控制装置及控制方法
阅读说明:本技术 控制装置及控制方法 (Control device and control method ) 是由 皆川真范 大山康博 丁琦 于 2018-10-03 设计创作,主要内容包括:一种控制装置,对具备工作装置的作业车辆进行控制,具备:路径获取部,其获取搬运车辆的行驶路径;区域设定部,其沿行驶路径设定限制工作装置侵入的限制区域;信号输出部,其基于限制区域与工作装置之间的关系,输出控制作业车辆或搬运车辆的信号。(A control device for controlling a work vehicle equipped with a work implement, comprising: a route acquisition unit that acquires a travel route of a transport vehicle; an area setting unit that sets a restriction area for restricting intrusion of the work implement along the travel path; and a signal output unit that outputs a signal for controlling the work vehicle or the transport vehicle based on a relationship between the work implement and the restricted area.)
技术领域
本发明涉及一种在配备作业车辆和搬运车辆的作业现场控制作业车辆或搬运车辆的控制装置及控制方法。
本申请针对2017年10月4日于日本提出申请的日本特愿2017-194689号主张优先权,在此援引其内容。
背景技术
专利文献1公开了如下技术:检测向作业车辆的作业区域内进入的进入物,并基于检测到的进入物的位置限制工作装置回转动作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-21290号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
另一方面,如果仅是专利文献1记载的控制的话,在工作装置位于搬运车辆的停止位置附近时,因为不限制回转动作,所以作业车辆的操作员一边注意搬运车辆一边操作作业车辆,有可能降低生产性。因此,希望在搬运车辆进入作业车辆的作业半径内前,控制工作装置或搬运车辆。
本发明的目的在于提供一种控制工作装置或搬运车辆以不使工作装置与搬运车辆接触的控制装置及控制方法。
用于解决技术问题的手段
根据本发明的第一方式,控制装置是对具备工作装置的作业车辆进行控制的控制装置,具备:路径获取部,其获取搬运车辆的行驶路径;区域设定部,其沿所述行驶路径设定限制所述工作装置侵入的限制区域;信号输出部,其基于所述限制区域与所述工作装置之间的关系,输出控制所述作业车辆或所述搬运车辆的信号。
发明效果
根据上述方式,控制装置能够控制工作装置或搬运车辆以使工作装置与搬运车辆不接触。
附图说明
图1是表示第一实施方式的远程操作系统的构成的示意图。
图2是第一实施方式的远程作业车辆的外观图。
图3是表示第一实施方式的管理装置的构成的示意框图。
图4是表示行驶路径的例子的图。
图5是表示第一实施方式的远程驾驶室的控制装置的构成的示意框图。
图6是表示限制区域的例子的图。
图7是表示限制区域的截面的例子的图。
图8是表示第一实施方式的远程驾驶室的控制装置所进行的限制区域的设定方法的流程图。
图9是表示第一实施方式的铲斗位置与限制之间的关系的图。
图10是表示第二实施方式的远程驾驶室的控制装置的构成的示意框图。
具体实施方式
<第一实施方式>
[远程操作系统]
图1是表示第一实施方式的作业系统的构成的示意图。
作业系统1具备通过远程操作而动作的作业车辆100、一个或多个搬运车辆200、管理装置300和对作业车辆100进行远程操作的远程驾驶室500。
搬运车辆200基于从管理装置300接收到的路线数据(例如速度信息、无人搬运车应进入的坐标)进行无人行驶。搬运车辆200和管理装置300通过经由访问点360的通信进行连接。管理装置300从搬运车辆200获取车辆的位置以及方位,并基于它们生成搬运车辆200行驶所用的路线数据。管理装置300将路线数据发送到搬运车辆200。搬运车辆200基于接收到的路线数据进行无人行驶。也就是说,作业系统1具备由搬运车辆200和管理装置300构成的无人搬送系统。注意,第一实施方式的作业系统1具备无人搬送系统,但在其他实施方式中,也可以对一部分或全部的搬运车进行有人驾驶。在该情况下,管理装置300不需要进行与路线数据及装载有关的指示的发送,但获取搬运车的位置及方位。
