KR20230006651A - 교정 장치 및 교정 방법 - Google Patents

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KR20230006651A
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도모키 곤다
류타 오쿠와키
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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

거리 취득부는, 차량 탑재 거리 센서에 의해 계측된, 작업 기계의 외부의 임의의 위치에 설치된 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터인 제1 거리 데이터를 취득한다. 위치 계산부는, 제1 거리 데이터에 기초하여 소정의 좌표계에서의 제1 기준물의 위치를 계산한다. 관계 취득부는, 제1 기준물과, 좌표계에서의 위치가 기지(旣知)인 제2 기준물의 위치 관계를 취득한다. 교정부는, 제1 거리 데이터와 위치 관계에 기초하여, 차량 탑재 거리 센서의 거리 데이터로부터 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정한다.

Description

교정 장치 및 교정 방법
본 개시는, 작업 기계에 구비되는 차량 탑재 거리 센서를 교정하는 교정 장치 및 교정 방법에 관한 것이다.
본원은, 2020년 6월 19일에, 일본에 출원된 일본특허출원 2020-106401호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
특허문헌 1에는, 작업기와 촬상 장치를 가지는 작업 기계에서의 거리 센서의 교정을 행하는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1에 기재된 교정 시스템은, 거리 센서가 작업기에 설치된 타깃의 거리를 계측하고, 화상으로부터 거리 센서와 타깃의 위치 관계를 구하고, 작업기의 자세와 거리 데이터로부터 구한 위치 관계에 기초하여, 거리 센서의 교정을 행한다.
국제공개 제2016/148309호
그런데, 작업 기계가 구비하는 거리 센서는, 반드시 작업 기계의 정면을 향해서 설치된다고 할 수 없다. 예를 들면, 거리 센서는 작업 기계의 측면에 설치되는 경우가 있다. 이 경우에, 거리 센서의 계측 범위 내에 작업기가 존재하지 않으므로, 특허문헌 1에 개시된 교정 방법을 실행할 수 없다. 또한, 모든 작업 기계가 작업기를 구비한다고는 할 수 없다. 이 경우에도, 특허문헌 1에 개시된 교정 방법을 실행할 수 없다.
본 개시의 목적은, 거리 센서의 계측 범위에 작업기가 찍히는 것에 관계없이 거리 센서를 교정할 수 있는 교정 장치 및 교정 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일태양에 의하면, 교정 장치는, 작업 기계에 구비된 차량 탑재 거리 센서를 교정하는 교정 장치로서, 상기 차량 탑재 거리 센서에 의해 계측된, 상기 작업 기계의 외부의 임의의 위치에 설치된 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터인 제1 거리 데이터를 취득하는 거리 취득부와, 상기 제1 거리 데이터에 기초하여 소정의 좌표계에서의 상기 제1 기준물의 위치를 계산하는 위치 계산부와, 상기 제1 기준물과, 상기 좌표계에서의 위치가 기지(旣知)인 제2 기준물의 위치 관계를 취득하는 관계 취득부와, 상기 제1 거리 데이터와 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 차량 탑재 거리 센서의 거리 데이터로부터 상기 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정하는 교정부를 구비한다.
상기한 태양에 의하면, 교정 장치는, 거리 센서의 계측 범위에 작업기가 찍히는 것에 관계없이 거리 센서를 교정할 수 있다.
도 1은 작업 기계의 자세의 예를 나타내는 도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 작업 기계의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 운전실의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 컴퓨터의 구성을 나타낸 개략 블록도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제3 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 제3 실시형태에 따른 작업 기계의 거리 센서의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
<좌표계>
도 1은, 작업 기계(100)의 자세의 예를 나타내는 도면이다. 이하의 설명에 있어서는, 3차원의 현장 좌표계(Xg, Yg, Zg), 3차원의 차체 좌표계(Xm, Ym, Zm), 및 3차원의 센서 좌표계(Xs, Ys, Zs)를 규정하고, 이들에 기초하여 위치 관계를 설명한다.
현장 좌표계는, 시공 현장에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기준국의 위치를 기준점으로 하여 남북으로 연장되는 Xg축, 동서로 연장되는 Yg축, 수직 방향으로 연장되는 Zg축으로 구성되는 좌표계이다. GNSS의 예로서는, GPS(Global Positioning System)를 들 수 있다. 그리고, 다른 실시형태에 있어서는, 현장 좌표계 대신에 위도 및 경도 등으로 표시되는 글로벌 좌표계를 사용해도 있다.
차체 좌표계는, 작업 기계(100)의 선회체(130)에 규정된 대표점(O)을 기준으로 하여, 후술하는 운전실(170) 내의 오퍼레이터의 착석 위치에서 볼 때 전후로 연장되는 Xm축, 좌우로 연장되는 Ym축, 상하로 연장되는 Zm축으로 구성되는 좌표계이다. 선회체(130)의 대표점(O)을 기준으로 하여 전방을 ＋Xm 방향, 후방을 -Xm 방향, 좌측을 ＋Ym 방향, 우측을 -Ym 방향, 상방향을 ＋Zm 방향, 하방향을 -Zm 방향이라고 한다.
현장 좌표계와 차체 좌표계는, 현장 좌표계에서의 작업 기계(100)의 위치 및 기울기를 특정함으로써, 서로 변환할 수 있다.
센서 좌표계는, 작업 기계(100)가 구비하는 거리 센서의 위치를 기준으로 하여, 거리 센서의 계측 방향으로 연장되는 Xs축, 좌우로 연장되는 Ys축, 상하로 연장되는 Zs축으로 구성되는 좌표계이다.
거리 센서는 차체에 고정되므로, 차체에서의 거리 센서의 설치 위치를 알면, 센서 차체 좌표계와 센서 좌표계는 서로 변환할 수 있다.
<제1 실시형태>
《작업 기계(100)의 구성》
도 2는, 제1 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 구성을 나타낸 개략도이다.
작업 기계(100)는, 시공 현장에서 가동하여, 토사 등의 굴삭 대상을 시공한다. 제1 실시형태에 따른 작업 기계(100)는, 유압 셔블이다.
작업 기계(100)는, 주행체(110), 선회체(130), 작업기(150), 운전실(170)을 구비한다.
