KR100243073B1

KR100243073B1 - 아스팔트 휘니셔용 자동조향장치

Info

Publication number: KR100243073B1
Application number: KR1019940007469A
Authority: KR
Inventors: 이케다하치로; 미야모토노리아키; 우메다료에이; 야스히데노리; 후쿠가와미츠오; 마스야마유키에이; 기노시타쇼지; 다카기유키오; 고쵸도모히로; 고토후미오; 이시이아키오; 오가와데츠오; 하세가와요순; 히로나카게이타로; 오고시야스히로
Original assignee: 와시오히데오; 가부시키가이샤니이가타덱코쇼
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1994-04-09
Publication date: 2000-02-01
Also published as: EP0620318B1; CN1066228C; JP2505210Y2; DE69411794T2; JPH0731907U; CN1095123A; EP0620318A1; DE69411794D1; US5546123A

Abstract

본 발명의 자동조향장치는 도로포장 작업이 행해지는 동안에 아스팔트 휘니셔의 주행방향을 조정한다. 이 장치에는 기준선(A)으로 작용되도록 선택되는 도로변을 따라 위치한 일련의 물체상에 슬릿형상의 레이저 비임을 방사하는 레이저발생기(18)를 구비하고 있다. 화상기록장치(17), CCD카메라는 주행차(2)상에 배치되어 물체에 대해 레이저광을 방사하며 그에따라 발생된 화상(Ba)을 주제어기(22)로 출력한다. 주 제어기(22)는 발생된 화상(Ba)의 위치를 변경시킴으로써 기준선(A)으로 부터의 주행차(2)의 이탈 정보를 판단하고, 기준선(A)에 따라 아스팔트휘니셔가 동작하도록 정확한 방향으로 주행차(2)를 이동시키는 자동제어장치를 동작시킨다.

Description

아스팔트 휘니셔용 자동조향장치

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 조향장치를 장착한 아스팔트 휘니셔의 주요 부분의 평면도.

제2도는 본 발명의 자동조향 장치의 배열 예시도.

제3도는 본 발명에 의해 발생된 이미지의 표시 예시도.

제4도는 조향차륜과 액튜에이터간의 관계에 대한 평면도.

제5도는 본 발명에 따른 자동조향 장치의 제어블록도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개략도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 아스팔트휘니셔 3 : 호퍼

6 : 스크리드 8 : 속도검지기

16 : 지지암 18 : 반도체레이저발생기

19 : 화상처리부

본 발명은 포장장치에 관한 것으로써 특히, 아스팔트 휘니셔용 자동조향 제어장치에 관한 것이다.

