JP7713377B2 - Construction support system, construction support method, and computing device - Google Patents
Construction support system, construction support method, and computing deviceInfo
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Description
本発明は、施工支援システム、施工支援方法、および演算装置に関する。 The present invention relates to a construction support system, a construction support method, and a computing device.
近年、自動運転を行う建設機械を用いた建設作業に関する技術開発が盛んである。例えば、ダンプトラックは、建設現場内の所定の経路を巡回するように自動運転し、土砂を運搬する。バックホウ（油圧ショベル）は、積込み位置に到着したダンプトラックに土砂を積み込むことができる。しかし、積込み位置に到着したダンプトラックは、バックホウに対して荷台を正対できるとは限らない。ダンプトラックの荷台がバックホウに正対していない場合、バックホウが車体を回転してアームの伸縮や横移動をさせたり、キャタピラを稼働させて並進移動させたりする必要があった。このため、従来では、バックホウの動作が非効率になり、施工作業が遅延する問題があった。また、バックホウに関しては、施工作業の進行に伴い作業場所（土砂置場など）が次々に変わるため、ダンプトラックの荷台がバックホウに正対しないことが度々発生する。このような事情のため、上記問題が深刻化する可能性がある。 In recent years, there has been active development of technology for construction work using automated construction machinery. For example, a dump truck automatically drives around a specified route within a construction site to transport soil and sand. A backhoe (hydraulic excavator) can load soil and sand onto a dump truck that has arrived at the loading position. However, when a dump truck arrives at the loading position, the loading platform is not necessarily able to face the backhoe directly. If the loading platform of the dump truck is not directly facing the backhoe, the backhoe needs to rotate its body to extend and retract its arm or move laterally, or to operate the caterpillar to move it in a translational manner. For this reason, in the past, there was a problem that the operation of the backhoe became inefficient and construction work was delayed. In addition, with regard to the backhoe, as the work location (such as a soil storage site) changes one after another as construction work progresses, it often occurs that the loading platform of the dump truck is not directly facing the backhoe. Due to these circumstances, the above problem may become more serious.
特許文献１には、ダンプトラック、ブルドーザ、振動ローラ等、異なる作業を行う複数種類の建設機械を自動運転させる施工システムについて開示されている。しかし、特許文献１の技術は、結局のところ、各建設機械が決められた位置で土砂の積込みや荷卸しをし、決められた経路を移動する、といった繰り返し動作を行うものに過ぎない。つまり、特許文献１には、ダンプトラック等の第１建設機械とバックホウ等の第２建設機械とが正対していないことで発生する施工作業の遅延について、何らの問題提起が示されていない。 Patent Document 1 discloses a construction system that automatically operates multiple types of construction machinery, such as dump trucks, bulldozers, and vibratory rollers, that perform different tasks. However, the technology in Patent Document 1 is ultimately limited to each construction machine performing repetitive actions such as loading and unloading soil at a set location and moving along a set route. In other words, Patent Document 1 does not raise any issue about delays in construction work that occur when a first construction machine, such as a dump truck, and a second construction machine, such as a backhoe, are not directly facing each other.
このような観点から、本発明は、第１建設機械の向きを制御し、第２建設機械に非効率な動作をさせないようにすることで、施工作業の遅延を低減できる施工支援システム、施工支援方法、および演算装置を提案することを課題とする。 From this perspective, the present invention aims to propose a construction support system, construction support method, and calculation device that can reduce delays in construction work by controlling the orientation of a first construction machine and preventing the second construction machine from performing inefficient operations.
前記課題を解決するために、本発明は、自動運転をする第１建設機械と、第２建設機械と、演算装置とを備え、前記演算装置は、前記第１建設機械の停止予定位置を設定する位置設定部と、前記第１建設機械を前記停止予定位置に向けて走行させる走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記停止予定位置に停止する前記第１建設機械の方位角と、前記第１建設機械の中心位置と前記第２建設機械の中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が第１閾値以下となるように前記第１建設機械を制御する施工支援システムである。
また、本発明は、自動運転する第１建設機械の停止予定位置を設定するステップと、
前記第１建設機械を前記停止予定位置に向けて走行させる際、前記停止予定位置に停止する前記第１建設機械の方位角と、前記第１建設機械の中心位置と第２建設機械の中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が第１閾値以下となるように前記第１建設機械を制御するステップと、を備える施工支援方法である。
また、本発明は、自動運転する第１建設機械の停止予定位置を設定する位置設定部と、前記第１建設機械を前記停止予定位置に向けて走行させる走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記停止予定位置に停止する前記第１建設機械の方位角と、前記第１建設機械の中心位置と第２建設機械の中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が第１閾値以下となるように前記第１建設機械を制御する演算装置である。
例えば第１建設機械がダンプトラックであり、第２建設機械がバックホウである場合、ダンプトラックの停止予定位置を、バックホウのアームやバケットが届く位置とすれば、ダンプトラックの停止後、速やかに積込み作業を行うことができる。また、停止予定位置に停止したダンプトラックの方位角と機械間方位角との差分が小さくなる（第１閾値以下になる）ため、停止予定位置に停止したダンプトラックの荷台をバックホウに正対させることができる。また、バックホウの作業場所が変わったとしても、ダンプトラックの停止予定位置を都度設定できるため、作業場所の変更に合わせて、停止予定位置に停止したダンプトラックの荷台をバックホウに正対させることができる。その結果、バックホウにアームの横移動や並進移動などの非効率な動作をさせずに済むため、施工作業の遅延を低減できる。
なお、ダンプトラックの自動運転の制御の精度上、ダンプトラックの実際の停止位置が停止予定位置からずれる場合がある。この場合、バックホウがダンプトラックの荷台に対して斜めになっていると、積込み効率の低下を招く虞がある。しかし本発明によれば、ダンプトラックの停止位置が停止予定位置からずれていたとしても、ダンプトラックの方位角が機械間方位角を基準に調整されるため、停止したダンプトラックの荷台がバックホウに正対するようになる。その結果、バックホウはダンプトラックの荷台に対して正面から積込みできるようになるので、積込み効率の低下を回避できる。
In order to solve the above problem, the present invention provides a construction support system comprising a first construction machine and a second construction machine that are automatically driven, and a computing device, wherein the computing device comprises a position setting unit that sets a planned stop position of the first construction machine, and a travel control unit that causes the first construction machine to travel toward the planned stop position, and the travel control unit controls the first construction machine so that a difference between the azimuth of the first construction machine stopped at the planned stop position and an inter-machine azimuth angle, which is the azimuth angle of a first line segment connecting the center position of the first construction machine and the center position of the second construction machine, is less than or equal to a first threshold value.
