WO1991004378A1 - Blade controller of bulldozer - Google Patents

Description

明 細 書

ブル ドー ザの排土扳制御装置

発明の技術分野

こ の発明 は、 ブル ドー ザの排土'扳制御装置 に関 し 、 特 に所定の範囲の水平ま た は任意の傾斜を持つ よ う に投光 器 に よ っ て形成 さ れた光基準面を検知す る と こ ろ の ブル ドー ザに装備 し た レベル検出器 （受光器） か ら の信号 に 基づい て、 平滑整地施工あ る い は敷均 し 作業を行な う た めの ブル ドー ザの排土扳制御装置 に関す る 。

ざ ら に、 前記 レベル検出器 （受光器） に 3 次元位置検 出機能を持たせ る こ と に よ っ て整地あ る い は敷均 し作業 の 出来高管理を行な い得 る よ う に し た ブル ドー ザの排土 板制御装置 に関す る 。

発明 の背景技術

広範囲 に わ た る 整地あ る い は敷均 し に は ブル ドー ザが 使用 さ れ る が、 作業範囲が広範囲であればあ る ほ ど、 仕 上げ面の均平管理、 あ る い は敷均 し層厚の均平管理が重 要 と さ れて い る 。 そ こ で、 従来 は ブル ドー ザに よ る 整地 作業の後に、 そ の都度測量を行な っ て基準面を測量 し な が ら 作業を進め る や り 方が一般的であ っ た。

他方、 近年では作業領域内 に 回転 レ ー ザー投光器を設 置 し て領域内を レ ー ザ光で走査す る こ と に よ り 光に よ る 基準面を形成 し 、 該基準面 に基づい て整地あ る い は敷均 し を行な う 工法 も 開発 さ れて い る 。 こ の工法で は、 投光器を回転 さ せて所定の範囲 に高精 度の水平面ま た は任意の傾斜を有す る光基準面を形成 し —方、 ブル ドー ザに は レ ー ザ光を受光す る 受光器が配設 さ れ、 該受光器を光基準面か ら の レ ベルを検出す る レべ ル検出器 と し て の機能を も た せ る こ と に よ り 、 該 レ ベル 検出器か ら の レベル信号を制御装置に入力 し て 自 動的に ブル ドー ザの排土扳高 さ を制御 し て整地あ る い は敷均 し を行な っ てい た。

し か る に、 上記前者の よ う な測量に よ る 工法では、 多 く の時間 と 人手を要 し、 かつ仕上 り 精度 も 不十分であ つ た 0

他方、 後者の レ ーザ光に よ る光基準面を用 い る 工法で は、 ブル ドー ザの排土板に 直接 レベル検出器を取付けて 排土板の カ ツ テ ィ ン グエ ツ ヂを 目 標標高 と し て制御 し よ う と し てい る た め に、 ト ラ ク タ （ブル ドー ザの本体車両 部） の縦揺れ （ ピ ッ チ ン グ） に伴 っ た排土板の レ ベルの 変化が著 し く 、 レベル検出器の 出力変動 も大 き く な る な どの問題があ っ た。 ま た、 凹凸の大 き な地盤への適用 に あ た っ ては、 作業速度を大 き く 出来な い難点や、 さ ら に 基準光がダ ン プ ト ラ ッ ク 等の施工機械に遮 られ場合、 遮 られる前に与え ら れた信号が継銃さ れてい る た め に、 排 土板の制御量が過度に な り す ぎ る 傾向が生 じ る な どの問 題 ね あ っ た o

ま た、 広大な地域での整地あ る い は敷均 し 作業に お け る 地区割 り や作業優先順序等の管理 は、 従来で は作業者 の経験に頼 る 漠然 と し た も のであ っ た た め、 必ず し も 効 率的ではな か っ た。