아스팔트 휘니셔의 동작은 도로의 포장 품질을 향상시키고 비교적 저렴한 비용으로 포장할 수 있도록 하는데 중요한 관건이 있다. 아스팔트휘니셔(이하 휘니셔라 한다)는 도로의 형태에 따라 아스팔트가 빠르고 정확하게 도로에 포장되도록 동작하여야 한다. 휘니셔를 정확하게 조향하는 것은 만족스러운 포장효과를 달성하는데 중요한 요인이 된다. 이미 공지된(예컨데, 일본특허출원 H4-32883호) 자동조향 장치는, 노변에 연한 기준선을 검지하도록 휘니셔의 측면상에 세개의 광검지기가 배치구성되고, 데이타는 제어기로 출력된다. 이 제어기는 기준선에 대한 휘니셔의 현재 위치를 주기적으로 모니터링하여 소정시간 간격으로 현재위치데이타를 저장한다. 이 제어기는 이전의 위치데이타와 현재의 위치데이타를 비교하고, 이 비교데이타와 소정간격을 갖는 주기동안의 구동상태에 의거해서 조향 방향을 결정한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 장치는, 휘니셔의 주행방향을 결정하는데 단지 세개의 검지기만을 사용하므로, 제어처리 내용을 화면에 상세하게 표시하지 못함으로써 실제의 포장진행 상태를 정확하게 모니터링할 수 없는 문제점이 있었고, 제어 정밀도 역시 만족스럽지가 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 조향 제어의 정확성을 가지고 표시용스크린상에 실제 제어상태를 모니터링할 수 있도록 표시하는 아스팔트 휘니셔용 자동 조향 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 아스팔트 휘니셔의 주행방향을 조정하는 조향차륜과, 이 조향차륜의 주행방향을 변화시키는 액튜에이터와, 도로변 라인에 상응하여 형성된 기준선의 화상을 기록 및 출력하는 화상기록 및 출력장치와, 이 화상기록 및 출력장치로 부터의 출력데이타에 따라 액튜에이터의 구동을 제어하는 주제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 특징은, 수직방향에 대해 소정각도를 갖는 기준선(A)의 폭방향으로 비임폭이 확장된 슬릿형상의 비임을 방사하는 광발생기가 구성되며, 화상기록 및 출력장치는 상기 기준선(A)에 광이 방사됨에 따라 발생된 화상(Ba)을 기록하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동 조향장치의 배열구조에 따르면, 아스팔트휘니셔의 현재의 주행방향이 도로변에 연한 물체에 관련된 기준선을 중심으로 결정된다. 아스팔트휘니셔의 주행이탈량 및 이탈방향이, 표시장치에 표시된 기준선에 대한 주행차의 현재 위치의 이탈량 및 이탈방향에 의거해서 결정되며, 따라서 아스팔트휘니셔의 오퍼에이터는 현재위치를 판정하는 주제어기의 동작상태를 용이하면서도 정확하게 모니터링할 수 있다. 자동조향 장치에는 또한 오퍼레이터의 신속한 대응을 위해 알람기능이 구성되어 있다. 아스팔트휘니셔용 자동조향 장치의 가장 큰 잇점은 포장작업이 저렴한 비용으로 행해지도록 한다는데 있다.

이하, 본 발명의 자동조향 제어장치에 대한 구체적인 실시예를 제1도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명한다.

아스팔트 휘니셔(1)는, 그 전단부에 호퍼(3), 그 후단부에는 스크류부재(5)가 배치된 주행차(2)가 구성되어 있으며, 백휘더(4)에 의한 호퍼(3)로부터 휘니셔(1)의 좌우 방향으로 아스팔트 혼합물을 확산시키는 기능을 행한다. 이 휘니셔(1)에는 또한, 스크류부재(5)에 의해 아스팔트 혼합물의 확산을 조정하기 위한 한쌍의 좌우스크리드(6)가 구성되어 있다. 이 한쌍의 스크리드(6)는 하나의 스크리드가 또다른 스크리드의 전면에 약간 경사지도록 배치함과 동시에 이 스크리드가 유압실린더에 의해 휘니셔(1)의 좌측 혹은 우측으로 별도로 움직임에 따라 포장폭을 변화시킬 수 있도록 배치되어 있다. 이 주행차(2)에는 조향차륜(전 차륜)(7), 구동차륜(후차륜, 도시생략) 및 로터리 엔코더등의 속도검지기(8)(제5도 참조)가 구성되어 있다. 이 조향차륜(7)은 조향간(12)에 의해 좌·우로 회전되며 상기 조향간(12)은 전자기(EM) 스위칭밸브(9)(제4도 참조)에 의해 제어되는 유체구동 액튜에이터(11)에 의해 동작한다.

주행차(2)는 서보밸브(13)(제5도 참조)에 의해 제어되는 유압모터(14)와 함께 구동휠이 회전함에 따라 이동된다. 오퍼레이터는 운전석(15)에 착석한다. 이와같은 아스팔트 휘니셔(1)의 기본적인 구조는 공지되어 있다.

지지암(16)이 주행차(2)의 전단부에 취부되어 있으며, CCD(전하결합소자) 카메라(17) 및 반도체 레이저 발생기(18)가 상기 지지암(16)의 단부에 배치되어 있다.

상기 레이저발생기(18)는 예컨데 가장자리의 돌 따위와 같이 도로변을 따라 위치한 일련의 물체에 슬릿형상의 레이저비임(기준선 A의 폭방향으로 확장된 폭을 가짐)을 방사하며, 이때 수직 방향으로 소정각도를 가지고 방사하게 된다. 도로변에 연한 물체에 방사되는 레이저 비임을 뜻하는 선(B)에 의해 발생된 화상(Ba)이 수직방향으로 CCD카메라(17)에 의해 기록된다.