Further, the present invention provides a method for setting a planned stop position of an automatically operated first construction machine;
and controlling the first construction machine so that, when the first construction machine is driven to travel toward the planned stop position, a difference between an azimuth of the first construction machine stopping at the planned stop position and an inter-machine azimuth angle, which is the azimuth angle of a first line segment connecting the center position of the first construction machine and the center position of a second construction machine, is equal to or less than a first threshold value.
The present invention also includes a position setting unit that sets a planned stop position of an automatically operated first construction machine, and a travel control unit that causes the first construction machine to travel toward the planned stop position, wherein the travel control unit is a calculation device that controls the first construction machine so that a difference between an azimuth of the first construction machine stopping at the planned stop position and an inter-machine azimuth angle, which is the azimuth angle of a first line segment connecting the center position of the first construction machine and the center position of a second construction machine, is equal to or less than a first threshold value.
For example, if the first construction machine is a dump truck and the second construction machine is a backhoe, the dump truck's planned stop position can be set to a position where the backhoe's arm and bucket can reach, and then loading work can be performed promptly after the dump truck stops. In addition, since the difference between the azimuth angle of the dump truck stopped at the planned stop position and the azimuth angle between the machines becomes small (below the first threshold), the loading platform of the dump truck stopped at the planned stop position can be made to face the backhoe. In addition, even if the work location of the backhoe changes, the planned stop position of the dump truck can be set each time, so that the loading platform of the dump truck stopped at the planned stop position can be made to face the backhoe according to the change in the work location. As a result, the backhoe does not need to perform inefficient operations such as lateral movement or translational movement of the arm, and therefore delays in construction work can be reduced.
Due to the accuracy of the control of the automatic operation of the dump truck, the actual stopping position of the dump truck may deviate from the planned stopping position. In this case, if the backhoe is at an angle to the loading platform of the dump truck, there is a risk of a decrease in loading efficiency. However, according to the present invention, even if the stopping position of the dump truck deviates from the planned stopping position, the azimuth of the dump truck is adjusted based on the inter-machine azimuth, so that the loading platform of the stopped dump truck faces the backhoe directly. As a result, the backhoe can load the loading platform of the dump truck from the front, so that a decrease in loading efficiency can be avoided.
また、前記演算装置は、前記第１建設機械に対して、前記停止予定位置を終点とする接近走行経路を設定する経路設定部、をさらに備えることが好ましい。
かかる構成によれば、バックホウの施工作業の進行に伴い積込み位置が変化する場合であっても、ダンプトラックが積込み位置に停止するための最適な走行経路を提供できる。
It is also preferable that the arithmetic device further comprises a route setting unit that sets, for the first construction machine, an approach travel route whose end point is the planned stop position.
According to this configuration, even if the loading position changes as the construction work by the backhoe progresses, an optimal travel route can be provided for the dump truck to stop at the loading position.
また、前記第１線分の長さが第２閾値以下となった場合、前記経路設定部は、前記接近走行経路上にやり直し始点を設定し、前記走行制御部は、前記第１建設機械を前記やり直し始点に走行させることが好ましい。
例えば、ダンプトラックの方位角が機械間方位角と実質的に同じになるようにダンプトラックを制御した結果、ダンプトラックがバックホウに過度に接近する場合がある。しかし上記構成の場合、設定済みの接近走行経路をみだりに変更することなく、ダンプトラックをバックホウから遠ざけることができる。よって、ダンプトラックとバックホウとの接触を回避できるとともに、接近走行経路の設定の処理負荷を低減できる。
In addition, when the length of the first line segment becomes less than or equal to a second threshold value, it is preferable that the route setting unit sets a redo start point on the approach travel route, and the travel control unit travels the first construction machine to the redo start point.
For example, if the dump truck is controlled so that its azimuth angle is substantially the same as the inter-machine azimuth angle, the dump truck may come too close to the backhoe. However, with the above configuration, the dump truck can be moved away from the backhoe without arbitrarily changing the approach travel route that has already been set. This makes it possible to avoid contact between the dump truck and the backhoe, and to reduce the processing load for setting the approach travel route.
また、前記走行制御部は、前記停止予定位置と前記第２建設機械の中心位置とを結ぶ第２線分と、前記第１建設機械の中心位置とのオフセット距離を、前記第１建設機械の車幅に基づく第２閾値以下にすることが好ましい。
ダンプトラックの自動運転の制御の精度上、ダンプトラックの方位角が機械間方位角と多少なりとも異なるようにダンプトラックが停止する場合がある。しかし上記構成によれば、ダンプトラックの車幅がバックホウの斜めからの積込みを許容できる。このため、バックホウがダンプトラックの荷台に対して斜めであっても、積込み効率の低下を回避できる。
In addition, it is preferable that the traveling control unit sets the offset distance between a second line segment connecting the planned stop position and the center position of the second construction machine and the center position of the first construction machine to be less than or equal to a second threshold value based on the vehicle width of the first construction machine.