주행체(110)는, 작업 기계(100)를 주행 가능하게 지지한다. 주행체(110)는, 예를 들면 좌우 한 쌍의 무한 궤도이다. 선회체(130)는, 주행체(110)에 선회 중심 주위에 선회 가능하게 지지된다. 작업기(150)는, 유압에 의해 구동한다. 작업기(150)는, 선회체(130)의 전부(前部)에 상하 방향으로 구동 가능하게 지지된다. 운전실(170)은, 오퍼레이터가 탑승하여, 작업 기계(100)의 조작을 행하기 위한 스페이스이다. 운전실(170)은, 선회체(130)의 전부에 설치된다.
《선회체(130)의 구성》
도 2에 나타낸 바와 같이, 선회체(130)는, 위치 방위 검출기(131), 경사 검출기(132), 및 거리 센서(133)를 구비한다.
위치 방위 검출기(131)는, 선회체(130)의 현장 좌표계에서의 위치 및 선회체(130)가 향하는 방위를 연산한다. 위치 방위 검출기(131)는, GNSS를 구성하는 인공위성으로부터 측위 신호를 수신하는 2개의 안테나를 구비한다. 2개의 안테나는, 각각 선회체(130)의 상이한 위치에 설치된다. 예를 들면, 2개의 안테나는, 선회체(130)의 카운터웨이트(counterweight)부에 설치된다. 위치 방위 검출기(131)는, 2개의 안테나 중 적어도 한쪽이 수신한 측위 신호에 기초하여, 현장 좌표계에서의 선회체(130)의 대표점(O)의 위치를 검출한다. 위치 방위 검출기(131)는, 2개의 안테나 각각이 수신한 측위 신호를 사용하여, 현장 좌표계에 있어서 선회체(130)가 향하는 방위를 검출한다.
경사 검출기(132)는, 선회체(130)의 가속도 및 각속도를 계측하고, 계측 결과에 기초하여 선회체(130)의 기울기(예를 들면, Xm축에 대한 회전을 나타내는 롤, 및 Ym축에 대한 회전을 나타내는 피치)를 검출한다. 경사 검출기(132)는, 예를 들면 운전실(170)의 아래쪽에 설치된다. 경사 검출기(132)의 예로서는, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성 계측 장치)를 들수 있다.
거리 센서(133)는, 선회체(130)에 설치되고, 계측 범위에서의 대상물과의 사이의 거리를 검출한다. 거리 센서(133)는, 선회체(130)의 양측면에 설치되고, 선회체(130)의 폭 방향으로 연장되는 축(Xs축)을 중심으로 하는 계측 범위에 있어서, 시공 대상을 포함하는 주위의 거리를 검출한다. 이로써, 작업 기계(100)가 작업기(150)에 의해 토사를 굴삭하고 있을 때, 거리 센서(133)는, 작업 기계(100)의 측방에 정차하는 토사의 적입(積入) 대상의 운반차 양쪽(도시하지 않음)의 거리를 검출할 수있다. 또한, 작업 기계(100)가 토사를 운반 차량에 싣고 있을 때, 거리 센서(133)는, 시공 대상의 거리를 검출할 수 있다.
거리 센서(133)는, 그 계측 범위에 작업기(150)가 간섭하지 않는 위치에 설치된다. 즉, 거리 센서(133)는, 작업기(150)가 찍히지 않는 범위의 거리를 계측한다. 거리 센서(133)의 예로서는, 예를 들면, LiDAR 장치, 레이더 장치, 스테레오 카메라 등을 들 수 있다. 거리 센서(133)는, 그 계측 범위에 작업기(150)가 간섭하지 않는 위치이면, 선회체(130)의 측면 이외의 개소에 설치되어도 된다. 예를 들면, 거리 센서(133)는, 선회체(130)의 상부이면서 차체의 측방의 거리를 검출할 수있는 개소에 설치되어도 된다. 또한, 거리 센서(133)는, 선회체(130)의 일측면에만 설치되어도 된다.
거리 센서(133)는, 선회체(130)에 대하여 탈착 가능하게 설치된다. 거리 센서(133)는, 차량 탑재 거리 센서의 일례이다.
《작업기(150)의 구성》
도 2에 나타낸 바와 같이, 작업기(150)는, 붐(151), 암(152), 및 버킷(155)을 구비한다.
붐(151)의 기단부(基端部)는, 선회체(130)에 붐 핀(P1)을 통하여 장착된다. 암(152)은, 붐(151)과 버킷(155)을 연결한다. 암(152)의 기단부는, 붐(151)의 선단부에 암 핀(P2)을 통하여 장착된다.
버킷(155)은, 토사 등을 굴삭하기 위한 날끝과 굴착한 토사를 수용하기 위한 수용부를 구비한다. 버킷(155)의 기단부는, 암(152)의 선단부에 버킷 핀(P5)을 통하여 장착된다.
작업기(150)는, 동력을 발생시키는 액추에이터인 복수의 유압 실린더를 구비한다. 구체적으로는, 작업기(150)는, 붐 실린더(156), 암 실린더(157), 및 버킷 실린더(158)를 구비한다.
붐 실린더(156)는, 붐(151)을 작동시키기 위한 유압 실린더이다. 붐 실린더(156)의 기단부는, 선회체(130)에 장착된다. 붐 실린더(156)의 선단부는, 붐(151)에 장착된다. 붐 실린더(156)에는, 붐 실린더(156)의 스트로크량을 검출하는 붐 실린더 스트로크 센서(1561)가 설치된다. 암 실린더(157)는, 암(152)을 구동시키기 위한 유압 실린더이다. 암 실린더(157)의 기단부는, 붐(151)에 장착된다. 암 실린더(157)의 선단부는, 암(152)에 장착된다. 암 실린더(157)에는, 암 실린더(157)의 스트로크량을 검출하는 암 실린더 스트로크 센서(1571)가 설치된다. 버킷 실린더(158)는, 버킷(155)을 구동시키기 위한 유압 실린더이다. 버킷 실린더(158)의 기단부는, 암(152)에 장착된다. 버킷 실린더(158)의 선단부는, 버킷(155)에 장착된다. 버킷 실린더(158)에는, 버킷 실린더(158)의 스트로크량을 검출하는 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)가 설치된다.
《운전실(170)의 구성》
도 3은, 제1 실시형태에 따른 운전실의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 운전실(170) 내에는, 운전석(171), 조작 장치(172) 및 제어 장치(173)가 설치된다.