지지암(16)은 카메라(17) 및 레이저발생기(18)에 대한 상대 위치를 조정할 수 있도록 수평방향으로 움직이게 된다.

상기 카메라(17)는 화상처리부(19)(제5도 참조)에 전기적으로 연결되어 있다. 화상처리부(19), 속도검지기(8), EM-스위칭밸브(9), 서보밸브(13) 및 표시장치(21)는 모두 주제어기(22)에 전기적으로 연결되어 있다. 표시장치(21)는 CCD카메라(17)에 의해 기록된 기준선(A)의 화상을 표시하며, 좀더 정확하게는 제3도에 도시한 바와같이 (B)에 의해 발생된 화상(Ba)을 표시하게 된다. 이 표시장치(21)는 좌석(15)과의 관계를 고려하여 적절한 위치에 배치한다.

주 제어기(22)는 주행차(2)의 피드백 방향을 제어하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. 이 주제어기(22)는 화상처리부(19)를 통해서 카메라(17)의 신호를 처리하고, 그 발생된 출력정보에 의거해서 주행차(2)의 현재 위치 및 주행방향을 판단한다. 또한, 이 주행차(2)가 기준선(A)을 기준으로 너무 우측에 위치해 있다고 판단되면, 이 주행차(2)의 주행방향을 변화시키도록 EM스위칭밸브(9)를 스위칭하고, 조향차륜(7)이 좌측으로 방향을 바꾸도록 명령한다. 만일, 주행차의 주행방향의 변경동작이 도로의 커브진 부분을 따라 정확하게 행해질 수 없을 경우에는 상기 주제어기(22)는 주행차의 속도를 줄이도록 서보밸브(13)에 명령을 가하고, 이주행차의 속도를 줄인 상태로도 도로(R)의 커브를 정확하게 따라 가면서 주행하기에 부적당하면 주제어기(22)는 주행차(2)가 일시적으로 정지하도록 명령한다.

다음에, 본 발명의 자동 조향장치의 동작을 설명한다.

포장작업은 기준선(A)상에 카메라(17) 및 레이저 발생기(18)를 우선배치하고, 주행차(2)가 전방으로 이동하도록 레이저 발생기(18)로부터의 레이저광을 기준선(A)에 방사함으로써 시작된다. 도로(R)의 방향이 변화함에 따라 기준선(A)에 대한 카메라(17) 및 레이저발생기(18)간에 이미 성립되었던 관계가 무의미하게 되며, 카메라(17)에 의해 기록되는 화상(Ba)의 현재 위치가 변화하게 된다.

주제어기(22)는 이전에 발생된 화상(Ba) 및 현재발생된 화상(Ba)간의 변화량 및 변화방향에 의거해서 주행차(2)의 이탈 정도 및 이탈방향을 계산하고, 주행차(2)가 기준선(A)을 정확하게 따라 갈수 있도록 조향차륜(7)을 회전시키기 위하여 EM스위칭밸브(9)의 스위칭을 명령한다. 만일 주행차(2)의 현재의 주행방향변화가 행해지더라도 도로(R)의 커브를 정확하게 따라갈 수 없으면, 주제어기(22)는 서보밸브(13)에 명령하여 주행차의 속도를 줄이고, 주행차의 속도를 줄여도 계속 도로(R)의 커브를 정확하게 따라 갈 수 없다면, 주제어기(22)는 주행차(2)가 일시적으로 정지하도록 명령한다.

이때, 표시장치(21)가 발생된 화상(Ba)을 스크린상에 표시한다. 따라서, 오퍼에이터는 스크린을 보면서 주제어기(22)에 의한 제어동작이 정확하게 행해지는 지의 여부를 판단할 수 있게 된다.

제6도는 본 발명의 자동제어장치의 또다른 실시예이다.

