを示すどのような数値であってもよい。次に、下
記の相関関数の実施例のような相関関数を利用して、テ
ンプレート及び積載マップ分布の各グリッド部分におけ
る物質の高さを示す数値に基づいて相関値の２次元テー
ブルが計算される： Ｃ（ｘ，ｙ）＝ΣK u=-JΣM v=-L｜ｍ（ｘ＋ｕ，ｙ＋
ｖ）−ｔ（ｕ，ｖ）｜ ここで： ｍ 積載マップの各グリッド部分に関する高さを示す
数値を納めたテーブルを表している； ｔ 理想の積載またはテンプレート積載の各グリッド
部分に関する高さを示す数値を納めたテーブルを表して
いる； Ｊ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｘ値より前のグリッド数である； Ｋ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｘ値より後のグリッド数である； Ｌ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｙ値より前のグリッド数である； Ｍ 相関値を計算するために検討される領域に含まれ
るべき、ｙ値より後のグリッド数である； Ｃ 実際の積載分布と理想の積載分布との相関値を表
している。Ｃの数値が小さいときは、積載に最適なグリ
ッド位置である。
【００１０】この例示の相関関数は、グリッドの各軸
を、少なくともｘ軸における（Ｊ＋Ｋ）部分とｙ軸にお
ける（Ｌ＋Ｍ）部分に分割することを必要とし、ここ
で、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍは０以上の数である。グリッドは、
ｘ軸及びｙ軸に沿ったビンまたは容器の寸法に関係な
く、各軸に沿ってより多い分割数にすることが可能であ
る。例えば、グリッドは、３×４、５×５、８×８等の
部分に分割することが可能である。決まった分割数はな
く、それどころか、分割数は、容器のサイズ、及び、各
積載サイクル中に積載される物質の量に基づいて、オペ
レータが推定し、入力する。分割数及びＪ、Ｋ、Ｌ、Ｍ
の値は、ソフトウェア中のプログラムされた公式に従っ
て処理手段によって決定してもよい。本装置に関連した
処理手段はまた、センサ信号中のノイズのような問題の
ために、高さデータが得られない積載マップの部分に関
するデータも推定する。対象となるグリッド部分のすぐ
周辺に位置するグリッド部分からの高さ値の平均値、最
小値、または、最大値を利用するなど、欠けているデー
タを埋めるためのいくつかの方法がある。
を、少なくともｘ軸における（Ｊ＋Ｋ）部分とｙ軸にお
ける（Ｌ＋Ｍ）部分に分割することを必要とし、ここ
で、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍは０以上の数である。グリッドは、
ｘ軸及びｙ軸に沿ったビンまたは容器の寸法に関係な
く、各軸に沿ってより多い分割数にすることが可能であ
る。例えば、グリッドは、３×４、５×５、８×８等の
部分に分割することが可能である。決まった分割数はな
く、それどころか、分割数は、容器のサイズ、及び、各
積載サイクル中に積載される物質の量に基づいて、オペ
レータが推定し、入力する。分割数及びＪ、Ｋ、Ｌ、Ｍ
の値は、ソフトウェア中のプログラムされた公式に従っ
て処理手段によって決定してもよい。本装置に関連した
処理手段はまた、センサ信号中のノイズのような問題の
ために、高さデータが得られない積載マップの部分に関
するデータも推定する。対象となるグリッド部分のすぐ
周辺に位置するグリッド部分からの高さ値の平均値、最
小値、または、最大値を利用するなど、欠けているデー
タを埋めるためのいくつかの方法がある。
【００１１】例示の相関関数で計算される数値の２次元
テーブルを利用して、積載するのに最適な場所、並び
に、代替積載場所及び将来の積載場所の計画に最適な場
所が求められる。望ましい相関関数の場合、最低値を有
する相関値は、最適な積載場所のグリッド部分に対応す
るが、相関関数が異なれば、最適関数値の判定に用いら
れる判定基準も異なるであろう。相関関数の望ましい実
施例の場合、各グリッド部分毎の相関値は、１つのグリ
ッド部分だけではなく、その周辺グリッド部分の実際の
分布高さと理想の分布高さの差に基づくものであるとい
う点に留意することが重要である。しかし、積載すべき
物質の量が、１つのグリッド部分において得られるスペ
ース以下の場合、ソフトウェアの論理は、計算時間の節
約のため、周辺のグリッド部分との比較が不要であると
指示することができる。
テーブルを利用して、積載するのに最適な場所、並び
に、代替積載場所及び将来の積載場所の計画に最適な場
所が求められる。望ましい相関関数の場合、最低値を有
する相関値は、最適な積載場所のグリッド部分に対応す
るが、相関関数が異なれば、最適関数値の判定に用いら
れる判定基準も異なるであろう。相関関数の望ましい実
施例の場合、各グリッド部分毎の相関値は、１つのグリ