Due to the accuracy of the control of the automatic operation of the dump truck, the dump truck may stop so that the azimuth angle of the dump truck is somewhat different from the inter-machine azimuth angle. However, with the above configuration, the width of the dump truck can allow the backhoe to load from an angle. Therefore, even if the backhoe is at an angle to the bed of the dump truck, a decrease in loading efficiency can be avoided.
また、前記第１建設機械は、ダンプトラックであり、前記第２建設機械は、バックホウであることが好ましい。
かかる構成によれば、積込み作業の遅延を低減できる。
It is also preferable that the first construction machine is a dump truck, and the second construction machine is a backhoe.
With this configuration, delays in loading operations can be reduced.
本発明によれば、第１建設機械の向きを制御し、第２建設機械に非効率な動作をさせないようにすることで、施工作業の遅延を低減できる。 According to the present invention, delays in construction work can be reduced by controlling the orientation of the first construction machine and preventing the second construction machine from operating inefficiently.
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるもではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Below, the form for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Each figure is merely a schematic illustration to allow a sufficient understanding of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples. In each figure, common or similar components are given the same reference numerals, and duplicate explanations thereof will be omitted.
［構成］
図１は、本実施形態の施工支援システムの概略図である。施工支援システム１００は、演算装置１と、ダンプトラック２と、バックホウ３とを備えている。
演算装置１は、統合管理室１０の管理者が使用するコンピュータである。演算装置１は、無線通信機１４と通信可能に接続されている。
ダンプトラック２は、自動運転をする建設機械である。ダンプトラック２は、情報端末２０と、無線通信機２１と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）方位計２２とを備えている。
バックホウ３は、土砂の積込みをする建設機械である。バックホウ３は、情報端末３０と、無線通信機３１と、ＧＮＳＳ方位計３２とを備えている。
[composition]
1 is a schematic diagram of a construction support system according to the present embodiment. The construction support system 100 includes a computing device 1, a dump truck 2, and a backhoe 3.
The arithmetic device 1 is a computer used by a manager of the integrated management room 10. The arithmetic device 1 is connected to a wireless communication device 14 so as to be able to communicate with each other.
The dump truck 2 is an autonomous construction machine. The dump truck 2 is equipped with an information terminal 20, a wireless communication device 21, and a Global Navigation Satellite System (GNSS) compass 22.
The backhoe 3 is a construction machine that loads earth and sand. The backhoe 3 includes an information terminal 30, a wireless communication device 31, and a GNSS compass 32.
演算装置１、情報端末２０、および情報端末３０はそれぞれ、入力部、出力部、制御部、および、記憶部といったハードウェアを備える。例えば、制御部がＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される場合、その制御部を含むコンピュータによる情報処理は、ＣＰＵによるプログラム実行処理で実現される。また、そのコンピュータに含まれる記憶部は、ＣＰＵの指令により、そのコンピュータの機能を実現するためのさまざまなプログラムを記憶する。これによりソフトウェアとハードウェアの協働が実現される。前記プログラムは、記録媒体に記録したり、ネットワークを経由したりすることで提供可能となる。
出力部は、画面表示をする表示部の機能を含めてもよい。ダンプトラック２は、無人で自動運転をするため、表示部を備えていなくてもよい。また、バックホウ３は、オペレータが搭乗する場合には、表示部を備えた方が好ましい。
演算装置１、情報端末２０、および情報端末３０は、無線通信機１４，２１，３１を介して所定情報を無線通信でやり取りできる。ＧＮＳＳ方位計２２は、ダンプトラック２の位置情報および方位情報を検出する。情報端末２０は、ダンプトラック２の位置情報および方位情報を演算装置１および情報端末３０に送信できる。ＧＮＳＳ方位計３２は、ダンプトラック２の位置情報および方位情報を検出する。情報端末３０は、バックホウ３の位置情報および方位情報を演算装置１および情報端末２０に送信できる。
The arithmetic device 1, the information terminal 20, and the information terminal 30 each include hardware such as an input unit, an output unit, a control unit, and a storage unit. For example, when the control unit is configured with a CPU (Central Processing Unit), information processing by a computer including the control unit is realized by program execution processing by the CPU. In addition, the storage unit included in the computer stores various programs for realizing the functions of the computer according to instructions from the CPU. This realizes collaboration between software and hardware. The programs can be provided by recording them on a recording medium or via a network.
The output unit may include a function of a display unit that displays on a screen. The dump truck 2 does not need to be equipped with a display unit because it is an unmanned automatic operation. In addition, it is preferable that the backhoe 3 is equipped with a display unit when an operator is to ride on the backhoe 3.
The calculation device 1, the information terminal 20, and the information terminal 30 can wirelessly exchange predetermined information via the wireless communication devices 14, 21, and 31. The GNSS compass 22 detects position information and direction information of the dump truck 2. The information terminal 20 can transmit the position information and direction information of the dump truck 2 to the calculation device 1 and the information terminal 30. The GNSS compass 32 detects position information and direction information of the dump truck 2. The information terminal 30 can transmit the position information and direction information of the backhoe 3 to the calculation device 1 and the information terminal 20.