조작 장치(172)는, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 주행체(110), 선회체(130) 및 작업기(150)를 구동시키기 위한 인터페이스이다. 조작 장치(172)는, 좌측 조작 레버(1721), 우측 조작 레버(1722), 좌측 풋 페달(1723), 우측 풋 페달(1724), 좌측 주행 레버(1725), 우측 주행 레버(1726)를 구비한다.
좌측 조작 레버(1721)는, 운전석(171)의 좌측에 설치된다. 우측 조작 레버(1722)는, 운전석(171)의 우측에 설치된다.
좌측 조작 레버(1721)는, 선회체(130)의 선회 동작, 및 암(152)의 당김 동작 및 누름 동작을 행하기 위한 조작 기구(機構)이다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 좌측 조작 레버(1721)를 전방으로 쓰러뜨리면, 암 실린더(157)가 구동하여, 암(152)이 누름 동작한다. 또한, 오퍼레이터가 좌측 조작 레버(1721)를 후방으로 쓰러뜨리면, 암 실린더(157)가 구동하여, 암(152)이 당김 동작한다. 또한, 오퍼레이터가 좌측 조작 레버(1721)를 우측 방향으로 쓰러뜨리면, 선회체(130)가 우선회한다. 또한, 오퍼레이터가 좌측 조작 레버(1721)를 좌측 방향으로 쓰러뜨리면, 선회체(130)가 좌선회한다.
우측 조작 레버(1722)는, 버킷(155)의 굴삭 동작 및 덤프 동작, 및 붐(151)의 상승 동작 및 하강 동작을 행하기 위한 조작 기구이다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 우측 조작 레버(1722)를 전방으로 쓰러뜨리면, 붐 실린더(156)가 구동하여, 붐(151)의 하강 동작이 실행된다. 또한, 오퍼레이터가 우측 조작 레버(1722)를 후방으로 쓰러뜨리면, 붐 실린더(156)가 구동하여, 붐(151)의 상승 동작이 실행된다. 또한, 오퍼레이터가 우측 조작 레버(1722)를 우측 방향으로 쓰러뜨리면, 버킷 실린더(158)가 구동하여, 버킷(155)의 덤프 동작이 행해진다. 또한, 오퍼레이터가 우측 조작 레버(1722)를 좌측 방향으로 쓰러뜨리면, 버킷 실린더(158)가 구동하여, 버킷(155)의 굴삭 동작이 행해진다. 그리고, 좌측 조작 레버(1721) 및 우측 조작 레버(1722)의 조작 방향과, 작업기(150)의 동작 방향 및 선회체(130)의 선회 방향의 관계는, 전술한 관계가 아니라도 된다.
좌측 풋 페달(1723)은, 운전석(171)의 전방의 바닥면의 좌측에 배치된다. 우측 풋 페달(1724)은, 운전석(171)의 전방의 바닥면의 우측에 배치된다. 좌측 주행 레버(1725)는, 좌측 풋 페달(1723)에 축지지되어, 좌측 주행 레버(1725)의 경사와 좌측 풋 페달(1723)의 압하(押下)가 연동하도록 구성된다. 우측 주행 레버(1726)는, 우측 풋 페달(1724)에 축지지되어, 우측 주행 레버(1726)의 경사와 우측 풋 페달(1724)의 압하가 연동하도록 구성된다.
좌측 풋 페달(1723) 및 좌측 주행 레버(1725)는, 주행체(110)의 좌측 크롤러(crawler)의 회전 구동에 대응한다. 구체적으로는, 주행체(110)의 구동륜이 후방에 있는 경우, 오퍼레이터가 좌측 풋 페달(1723) 또는 좌측 주행 레버(1725)를 전방으로 쓰러뜨리면, 좌측 크롤러는 전진 방향으로 회전한다. 또한, 오퍼레이터가 좌측 풋 페달(1723) 또는 좌측 주행 레버(1725)를 후방으로 쓰러뜨리면, 좌측 크롤러는 후진 방향으로 회전한다.
우측 풋 페달(1724) 및 우측 주행 레버(1726)는, 주행체(110)의 우측 크롤러의 회전 구동에 대응한다. 구체적으로는, 주행체(110)의 구동륜이 후방에 있는 경우, 오퍼레이터가 우측 풋 페달(1724) 또는 우측 주행 레버(1726)를 전방으로 쓰러뜨리면, 우측 크롤러는 전진 방향으로 회전한다. 또한, 오퍼레이터가 우측 풋 페달(1724) 또는 우측 주행 레버(1726)를 후방으로 쓰러뜨리면, 우측 크롤러는 후진 방향으로 회전한다.
제어 장치(173)는, 오퍼레이터의 조작에 기초하여, 주행체(110), 선회체(130), 및 작업기(150)를 제어한다. 제어 장치(173)는, 입출력 장치이며, 작업 기계(100)가 가지는 복수의 기능에 관한 정보를 표시하는 디스플레이(1731)를 구비한다. 제어 장치(173)는, 교정 장치의 일례이다. 제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)의 입력 수단은, 하드 키이다. 그리고, 다른 실시형태에 있어서는, 터치패널(touch panel), 마우스, 또는 키보드 등을 입력 수단으로서 사용해도 된다. 또한, 제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 디스플레이(1731)와 일체로 설치되지만, 다른 실시형태에있어서는, 디스플레이(1731)가 제어 장치(173)와 별도로 설치되어 있어도 된다.
《제어 장치(173)의 구성》
도 4는, 제1 실시형태에 따른 컴퓨터의 구성을 나타낸 개략 블록도이다.
제어 장치(173)는, 프로세서(210), 메인 메모리(230), 스토리지(250), 인터페이스(270)를 구비하는 컴퓨터이다.
디스플레이(1731)는, 인터페이스(270)를 통하여 프로세서(210)에 접속된다.
스토리지(250)는, 일시적이지 않은 유형의 기억 매체이다. 스토리지(250)의 예로서는, 자기디스크, 광자기디스크, 광디스크, 반도체 메모리 등을 들수 있다. 스토리지(250)는, 제어 장치(173)의 버스에 직접 접속된 내부 미디어라도 되고, 인터페이스(270) 또는 통신 회선을 통하여 제어 장치(173)에 접속되는 외부 미디어라도 된다. 스토리지(250)는, 거리 센서(133)를 교정하기 위한 교정 프로그램을 기억한다.