作业车辆100根据从远程驾驶室500发送来的操作信号而进行远程操作。作业车辆100和远程驾驶室500通过经由访问点360的通信进行连接。远程驾驶室500的控制装置540从操作员接受作业车辆100的操作,并将操作信号发送到作业车辆100。作业车辆100根据从远程驾驶室500接收到的操作信号进行动作。也就是说,作业系统1具备由作业车辆100和远程驾驶室500构成的远程驾驶系统。
作业车辆100以及搬运车辆200设置于作业现场(例如,矿山、采石场)。远程驾驶室500设置在离开作业车辆100以及搬运车辆200的地点(例如,市区、作业现场内)。
[搬运车辆]
第一实施方式的搬运车辆200是具备倾卸车身的越野自卸卡车。注意,其他实施方式的搬运车辆200也可以是自卸卡车以外的搬运车。
搬运车辆200具备位置方位运算器210以及控制装置220。位置方位运算器210运算搬运车辆200的位置以及方位。位置方位运算器210具备从构成GNSS(Global NavigationSatellite System:全球导航卫星系统)的人工卫星接收定位信号的两个接收器。作为GNSS的例子,可列举GPS(Global Positioning System:全球定位系统)。两个接收器分别设置在搬运车辆200的不同位置。位置方位运算器210基于接收器接收到的定位信号,检测搬运车辆200在现场坐标系中的位置。位置方位运算器210使用两个接收器接收到的各定位信号运算搬运车辆200朝向的方位作为一个接收器的设置位置与另一个接收器的设置位置的关系。注意,在其他实施方式中,不限于此,例如搬运车辆200可以具备惯性计测装置(IMU:Inertial Measurement Unit),基于惯性计测装置的计测结果而运算方位。在该情况下,可以基于搬运车辆200的行驶轨迹来校正完成计测装置的偏差。在使用惯性计测装置运算方位的情况下,使搬运车辆200具备运算装置即可。
控制装置220将位置方位运算器210检测到的位置以及方位发送到管理装置300。控制装置220从管理装置300接收路线数据及排土指示、向装载点P3靠近的靠近指示以及从装载点P3起步的起步指示。控制装置220根据接收到的路线数据使搬运车辆200行驶,或者根据排土指示使搬运车辆200的倾卸车身上下。
[作业车辆]
图2是第一实施方式的作业车辆的外观图。
第一实施方式的作业车辆100是液压挖掘机。注意,其他实施方式的作业车辆100可以是液压挖掘机以外的作业车辆。
作业车辆100具备通过液压而工作的工作装置110、支承工作装置110的回转体120和支承回转体120的行驶体130。
工作装置110具备大臂111、小臂112、铲斗113、大臂缸114、小臂缸115、铲斗缸116、大臂角度传感器117、小臂角度传感器118和铲斗角度传感器119。
大臂111的基端部经由销安装于回转体120的前部。
小臂112将大臂111与铲斗113连结。小臂112的基端部经由销安装于大臂111的前端部。
铲斗113具备用于挖掘砂土等的斗齿和用于搬运所挖掘的砂土的容器。铲斗113的基端部经由销安装于小臂112的前端部。
大臂缸114是用于使大臂111工作的液压缸。大臂缸114的基端部安装于回转体120。大臂缸114的前端部安装于大臂111。
小臂缸115是用于使小臂112工作的液压缸。小臂缸115的基端部安装于大臂111。小臂缸115的前端部安装于小臂112。
铲斗缸116是用于使铲斗113工作的液压缸。铲斗缸116的基端部安装于大臂111。铲斗缸116的前端部安装于铲斗113。
大臂角度传感器117安装于大臂111,检测大臂111的倾斜角。
小臂角度传感器118安装于小臂112,检测小臂112的倾斜角。
铲斗角度传感器119安装于铲斗113,检测铲斗113的倾斜角。
第一实施方式的大臂角度传感器117、小臂角度传感器118及铲斗角度传感器119检测相对于地平面的倾斜角。注意,其他实施方式的角度传感器不限于此,也可以检测相对于其他基准面的倾斜角。例如,在其他实施方式中,角度传感器可以检测以安装部为基准的相对角,也可以通过计测各缸的行程并将缸的行程转换成角度而检测倾斜角。