［演算装置１の機能構成］
図２は、演算装置の機能構成図である。演算装置１は、位置設定部１１と、走行制御部１２と、経路設定部１３とを備えている。
位置設定部１１は、ダンプトラック２の停止予定位置１５を設定する。ダンプトラック２の情報端末２０は、統合管理室１０の演算装置１から走行開始指令を受信する。すると、ダンプトラック２は、自動運転を開始し建設現場の所定経路を走行し、その後、積込み用の待機位置に到達すると待機する。統合管理室１０の演算装置１は、待機中のダンプトラック２の情報端末２０に積込み指令を送信する。積込み指令には、位置設定部１１が設定した停止予定位置１５が含まれている。停止予定位置１５は、バックホウ３による積込みを受けるためにダンプトラック２が停止する予定の位置である。
走行制御部１２は、ダンプトラック２を停止予定位置１５に向けて走行させる。
経路設定部１３は、ダンプトラック２に対して、停止予定位置１５を終点とする接近走行経路を設定する。例えば、演算装置１は、積込み指令に接近走行経路を含めることができる。また、積込み用の待機位置を、接近走行経路の始点とすることができる。情報端末２０が演算装置１から積込み指令を受信すると、ダンプトラック２は、接近走行経路に沿って停止予定位置１５に走行し、バックホウに３に接近する。
[Functional configuration of arithmetic unit 1]
2 is a functional block diagram of the calculation device 1. The calculation device 1 includes a position setting unit 11, a travel control unit 12, and a route setting unit 13.
The position setting unit 11 sets a planned stop position 15 for the dump truck 2. The information terminal 20 of the dump truck 2 receives a travel start command from the arithmetic device 1 in the integrated control room 10. The dump truck 2 then starts automatic driving and travels along a predetermined route at the construction site, and then waits when it reaches a waiting position for loading. The arithmetic device 1 in the integrated control room 10 transmits a loading command to the information terminal 20 of the waiting dump truck 2. The loading command includes the planned stop position 15 set by the position setting unit 11. The planned stop position 15 is a position where the dump truck 2 is scheduled to stop to be loaded by the backhoe 3.
The travel control unit 12 causes the dump truck 2 to travel toward the planned stopping position 15 .
The route setting unit 13 sets an approaching travel route for the dump truck 2, the approaching travel route having the planned stop position 15 as an end point. For example, the calculation device 1 can include the approaching travel route in the loading command. Also, the loading standby position can be set as the start point of the approaching travel route. When the information terminal 20 receives the loading command from the calculation device 1, the dump truck 2 travels along the approaching travel route to the planned stop position 15 and approaches the backhoe 3.
［ダンプトラック２の走行］
図３は、ダンプトラックが停止予定位置１５に向かって走行する場合の説明図である。演算装置１は、ダンプトラック２の位置情報である第１中心位置２３を情報端末２０からリアルタイムで受信する。演算装置１は、ダンプトラック２の方位情報である第１方位角θＤを情報端末２０からリアルタイムで受信する。また、演算装置１は、バックホウ３の位置情報である第２中心位置３３を情報端末３０からリアルタイムで受信する。演算装置１は、バックホウ３の方位情報である第２方位角を情報端末３０からリアルタイムで受信する。なお、第２方位角は、360°旋回可能なバックホウ３の車体３４の向きを示す角度でもよいし、バックホウ３のキャタピラ３５の向きを示す角度でもよい。演算装置１は、建設現場に対して任意の座標系を設定でき、当該座標系において第１中心位置２３、第１方位角θＤ、第２中心位置３３、および第２方位角を定義できる。図３においては、第１方位角θＤおよび第２方位角の基準となる方位を所定の方位（例えば北を０度）に統一している。
[Driving of dump truck 2]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a case where the dump truck travels toward the planned stop position 15. The calculation device 1 receives the first center position 23, which is the position information of the dump truck 2, from the information terminal 20 in real time. The calculation device 1 receives the first azimuth angle θ D , which is the azimuth information of the dump truck 2, from the information terminal 20 in real time. The calculation device 1 also receives the second center position 33, which is the position information of the backhoe 3, from the information terminal 30 in real time. The calculation device 1 receives the second azimuth angle, which is the azimuth information of the backhoe 3, from the information terminal 30 in real time. The second azimuth angle may be an angle indicating the direction of the vehicle body 34 of the backhoe 3 that can rotate 360°, or may be an angle indicating the direction of the caterpillar 35 of the backhoe 3. The calculation device 1 can set an arbitrary coordinate system for the construction site, and can define the first center position 23, the first azimuth angle θ D , the second center position 33, and the second azimuth angle in the coordinate system. In FIG. 3, the reference direction of the first azimuth angle θ D and the second azimuth angle is unified to a predetermined direction (for example, north is 0 degrees).
位置設定部１１は、例えば、バックホウ３の形状、姿勢等の機械情報や積込みの環境情報（作業現場の傾斜、障害物の存在など）などに基づいてダンプトラック２の停止予定位置１５を設定できる。図３の場合、バックホウ３は、土砂１６をバケット３６に掬った後、車体３４を90°旋回させてアーム３７を積込み方向に向ける。その後、バックホウ３は、接近してきたダンプトラック２の荷台２４にアーム３７を伸ばし、バケット３６内の土砂を積込む。演算装置１は、このようなバックホウ３の積込み基本動作に適合するように停止予定位置１５を設定するとよい。 The position setting unit 11 can set the planned stop position 15 of the dump truck 2 based on, for example, mechanical information such as the shape and posture of the backhoe 3, and loading environment information (such as the slope of the work site and the presence of obstacles). In the case of FIG. 3, after the backhoe 3 scoops up the soil 16 into the bucket 36, it rotates the vehicle body 34 by 90 degrees and points the arm 37 in the loading direction. The backhoe 3 then extends the arm 37 to the loading platform 24 of the approaching dump truck 2 and loads the soil in the bucket 36. The computing device 1 can set the planned stop position 15 to match the basic loading operation of the backhoe 3.