発明の概要

本発明 は上記 し た事情に鑑み、 従来技術に お け る 不具 合を解消す る た め に な さ れた も の で あ っ て、 そ の 目 的 と す る と こ ろ は ブル ドー ザの ト ラ ク タ 本体の縱揺れに影響 さ れずに平滑な整地あ る い は敷均 し 作業を高精度で効率 良 く 行な う こ と がで き る よ う に し た ブル ドー ザの排土扳 制御装置を提供す る こ と であ る 。

本発明の も う 一つ の 目 的は、 排土板の押土量に影響 さ れずに仕上面の均一平滑管理や敷均 し層厚の均一平滑管 理を高精度にかつ短時間に行な う こ と がで き る よ う に し た ブル ドー ザの排土扳制御装置を提供す る こ と であ る 。

上記諸 目 的を達成す る た め に、 本発明 の第 1 態様 に よ れば、 ブル ドー ザの排土扳高 さ を 自動的 に制御 し て整地 あ る い は敷均 し を行な う た め に、 所定の範囲 に水平ま た は任意の傾斜を持つ光基準面を形成す る よ う に前記ブル ドー ザの遠方地に設置 さ れた投光手段 と 、 該投光手段か ら の光基準面を検知 し 、 レベル信号を 出力す る よ う に前 記ブル ドー ザの ト ラ ク タ 本体に装備 さ れた受光手段 と 、 そ し て該受光手段か ら の レベル信号を入力 し 、 前記 ブル ドー ザの排土扳を作動す る 油圧弁ァ ク チ ユ エ 一 夕 を制御 す る 手段 と を有す る ブル ドー ザの排土扳制御装置 に お い て、 前記受光手段が前記 ト ラ ク タ 本体の前後方向 に互に 間隔を置い て設置 さ れた少な く と も 2 個の受光器 と 、 そ し て こ れ ら の受光器か ら の 出力信号に従 っ て前記油圧弁 ァ ク チ ユ エ一 夕 を制御す る 排土扳 コ ン ト ロ ー ラ と を含む こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土扳制御装置が提供 さ れ る 。

本発明の第 2 態様に よ れば、 上記第 1 態様に記載の排 土板制御装置であ っ て、 前記投光手段が 2 台の投光器を 含み、 そ し て前記受光器の それぞれが前記 ト ラ ク タ 本体 の 3 次元位置を検出す る 3 次元位置検出機能を持ち 、 さ ら に前記排土扳コ ン ト ロ ー ラ が、 前記受光器の各々 か ら 出力 さ れた レベル信号を受けて作業の 出来高デー タ を求 め る 位置計測 コ ン ト ロ ー ラ か ら の 出力信号に基づいて前 記油圧弁ァ ク チ ユ エ一 夕 制御す る こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土扳制御装置が提供 さ れる 。

本発明の第 3 態様に よれば、 前記第 1 態様に記載の排 土板制御装置であ っ て、 前記油圧弁ァ ク チ ユ エ — タ の ス 卜ロ ー ク を検出 し 、 そ の検出値を信号化 し て前記排土扳 制御装置へフ ィ 一 ドバ ッ ク す る シ リ ン ダス ト ロ 一 ク セ ン サを さ ら に含む こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土扳制 御装置が提供 さ れ る 。

本発明 の第 4 態様に よ れば、 前記第 2 態様に記載の排 土板制御装置であ っ て、 前記受光器を有す る ブル ド ーザ 側に は無線器お よ び車載モニ タ が設置 さ れてお り 、 一方 前記投光器を有す る 地上局側に は無線機およ び地上局モ 二 夕 が設置 さ れてい る こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排 土板制御装置が提供 さ れ る 。