이 시스템에 있어서, 표시장치(30)의 스크린상에는 일련의 잠재적인(눈에 보이지 않는) 체크 포인트(30a)가 특정되어 있다. 이 체크포인트(30a)의 위치는 스크린상의 어디에나 자유롭게 정해질 수 있다. 이 시스템은 기준선(A)이 체크포인트(30a) 중 어느하나와 일치할 경우 신호를 발생시켜 오퍼레이터에게 신속하게 알린다. 스크린상의 체크포인트 혹은 체킹포인트들(30a)의 위치를 선택한 후에는 스크린상에 포인트(들)을 표시해 놓을 필요가 없게되며, 이에따라 통상적인 표시 화상을 관찰하는데 혼동이 없게된다. 이 시스템을 동작시키기 위해서는, 기준선(A)이 CCD카메라(30)에 의해 기록되며, 이 기준선(A)의 화상(Aa)이 표시장치(30)의 스크린상에 표시된다. 주 제어기(23)는 기준선(A)이 특정한 체크포인트(30a)에 대해 정확하게 위치되었는가를 판단하며, 이 판단결과에 의거한 처리동작이 행해지도록 한다. 기타 구성은 제1실시예와 동일하다.

기준이 되는 물체로는 도로변 가장자리 돌을 사용하였지만, 그 외에도 배수구 가장자리, 프레임, 도로에 그려진 칼라화한 라인 뿐만 아니라 사전에 포장된 도로를 기준으로 삼아도 된다. 예컨데 백색 라인과 같은 것은 높이가 없으므로 백색 기준선(A)에 대해 휘니셔가 정확하게 배치되었는가를 체크하기 위해 2진 정보표시 화면을 제공하는 간단한 흑백 표시를 이용할 수 있다.

Claims

아스팔트휘니셔(1)의 주행방향을 조정하는 조향차륜(7)과, 상기 조향차륜의 주행 방향을 변경시키는 액튜에이터(11)와, 노변선에 대응하는 기준선(A)의 화상을 기록 및 출력하는 화상기록 및 출력장치(17)와, 상기 화상기록 및 출력장치(17)로 부터의 출력데이타에 따라 상기 액튜에이터(11)의 구동을 제어하는 주제어기(22)로 구성된 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제1항에 있어서, 상기 화상기록 및 출력장치(17)는 수직방향을 중심으로 소정각도를 갖는 기준선(A)의 폭방향으로 비임폭이 확장된 슬릿형상의 비임을 방사하는 광발생기가 구성되며, 상기 기준선(A)에 광이 방사됨에 따라 발생된 화상(Ba)을 기록하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제1항에 있어서, 상기 화상기록 및 출력장치(17)는 이 장치(17)에 의해 발생된 화상(Ba)을 표시하는 표시장치(21)(30)를 구비한 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제1항에 있어서, 상기 화상기록 및 출력장치(17)는 CCD카메라 형태를 지닌 전하결합 장치인 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제1항에 있어서, 상기 화상기록 및 출력장치(17)는 아스팔트휘니셔(1)의 주행방향에 대해 소정각도내에서 자유롭게 이동하도록 지지하는 지지암(16)을 구비한 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어기(22)는 아스팔트휘니셔(1)의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제2항에 있어서, 상기 화상기록 및 출력장치(17)는 아스팔트휘니셔(1)의 주행방향에 대해 소정각도내에서 자유롭게 이동하도록 지지하는 지지암(16)을 구비한 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제7항에 있어서, 상기 주제어기(22)는 아스팔트휘니셔(1)의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제2항에 있어서, 상기 광발생기는 레이저비임을 발생하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제9항에 있어서, 상기 광발생기는 아스팔트휘니셔(1)의 주행방향에 대해 소정각도이내에서 자유롭게 이동하도록 지지하는 지지암(16)을 구비한 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제8항에 있어서, 상기 주제어기(22)는 아스팔트휘니셔(1)의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.
제3항에 있어서, 상기 주표시장치(21)(30)는 그 스크린내에 시각적으로 확인되지 않는 다수개의 잠재적인 체크포인트가 특정되며, 기준선(A)이 상기 다수개의 체크포인트중 하나 이상의 체크포인트에 중첩될 경우 알람이 발생하는 것을 특징으로 하는 아스팔트휘니셔용 자동조향장치.