ッド部分だけではなく、その周辺グリッド部分の実際の
分布高さと理想の分布高さの差に基づくものであるとい
う点に留意することが重要である。しかし、積載すべき
物質の量が、１つのグリッド部分において得られるスペ
ース以下の場合、ソフトウェアの論理は、計算時間の節
約のため、周辺のグリッド部分との比較が不要であると
指示することができる。
【００１２】容器の境界に沿ったグリッド部分及びコー
ナにおけるグリッド部分に関する計算中に相関関数に関
する問題が１つ生じる。これは、実際の分布の場合、グ
リッドの外の部分に関するデータが存在しないためであ
る。この問題に対処する方法の１つは、周辺部のまわり
に、中心のグリッド部分と等しい平均高さ値を有するグ
リッド部分の緩衝域を生成することである。この解決法
では、計算の必要性が増え、かつ物質をそのように容器
のエッジに近づけて積載することは稀なので、非現実的
であるかもしれない。この問題に対するもう１つのアプ
ローチでは、（ｘ−Ｊ）、（ｘ＋Ｋ）、（ｙ−Ｌ）、及
び、（ｙ＋Ｍ）の値が、決してテンプレートまたは積載
マップ外に位置することのないように、Ｊ、Ｋ、Ｌ、及
び、Ｍの値を選択することによって、内側グリッド部分
をチェックする。この解決方法によれば、計算時間が節
約され、記憶の必要が軽減される。
ナにおけるグリッド部分に関する計算中に相関関数に関
する問題が１つ生じる。これは、実際の分布の場合、グ
リッドの外の部分に関するデータが存在しないためであ
る。この問題に対処する方法の１つは、周辺部のまわり
に、中心のグリッド部分と等しい平均高さ値を有するグ
リッド部分の緩衝域を生成することである。この解決法
では、計算の必要性が増え、かつ物質をそのように容器
のエッジに近づけて積載することは稀なので、非現実的
であるかもしれない。この問題に対するもう１つのアプ
ローチでは、（ｘ−Ｊ）、（ｘ＋Ｋ）、（ｙ−Ｌ）、及
び、（ｙ＋Ｍ）の値が、決してテンプレートまたは積載
マップ外に位置することのないように、Ｊ、Ｋ、Ｌ、及
び、Ｍの値を選択することによって、内側グリッド部分
をチェックする。この解決方法によれば、計算時間が節
約され、記憶の必要が軽減される。
【００１３】相関公式は、理想の積載分布テンプレート
の形状とは無関係であり、相関公式の変更を必要とせず
に、異なるテンプレートを選択することが可能である。
テンプレートの形状は、必要に応じて単純にも、複雑に
もすることができ、容器の異なる部分に異なるテンプレ
ートを利用することもできる。テンプレートは、ダンプ
・トラックがその１例であるが、任意のタイプの容器に
合わせて生成することができる。
の形状とは無関係であり、相関公式の変更を必要とせず
に、異なるテンプレートを選択することが可能である。
テンプレートの形状は、必要に応じて単純にも、複雑に
もすることができ、容器の異なる部分に異なるテンプレ
ートを利用することもできる。テンプレートは、ダンプ
・トラックがその１例であるが、任意のタイプの容器に
合わせて生成することができる。
【００１４】図４には、容器内に、容器の前部４２から
後部４４まで、及び、下部４６から上部４８までの範囲
に不均等に分布した積載マップの断面図が示されてい
る。本発明を適用して、物質の所望の分布を実現するた
めに、図５に示すような、フラットな積載分布の断面図
が所望される、理想の分布に関するテンプレートが指定
される。フラットなライン５０は、ｘ軸に沿って延びて
おり、ｚ軸において高さがない。上述の相関公式の望ま
しい実施例において、テンプレートの高さ値が全て０で
あれば、ｕ及びｖの全ての値について、ｔ（ｕ，ｖ）＝
０になる。従って、計算された相関値は、積載マップの
グリッド部分に関する高さに対応することになる。これ
らの値から、最低の数値が、最適な積載位置として選択
される。例えば、図６には、図４の積載マップの断面図
及び図５のフラットな分布テンプレートの断面図に関し
てｘ軸の下に表示される相関値が示されている。低値の
１が、最適な積載位置として選択される。
後部４４まで、及び、下部４６から上部４８までの範囲
に不均等に分布した積載マップの断面図が示されてい
る。本発明を適用して、物質の所望の分布を実現するた
めに、図５に示すような、フラットな積載分布の断面図
が所望される、理想の分布に関するテンプレートが指定
される。フラットなライン５０は、ｘ軸に沿って延びて
おり、ｚ軸において高さがない。上述の相関公式の望ま
しい実施例において、テンプレートの高さ値が全て０で
あれば、ｕ及びｖの全ての値について、ｔ（ｕ，ｖ）＝
０になる。従って、計算された相関値は、積載マップの
グリッド部分に関する高さに対応することになる。これ
らの値から、最低の数値が、最適な積載位置として選択
される。例えば、図６には、図４の積載マップの断面図
及び図５のフラットな分布テンプレートの断面図に関し
てｘ軸の下に表示される相関値が示されている。低値の