回转体120具备驾驶室121。在驾驶室121的上部设置有拍摄装置122。拍摄装置122设置在驾驶室121内的前方且上方。拍摄装置122通过驾驶室121前表面的前玻璃而拍摄驾驶室121的前方。作为拍摄装置122的例子,例如可列举使用CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)传感器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)传感器的拍摄装置。注意,在其他实施方式中,拍摄装置122也可以不必设置于驾驶室121,拍摄装置122只要设置在至少能够拍摄到作业对象物和工作装置110的位置即可。
作业车辆100具备拍摄装置122、位置方位运算器123、倾斜计测器124、控制装置125。
位置方位运算器123运算回转体120的位置以及回转体120朝向的方位。位置方位运算器123具备从构成GNSS的人工卫星接收定位信号的两个接收器1231。两个接收器1231分别设置在回转体120的不同位置。位置方位运算器123基于接收器1231接收到的定位信号,检测现场坐标系中的回转体120的代表点(回转体120的回转中心)的位置。
位置方位运算器123使用两个接收器1231接收到的各定位信号运算回转体120朝向的方位,作为一个接收器1231的设置位置与另一个接收器1231的设置位置的关系。
倾斜计测器124计测回转体120的加速度以及角速度,并基于计测结果检测回转体120的姿态(例如,横摆角、俯仰角、偏航角)。倾斜计测器124例如设置在回转体120的下表面。倾斜计测器124例如能够使用惯性计测装置(IMU:Inertial Measurement Unit)。
控制装置125将拍摄装置122拍摄到的图像、回转体120的回转速度、位置以及方位、大臂111、小臂112以及铲斗113的倾斜角、行驶体130的行驶速度、以及回转体120的姿态发送到远程驾驶室500。以下,将图像、回转体120的回转速度、位置以及方位、大臂111、小臂112以及铲斗113的倾斜角、行驶体130的行驶速度、以及回转体120的姿态都称为车辆信息。注意,其他实施方式的车辆信息不限于此。例如,其他实施方式的车辆信息可以不包含回转速度、位置、方位、倾斜角、行驶速度、姿态中的任一者,也可以包含由其他传感器检测到的值,还可以包含从检测到的值运算出的值。
控制装置125从远程驾驶室500接收操作信号。控制装置540根据接收到的操作信号,使工作装置110、回转体120或行驶体130动作。
[管理装置]
图3是表示第一实施方式的管理装置的构成的示意框图。
管理装置300对搬运车辆200的行驶进行管理。
管理装置300是具备处理器3100、主存储器3200、存储器3300、接口3400的计算机。存储器3300存储程序p3。处理器3100从存储器3300读取程序p3,将其在主存储器3200中展开,并根据程序p3执行处理。管理装置300经由接口3400与网络连接。
存储器3300具有作为行驶路径存储部3301、位置信息存储部3302的存储区域。作为存储器3300的例子,可列举HDD(Hard Disk Drive:硬盘)、SSD(Solid State Drive:固态硬盘)、磁盘、光盘、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory:只读光盘存储器)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory:数字多功能光盘只读存储器)、半导体存储器等。存储器3300既可以是与管理装置300的公用通信线直接连接的内部介质,也可以是经由接口3400与管理装置300连接的外部介质。存储器3300是非临时的有形的存储介质。
图4是表示行驶路径的例子的图。
行驶路径存储部3301针对每台搬运车辆200存储行驶路径R。行驶路径R具有将两个区域A(例如,装载场A1和排土场A2)连结的预先设定的连接路径R1、以及作为区域A内的路径的进入路径R2、靠近路径R3及退出路径R4。进入路径R2是在区域A内中将作为连接路径R1的一端的待机点P1与规定的折返点P2连接的路径。靠近路径R3是将区域A内的折返点P2与装载点P3或排土点P4连接的路径。退出路径R4是将区域A内的装载点P3或排土点P4与作为连接路径R1的另一端的出口点P5连接的路径。装载点P3是通过作业车辆100的操作员的操作而设定的点。折返点P2是由管理装置300根据装载点P3的位置而设定的点。管理装置300从操作员接受装载点P3的坐标所指定的装载点指示信号,并根据装载点指示信号来设定装载点P3。管理装置300每当设定装载点P3时,都计算进入路径R2、靠近路径R3及退出路径R4。