上記各態様を有す る 本発明 に よ れば、 レ ベル検出器 (受光器） が'投光器に よ っ て形成 さ れ る 光基準面を検知 し 、 レ ベル信号を出力す る と 、 排土扳 コ ン ト ロ ー ラ が レ ベル信号の値に対応 し た排土扳フ レ ー ム の傾斜角 を決定 し 、 シ リ ン ダ · ス ト ロ ー ク の変更を 自動的に行な う た め に、 ト ラ ク タ の縦揺れに影響 さ れずに平滑に所定の整地 作業が行な う こ と がで き る と 共に、 受光器を ト ラ ク タ 本 体の前後方向 に互に 間隔を置い て少な く と も 2 個設け た こ と に よ り 、 ブル ドー ザの上記制御を精度を よ く 行な う こ と がで き る。

さ ら に、 3 次元位置検出機能を も っ た レベル検出器

(受光器） を ト ラ ク タ 側に こ れの前後方向 に互に離間 し て少な く と も 2 個有 し、 所定の 出来高管理が 自動的 に行 な え る よ う に し た ので、 作業範囲が広範囲に わ た る 整地 あ る い は敷 き な ら し を行な う 工法では、 排土板の押土量 に影響さ れずに仕上げ面の均平管理や敷 き な ら し層厚の 均平管理等を高精度に短時間で実施で き る 利点があ る 。 前記な ら びに他の本発明の 目 的、 態様、 そ し て利点は 本発明の原理に合致す る 好適な具体例が実施例 と し て示 さ れてい る 以下の記述お よ び添附の 図面に関連 し て説明 さ れ る こ と に よ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら か に な る であ ろ う 。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の第一具体例を示す全体構成説明図で あ り 、

第 2 図は本発明の制御 シ ス テムを示すプ ロ ッ ク 図であ 、

第 3 図 は前記第 1 具体例の制御方式の フ ロ ー チ ヤ 一 ト であ り 、

第 4 図 は本発明 の第二具体例を示す全体構成説明図で あ り 、

第 5 図 は第二具体例に お け る 投光及び受光器の平面位 置を示す X - Y座標軸系図であ り 、

第 6 図 は受光器の構成を示す概略斜示図であ り 、 第 7 A 図及び第 7 B 図 はそれぞれ第二具体例 にお け る 作業の 出来高を算出す る 方法の説明図であ り 、

第 8 図 は作業の 出来高を記億す る 方法の説明図であ り 第 9 図は作業の 出来高を表示す る方法を示す図であ り 第 1 0 図 は第二具体例の制御 シ ス テム を示すブロ ッ ク 図であ り 、

第 1 1 図 は作業の 出来高を示す等高線地図であ り 、 そ し て、

第 1 2 図及び第 1 3 図 はそれぞれ第 1 1 図の Α = Α ' 線に沿 つ た断面図を示す線図であ る 。 好ま し い具体例の詳細な説明

以下、 添付の 図面に関連 し て本発明の二つ の好ま し い 具体例を説明す る 。

先ず第 1 図乃至第 3 図 に関連 し て本発明の第 1 具体例 が説明 さ れ る 。

第 1 図 に基づ き 本発明 の具体例を詳述す る と 、 ブル ド 一ザの ト ラ ク タ 本体 1 側の前部 A 、 後部 B の 2 個所に レ 一ザ光に よ る レベル検出がで き る 受光器 2 , 3 が各 々 搭 載 さ れてい る 。 他方、 ブル ドー ザの遠方地に設置 し た投 光器 4 は、 架台 5 上に載置 さ れてい る 。 該投光器 4 は任 意の角度に 回転で き る 構造 と な っ てお り 、 整地区域の所 定の範囲 に水平な光基準面 6 を形成す る こ と がで き る 。 ま た、 該投光器 4 は整地区域の範囲内 に お い て傾斜をつ け た整地面、 例え ば法面等を敷均 しす る 場合は、 そ の傾 斜角 と 同一の光基準面 も形成す る こ と がで き る 。 こ の よ う な特性を も っ た投光器 4 か ら の光基準面 6 に よ っ て、 水平に整地す る ケ ー ス を こ こ では説明す る。