１が、最適な積載位置として選択される。
【００１５】図７、８、及び、９には、本発明を適用す
るもう１つの例が示されている。図７には、積載マップ
７０の断面図が示されており、図８には、一方の端部近
くに大量に積載される理想の分布８０に関するテンプレ
ートの断面図が示されている。これらの断面図に関して
結果として得られる相関値が、図９のｘ軸の下に表示さ
れ、相関値が４に等しいグリッド部分が、理想の積載位
置として選択される。この結果、物質は、セクション７
２とセクション７４の間の傾斜部に積載されて、セクシ
ョン７４を充填することになる。このテンプレートの形
状は、ダンプ・トラックの後車軸が荷台の中心近くに配
置されていて、安定性のためには、積載物質を荷台の前
方に向けて分布させなければならない場合のように、容
器の一方の側に対する支持がもう一方の側に対するより
も大きい状況において有効である。
るもう１つの例が示されている。図７には、積載マップ
７０の断面図が示されており、図８には、一方の端部近
くに大量に積載される理想の分布８０に関するテンプレ
ートの断面図が示されている。これらの断面図に関して
結果として得られる相関値が、図９のｘ軸の下に表示さ
れ、相関値が４に等しいグリッド部分が、理想の積載位
置として選択される。この結果、物質は、セクション７
２とセクション７４の間の傾斜部に積載されて、セクシ
ョン７４を充填することになる。このテンプレートの形
状は、ダンプ・トラックの後車軸が荷台の中心近くに配
置されていて、安定性のためには、積載物質を荷台の前
方に向けて分布させなければならない場合のように、容
器の一方の側に対する支持がもう一方の側に対するより
も大きい状況において有効である。
【００１６】容器が空の場合、積載は相関値が最低の位
置において開始される。代替案として、システムは、新
たな積載シーケンスの開始時に、特定の位置に対する省
略時値をとってもよい。
置において開始される。代替案として、システムは、新
たな積載シーケンスの開始時に、特定の位置に対する省
略時値をとってもよい。
【００１７】図１０には、掘削機１００が掘削した物質
をダンプ・トラック１１０の荷台に積載している土工現
場が例示されている。掘削機１００が自律的に作業して
いる場合、トラック１１０の荷台に所望の分布を実現す
るため、本発明を利用して、物質を積載する位置の判定
を行う。こうしたシステムに含まれる可能性のある構成
要素の一部が、図１１にブロック図で示されている。制
御システム１２０は、走査イメージング・センサまたは
走査測距センサのような１つ以上のセンサ・システム１
２２から入力を受信する。ダンプ・トラック１１０にお
ける物質のレベル及び物質の分布に関する情報は、必要
時に、センサ・システム１２２によって供給される。例
えば、システムは、積載が済む毎に、積載マップを更新
するか、あるいは、２〜３サイクル後まで待って情報を
更新することもできる。制御システム１２０のデータ処
理部分は、マイクロプロセッサ、データ記憶及び検索手
段、及び、データ出入能力を含むデジタル・コンピュー
タから構成されてもよい。センサ・システム１２２によ
って供給される積載マップに処理を施し、テンプレート
と積載マップとの間におけるグリッド部分の平均高さを
計算し、相関関数値を計算するためのソフトウェア１２
４は、マイクロプロセッサによって実行される。装置に
制御を加えるためのコマンドは、装置に関連したアクチ
ュエータ１２６に対する出力信号として、ソフトウェア
によって計算することも可能である。理想の積載分布に
関するテンプレートの形状に対応するデータは、メモリ
に記憶できる。さまざまなテンプレート形状が利用可能
である場合、オペレータのためのインターフェイス１２
８を供給することによって、所望の分布を選択すること
が可能になる。あるいはまた、イメージ認識ソフトウェ
アを利用して、容器のタイプを判定し、適切な分布パタ
ーンを計算することもできる。
をダンプ・トラック１１０の荷台に積載している土工現
場が例示されている。掘削機１００が自律的に作業して
いる場合、トラック１１０の荷台に所望の分布を実現す
るため、本発明を利用して、物質を積載する位置の判定
を行う。こうしたシステムに含まれる可能性のある構成
要素の一部が、図１１にブロック図で示されている。制
御システム１２０は、走査イメージング・センサまたは
走査測距センサのような１つ以上のセンサ・システム１
２２から入力を受信する。ダンプ・トラック１１０にお
ける物質のレベル及び物質の分布に関する情報は、必要
時に、センサ・システム１２２によって供給される。例
えば、システムは、積載が済む毎に、積載マップを更新
するか、あるいは、２〜３サイクル後まで待って情報を
更新することもできる。制御システム１２０のデータ処
理部分は、マイクロプロセッサ、データ記憶及び検索手
段、及び、データ出入能力を含むデジタル・コンピュー
タから構成されてもよい。センサ・システム１２２によ