位置信息存储部3302存储各搬运车辆200的位置信息以及方位信息。
处理器3100根据程序p3的执行,具备位置信息收集部3101、行驶路线生成部3102、传送部3103。
位置信息收集部3101经由访问点360从搬运车辆200接收位置信息以及方位信息。位置信息收集部3101将接收到的位置信息以及方位信息存储于位置信息存储部3302。
行驶路线生成部3102基于行驶路径存储部3301所存储的行驶路径和位置信息存储部3302所存储的位置信息及方位信息,生成表示允许搬运车辆200移动的区域的路线数据,并将路线数据发送到搬运车辆200。路线数据例如是表示搬运车辆200能够在一定时间以内以规定的速度行驶且不与其他搬运车辆200的行驶路径重叠的区域的信息。在从远程驾驶室500接收到搬运车辆200的停止信号的情况下,行驶路线生成部3102将该停止信号发送到搬运车辆200。
传送部3103将位置信息收集部3101收集到的搬运车辆200的位置信息发送到远程驾驶室500。传送部3103从远程驾驶室500接收对搬运车辆200的操作信号,并将该操作信号经由访问点360发送到搬运车辆200。对搬运车辆200的操作信号包含进入指示信号、装载完成信号、行驶再开始信号。进入指示信号是向搬运车辆200指示进入到装载点P3的信号。装载完成信号是向搬运车辆200指示因完成装载而从装载点P3退出的信号。行驶再开始信号是将搬运车辆200的停止解除的信号。
[远程驾驶室]
远程驾驶室500具备驾驶座510、显示装置520、第一操作装置530、第二操作装置531、控制装置540。
显示装置520配置在驾驶座510的前方。显示装置520在操作员坐于驾驶座510上时位于操作员的眼前。如图1所示,显示装置520可以由并列的多个显示器构成,也可以由一个大的显示器构成。另外,显示装置520还可以利用投影仪等向曲面或球面投影图像。
第一操作装置530是远程驾驶系统用的操作装置。第一操作装置530接受大臂缸114的操作信号、小臂缸115的操作信号、铲斗缸116的操作信号、回转体120向左右的回转操作信号、用于使行驶体130前进后退的行驶操作信号的输入。第一操作装置530例如由电气式杆以及电气式踏板构成。
第二操作装置531是无人搬送系统用的操作装置。第二操作装置531接受对搬运车辆200的装载点指示信号、进入指示信号、装载完成信号、行驶再开始信号的输入。第二操作装置531例如由触摸板等构成。第二操作装置531将被输入的操作信号发送到管理装置300。
第一操作装置530以及第二操作装置531配置在驾驶座510的附近。第一操作装置530以及第二操作装置531在操作员坐于驾驶座510上时位于操作员能够操作的范围内。
控制装置540使从作业车辆100接收到的图像(例如,动态图像)显示于显示装置520,并将表示对第一操作装置530的操作的操作信号发送到作业车辆100。
图5是表示第一实施方式的远程驾驶室的控制装置的构成的示意框图。
控制装置540是具备处理器5100、主存储器5200、存储器5300、接口5400的计算机。存储器5300存储程序p5。处理器5100从存储器5300读取程序p5,将其在主存储器5200中展开,并根据程序p5执行处理。控制装置540经由接口5400与网络连接。
作为存储器5300的例子,可列举HDD、SSD、磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。存储器5300可以是与控制装置540的公用通信线直接连接的内部介质,也可以是经由接口5400与控制装置540连接的外部介质。存储器5300是非临时的有形的存储介质。
处理器5100根据程序p5的执行,具备车辆信息获取部5101、显示控制部5102、位置信息获取部5103、路径获取部5104、区域设定部5105、工作装置位置确定部5106、限制判定部5107、操作信号输入部5108、操作信号限制部5109、操作信号输出部5110、停止信号输出部5111。
车辆信息获取部5101经由访问点360从作业车辆100获取车辆信息。
显示控制部5102生成用于显示车辆信息获取部5101接收到的车辆信息所包含的图像的显示信号,并将其输出到显示装置520。
位置信息获取部5103从管理装置300获取各搬运车辆200的位置。
路径获取部5104从管理装置300获取各搬运车辆200的行驶路径。