교정 프로그램은, 제어 장치(173)에 발휘시키는 기능의 일부를 실현하기 위한 것이라도 된다. 예를 들면, 교정 프로그램은, 스토리지(250)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램과의 조합, 또는 다른 장치에 구현된 다른 프로그램과의 조합에 의해 기능을 발휘시키는 것이라도 된다. 그리고, 다른 실시형태에 있어서는, 제어 장치(173)는, 상기한 구성에 더하여, 또는 상기 구성 대신 PLD(Programmable Logic Device) 등의 커스텀 LSI(Large Scale Integrated Circuit)를 구비해도 된다. PLD의 예로서는, PAL(Programmable Array Logic), GAL(Generic Array Logic), CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 들 수 있다. 이 경우에, 프로세서(210)에 의해 실현되는 기능의 일부 또는 전부가 상기 집적 회로에 의해 실현되어도 된다.
프로세서(210)는, 교정 프로그램을 실행함으로써, 표시 제어부(211), 취득부(212), 위치 계산부(213), 자세 특정부(214), 교정부(215), 좌표 변환부(216), 파라미터 기억부(217)로서 기능한다.
표시 제어부(211)는, 디스플레이(1731)에 표시시키는 화면 데이터를 생성하고, 화면 데이터를 디스플레이(1731)에 출력한다.
취득부(212)는, 각종 센서로부터 계측 데이터를 취득한다. 구체적으로는, 취득부(212)는, 위치 방위 검출기(131), 경사 검출기(132), 거리 센서(133), 붐 실린더 스트로크 센서(1561), 암 실린더 스트로크 센서(1571), 및 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)의 계측 데이터를 취득한다.
위치 계산부(213)는, 취득부(212)가 취득한 거리 센서(133)의 계측 데이터(이하, 거리 데이터라고 함)에 기초하여, 거리 센서(133)의 교정에 사용하는 마커(M)의 센서 좌표계에서의 위치를 계산한다. 마커(M)로서는, 소정의 반사율을 가지는 반사재를 사용할 수있다. 이로써, 위치 계산부(213)는, 거리 센서(133)의 계측 데이터 중, 소정의 반사율에 따른 부분을 탐색함으로써, 마커(M)의 위치를 특정할 수 있다.
자세 특정부(214)는, 취득부(212)가 취득한 붐 실린더 스트로크 센서(1561), 암 실린더 스트로크 센서(1571) 및 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)의 계측 데이터에 기초하여, 차체 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝의 위치를 특정한다. 이하, 도 1을 참조하면서 자세 특정부(214)에 의한 버킷(155)의 날끝의 위치의 특정 방법에 대하여 설명한다. 먼저 자세 특정부(214)는, 붐 실린더 스트로크 센서(1561)의 계측 데이터로부터 붐(151)의 경사각 α를 산출한다. 자세 특정부(214)는, 산출한 경사각 α와 기지의 붐 핀(P1)의 차체 좌표계의 위치와 기지의 붐(151)의 길이(L1)에 기초하여, 차체 좌표계에서의암 핀(P2)의 위치를 특정한다. 자세 특정부(214)는, 암 실린더 스트로크 센서(1571)의 계측 데이터로부터 암(152)의 경사각 β를 산출한다. 자세 특정부(214)는, 산출한 경사각 β와 암 핀(P2)의 차체 좌표계의 위치와 기지의 암(152)의 길이(L2)에 기초하여, 차체 좌표계에서의 버킷 핀(P5)의 위치를 특정한다. 자세 특정부(214)는, 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)의 계측 데이터로부터 버킷(155)의 경사각 γ를 산출한다. 자세 특정부(214)는, 산출한 경사각 γ와 버킷 핀(P5)의 차체 좌표계의 위치와 기지의 버킷(155)의 길이(L3)에 기초하여, 차체 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝의 위치를 특정한다.
교정부(215)는, 마커(M)의 위치와 버킷(155)의 날끝의 위치에 기초하여, 센서 좌표계의 위치와 차체 좌표계에서의 위치를 상호 변환하기 위해 사용하는 파라미터를 산출한다. 교정부(215)는, 산출한 파라미터를 파라미터 기억부(217)에 기억시킨다. 파라미터의 예로서는, 예를 들면 작업 기계(100)에서의 거리 센서(133)의 위치 및 기울기(외부 파라미터)가 있다.
좌표 변환부(216)는, 취득부(212)가 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터에 기초하여, 차체 좌표계의 위치와 현장 좌표계의 위치를 상호 변환한다. 또한, 좌표 변환부(216)는, 파라미터 기억부(217)가 기억하는 파라미터에 기초하여, 센서 좌표계의 위치와 차체 좌표계에서의 위치를 상호 변환한다.
《거리 센서의 교정 방법》
도 5는, 제1 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제1 실시형태에서는, 작업 기계(100)에 장착된 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에 복수의 마커(M)를 설치하여 마커(M)의 위치를 계측한 후, 오퍼레이터가 작업 기계(100)를 조작하여 각 마커(M)에 버킷(155)의 날끝을 맞춘다. 이로써, 작업 기계(100)의 제어 장치(173)는, 거리 센서(133)가 계측한 마커(M)의 위치와 버킷(155)의 날끝 위치로부터 계산되는 마커(M)의 위치가 일치하도록, 거리 센서(133)의 파라미터를 교정할 수 있다. 그리고, 다른 실시형태에 있어서는, 제어 장치(173)는, 복수의 마커(M)가 아닌, 1개의 마커(M)를 사용해서 거리 센서(133)의 파라미터를 교정해도 된다. 다만, 파라미터의 교정에는 복수의 마커(M)를 사용하는 것이 바람직하다. 복수의 마커(M)의 위치를 사용함으로써, 차체의 기울기가 생기는 경우에도 양호한 정밀도로 파라미터를 교정할 수 있다.
도 6은, 제1 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
오퍼레이터가 제어 장치(173)를 조작하여, 거리 센서(133)의 교정 기능을 기동시키면, 제어 장치(173)는, 도 6에 나타낸 교정 처리를 개시한다.
먼저, 표시 제어부(211)는, 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에 복수의 마커(M)의 설치를 촉구하는 설치 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다(단계 S1). 설치 지시 화면은, 예를 들면 「거리 센서의 계측 범위 내에 마커를 4개 설치해 주십시오.」 등의 안내 문장을 포함한다. 또한 설치 지시 화면에는, 거리 센서(133)의 계측 데이터에 기초하여 생성된 계측 범위(R)의 형상을 나타내는 3차원 데이터가 포함되어 있으면 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 설치 지시 화면을 시인(視認)하여, 마커(M)가 계측 범위(R) 내에 설치되어 있는지의 여부를 판단할 수 있다.