演算装置１は、バックホウ３の第２中心位置３３とダンプトラック２の第１中心位置２３とを結ぶ第１線分１７を座標系に定義できる。また、演算装置１は、第２中心位置３３から第１中心位置２３への向き、つまり、第１線分１７の方位角を機械間方位角θＩとして座標系に定義できる。機械間方位角θＩの基準となる方位は、第１方位角θＤと同じである。ダンプトラック２が停止予定位置１５に向かって走行する間、第１中心位置２３は刻一刻変化し、第２中心位置３３は変化しない。よって、第１方位角θＤおよび機械間方位角θＩは刻一刻変化する。 The calculation device 1 can define in the coordinate system a first line segment 17 connecting the second center position 33 of the backhoe 3 and the first center position 23 of the dump truck 2. The calculation device 1 can also define in the coordinate system a direction from the second center position 33 to the first center position 23, that is, the azimuth of the first line segment 17, as an inter-machine azimuth angle θI . The reference azimuth of the inter-machine azimuth angle θI is the same as the first azimuth angle θD . While the dump truck 2 travels toward the planned stop position 15, the first center position 23 changes every moment, and the second center position 33 does not change. Therefore, the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI change every moment.
走行制御部１２は、停止予定位置１５に停止するダンプトラック２の第１方位角θＤと、ダンプトラック２の第１中心位置２３とバックホウ３の第２中心位置３３とを結ぶ第１線分１７の方位角である機械間方位角θＩとの差分が第１閾値以下となるようにダンプトラック２を制御する。第１閾値は微小量であり、ダンプトラック２の荷台２４の横幅やバックホウ３のバケット３６の横幅などに基づいて決定し、バックホウ３からの積込みがダンプトラック２に対して真っ直ぐになるようにすることが好ましい。演算装置１は、機械間方位角θＩをダンプトラック２に送信する。ダンプトラック２は第１中心位置２３を停止予定位置１５に合わせるように自動走行する際、機械間方位角θＩと、ＧＮＳＳ方位計２２が検出した第１方位角θＤを合わせていく。
図４は、ダンプトラックが停止予定位置に停止した場合の説明図である。図４に示すように、第１中心位置２３と停止予定位置１５が一致するようにダンプトラック２が停止した場合、第１方位角θＤと機械間方位角θＩが一致する。
The travel control unit 12 controls the dump truck 2 so that the difference between the first azimuth angle θD of the dump truck 2 stopping at the planned stop position 15 and the inter-machine azimuth angle θI , which is the azimuth angle of the first line segment 17 connecting the first center position 23 of the dump truck 2 and the second center position 33 of the backhoe 3, is equal to or less than a first threshold value. The first threshold value is a minute amount and is preferably determined based on the width of the loading platform 24 of the dump truck 2 and the width of the bucket 36 of the backhoe 3, so that the loading from the backhoe 3 is straight with respect to the dump truck 2. The calculation device 1 transmits the inter-machine azimuth angle θI to the dump truck 2. When the dump truck 2 automatically travels to align the first center position 23 with the planned stop position 15, the inter-machine azimuth angle θI is aligned with the first azimuth angle θD detected by the GNSS compass 22.
4 is an explanatory diagram of a case where the dump truck 2 stops at the planned stop position. As shown in FIG. 4, when the dump truck 2 stops so that the first center position 23 and the planned stop position 15 coincide with each other, the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI coincide with each other.
本実施形態によれば、停止予定位置を、バックホウ３のアーム３７やバケット３６が届く位置とすれば、ダンプトラック２の停止後、速やかに積込み作業を行うことができる。また、停止予定位置１５に停止したダンプトラック２の第１方位角θＤと機械間方位角θＩとの差分が小さくなる（第１閾値以下になる）ため、停止予定位置１５に停止したダンプトラック２の荷台２４をバックホウ３に正対させることができる。
また、施工作業の進行に伴い、積込み対象の土砂１６の位置が変わり、つまり、バックホウ３の作業場所が変わっていく。このような作業場所の変更があったとしても、ダンプトラック２の停止予定位置１５を都度設定できる。このため、作業場所の変更に合わせて、停止予定位置１５に停止したダンプトラック２の荷台２４をバックホウ３に正対させることができる。その結果、バックホウ３にアーム３７の横移動や並進移動などの非効率な動作をさせずに済むため、施工作業の遅延を低減できる。
According to this embodiment, if the planned stop position is set to a position where the arm 37 and bucket 36 of the backhoe 3 can reach, loading work can be performed promptly after the dump truck 2 stops. In addition, since the difference between the first azimuth angle θD of the dump truck 2 stopped at the planned stop position 15 and the inter-machine azimuth angle θI becomes small (becomes equal to or smaller than the first threshold), the loading platform 24 of the dump truck 2 stopped at the planned stop position 15 can be made to face the backhoe 3 directly.
Furthermore, as the construction work progresses, the position of the soil 16 to be loaded changes, that is, the working location of the backhoe 3 changes. Even if the working location changes in this way, the planned stopping position 15 of the dump truck 2 can be set each time. Therefore, the loading platform 24 of the dump truck 2 stopped at the planned stopping position 15 can be made to face the backhoe 3 directly in accordance with the change in the working location. As a result, the backhoe 3 does not need to perform inefficient operations such as lateral movement or translational movement of the arm 37, and delays in the construction work can be reduced.