って供給される積載マップに処理を施し、テンプレート
と積載マップとの間におけるグリッド部分の平均高さを
計算し、相関関数値を計算するためのソフトウェア１２
４は、マイクロプロセッサによって実行される。装置に
制御を加えるためのコマンドは、装置に関連したアクチ
ュエータ１２６に対する出力信号として、ソフトウェア
によって計算することも可能である。理想の積載分布に
関するテンプレートの形状に対応するデータは、メモリ
に記憶できる。さまざまなテンプレート形状が利用可能
である場合、オペレータのためのインターフェイス１２
８を供給することによって、所望の分布を選択すること
が可能になる。あるいはまた、イメージ認識ソフトウェ
アを利用して、容器のタイプを判定し、適切な分布パタ
ーンを計算することもできる。
【００１８】制御システムには、積載サイクルの再計
画、または、必要とあれば、代替積載場所の選択を行う
ための計画論理を含めてもよい。一連の積載サイクルを
制御するため、ガイドラインを設けてもよい。例えば、
システムは、「積載すべき最も低い領域を必ず見つけ
る」ように命じられるかもしれない。これは、全ての位
置の高さ値がゼロの、最も単純なテンプレートである。
一定の高さまで容器に充填する必要がある場合には、セ
ンサ・システムを用いて、物質の高さをモニタすること
が可能であり、制御システム・ソフトウェアにおける計
画ルーチンは、所望のレベルに達すると、装置を停止さ
せることができる。
画、または、必要とあれば、代替積載場所の選択を行う
ための計画論理を含めてもよい。一連の積載サイクルを
制御するため、ガイドラインを設けてもよい。例えば、
システムは、「積載すべき最も低い領域を必ず見つけ
る」ように命じられるかもしれない。これは、全ての位
置の高さ値がゼロの、最も単純なテンプレートである。
一定の高さまで容器に充填する必要がある場合には、セ
ンサ・システムを用いて、物質の高さをモニタすること
が可能であり、制御システム・ソフトウェアにおける計
画ルーチンは、所望のレベルに達すると、装置を停止さ
せることができる。
【００１９】より複雑な命令セットには、積載物質の分
布のために、２つ以上のテンプレートを利用することが
含まれよう。例えば、「バケット６杯分の積載物質で容
器を満たすが、前方に向けてより多量になるように容器
に積載する」という命令も可能である。制御システムに
関連した判定論理は、装置に、容器の前方に最初のバケ
ットを積載するように命じ、その後、積載が容器の所定
の高さより高いか否かを判定する。所定の高さよりも高
い場合、上部が切り取られた、あるいは、平らにされた
ランプ形状のテンプレートを利用して、システムが、最
初の積載の前方にその後のバケットの物質を積載できる
ようにすることもできよう。２つの相関値が、最適また
は望ましい値に関連づけられている場合、トラックの前
部に最も近い位置のような、理想のテンプレートの最も
近い形状に対応する位置を選択することが可能である。
布のために、２つ以上のテンプレートを利用することが
含まれよう。例えば、「バケット６杯分の積載物質で容
器を満たすが、前方に向けてより多量になるように容器
に積載する」という命令も可能である。制御システムに
関連した判定論理は、装置に、容器の前方に最初のバケ
ットを積載するように命じ、その後、積載が容器の所定
の高さより高いか否かを判定する。所定の高さよりも高
い場合、上部が切り取られた、あるいは、平らにされた
ランプ形状のテンプレートを利用して、システムが、最
初の積載の前方にその後のバケットの物質を積載できる
ようにすることもできよう。２つの相関値が、最適また
は望ましい値に関連づけられている場合、トラックの前
部に最も近い位置のような、理想のテンプレートの最も
近い形状に対応する位置を選択することが可能である。
【００２０】本発明の他の態様、目的及び利点について
は、図面、説明及び付属の請求項を検討することによっ
て得ることができる。
は、図面、説明及び付属の請求項を検討することによっ
て得ることができる。
【図１】物質が積載される容器またはビンの透視図であ
る。
る。
【図２】容器の内容物の積載マップ透視図である。
【図３】容器内における所望の積載分布テンプレートの
透視図である。
透視図である。
【図４】容器の内容物の積載マップ断面図である。
【図５】理想の積載分布テンプレートの断面図である。
【図６】積載の断面図に関する、実際の積載分布と理想
の積載分布との差を示す相関値のプロットである。
の積載分布との差を示す相関値のプロットである。
【図７】容器の内容物の積載マップ断面図である。
【図８】理想の積載分布テンプレートの断面図である。
【図９】積載の断面図に関する、実際の積載分布と理想
の積載分布との差を示す相関値のプロットである。
の積載分布との差を示す相関値のプロットである。
【図１０】作業現場における掘削機及びダンプ・トラッ
クの平面図である。
クの平面図である。