오퍼레이터는, 마커(M)의 설치를 완료하면, 제어 장치(173)를 조작하여, 처리를 진행시킨다. 다음으로, 취득부(212)는, 각종 센서로부터 계측 데이터를 취득한다(단계 S2). 위치 계산부(213)는, 단계 S2에서 취득한 계측 데이터에 기초하여, 센서 좌표계에서의 마커(M)의 위치를 특정한다(단계 S3).
다음으로, 표시 제어부(211)는, 복수의 마커(M) 중 1개에 버킷(155)의 날끝이 맞도록 작업 기계(100)의 조작을 촉구하는 조작 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다(단계 S4). 조작 지시 화면은, 예를 들면, 「마커에 날끝을 맞춰 주십시오.」 등의 안내 문장을 포함한다. 또한 조작 지시 화면에는, 단계 S2에서 취득한 계측 데이터에 기초하여 생성된 계측 범위(R)의 형상을 나타내는 3차원 데이터가 포함되어 있으면 된다.
오퍼레이터는, 조작 장치(172)를 조작하여, 선회체(130)을 선회시키고, 작업기(150)를 구동시켜, 버킷(155)의 날끝을 복수의 마커(M) 중 1개에 댄다. 오퍼레이터는, 날끝을 복수의 마커(M) 중 1개에 대면, 제어 장치(173)를 조작하여, 버킷(155)의 이동 완료를 제어 장치(173)에 입력한다(단계 S5). 예를 들면, 오퍼레이터는, 조작 지시 화면에 포함되는 3차원 데이터에 포함되는 복수의 마커(M) 중, 버킷(155)의 날끝을 댄 마커(M)가 찍히는 부분을 터치함으로써, 버킷(155)의 이동 완료를 입력하면서, 복수의 마커(M) 중 버킷(155)을 댄 마커(M)를 제어 장치(173)에 입력할 수 있다.
다음으로, 취득부(212)는, 각종 센서로부터 계측 데이터를 취득한다(단계 S6). 자세 특정부(214)는, 단계 S6에서 취득한 붐 실린더 스트로크 센서(1561), 암 실린더 스트로크 센서(1571) 및 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)의 계측 데이터에 기초하여, 차체 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝의 위치를 특정한다(단계 S7). 이 때의 버킷(155)의 날끝의 위치는, 마커(M)의 위치와 대략 일치한다. 즉, 자세 특정부(214)는, 마커(M)와 버킷(155)의 날끝의 위치 관계를 취득하는 관계 취득부의 일례이다.
좌표 변환부(216)는, 단계 S2에서 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터와, 단계 S6에서 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터에 기초하여, 단계 S7에서 산출한 버킷(155)의 날끝의 위치를, 단계 S2 시점의 현장 좌표계의 위치로 변환한다(단계 S8). 즉, 좌표 변환부(216)는, 단계 S2에서 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터와, 단계 S7에서 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터의 차분을 취하는 것에 의해, 위치, 선회각 및 경사의 변화량을 산출한다. 그리고, 좌표 변환부(216)는, 단계 S7에서 산출한 위치를, 산출한 위치, 선회각 및 경사의 변화량에 기초하여 변형함으로써, 단계 S2의 시점에서의 현장 좌표계의 위치를 얻을 수 있다.
교정부(215)는, 복수의 마커(M) 전부에 대하여, 버킷(155)의 날끝을 대었는지의 여부를 판정한다(단계 S9). 예를 들면, 교정부(215)는, 단계 S5에 의한 이동 완료의 입력이 단계 S1에서 지정한 마커(M)의 수만큼 행해졌는지의 여부를 판정한다. 버킷(155)의 날끝을 대지 않고 있는 마커(M)가 존재하는 경우(단계 S9: NO), 제어 장치(173)는, 처리를 단계 S4로 되돌리고, 조작 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다.
한편, 복수의 마커(M) 전부에 대하여, 버킷(155)의 날끝을 댄 경우(단계 S9: YES), 교정부(215)는, 단계 S3에서 산출한 센서 좌표계에서의 마커의 위치와, 단계 S8에서 취득한 각 마커(M)에 따른 버킷(155)의 날끝의 위치에 기초하여, 거리 센서(133)의 파라미터를 산출한다(단계 S10). 즉, 단계 S8에서 취득한 버킷(155)의 날끝의 위치는, 단계 S2의 시점에서의 차체 좌표계에서의 마커(M)의 위치를 나타낸다. 이 때문에, 교정부(215)는, 단계 S8에서 취득한 복수의 버킷(155)의 날끝의 위치에 단계 S3에서 산출한 복수의 마커(M)의 위치를 1회의 좌표 변환으로 모든 위치가 중첩하는 행렬을 구하는 것 등에 의해 적용함으로써, 작업 기계(100)에서의 거리 센서(133)의 위치 및 경사를 특정할 수 있다.
교정부(215)는, 단계 S10에서 산출한 파라미터를 파라미터 기억부(217)에 기억시킨다(단계 S11).
《작용·효과》
이와 같이, 제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 이하와 같이 거리 센서의 파라미터를 교정한다.
취득부(212)는, 거리 센서(133)에 의해 계측된, 작업 기계(100)의 외부의 임의의 위치에 설치된 마커(M)가 존재하는 범위의 거리 데이터를 취득한다. 위치 계산부(213)는, 거리 데이터에 기초하여 마커(M)의 위치를 계산한다. 자세 특정부(214)는, 마커(M)와, 차체 좌표계 및 현장 좌표계에서의 위치가 기지인 버킷(155)의 날끝의 위치 관계로서, 버킷(155)의 날끝을 마커(M)에 접촉시켰을 때의 날끝의 위치를 취득한다. 교정부(215)는, 버킷(155)의 날끝을 마커(M)에 접촉시켰을 때의 날끝의 위치와 거리 센서(133)에 의해 계측한 마커(M)의 위치에 기초하여, 차체 좌표계에서의 거리 센서(133)의 위치 및 경사를 특정하는 파라미터를 교정한다.
이로써, 제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 작업기(150)가 찍히지 않는 범위의 거리를 계측하는 거리 센서(133)를 교정할 수 있다.