今、 作成 さ れた光基準面 6 上の レ ー ザ光は、 ト ラ ク タ 本体 1 上の 2 個の受光器 2 およ び 3 に よ り 受光 さ れ る。 こ の時、 ト ラ ク タ 本体 1 上の受光器 2 と 受光器 3 と か ら 形成 さ れる 受光器間の基準面 7 か ら受光点 C お よ び ま での距離を各々 h _F お よ び h _R と し、 受光器 2 , 3 間の 距離を £ 1 と すれば、 ト ラ ク タ 本体 1 の前後方向の光基 準面 6 に対す る 傾斜角 Θ は次式で示 さ れ る 。 h 一 h

θ a η ① 次に整地す る 作業方式につ いて詳述す る が、 今、 ト ラ ク 夕 本体 1 の 中心点 0 と排土扳 8 と の フ レ ー ム 9 の長 さ を £ 2 と し 、 排土扳 8 に よ り 整地すべ き 目標標高面を 10 と す る。 ま た、 ト ラ ク タ 本体 1 の接地面 1 1 と し 、 該接 地面 1 1 と ト ラ ク タ 本体 1 の 中心点 0 と が垂直に交差す る 点を 0 ' と す る 。 さ ら に、 排土扳 8 の 中心点 （ フ レ ー ム 9 と の排土扳 8 と の交点） を Ν と し、 0 ' 点 と 目 標標 高面 1 0 ま で の距離を h とす る 。 な お、 目標標高線 1 0 は水平 と し 、 光基準面 6 と平行であ る 。 説明の都合上、 光基準面 6 と 平行で、 ト ラ ク タ 本体 1 の 中心点 0 を通る 仮想の光基準面 6 ' を想定す る と と も に、 該光基準面 6 ' がフ レ ー ム 9 が接地面 1 1 と 平行に な っ てい る 状態 で の排土板 8 と交わ る 点を Mと す る 。

目標檫高面 1 0 に整地す る に は、 排土板 8 は 8 ' の位 置 に な る ま で該排土板 8を シ リ ン ダ 1 2 に よ り 制御する が、 排土扳 8力《 8 ' の位置での排土扳 8 と フ レ ー ム 9 と の交点を N ' と すれば、 0 ' 点 と 目標標高面 1 0 と の距 離 h は、 排土扳 8上の点 Mと排土扳 8 ' 上の点 N ' と の 鉛直距離 と 同値 と な る 。 該距離 h は、 光基準面 6 か ら 目 標標高面 1 0 ま での距離 H と受光器間の基準面 7 か ら接 地面 1 1 ま での距離 h _c お よ び h _F 、 h R 、 0 等 に よ り 適 求め り 不 る 。 さ ら に、 ト ラ ク タ 本体 1 上の 2個の受光器 2 , 3 に よ り.求めた ト ラ ク タ 本体 1 の傾斜角 0 は M O Nで示 さ れ る こ と か ら 、 排土板 8上の点 N と 排土扳 8 ' 上の点 N ' と の鉛直距離 （ こ れを厶 h と す る ） は、

△ h = h - j? ₂ s i n 0 …②

で示 さ れ る 。

よ っ て、 A h だけ排土板 8 を下げ る よ う に フ レ ー ム 9 の傾斜角 を シ リ ン ダ 1 2 に よ り 制御すれば良い。

次に、 シ リ ン ダ 1 2 を制御す る 方式につ い て第 2 図 に 基づ き 説明す る 。

投光器 4 か ら発せ ら れた レ ー ザ光を 2 個の受光器 2 , 3 に て受光 し た後、 上述 し た式①、 ②に よ り 求め る べ き 値を排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 に て計算す る 。 同時に該排 土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 力、 ら は油圧弁ァ ク チ ユ エー タ 1 4 に制御すべ き 指令値 （例え ば△ h量） を与え、 こ れに よ つ て排土扳 8が、 第 1 図中 に示すフ レ ー ム 9 の傾斜角 ま で下降す る 。 該排土扳 8 の下降量は、 シ リ ン ダ 1 2 に 内蔵の シ リ ン ダス ト ロ ー ク セ ン サ 1 5 に よ り ス ト ロ ー ク 量を測定 し て排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 に送出 さ れ、 該排 土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 に て所期の 目標標高面 1 ◦ に な る ま で制御す る 。 該排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 に て制御 さ れ てな る フ ロ ー の一例を第 3 図に示す。 具体的 に は、 図に 示すよ う な動作に て繰 り 返 し処理がな さ れて い る 。