区域设定部5105基于路径获取部5104获取到的行驶路径,设定限制作业车辆100进入的限制区域L。图6是表示限制区域的例子的图。图7是表示限制区域的截面的例子的图。限制区域L是沿装载场A1内的行驶路径R(进入路径R2、靠近路径R3及退出路径R4)延伸的空间,是具有由搬运车辆200的高度H_v和使搬运车辆200的宽度W_v加上规定的宽度(自动驾驶的误差)W_err而得的宽度确定的截面的空间。限制区域L是与挖掘机坐标系有关的空间。即,区域设定部5105基于车辆信息获取部5101获取到的车辆信息将路径获取部5104获取到的行驶路径R从现场坐标系转换为挖掘机坐标系,并基于转换后的行驶路径R来设定限制区域L。注意,在其他实施方式中,规定的宽度也可以不是自动驾驶的误差。另外,在其他实施方式中,也可以将挖掘机坐标系转换为现场坐标系,还可以将挖掘机坐标系转换为轨迹坐标系。
工作装置位置确定部5106基于车辆信息获取部5101接收到的车辆信息,确定铲斗113的最下点的位置。铲斗113的最下点的位置是与作业车辆100的挖掘机坐标系相关的位置。具体而言,工作装置位置确定部5106基于大臂111的倾斜角和已知的大臂111的长度,求出大臂111的长度的垂直方向成分以及水平方向成分。同样地,工作装置位置确定部5106求出小臂112的长度的垂直方向成分以及水平方向成分。工作装置位置确定部5106将从作业车辆100的位置,沿由作业车辆100的方位以及姿态确定的方向,偏离大臂111和小臂112的长度的垂直方向成分之和以及水平方向成分之和的位置,确定为小臂112的前端的位置。工作装置位置确定部5106基于小臂112的前端的位置、铲斗113的倾斜角和已知的铲斗的形状,确定铲斗113的铅垂方向的最下点。
限制判定部5107判定铲斗113的最下点的位置是否位于限制区域内或限制区域的正上方,并且判定铲斗113的最下点的高度是否为限制区域的高度以上。
操作信号输入部5108从第一操作装置530接受操作信号的输入。操作信号包括大臂缸114的操作信号、小臂缸115的操作信号、铲斗缸116的操作信号、回转体120向左右的回转操作信号、用于使行驶体130前进后退的行驶操作信号。
操作信号限制部5109基于限制判定部5107的判定结果来限制输入到操作信号输入部5108的操作信号。具体而言,在利用限制判定部5107判定为铲斗113的最下点的位置位于限制区域内或正上方的情况下,操作信号限制部5109取消将大臂111、小臂112及铲斗113向下方操作的操作信号,并保持铲斗113的最下点的位置。此时,操作信号限制部5109生成操作大臂缸114、小臂缸115及铲斗缸116的操作信号,以使铲斗113的最下点的位置不会因为工作装置110的自重而下降。注意,操作信号限制部5109可以仅收缩大臂缸114,也可以仅收缩小臂缸115,还可以控制大臂缸114和小臂缸115两者。另外,在利用限制判定部5107判定为铲斗113的最下点的高度小于限制区域的高度的情况下,操作信号限制部5109取消将回转体120向限制区域的内侧方向回转的操作信号。
操作信号输出部5110将输入到操作信号输入部5108的操作信号或***作信号限制部5109限制的操作信号输出到作业车辆100。
在利用限制判定部5107判定为铲斗113的最下点的位置位于限制区域内的情况下,停止信号输出部5111将使搬运车辆200停止的停止信号输出到管理装置300。
[方法]
图8是表示第一实施方式的远程驾驶室的控制装置所进行的限制区域的设定方法的流程图。
控制装置540每隔一定时间就执行图8所示的限制区域的设定处理。
位置信息获取部5103从管理装置300获取作业车辆100以及多个搬运车辆200的位置信息(步骤S1)。另外,路径获取部5104从管理装置300获取各搬运车辆200的行驶路径R(步骤S2)。区域设定部5105判定在多个搬运车辆200中,是否存在在装载场A1内行驶的搬运车辆200(步骤S3)。
在存在在装载场A1内行驶的搬运车辆200的情况下(步骤S3:是),区域设定部5105基于在步骤S2中获取的行驶路径R中的与在装载场A1内行驶的搬运车辆200建立了关联的行驶路径R,设定限制区域L(步骤S4)。此时,在多个搬运车辆200在装载场A1内行驶的情况下,针对各搬运车辆200,设定限制区域L。此时,针对虽然位于装载场A1内但是没有行驶的搬运车辆200(例如,停止于装载点P3的搬运车辆200),区域设定部5105是不设定限制区域L的。
例如,区域设定部5105基于搬运车辆200的高度和使搬运车辆200的宽度加上自动驾驶的误差而得的宽度,确定限制区域L的高度以及宽度。并且,区域设定部5105将由使具有所确定高度以及宽度的矩形沿装载场A1内的行驶路径R移动而得的轨迹构成的区域确定为限制区域L。注意,在其他实施方式中,限制区域L的截面不限于矩形。例如,其他实施方式的限制区域L的截面也可以是梯形、半圆等其他形状。