<제2 실시형태>
제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 거리 센서(133)의 교정을 위하여 작업 기계(100)를 선회시키고, 또한 작업기(150)를 구동시킬 필요가 있다. 이에 대하여, 제2 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 작업 기계(100)를 조작하지 않고, 거리 센서(133)를 교정한다.
도 7은, 제2 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제2 실시형태에서는, 작업 기계(100)로부터 분리된 거리 센서(133)를 사용해서 복수의 마커(M)와 버킷(155)의 날끝의 위치를 계측한 후에, 상기 거리 센서(133)를 작업 기계(100)에 설치하여, 다시 각 마커(M)의 위치를 계측한다. 이로써, 작업 기계(100)의 제어 장치(173)는, 분리된 거리 센서(133)가 계측한 마커(M)와 버킷(155)의 날끝의 위치 관계와, 장착된 거리 센서(133)가 계측한 마커(M)의 위치 및 실린더 스트로크 센서에 의해 계측되는 버킷(155)의 날끝의 위치의 관계가 일치하도록, 거리 센서(133)의 파라미터를 구성할 수있다.
《거리 센서의 교정 방법》
도 8은, 제2 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
오퍼레이터가 제어 장치(173)를 조작하여, 거리 센서(133)의 교정 기능을 기동시키면, 제어 장치(173)는, 도 8에 나타낸 교정 처리를 개시한다.
먼저, 표시 제어부(211)는, 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에 복수의 마커(M)의 설치를 촉구하는 설치 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다(단계 S31). 설치 지시 화면은, 예를 들면 「거리 센서의 계측 범위 내에 마커를 4개 설치해 주십시오.」 등의 안내 문장을 포함한다. 또한 설치 지시 화면에는, 거리 센서(133)의 계측 데이터에 기초하여 생성된 계측 범위(R)의 형상을 나타내는 3차원 데이터가 포함되어 있으면 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 설치 지시 화면을 시인하여, 마커(M)가 계측 범위(R) 내에 설치되어 있는지의 여부를 판단할 수 있다.
오퍼레이터는, 마커(M)의 설치를 완료하면, 제어 장치(173)를 조작하여, 처리를 진행시킨다.
다음으로, 취득부(212)는, 각종 센서로부터 계측 데이터를 취득한다(단계 S32). 자세 특정부(214)는, 단계 S32에서 취득한 붐 실린더 스트로크 센서(1561), 암 실린더 스트로크 센서(1571) 및 버킷 실린더 스트로크 센서(1581)의 계측 데이터에 기초하여, 차체 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝의 위치를 특정한다(단계 S33).
다음으로, 표시 제어부(211)는, 거리 센서(133)를 작업 기계(100)로부터 분리하고, 거리 센서(133)에 의해 복수의 마커(M)와 버킷(155)의 날끝을 포함하는 범위를 계측하는 것을 촉구하는 계측 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다(단계 S34). 계측 지시 화면은, 예를 들면 「거리 센서를 분리하고, 마커와 버킷의 날끝의 거리를 계측한 후에, 거리 센서를 다시 장착해 주십시오.」 등의 안내 문장을 포함한다.
오퍼레이터는, 거리 센서(133)를 작업 기계(100)로부터 분리하고, 버킷(155)의 날끝과 복수의 마커(M)를 포함하는 범위를 계측한다. 거리 센서(133)는, 예를 들면, 계측 버튼을 가지고 있고, 오퍼레이터가 상기 계측 버튼을 압하하는 것에 의해, 거리 센서(133)에 의한 수동 계측이 행해져도 된다.
오퍼레이터에 의해 거리 센서(133)가 작업 기계(100)에 장착되면, 취득부(212)는, 거리 센서(133)가 분리되어 있는 동안에는 계측된 거리 데이터를 취득한다(단계 S35). 거리 센서(133)가 분리되었을 때 계측된 거리 데이터는, 버킷(155)의 날끝 및 마커(M)가 존재하는 범위의 거리 데이터이다. 즉, 취득부(212)는, 마커(M)와 버킷(155)의 날끝의 위치 관계를 취득하는 관계 취득부의 일례이다. 위치 계산부(213)는, 단계 S35에서 취득한 계측 데이터에 기초하여, 거리 센서 분리 시의 센서 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝 및 마커(M)의 위치를 특정한다(단계 S36).
다음으로, 취득부(212)는, 거리 센서(133)로부터 장착 후에 계측된 거리 데이터를 취득한다(단계 S37). 위치 계산부(213)는, 단계 S36에서 취득한 계측 데이터에 기초하여, 거리 센서 장착 후의 센서 좌표계에서의 마커(M)의 위치를 특정한다(단계 S38).
다음으로, 교정부(215)는, 단계 S33에서 취득한 버킷(155)의 날끝의 위치와, 단계 S36에서 계산한 거리 센서 분리 시의 센서 좌표계에서의 버킷(155)의 날끝 및 마커(M)의 위치에 기초하여, 각 마커(M)의 차체 좌표계에서의 위치를 특정한다(단계 S39). 교정부(215)는, 단계 S36에서 얻어진 버킷(155)의 날끝 및 마커(M)의 위치에, 차체 좌표계에서의 날끝의 위치를 차체 좌표계에 적용하는 것에 의해, 차체 좌표계에서의 마커(M)의 위치를 특정할 수 있다.
다음으로, 교정부(215)는, 단계 S38에서 특정한 거리 센서 장착 후의 센서 좌표계에서의 마커(M)의 위치와, 단계 S39에서 특정한 마커(M)의 차체 좌표계에서의 위치에 기초하여, 작업 기계(100)에서의 거리 센서(133)의 설치 위치 및 경사를 나타낸 파라미터를 산출한다(단계 S40). 교정부(215)는, 단계 S38에서 산출한 파라미터를 파라미터 기억부(217)에 기억시킨다(단계 S41).
《작용·효과》
이와 같이, 제2 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 이하와 같이 거리 센서의 파라미터를 교정한다.