【図１１】本発明を利用できるシステムに関連した構成
要素のブロック図である。
要素のブロック図である。
２０ トラックの荷台 ２２ 物質 ２６ 積載マップ ３０ グリッド部分 ３４ グリッド部分 ４２ 容器の前部 ４４ 容器の後部 ４６ 容器の下部 ４８ 容器の上部 ７０ 積載マップ ８０ 理想の分布 １００ 掘削機 １１０ ダンプ・トラック １２０ 制御システム １２２ センサ・システム １２４ ソフトウェア １２６ アクチュエータ １２８ インターフェイス
Claims (13)
- 【請求項１】（ａ）容器内の理想的な積載構成を示すテ
ンプレートをグリッド部分に分割するステップと、 （ｂ）各グリッド部分における物質の理想的なレベルの
高さを示す値を計算するステップと、 （ｃ）容器内における物質の積載マップをグリッド部分
に分割するステップと、 （ｄ）積載マップの各グリッド部分における物質の高さ
を示す値を計算するステップと、 （ｅ）グリッド部分における物質積載の妥当性を示す相
関値を各グリッド部分ごとに作成するステップと、 （ｆ）物質を積載する位置に関して最適なグリッド部分
を示す数値を選択するステップと を有することを特徴とする容器内における積載物質の最
適位置決定方法。 - 【請求項２】 相関値が、ステップ（ｅ）において、積
載マップ及びテンプレートの境界内にあるグリッド部分
だけを利用して計算されることを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 ステップ（ａ）に、所望の積載構成のた
めに複数のテンプレートを利用することがさらに含まれ
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 ステップ（ｄ）に、積載マップのグリッ
ド部分における物質の未知の高さに関してデータを作成
することがさらに含まれることを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】 テンプレート及び積載マップに関するグ
リッド部分が実質的に同じサイズであることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 ステップ（ｅ）に、周辺のグリッド部分
における物質の高さを考慮してそれぞれの相関値を計算
することがさらに含まれることを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項７】 容器内における理想の積載構成を示す数
値を有するグリッド部分に分割された数値テンプレート
と、 実質的にテンプレートのグリッド部分に対応するグリッ
ド部分に分割された、容器内における物質の積載マップ
と、 容器内における物質の高さとグリッド部分に関する物質
の理想の高さとの相関関係に基づいて、各グリッド部分
毎に相関値を計算し、かつ積載に最適なグリッド部分を
決定するように動作するデータ・プロセッサとを有する
ことを特徴とする容器内における積載物質の最適位置を
決定するための装置。 - 【請求項８】 相関値が、積載マップ及びテンプレート
の境界内にあるグリッド部分だけを利用して計算される
ことを特徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 さらに、それぞれが異なる分布パターン
を有する、所望の積載構成のための複数のテンプレート
を備え、データ・プロセッサが、積載中にテンプレート
の中から選択を行うように動作することを特徴とする請
求項７記載の装置。 - 【請求項１０】 さらに、グリッド部分における物質の
未知の高さに関するデータを作成するように動作するデ
ータ・プロセッサを備えることを特徴とする請求項９記
載の装置。 - 【請求項１１】 テンプレート及び積載マップに関する
グリッド部分が実質的に同じサイズであることを特徴と
する請求項７記載の装置。 - 【請求項１２】 積載マップのｘ軸に沿ったグリッド部
分の数が、積載マップのｙ軸に沿ったグリッド部分の数
と異なることを特徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項１３】 さらに、周辺のグリッド部分における
物質の平均高さを考慮して、各グリッド部分の相関値を
計算するように動作するデータ・プロセッサを備えるこ
とを特徴とする請求項７記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6824997P | 1997-12-19 | 1997-12-19 | |
| US17241998A | 1998-10-14 | 1998-10-14 | |
| US09/172419 | 1998-10-14 | ||