由此,控制装置540能够在装载场A1内设定限制区域L。
在区域设定部5105设定了限制区域L的情况(步骤S4)下,或者在不存在在装载场A1内行驶的搬运车辆200的情况下(步骤S3:否),车辆信息获取部5101经由访问点360从作业车辆100获取车辆信息(步骤S5)。工作装置位置确定部5106基于获取到的车辆信息,确定铲斗113的最下点的位置(步骤S6)。
限制判定部5107判定铲斗113的最下点的位置是否位于限制区域L内(步骤S7)。在铲斗113的最下点的位置位于限制区域L内的情况下(步骤S7:是),停止信号输出部5111向管理装置300发送使与该限制区域建立了关联的搬运车辆200停止的停止信号(步骤S8)。管理装置300如果接收到了停止信号,则将该停止信号输出到停止对象的搬运车辆200。由此,搬运车辆200停止。管理装置300在接收到停止信号的期间,向该搬运车辆200输出使该搬运车辆200停止的操作信号。之后,通过操作员的操作,将行驶再开始信号输入到第二操作装置531,在管理装置300将行驶再开始信号发送到了搬运车辆200时,搬运车辆200根据路线数据再次开始行驶。注意,在其他实施方式中,也可以从管理装置300接收减速信号,由此使搬运车辆200在路线上减速。
在最下点的位置不在限制区域L内的情况下(步骤S7:否),或者在停止信号输出部5111输出了停止信号的情况下,操作信号输入部5108从第一操作装置530接受操作信号的输入(步骤S9)。
限制判定部5107判定铲斗113的最下点的位置是否位于限制区域内或限制区域的正上方(步骤S10)。也就是说,限制判定部5107在从上方观察的俯视下判定在限制区域内是否存在最下点。
在最下点的位置位于限制区域内或者限制区域的正上方的情况下(步骤S10:是),操作信号限制部5109以保持工作装置110的高度的信号为下限值来限制被输入的操作信号中的使工作装置110的缸伸缩的操作信号(步骤S11)。所谓保持工作装置110的高度的信号,是用于将工作装置110因自重而向下方的移动抵消的操作信号。在此,将使工作装置110向下方(挖掘方向)移动的操作信号的值设为负数,并将使工作装置110向上方(卸载方向)移动的操作信号的值设为正数。在该情况下,保持工作装置110的高度的信号的值为接近0的负数。例如,由于大臂缸114伸长会使大臂111上升,因此使大臂缸114伸长的操作信号的值为正数,使大臂缸114收缩的操作信号的值为负数。即,保持工作装置110的高度的大臂缸114的操作信号是使大臂缸114微小地伸长的信号。
因此,在被输入的操作信号是使工作装置110向上方移动的信号的情况下,操作信号限制部5109使操作信号通过。在被输入的操作信号是无方向或者是使工作装置110向下方移动的信号的情况下,操作信号限制部5109将操作信号的值限制为保持工作装置110的高度的信号的值。
在操作信号限制部5109限制了操作信号的情况下,或者在最下点不在限制区域内以及限制区域的正上方的情况下(步骤S10:否),限制判定部5107判定铲斗113的最下点的高度是否小于限制区域的高度(步骤S12)。在最下点的高度小于限制区域的高度的情况下(步骤S12:是),限制判定部5107判定铲斗113的最下点的位置是否位于限制区域L内(步骤S13)。在铲斗113的最下点的位置位于限制区域L内的情况下(步骤S13:是),操作信号限制部5109取消被输入的操作信号中的、使回转体120回转的回转操作信号(步骤S14)。即,操作信号限制部5109通过将回转操作信号限制为零,从而禁止对作业车辆100的回转操作。注意,在其他实施方式中,操作信号限制部5109也可以通过限制回转操作信号而使作业车辆100的回转操作减速。
在铲斗113的最下点的位置不位于限制区域L内的情况下(步骤S13:否),限制判定部5107判定被输入的回转操作信号是否是表示向限制区域L的内侧方向的回转操作、即向靠近限制区域L的方向的回转操作的信号(步骤S15)。在回转操作信号是向限制区域L的内侧方向的回转操作的情况下,操作信号限制部5109取消被输入的操作信号中的、使回转体120回转的回转操作信号(步骤S14)。
另一方面,在最下点的高度为限制区域的高度以上的情况下(步骤S12:否),或者在最下点的位置不位于限制区域L内且为表示向限制区域L的外侧方向的回转操作的信号的情况下(步骤S15:否),操作信号限制部5109使回转操作信号通过。