취득부(212)는, 작업 기계(100)에 장착된 거리 센서(133)에 의해 계측된, 작업 기계(100)의 외부의 임의의 위치에 설치된 마커(M)가 존재하는 범위의 제1 거리 데이터를 취득한다. 또한 취득부(212)는, 마커(M)와, 차체 좌표계 및 현장 좌표계에서의 위치가 기지인 버킷(155)의 날끝과의 위치 관계로서, 작업 기계(100)로부터 분리한 거리 센서(133)에 의해 계측된, 버킷(155)의 날끝과 마커(M)가 찍히는 범위의 제2 거리 데이터를 취득한다. 교정부(215)는, 제1 거리 데이터와 제2 거리 데이터에 기초하여, 거리 센서(133)의 거리 데이터로부터 차체 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정한다. 이로써, 제2 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 작업기(150)가 찍히지 않는 범위의 거리를 계측하는 거리 센서(133)를 교정할 수 있다.
그리고, 제2 실시형태에 의하면, 제2 거리 데이터로서 작업 기계(100)로부터 분리한 거리 센서(133)에 의해 계측된 거리 데이터를 사용하지만, 다른 실시형태에 있어서는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 의하면, 제2 거리 데이터로서 거리 센서(133)와는 별도로 준비된 외부의 거리 센서에 의해 계측된 거리 데이터를 사용해도 된다.
<제3 실시형태>
제1 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 거리 센서(133)의 교정을 위하여 작업 기계(100)를 선회시키고, 또한 작업기(150)를 구동시킬 필요가 있다. 이에 대하여, 제3 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 작업 기계(100)를 조작하지 않고, 거리 센서(133)를 교정한다. 제3 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 외부에 설치되는 외부 거리 센서(300)의 계측 데이터를 사용하여, 거리 센서(133)를 교정한다. 외부 거리 센서(300)는, 자체의 현장 좌표계에서의 위치를 측위하는 측위 기능을 가진다. 제어 장치(173)는, 외부 거리 센서(300)와 무선 또는 유선으로 통신 가능하게 접속된다. 제어 장치(173)는, 리무버블(removable) 미디어 등을 통하여 외부 거리 센서(300)로부터 데이터를 취득 가능하게 구성되는 것이라도 된다.
도 9는, 제3 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제3 실시형태에서는, 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에, 복수의 마커(M)와 외부 거리 센서(300)를 설치하고, 상기 외부 거리 센서(300)를 사용해서 복수의 마커(M)의 위치를 계측한다. 이로써, 작업 기계(100)의 제어 장치(173)는, 거리 센서(133)가 계측한 마커(M)의 위치와 외부 거리 센서(300)가 계측한 마커(M)의 위치를 맞추었을 때의 차체 좌표계에서의 외부 거리 센서의 위치와, 기지의 외부 거리 센서의 현장 좌표계의 위치에 기초하여, 거리 센서(133)의 파라미터를 구성할 수 있다.
《거리 센서의 교정 방법》
도 10은, 제3 실시형태에 따른 작업 기계(100)의 거리 센서(133)의 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
오퍼레이터가 제어 장치(173)를 조작하여, 거리 센서(133)의 교정 기능을 기동시키면, 제어 장치(173)는, 도 10에 나타낸 교정 처리를 개시한다.
먼저, 표시 제어부(211)는, 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에 복수의 마커(M)와 외부 계측 장치의 설치를 촉구하는 설치 지시 화면을 디스플레이(1731)에 출력한다(단계 S51). 설치 지시 화면은, 예를 들면 「거리 센서의 계측 범위 내에 마커를 4개 설치하고, 또한 상기 계측 범위 내에, 4개의 마커가 찍히도록 외부 거리 센서를 설치해 주십시오.」 등의 안내 문장을 포함한다. 또한 설치 지시 화면에는, 거리 센서(133)의 계측 데이터에 기초하여 생성된 계측 범위(R)의 형상을 나타내는 3차원 데이터가 포함되어 있으면 된다. 이로써 오퍼레이터는, 설치 지시 화면을 시인하여, 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)가 계측 범위(R) 내에 설치되어 있는지의 여부를 판단할 수 있다.
오퍼레이터는, 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)의 설치를 완료하면, 제어 장치(173)를 조작하여, 처리를 진행시킨다. 취득부(212)는, 각종 센서로부터 계측 데이터를 취득한다(단계 S52). 위치 계산부(213)는, 단계 S52에서 취득한 거리 데이터에 기초하여, 센서 좌표계에서의 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)의 위치를 특정한다(단계 S53). 좌표 변환부(216)는, 파라미터 기억부(217)가 기억하는 파라미터와 단계 S52에서 취득한 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)의 계측 데이터에 기초하여, 단계 S53에서 특정한 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)의 위치를 현장 좌표계의 위치로 변환한다(단계 S54).
또한, 취득부(212)는, 외부 거리 센서(300)로부터, 외부 거리 센서(300)의 현장 좌표계에서의 위치를 나타낸 위치 데이터와 계측 데이터를 취득한다(단계 S55).
교정부(215)는, 단계 S55에서 취득한 외부 거리 센서(300)의 위치 데이터 및 계측 데이터로부터, 각 마커(M)의 현장 좌표계에서의 위치를 특정한다(단계 S56). 다음으로, 교정부(215)는, 단계 S54에서 특정한 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)의위치를 현장 좌표계의 위치와, 단계 S55에서 취득한 외부 거리 센서(300)의 위치 데이터 및 단계 S56에서 특정한 마커(M)의 현장 좌표계에서의 위치의 차이가 최소가 되도록, 작업 기계(100)에서의 거리 센서(133)의 위치 및 기울기인 파라미터를 특정한다(단계 S57).
교정부(215)는, 단계 S57에서 산출한 파라미터를 파라미터 기억부(217)에 기억시킨다(단계 S58).
《작용·효과》
이와 같이, 제3 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 이하와 같이 거리 센서의 파라미터를 교정한다.
취득부(212)는, 작업 기계(100)에 장착된 거리 센서(133)에 의해 계측된, 작업 기계(100)의 외부의 임의의 위치에 설치된 마커(M) 및 외부 거리 센서(300)가 존재하는 범위의 제1 거리 데이터를 취득한다. 또한 취득부(212)는, 마커(M)와, 차체 좌표계 및 현장 좌표계에서의 위치가 기지인 외부 거리 센서(300)와의 위치 관계로서, 외부 거리 센서(300)에 의해 계측된, 마커(M)가 찍히는 범위의 제2 거리 데이터를 취득한다. 교정부(215)는, 제1 거리 데이터와 제2 거리 데이터에 기초하여, 거리 센서(133)의 거리 데이터로부터 차체 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정한다.