| US60/068249 | 1998-10-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11310389A true JPH11310389A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=26748746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10361172A Pending JPH11310389A (ja) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | 容器内における積載物質の最適位置決定方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11310389A (ja) |
| DE (1) | DE19858401A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017010212A1 (ja) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | 株式会社日立製作所 | 作業機械の操作システムおよび作業機械の操作システムを備えた作業機械 |
| JP2017043887A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 株式会社小松製作所 | 作業車両の制御システム、その制御方法および作業車両の制御方法 |
| JP2020041358A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2021188258A (ja) * | 2020-05-25 | 2021-12-13 | 住友建機株式会社 | ショベル用のシステム |
| JP2022056134A (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-08 | コベルコ建機株式会社 | 積込ポイント決定システム |
| WO2024053443A1 (ja) * | 2022-09-06 | 2024-03-14 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10050385A1 (de) * | 2000-10-12 | 2002-04-18 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Füllgraderfassung von Transportbehältern |
| CN114174596B (zh) * | 2019-09-18 | 2024-03-08 | 住友重机械工业株式会社 | 挖土机 |
| DE102020206371A1 (de) | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Steuerung eines Entladevorgangs von Schüttgut auf eine Ladefläche mittels eines Baggers |
| DE102021200440A1 (de) | 2021-01-19 | 2022-07-21 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betreiben eines Beladeelements für ein Fahrzeug mit einer Ladefläche |
| US11879231B2 (en) | 2021-04-19 | 2024-01-23 | Deere & Company | System and method of selective automation of loading operation stages for self-propelled work vehicles |
| US11965308B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-04-23 | Deere & Company | System and method of truck loading assistance for work machines |
-
1998
- 1998-12-17 DE DE19858401A patent/DE19858401A1/de not_active Withdrawn
- 1998-12-18 JP JP10361172A patent/JPH11310389A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017010212A1 (ja) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | 株式会社日立製作所 | 作業機械の操作システムおよび作業機械の操作システムを備えた作業機械 |