如果操作信号限制部5109确定了是否要取消回转操作信号,则操作信号输出部5110将由操作信号限制部5109限制的操作信号(在步骤S11以及步骤S13中未被限制的情况下输入的操作信号)经由管理装置300输出到作业车辆100(步骤S16)。
图9是表示第一实施方式的铲斗位置与限制之间的关系的图。
通过上述限制区域的设定处理,作业车辆100以及搬运车辆200被如下所述地限制动作。
在铲斗113的最下点位于限制区域L内的情况下,即,在从上方观察的俯视下最下点位于限制区域L内且最下点的高度小于限制区域L的高度的情况下,在步骤S8中,使搬运车辆200停止,在步骤S11中,禁止工作装置110的下降,在步骤S14中,禁止回转。
另外,在铲斗113的最下点不在限制区域L内的情况下,在从上方观察的俯视下最下点位于限制区域L内的情况下,在步骤S11中,禁止工作装置110的下降。
另外,在铲斗113的最下点不在限制区域L内的情况下,在最下点的高度小于限制区域L的高度的情况下,在步骤S14中,禁止向限制区域L的内侧方向回转。
在从上方观察的俯视下最下点位于限制区域L外且最下点的高度为限制区域L的高度以上的情况下,不限制作业车辆100以及搬运车辆200的动作。
[作用及效果]
根据第一实施方式,控制装置540沿搬运车辆200的行驶路径R设定限制区域L,并基于该限制区域L与工作装置110之间的关系输出控制作业车辆100或搬运车辆200的信号。由此,控制装置540能够将作业车辆100控制为工作装置110不位于搬运车辆200的行驶路径R上。另外,在工作装置110位于搬运车辆200的行驶路径R上的情况下,控制装置540能够使搬运车辆200停止行驶。因此,控制装置540能够控制作业车辆100或搬运车辆200以使工作装置110和搬运车辆200不接触。
另外,根据第一实施方式,在工作装置110的最下点位于限制区域L内或限制区域L的正上方的情况下,控制装置540限制使工作装置110向下方移动的动作。另外,在工作装置110的最下点的高度小于限制区域L的高度的情况下,控制装置540限制工作装置110的回转动作。即,如图9所示,第一实施方式的控制装置540限制使工作装置110向限制区域L内移动的动作。由此,能够促使操作员使工作装置110向限制区域L外移动。
另外,根据第一实施方式,在工作装置110的最下点位于限制区域L内的情况下,控制装置540输出使搬运车辆200停止的停止信号。由此,控制装置540能够在工作装置110位于行驶路径R上时,防止搬运车辆200向工作装置110行驶。
另外,根据第一实施方式,在搬运车辆200位于作业车辆100所在的装载场A1内的情况下,控制装置540基于限制区域L与工作装置110之间的关系而输出信号。由此,控制装置540在作业车辆100与搬运车辆200充分远离而接触的可能性低的情况下,能够防止实施无用的限制。
<第二实施方式>
第一实施方式的控制装置540通过限制使工作装置110向限制区域L内移动的动作,从而促使操作员使工作装置110向限制区域L外移动。相对于此,第二实施方式的控制装置540在工作装置110的一部分位于限制区域L内的情况下,自动地使工作装置110向限制区域L外移动。
图10是表示第二实施方式的远程驾驶室的控制装置的构成的示意框图。
第二实施方式的控制装置540具备操作信号覆盖部5112来代替操作信号限制部5109。
在工作装置110的最下点位于限制区域L内的情况下,操作信号覆盖部5112使输入到操作信号输入部5108的操作信号覆盖使工作装置110向限制区域L外移动的操作信号。即,在工作装置110的最下点位于限制区域L内的情况下,操作信号覆盖部5112自动地生成用于使工作装置110向上方移动的操作信号。
由此,第二实施方式的控制装置540能够使工作装置110迅速地避开搬运车辆200的行驶路径R以使工作装置110与搬运车辆200不接触。
<其他实施方式>
以上,参照附图对一实施方式详细进行了说明,但具体结构不限于上述结构,能够进行各种设计变更等。
例如,在上述实施方式的作业系统1中,远程驾驶室500的控制装置540基于限制区域L与工作装置110之间的关系控制作业车辆100或搬运车辆200,但不限于此。例如,在其他实施方式中,可以是管理装置300基于限制区域L与工作装置110之间的关系控制作业车辆100或搬运车辆200。另外,在其他实施方式中,也可以是作业车辆100的控制装置125基于限制区域L与工作装置110之间的关系控制作业车辆100。
另外,上述实施方式的限制区域L是具有宽度以及高度的立体区域,但不限于此。例如,其他实施方式的限制区域L可以是不具有高度的平面区域。在该情况下,控制装置540将从上方观察的俯视下的铲斗113的位置与限制区域L进行比较。