이로써, 제3 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 작업기(150)가 찍히지 않는 범위의 거리를 계측하는 거리 센서(133)를 교정할 수 있다.
<다른 실시형태>
이상, 도면을 참조하여 일실시형태에 대하여 상세하게 설명했으나, 구체적인 구성은 전술한 것으로 한정되지 않고, 다양한 설계 변경 등을 할 수 있다. 즉, 다른 실시형태에 있어서는, 전술한 처리의 순서가 적절하게 변경되어도 된다. 또한, 일부 처리가 병렬로 실행되어도 된다.
예를 들면, 다른 실시형태에 있어서는, GNSS-RTK(Real Time Kinematic) 로버를 사용하여, 복수의 마커(M)의 현장 좌표계에서의 위치를 특정하고, 상기 현장 좌표계의 위치에 기초하여 거리 센서(133)를 교정해도 된다.
구체적으로는, 다른 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 이하의 수순으로 거리 센서(133)를 교정해도 된다. 제어 장치(173)는, GNSS-RTK 로버를 사용해서 계측된 3개 이상의 마커(M) 각각의 현장 좌표계에서의 위치의 입력을 접수한다. 제어 장치(173)는, 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)로부터 얻어지는 계측 데이터에 기초하여, 거리 센서(133)에 의해 계측된 마커(M)의 위치를 현장 좌표계로 변환한다. 제어 장치(173)는, 변환된 복수의 마커(M)의 위치와 GNSS-RTK 로버에 의해 특정된 복수의 마커(M)의 위치가 일치하도록, 거리 센서(133)의 파라미터를 교정한다. 또한, 다른 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 이하의 수순으로 거리 센서(133)를 교정해도 된다. 제어 장치(173)는, GNSS-RTK 로버를 사용해서 계측된 1개의 마커(M)의 현장 좌표계에서의 위치의 입력을 접수한다. 오퍼레이터는, 작업 기계(100)를 조작하여, 마커(M)가 거리 센서(133)의 계측 범위(R) 내에 위치하는 3개 이상의 상이한 지점에 있어서, 거리 센서(133)에 의해 마커(M)의 위치를 계측한다. 제어 장치(173)는, 위치 방위 검출기(131) 및 경사 검출기(132)로부터 얻어지는 계측 데이터에 기초하여, 상이한 위치로부터 계측된 마커(M)의 위치를 현장 좌표계로 변환한다. 제어 장치(173)는, 변환된 복수의 마커(M)의 위치와 GNSS-RTK 로버에 의해 특정된 마커(M)의 위치가 일치하도록, 거리 센서(133)의 파라미터를 교정한다.
전술한 실시형태에 따른 제어 장치(173)는, 단독 컴퓨터에 의해 구성되는 것이라도 되고, 제어 장치(173)의 구성을 복수의 컴퓨터에 나누어서 배치하고, 복수의 컴퓨터가 서로 협동함으로써 제어 장치(173)로서 기능하는 것이라도 된다. 이 때, 제어 장치(173)를 구성하는 일부 컴퓨터가 작업 기계(100)의 내부에 탑재되고, 다른 컴퓨터가 작업 기계(100)의 외부에 설치되어도 된다.
전술한 실시형태에 의하면, 작업기(150)의 자세를 실린더 스트로크 센서의 계측 데이터에 기초하여 구하지만, 다른 실시형태에 있어서는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에있어서는, 실린더 스트로크 센서 대신, 붐(151), 암(152) 및 버킷(155)의 각각에 장착된 IMU나, 각 핀의 회전량을 계측하는 인코더 등에 기초하여 작업기(150)의 자세가 특정되어도 된다.
100…작업 기계 133…거리 센서
150…작업기 212…취득부
213…위치 계산부 214…자세 특정부
215…교정부

Claims (7)

  1. 작업 기계에 구비된 차량 탑재 거리 센서를 교정하는 교정 장치로서,
    상기 차량 탑재 거리 센서에 의해 계측된, 상기 작업 기계의 외부의 임의의 위치에 설치된 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터인 제1 거리 데이터를 취득하는 거리 취득부;
    상기 제1 거리 데이터에 기초하여 소정의 좌표계에서의 상기 제1 기준물의 위치를 계산하는 위치 계산부;
    상기 제1 기준물과, 상기 좌표계에서의 위치가 기지(旣知)인 제2 기준물의 위치 관계를 취득하는 관계 취득부; 및
    상기 제1 거리 데이터와 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 차량 탑재 거리 센서의 거리 데이터로부터 상기 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정하는 교정부;
    를 포함하는 교정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준물은, 상기 작업 기계가 구비하는 작업기이며,
    상기 관계 취득부는, 상기 작업기의 일부를 상기 제1 기준물에 접촉시켰을 때의 상기 작업기의 위치를 취득하는, 교정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준물은, 상기 작업 기계가 구비하는 작업기이며,
    상기 관계 취득부는, 상기 작업 기계의 외부에 설치된 외부 거리 센서에 의해 계측된, 상기 작업기 및 상기 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터인 제2 거리 데이터를 취득하는, 교정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차량 탑재 거리 센서는 상기 작업 기계에 탈착 가능하게 설치되고,
    상기 외부 거리 센서는, 상기 작업 기계로부터 분리된 상기 차량 탑재 거리 센서인, 교정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준물은, 상기 작업 기계의 외부에 설치된 측위 기능을 가지는 외부 거리 센서이며,
    상기 관계 취득부는, 상기 외부 거리 센서에 의해 계측된, 상기 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터를 취득하는, 교정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 거리 데이터는, 상기 외부 거리 센서 및 상기 제1 기준물이 존재하는 범위의 거리 데이터인, 교정 장치.
  7. 작업 기계에 구비된 차량 탑재 거리 센서의 교정 방법으로서,
    상기 차량 탑재 거리 센서에 의해 상기 작업 기계의 외부의 임의의 위치에 설치된 제1 기준물이 존재하는 범위를 계측하여 제1 거리 데이터를 취득하는 단계;
    상기 제1 기준물과, 위치가 기지인 제2 기준물의 위치 관계를 취득하는 단계; 및
    상기 제1 거리 데이터와 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 차량 탑재 거리 센서의 거리 데이터로부터 상기 좌표계에서의 위치를 계측하기 위해 사용되는 파라미터를 교정하는 단계;
    를 포함하는 교정 방법.
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