［比較例］
上記は、ダンプトラック２が停止予定位置１５に停止する際、機械間方位角θＩを用いてダンプトラック２の向きを制御した場合の説明であった。ここで、機械間方位角θＩの代わりに、バックホウ３の第２方位角を用いてダンプトラック２の向きを制御した場合について説明する。ダンプトラック２は第１中心位置２３を停止予定位置１５に合わせるように自動走行する際、ＧＮＳＳ方位計２２が検出した第１方位角θＤと、ＧＮＳＳ方位計３２が検出した第２方位角を合わせていく。第１中心位置２３と停止予定位置１５が一致するようにダンプトラック２が精度よく停止できた場合、第１方位角θＤと第２方位角が一致し、ダンプトラック２の荷台２４をバックホウ３に正対させることができる。しかし、ダンプトラック２の自動運転の制御の精度上、ダンプトラック２の実際の停止位置が停止予定位置１５からずれる場合がある。
[Comparative Example]
The above is a description of the case where the orientation of the dump truck 2 is controlled using the inter-machine azimuth angle θ I when the dump truck 2 stops at the planned stop position 15. Here, a description will be given of the case where the orientation of the dump truck 2 is controlled using the second azimuth angle of the backhoe 3 instead of the inter-machine azimuth angle θ I. When the dump truck 2 automatically travels to align the first center position 23 with the planned stop position 15, the first azimuth angle θ D detected by the GNSS compass 22 and the second azimuth angle detected by the GNSS compass 32 are aligned. When the dump truck 2 can be stopped accurately so that the first center position 23 and the planned stop position 15 coincide with each other, the first azimuth angle θ D and the second azimuth angle coincide with each other, and the loading platform 24 of the dump truck 2 can be directly faced to the backhoe 3. However, due to the accuracy of the control of the automatic operation of the dump truck 2, the actual stop position of the dump truck 2 may deviate from the planned stop position 15.
図５は、ダンプトラックが停止予定位置からずれて停止した場合の比較例の説明図である。図５に示すように、第１方位角θＤとバックホウ３の第２方位角θＢが一致するようにダンプトラック２が停止したとしても、停止したダンプトラック２の第１中心位置２３が停止予定位置１５からずれてしまうことがある。
図６は、比較例による、停止予定位置からずれて停止したダンプトラックに対する積込みの説明図である。ダンプトラック２が停止予定位置１５からずれて停止した場合、バックホウ３は、停止予定位置１５に向けていたバケット３６およびアーム３７を第１中心位置２３に向けるように車体３４を旋回させる必要がある。旋回したバックホウ３は、ダンプトラック２の荷台２４に対して斜めから積込みを行うことになり、積込みが困難化する（図６においては、荷台２４の右前の領域に土砂を積み込み難くなる）。このため、積込み効率が低下してしまう。
図７は、本実施形態による、停止予定位置からずれて停止したダンプトラックに対する積込みの説明図である。本実施形態によれば、ダンプトラック２の第１方位角θＤが機械間方位角θＩを基準に調整される。このため、ダンプトラック２が停止予定位置１５からずれて停止したとしても、ダンプトラック２の荷台２４をバックホウ３に正対させることができる。その結果、バックホウ３は、バケット３６およびアーム３７を第１中心位置２３に向けるように車体３４を旋回した場合、ダンプトラック２の荷台２４に対して正面から積込みを行うことができ、積込み効率の低下を回避できる（図７においては、荷台２４の右前の領域にも土砂を積み込み易い）。
Fig. 5 is an explanatory diagram of a comparative example in which the dump truck stops deviating from the planned stop position. As shown in Fig. 5, even if the dump truck 2 stops so that the first azimuth angle θD and the second azimuth angle θB of the backhoe 3 coincide with each other, the first center position 23 of the stopped dump truck 2 may deviate from the planned stop position 15.
6 is an explanatory diagram of loading onto a dump truck that has stopped at a position shifted from the planned stop position according to a comparative example. When the dump truck 2 stops at a position shifted from the planned stop position 15, the backhoe 3 must rotate the vehicle body 34 so that the bucket 36 and the arm 37 that were facing the planned stop position 15 are directed toward the first center position 23. The backhoe 3 that has rotated must load the bed 24 of the dump truck 2 from an angle, making loading difficult (in FIG. 6, it is difficult to load soil into the area in front of the right side of the bed 24). This reduces the loading efficiency.
7 is an explanatory diagram of loading into a dump truck that has stopped displaced from the planned stop position according to this embodiment. According to this embodiment, the first azimuth angle θD of the dump truck 2 is adjusted based on the inter-machine azimuth angle θI . Therefore, even if the dump truck 2 stops displaced from the planned stop position 15, the bed 24 of the dump truck 2 can be made to face the backhoe 3 directly. As a result, when the backhoe 3 turns the vehicle body 34 so that the bucket 36 and the arm 37 face the first center position 23, the backhoe 3 can load the bed 24 of the dump truck 2 from the front, and a decrease in loading efficiency can be avoided (in FIG. 7, soil and sand can be easily loaded into the right front area of the bed 24 as well).