続い て、 本発明 の第二具体例を第 4 図乃至第 1 3 図 に 関連 し て説明す る 。 第一具体例に お け る 要素 と 同一の要 素は同一符号で示 さ れてお り 、 従 っ てそ れ ら の説明 は重 複を避け る た め に省略す る 。

第 2 具体例の全体構成を示す第 4 図に お い て G は地上 局側、 Wは ブル ド一ザ側を示 し てい る 。

ま ず、 地上局 G側に距離 L だけ離 し た 2 個所の基準位 置に各々 投光器 4 1 ， 4 2 を設置す る 。 該 2 台の投光器

1 , 4 2 の ほ ぽ中間位置 に基準方位検出用 の基準受光 器 S を設置す る。

他方、 ブル ドー ザ側 Wに おいて は、 そ の本体車両であ る ト ラ ク タ 本体 1 側の排土扳 8 に近接す る 個所に受光器 2 0 を、 後部に受光器 3 0 を配設す る 。 又、 ト ラ ク タ 本 体 1 部に は、 無線機 3 、 排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 、 車載 モニ タ 2 2 お よ び位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 が配設 し て あ 。

な お、 ブル ド一ザの各部名称につ い て は本発明 と は直 接かかわ ら な い ので、 省略す る が、 排土扳 8 は、 排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 の指令に よ り 油圧弁ァ ク チ ユ エ一 夕 1 4 を作動 し、 シ リ ン ダス ト ロ ー ク セ ンサ （不図示） 内蔵の 油圧 シ リ ン ダ 1 2 の シ ン ダス ト ロ ー ク 量に従 っ て動作 し て い る 。

さ ら に地上局 G側に は、 ブル ドー ザ側 W と の信号を受 光す る無線機 2 4 と 地上局モニ タ 2 5 が設置 し てあ る 。

以上の構成に お い て、 2 台の投光器 4 i ， 4 2 と 基準 受光器 S 、 2 個の受光器 2 0 , 3 0 と に よ り ブル ドー ザ の整地区域面内での、 該投光器 4 , ， 4 2 を基準 と し た 該受光器 2 0 , 3 0 の位置、 すな わ ち ブル ドー ザの作業 位置を求め る 方法につ い て説明す る 。

説明の都合上、 地上局 G側に お け る 図中左側の投光器 4 1 を基準点 と し て、 他方の投光器 4 ₂ 、 基準投光器 S お よ び ト ラ ク タ 本体 1 上の受光器 2 0 , 3 0 の 位置関係 を X — Y座標系 に転換す る 。 X — Y座標系 に て配置 さ れ た投光、 受光器間の位置関係を第 5 図に示す。

図の よ う に各投光器 4 , , 4 2 を基準受光器 S か ら受 光器 2 0， 3 0 の方位に 向か っ て、 回転す る 角度が小 さ く な る よ う に回転 さ せ る 。 即ち 、 投光器 4 は反時計回 り に、 投光器 4 ₂ は時計回 り に 回転 し てい る 。