在上述实施方式中,作业车辆100与搬运车辆200之间的通信和管理装置300与远程驾驶室500之间的通信经由一个访问点360而连接,但不限于此。例如,在其他实施方式中,也可以将用于作业车辆100与搬运车辆200之间的通信的访问点和用于管理装置300与远程驾驶室500之间的通信的访问点彼此独立地设置。
在上述实施方式的作业系统1中,远程驾驶室500的控制装置540进行操作信号的限制,但不限于此。例如,在其他实施方式的作业系统1中,可以是作业车辆100的控制装置125基于管理装置300所存储的搬运车辆200的位置信息,限制从远程驾驶室500接收到的操作信号。在该情况下,程序p5存储于控制装置125的存储器。
在上述实施方式的作业系统1中,根据搬运车辆200是否位于装载场A1内来确定是否进行基于限制区域L的限制,但不限于此。例如,在其他实施方式的作业系统1中,也可以基于搬运车辆200与作业车辆100之间的距离是否位于规定距离以内来确定是否进行基于限制区域L的限制。即,在其他实施方式的作业系统1中,可以基于以作业车辆100的位置为中心且具有规定距离的半径的区域来确定是否进行基于限制区域L的限制。另外,在其他实施方式中,在搬运车辆200未到达装载场A1的情况下,可以在搬运车辆200与作业车辆100之间的距离位于规定距离以内的情况下,远程驾驶室500基于限制区域L产生警告音,从而促使操作员注意。
上述实施方式的作业系统1基于管理装置300收集到的搬运车辆200的位置信息来进行基于限制区域L的限制,但不限于此。例如,其他实施方式的作业系统1可以基于作业车辆100所具备的传感器或拍摄装置122通过图像识别所得出的距离计测结果,进行基于限制区域L的限制。
在上述实施方式的作业系统1中,在搬运车辆200在装载场A1内行驶的期间,进行基于限制区域L的限制,但不限于此。例如,在其他实施方式的作业系统1中,在从搬运车辆200停止于装载点P3开始到起步为止的期间,为了缓解对搬运车辆200的倾斜车身的冲击,也可以解除与该搬运车辆200有关的限制区域L的限制。另外,其他实施方式中,可以在远程驾驶室500的第二操作装置531中设置限制解除按钮等,以按下该限制解除按钮为条件来解除限制区域L的限制。
在上述实施方式的控制装置540中,对程序p5存储于存储器5300的情况进行了说明,但不限于此。例如,在其他实施方式中,可以通过通信线路向控制装置540发送程序p5。在该情况下,接受到发送的控制装置540将该程序p5在主存储器5200中展开,并执行上述处理。
另外,程序p5可以是用于实现上述功能的一部分的程序。例如,程序p5可以与已存储于存储器5300的其他的程序p5组合、或者与安装于其他装置的其他的程序p5组合来实现上述功能。
另外,控制装置125、管理装置300以及控制装置540可以在上述结构的基础上,或者代替上述结构,而具备PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑器件)。作为PLD的例子,可列举PAL(Programmable Array Logic:可编程阵列逻辑)、GAL(Generic ArrayLogic:通用阵列逻辑)、CPLD(Complex Programmable Logic Device:复杂可编程逻辑控制器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)。在该情况下,可以利用该PLD来实现由处理器实现的功能的一部分。
工业实用性
根据上述方式,控制装置能够控制工作装置或搬运车辆以使工作装置与搬运车辆不接触。
附图标记说明
1…远程操作系统
100…作业车辆
200…搬运车辆
300…管理装置
3101…位置信息收集部
3102…操作信号生成部
3103…传送部
3301…行驶路径存储部
3302…位置信息存储部
500…远程驾驶室
510…驾驶座
520…显示装置
530…第一操作装置
540…控制装置
5101…车辆信息获取部
5102…显示控制部
5103…位置信息获取部
5104…路径获取部
5105…区域设定部
5106…工作装置位置确定部
5107…限制判定部
5108…操作信号输入部
5109…操作信号限制部
5110…操作信号输出部
5111…停止信号输出部
5112…操作信号覆盖部
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