［接近走行経路］
図８は、ダンプトラックが接近走行をする場合の説明図であり、（ａ）が走行開始時、（ｂ）が準停止予定位置停止時、（ｃ）が旋回走行時である。図８（ａ）に示すように、経路設定部１３は、積込みのために待機中のダンプトラック２に対して接近走行経路４０を設定できる。接近走行経路４０の終点は、停止予定位置１５である。接近走行経路４０の始点は積込み用の待機位置であり、待機中のダンプトラック２の第１中心位置２３である。
ダンプトラック２は、接近走行経路４０に沿って自動走行し、バックホウ３に接近する。自動走行によって、ダンプトラック２は、バックホウ３に少しずつ正対していく。ここで、図８（ｂ）に示すように、ダンプトラック２は、準停止予定位置４１に停止する（第１中心位置２３と準停止予定位置４１を一致させる）。準停止予定位置４１は、バックホウ３に対して停止予定位置１５よりも少し離れた位置であり、第１方位角θＤと機械間方位角θＩとを一致させる制御を容易にするための便宜上の位置である。準停止予定位置４１は、接近走行経路４０上にあってもよいし、なくてもよい。また、ダンプトラック２の準停止予定位置４１への到達は、走行制御部１２が機械間方位角θＩを算出する開始条件としてもよい。
図８（ｃ）に示すように、準停止予定位置４１に停止したダンプトラック２は旋回走行し、第１方位角θＤと機械間方位角θＩとを一致させる。ダンプトラック２は、第１方位角θＤと機械間方位角θＩが一致した時点で旋回走行を停止する。旋回走行停止時にダンプトラック２の第１中心位置２３が停止予定位置１５に一致することが好ましいが、厳密に一致していなくてもよい。準停止予定位置４１は、旋回走行停止時に第１中心位置２３と停止予定位置１５とを一致させることができる位置であることが好ましい。
接近走行経路４０を設定することで、バックホウ３へのダンプトラック２の接近を最適化できる。バックホウ３の施工作業の進行に伴い積込み位置が変化する場合であっても、ダンプトラック２が積込み位置に停止するための最適な走行経路を提供できる。
[Approach route]
8A and 8B are explanatory diagrams of a case where a dump truck performs approaching travel, where (a) is at the start of travel, (b) is at the time of stopping at a quasi-planned stop position, and (c) is at the time of turning travel. As shown in Fig. 8A, the path setting unit 13 can set an approaching travel path 40 for a dump truck 2 waiting for loading. The end point of the approaching travel path 40 is the planned stop position 15. The start point of the approaching travel path 40 is the waiting position for loading, which is the first center position 23 of the waiting dump truck 2.
The dump truck 2 automatically travels along the approach travel path 40 and approaches the backhoe 3. By the automatic travel, the dump truck 2 gradually faces the backhoe 3. Here, as shown in FIG. 8(b), the dump truck 2 stops at a quasi-planned stop position 41 (the first center position 23 and the quasi-planned stop position 41 are made to coincide). The quasi-planned stop position 41 is a position slightly away from the backhoe 3 from the planned stop position 15, and is a convenient position for facilitating control to make the first azimuth angle θ D and the inter-machine azimuth angle θ I coincide. The quasi-planned stop position 41 may or may not be on the approach travel path 40. In addition, the arrival of the dump truck 2 at the quasi-planned stop position 41 may be a start condition for the travel control unit 12 to calculate the inter-machine azimuth angle θ I.
As shown in Fig. 8(c), the dump truck 2 stopped at the quasi-planned stop position 41 turns and makes the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI coincide with each other. The dump truck 2 stops turning when the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI coincide with each other. It is preferable that the first center position 23 of the dump truck 2 coincides with the planned stop position 15 when the turning travel is stopped, but they do not have to strictly coincide with each other. It is preferable that the quasi-planned stop position 41 is a position that allows the first center position 23 to coincide with the planned stop position 15 when the turning travel is stopped.
Setting the approach travel path 40 makes it possible to optimize the approach of the dump truck 2 to the backhoe 3. Even if the loading position changes as the construction work of the backhoe 3 progresses, it is possible to provide an optimal travel path for the dump truck 2 to stop at the loading position.
［やり直し走行］
図９は、ダンプトラックがやり直し走行を走行する場合の説明図であり、（ａ）がやり直し始点設定時、（ｂ）がやり直し始点到達時である。例えば、ダンプトラック２の第１方位角θＤが機械間方位角θＩと実質的に同じになるように、演算装置１がダンプトラック２を制御した結果、図９（ａ）に示すように、ダンプトラック２がバックホウ３に過度に接近する場合がある。「過度に接近する場合」とは、第１線分１７（図３参照）の長さが第２閾値以下となった場合である。第２閾値は、例えば、ダンプトラック２の寸法、およびバックホウ３の寸法などから適宜設定できる。
ダンプトラック２がバックホウ３に過度に接近する場合、図９（ａ）に示すように、経路設定部１３は、接近走行経路４０上にやり直し始点４２を設定し、走行制御部１２は、ダンプトラック２をやり直し始点４２に走行させることができる。その結果、図９（ｂ）に示すように、第１中心位置２３とやり直し始点４２が一致するように、ダンプトラック２が走行し、停止する。なお、やり直し始点４２までの走行の際、走行制御部１２は、第１方位角θＤと機械間方位角θＩとの差分が所定閾値を超えないように制御することが好ましい。
やり直し始点４２に戻ったダンプトラック２は、図８の場合と同様に走行して、停止予定位置１５に停止する。
ダンプトラック２のやり直し走行により、設定済みの接近走行経路４０をみだりに変更することなく、ダンプトラック２をバックホウ３から遠ざけることができる。よって、ダンプトラック２とバックホウ３との接触を回避できるとともに、接近走行経路４０の設定の処理負荷を低減できる。
[Restart run]
9 is an explanatory diagram of a case where a dump truck travels in a redo run, where (a) is when a redo start point is set, and (b) is when the redo start point is reached. For example, as a result of the calculation device 1 controlling the dump truck 2 so that the first azimuth angle θ D of the dump truck 2 is substantially the same as the inter-machine azimuth angle θ I , the dump truck 2 may come too close to the backhoe 3 as shown in FIG. 9(a). "When coming too close" refers to a case where the length of the first line segment 17 (see FIG. 3) is equal to or less than the second threshold value. The second threshold value can be set appropriately based on, for example, the dimensions of the dump truck 2 and the dimensions of the backhoe 3.