| JPWO2017010212A1 (ja) * | 2015-07-15 | 2018-02-15 | 株式会社日立製作所 | 作業機械の操作システムおよび作業機械の操作システムを備えた作業機械 |
| JP2017043887A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 株式会社小松製作所 | 作業車両の制御システム、その制御方法および作業車両の制御方法 |
| US10704228B2 (en) | 2015-08-24 | 2020-07-07 | Komatsu Ltd. | Control system for work vehicle, control method thereof, and method of controlling work vehicle |
| JP2020041358A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2021188258A (ja) * | 2020-05-25 | 2021-12-13 | 住友建機株式会社 | ショベル用のシステム |
| JP2022056134A (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-08 | コベルコ建機株式会社 | 積込ポイント決定システム |
| WO2024053443A1 (ja) * | 2022-09-06 | 2024-03-14 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19858401A1 (de) | 1999-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6363173B1 (en) | Incremental recognition of a three dimensional object | |
| US5735352A (en) | Method for updating a site database using a triangular irregular network | |
| US5935192A (en) | System and method for representing parameters in a work site database | |
| US8838331B2 (en) | Payload material density calculation and machine using same | |
| JPH11310389A (ja) | 容器内における積載物質の最適位置決定方法及び装置 | |
| CN107208404B (zh) | 工程机械的显示系统 | |
| JP7404278B2 (ja) | ショベル | |
| US8948978B2 (en) | System and method for machine control | |
| JP2018003388A (ja) | 作業機械 | |
| KR20180104700A (ko) | 건설 기계 | |
| CN107109820A (zh) | 工作装置控制装置以及作业机械 | |
| JP2017016477A (ja) | 作業機械の走行支援システム及び運搬車両 | |
| KR20190002592A (ko) | 작업기 제어 장치 및 작업 기계 | |
| JP2021001436A (ja) | 作業機械 | |
| JP3982883B2 (ja) | 三角形不規則ネットワークで表された作業現場の地点の高さを求めるための方法 | |
| CN114164877B (zh) | 用于装载物料的方法、控制器及挖掘设备 | |
| JP2024124484A (ja) | 作業システムおよび制御方法 | |
| US11761173B2 (en) | Systems and methods for building a pad | |
| WO2023054615A1 (ja) | 作業機械を制御するためのシステム、方法およびプログラム | |
| CN112650221B (zh) | 平地路径生成方法、装置、处理设备及存储介质 | |
| AU9522598A (en) | Template-based loading strategy using perceptual feedback | |
| JP7416769B2 (ja) | 作業車両、作業車両の制御装置、および作業車両の方向特定方法 | |
| KR102680653B1 (ko) | 작업 기계의 제어 시스템, 작업 기계, 및 작업 기계의 제어 방법 | |
| WO2023079869A1 (ja) | 積込物排出システム | |
| EP4390301A1 (en) | Vehicle determination system |