こ の時、 投光器 4 に て出射 さ れた レ ー ザ光に よ り 形 成 さ れ る 光基準面 と 、 こ の投光器 4 ₂ に よ り 形成 さ れ る それ と が、 同一の高 さ や傾 き を有す る 様に形成す る 。 こ の よ う な状態に おい て、 投光器 4 ί , 4 ₂ か ら 出射 さ れ た レ ー ザ光を基準受光器 S に て各々 受光す る が、 該基準 受光器 S に て受光 し た後、 次に受光す る ま での時間、 即 ち 回転周期 （ こ れを各々 T a 、 T b と す る ） を地上局モ 二 夕 2 5 (第 4 図中） に て計測 し 、 そ の時間を無線機 21, 2 4 (第 4 図中） に て地上局 G 側よ り 、 ブル ドー ザ W側 に伝送す る。 該回転周期 （ T a 、 T b ) は 、 位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 (第 4 図中） に記憶 さ れ る 。 な お、 ρΰ投光器 4 i , 4 2 間の距離 L 及び該投光器 4 ι , 4 2 と 基準受光器 S と の なす角△ α 、 厶 ；3 は光波 測距儀 に よ り 予 じ め計測 し 、 卜 ラ ク タ 本体 1 上の位置計 測 コ ン 卜 cr — ラ 2 3 に記億 さ せて お く 。

さ ら に 、 両投光器 4 1 , 4 2 か ら の レ ー ザ光を基準受 先 S に て受光 し た後 、 一方の受光器 2 0 に て受光す る ま での時間 [ こ れを （ t a ι b ） と す る ] と 、 他 方の受光器 3 0 に て受光す る ま での時間 [ こ れを （ ta₂ t b 2 ) と す る ] は、 地上局乇二 夕 2 5 (第 4 図中） に よ り 基準受光器 S が受光 し た 夕 ィ ミ ン グを ト リ ガー と し て、 そ の情報を無線機 2 4 に よ り プル ド ー ザ W側に連絡 し た後、 位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 に よ り 該時間 （ t a 1 t b a 2 » t b 2 ) を力 ゥ ン ト す る と と も に記憶 す る

位置計測 コ ン ト D ラ 2 3 に記憶 さ れた時間 （ T a , T b ， t a 1 , t b 1 , t a 2 , t b ₂ ) 角度

△ β ：) 、 距離 （ L ) 情報を も と に次の①〜④式に よ り 第 5 図 に 受允 0， 3 0 の角度 α ι , a 2 . β 2 . β 2 及び座標 （ X 2 0 、 Y 2 0 ) 、 （ X 3 0、 Υ 2 0 ) を該位置 計測 コ ン ト ー ラ 2 3 に て算出す る 。

a 1 = 2 · t a 1 / T a …①

I β ^ = 2 π * t b 2 / T b

a 2 = 2 ΤΓ ♦ t a 2 / T a ②

β 2 π b Ζ Τ b ) )

…③

…④ 次に ブル ドー ザに よ る 整地区域内の 出来高を求め る 方 法につ い て説明す る 。

第 4 図中 に示 し た受光器 2 0 , 3 0 は第 6 図 に示す よ う に、 高 さ 方向 に複数個の受光素子 （図中①、 ②… … 、 η ) が配列 さ れてお り 、 どの素子に レ ー ザ光 （矢印） 力 あ た っ て い る かで受光 し た高 さ が検出で き る 。

従 っ て、 第 7 Α図 に示すよ う に、 ト ラ ク タ 本体 1 が、 整地面 1 1 上をあ る 傾斜を も っ て排土扳 8 に よ り 押土 し てい る 場合、 ト ラ ク タ 本体 1 に 固定 さ れた受光器 2 0 , 3 0 は、 光基準面 6 に対 し て角度 0 だけ傾斜 し た受光素 子 に て検出 さ れ る こ と に な る 。

今、 第 7 Α図に示すよ う に ト ラ ク タ 本体 1 の車体中心 を 0 と し 、 車体中心 0 の水平方向 に位置す る 受光器 2 0 , 3 0 の取付部を CM , Q ₂ 、 車体中心 0 か ら 接地面 1 1 に対 し て垂線を降ろ し そ の交点を 0 ' と す る 。

さ ら に、 〜 2 0 の距離を , Q 2 〜 3 0 の距離 を Z ₂ 、 光基準面 6 か ら接地面 1 1 の点 0 ' ま での垂直 距離を H ' と すれば、 第 7 A図は第 7 B 図に示す様な模 式図 に て表現 さ れる 。

よ っ て、 第 7 B 図の幾何学的な関係か ら光基準面 6 と 接地面 1 1 上の点 0 ' と の距離 H ' 、 車体中心 0 の位置 は次の よ う に求め ら れ る。 な お、 点 Q , , Q 2 か ら光基 準面 6 に対 し て垂直な交点を 2 0 ' , 3 0 ' と し 、 点 0 ' か ら 光基準面 6 に向 っ て垂線を降ろ し た時に線分 Q 1 , Q 2 と 交わ る 点を R と す る 。

こ こ で、 Z , Z ₂ は受光器 2 0 , 3 0 よ り 検出 さ れ 線分 0 Q 0 Q 0 0 ' は既知であ り 、 角度 0 が微 小な ので

2 0 Q 1 ^ 2 0 ' Q i ' 、 0 Q

3 0 ' Q 0 0 ' R 0 ' と すれば、

Z 1 + Z 2

H ' - + 0 0 '

Z

7よ る 0

さ ら に車体中心 0 は線分 Q 2 の 中点 と考え る こ に よ り 、 座票 （ χ ο 、 y o ) で示す と 、

X 2 0 十 X 3 0

X 0 =

2 y 2 o + y 3 0

y o ⑥

2

と な る 。

以上述べて き た よ う な方法に よ り 、 位置計測 コ ン ト 口 ー ラ 2 3 内 に て、 投光器 4 ι , 4 2 に対す る ブル ドー ザ の平面位置 （座標） お よ び光基準面 6 に対す る 整地面の 高 さ デー タ が算出 さ れ、 こ れを基に整地区域内の各地点 に お け る 出来高デー タ [ こ れを （ x 、 y 、 H ' ) で示す ] が換算 さ れ る こ と に な る 。

次に、 出来高デー タ （ x、 y 、 H ' ) を基に 出来高デ 一 夕 の管理方法につ い て説明す る 。 な お、 今整地す る 区 域が四角面区域 と すれば、 第 8 図に示すよ う に、 整地区 域内を X 方向を X 1 X n 、 y 方向 t y 1 y 2 n の各ブ ロ ッ ク に分けて各 ブ ロ ッ ク 内 に お い て求め ら れた 出来高デー タ （ x i 、 y i 、 h i j ) は、 位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 に 内蔵 （又は別途記憶装置を設けて も良い） の記憶装置 に、 2 次元配列デー タ と し て記憶 さ れ る 。 こ こ で、 i 、 j = 1 …… n であ る 。 該 2 次元配列デー タ は 第 9 図 に示すよ う な 出来高の高低 （高… 出来高量大、 低… 出来高量少） を、 濃淡 （濃… 出来高量大、 淡… 出来 高量少） パ タ ー ン の如 く 画像情報 と し て、 位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 に て変換 も で き る 。

な お、 該 2 次元配列デー タ は さ ら に第 1 1 図、 第 1 2 図 に示すよ う に 出来高 （作業後の地形） を等高線地図や 任意の方向 に お け る 断面図 に も変換で き る 。

れは第 1 1 図の場合、 目 標高を基準に し て現地形が 凹か凸かを表示 し て、 例え ば①、 ②領域を掘削 し て③領 域に敷均せ ！ " と い う よ う な作業の ア シ ス 卜 に利用す る 。

ま た、 第 1 2 図 に示す断面図か ら 目標に対す る 凸部分 (凹部分） の面積が求め ら れ る が、 こ れを所定領域内で 複数断面分につ い て積分す る こ と に よ り 所要土工量 も求 め ら れ る 。 な お、 目標高は第 1 3 図の よ う に 内部演算で 仮想的 に変え る こ と も可能であ る 。

れ ら の画像情報は車載モニ タ 2 2 に表示す る こ と も で き る o ま 7^ 、 同時に 出来高デー タ は無線機 2 1 ， 2 4 に よ り 地上局側 G に伝送 さ れて地上局モニ タ 2 5 で も記 憶や表示がで き る 。

以上述べて き た本発明の シ ス テム につ いて、 そ の ブ ロ ッ ク 図を第 1 0 図に示す。

ブ ロ ッ ク 図内の地上局側 と ブル ドー ザ側 と の信号伝送 等につ い ては詳述 し た の で、 こ こ では省略す る が、 位置 計測 コ ン ト 口 一 ラ 2 3 に て出来高デー タ が求め ら れ、 そ の デ一 夕 に基づ き 、 更に押土作業等が必要な場合で は、 該位置計測 コ ン ト ロ ー ラ 2 3 力、 ら排土扳 コ ン ト ロ ー ラ 1 3 に押土指令が出力 さ れ る。 こ の指令を受けて排土板 コ ン 卜 口 ー ラ 1 3 は、 油圧弁ァ ク チ ユ エ一 夕 1 4 (第 4 図中） を指令 し て油圧 シ リ ン ダ 1 2 に よ り 排土扳 8 を制御 し つ つ、 適切な押土作業を進め る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 .ブル ドー ザの排土扳高 さ を 自 動的 に制御 し て整地あ る い は敷均 し を行な う た め に、 所定の範囲 に水平ま た は任 意の傾斜を持つ光基準面を形成す る よ う に前記 ブル ドー ザの遠方地に設置 さ れた投光手段 と 、 該投光手段か ら の 光基準面を検知 し 、 レベル信号を 出力す る よ う に前記 ブ ル ドー ザの ト ラ ク タ 本体に装備 さ れた受光手段 と 、 そ し て て該受光手段か ら の レ ベ ル信号を入力 し 、 前記 ブル ド 一ザの排土扳を作動す る 油圧弁ァ ク チ ユ エー タ を制御す る 手段 と を有す る ブル ドー ザの排土扳制御装置 に お い て、 前記受光手段が前記 ト ラ ク タ 本体の前後方向 に互 に 間隔 を置い て設置 さ れた少な く と も 2 個の受光器 と 、 そ し て こ れ ら の受光器か ら の 出力信号に従 っ て前記油圧弁ァ ク チ ユ エ 一 夕 を制御す る 排土扳 コ ン ト ロ ー ラ と を含む こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土板制御装置。

2 .第 1 請求項に記載の排土板制御装置であ っ て、 前記投 光手段が 2 台の投光器を含み、 そ し て前記受光器の そ れ ぞれが前記 ト ラ ク タ 本体の 3 次元位置を検出す る 3 次元 位置検出機能を持ち 、 さ ら に前記排土扳 コ ン ト ロ ー ラ が、 前記受光器の各 々 か ら 出力 さ れた レベル信号を受けて作 業の 出来高デー タ を求め る 位置計測 コ ン ト ロ 一 ラ か ら の 出力信号に基づい て前記油圧弁ァ ク チ ユ エ 一 タ 制御す る こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土扳制御装置。

3 .第 1 請求項に記載の排土扳制御装置であ っ て、 前記油 圧弁ァ ク チ ユ エ 一 夕 の ス ト ロ ー ク を検出 し 、 そ の検出値 を信号化 し て前記排土扳制御装置へフ ィ 一 ドバ ッ ク す る シ リ ン ダス ト ロ ー ク セ ン サを さ ら に含む こ と を特徴 と す る ブル ドー ザの排土扳制御装置。

4 .第 2 請求項に記載の排土扳制御装置であ っ て、 前記受 光器を有す る ブル ドー ザ側に は無線器お よ び車載モニ タ が設置 さ れてお り 、 一方、 前記投光器を有す る 地上局側 に は無線器お よ び地上局モニ タ が設置 さ れてい る こ と を 特徴 とす る ブル ドー ザの排土板制御装置。