When the dump truck 2 approaches the backhoe 3 excessively, as shown in Fig. 9(a), the route setting unit 13 sets a redo start point 42 on the approach travel route 40, and the travel control unit 12 can cause the dump truck 2 to travel to the redo start point 42. As a result, as shown in Fig. 9(b), the dump truck 2 travels and stops so that the first center position 23 and the redo start point 42 coincide with each other. Note that, during travel to the redo start point 42, it is preferable that the travel control unit 12 controls the difference between the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI so as not to exceed a predetermined threshold value.
The dump truck 2 that has returned to the redo start point 42 travels in the same manner as in the case of FIG.
By redoing the travel of the dump truck 2, the dump truck 2 can be moved away from the backhoe 3 without unnecessarily changing the approach travel route 40 that has already been set. Therefore, contact between the dump truck 2 and the backhoe 3 can be avoided, and the processing load for setting the approach travel route 40 can be reduced.
［例外処理］
ダンプトラック２の自動運転の制御の精度上、ダンプトラック２の第１方位角θＤが機械間方位角θＩと多少なりとも異なるようにダンプトラック２が停止する場合がある。つまり、第１方位角θＤと機械間方位角θＩとの差分が第１閾値を超えてしまう場合がある。この場合、走行制御部１２は、停止予定位置１５とバックホウ３の第２中心位置３３とを結ぶ第２線分１８（図７参照）と、ダンプトラック２の第１中心位置２３とのオフセット距離Ｄ（図７参照）を、ダンプトラック２の車幅に基づく第２閾値以下にすることが好ましい。ダンプトラック２の車幅が大きいほど、荷台２４の車幅も大きくなり、第２閾値を大きな値とすることができる。また、バックホウ３のバケット３６の横幅（ダンプトラック２の車幅）が大きいほど、第２閾値を小さな値にすることが好ましい。走行制御部１２が第２閾値を用いることで、ダンプトラック２の車幅がバックホウ３からの斜めからの積込みを許容できる。このため、第１方位角θＤが機械間方位角θＩと異なってしまい、バックホウ３がダンプトラック２の荷台２４に対して斜めであっても、積込み効率の低下を回避できる。また、第１方位角θＤと機械間方位角θＩを一致させるためにダンプトラック２がバックホウ３に接近しすぎてしまい、ダンプトラック２がやり直し走行（図８、図９参照）をする機会が低減する。このため、積込み効率の低下を回避できる。
[Exception Handling]
In terms of the accuracy of the control of the automatic operation of the dump truck 2, the dump truck 2 may stop so that the first azimuth angle θ D of the dump truck 2 is somewhat different from the inter-machine azimuth angle θ I. In other words, the difference between the first azimuth angle θ D and the inter-machine azimuth angle θ I may exceed the first threshold value. In this case, it is preferable that the travel control unit 12 sets the offset distance D (see FIG. 7) between the second line segment 18 (see FIG. 7) connecting the planned stop position 15 and the second center position 33 of the backhoe 3 and the first center position 23 of the dump truck 2 to a second threshold value based on the vehicle width of the dump truck 2 or less. The larger the vehicle width of the dump truck 2, the larger the vehicle width of the loading platform 24, and the larger the second threshold value can be set. In addition, it is preferable that the larger the width of the bucket 36 of the backhoe 3 (vehicle width of the dump truck 2), the smaller the second threshold value. By the travel control unit 12 using the second threshold value, the vehicle width of the dump truck 2 can allow loading from the backhoe 3 at an angle. Therefore, even if the first azimuth angle θD differs from the inter-machine azimuth angle θI and the backhoe 3 is inclined with respect to the bed 24 of the dump truck 2, a decrease in loading efficiency can be avoided. Also, the dump truck 2 gets too close to the backhoe 3 in order to match the first azimuth angle θD and the inter-machine azimuth angle θI , and the dump truck 2 has to make a second run (see Figs. 8 and 9 ) is reduced. Therefore, a decrease in loading efficiency can be avoided.
［処理］
図１０は、本実施形態の施工支援方法のシーケンス図である。本実施形態の施工支援方法の処理は以下の通りに進行する。なお、演算装置１は、第１中心位置２３および第１方位角θＤをダンプトラック２（または情報端末２０）からリアルタイムで受信する。また、演算装置１は、第２中心位置３３および第２方位角をバックホウ３（または情報端末３０）からリアルタイムで受信する。
まず、演算装置１は、ダンプトラック２から到着信号を受信する（ステップＳ１）。到着信号は、ダンプトラック２が積込み用の待機位置に到着したことを示す信号である。また、演算装置１は、バックホウ３から準備完了信号を受信する（ステップＳ２）。準備完了信号は、バックホウ３が積込み作業の開始準備が完了したことを示す信号である。次に、演算装置１の経路設定部１３は、接近走行経路４０を設定する（ステップＳ３）。設定された接近走行経路４０は、停止予定位置１５となる終点と、積込み用の待機位置となる始点を含む。次に、演算装置１は、接近走行経路４０およびバックホウ位置座標（第２中心位置３３）をダンプトラック２に送信する（ステップＳ４）。
[process]
10 is a sequence diagram of the construction support method of this embodiment. The processing of the construction support method of this embodiment proceeds as follows. The calculation device 1 receives the first center position 23 and the first azimuth angle θD from the dump truck 2 (or the information terminal 20) in real time. The calculation device 1 also receives the second center position 33 and the second azimuth angle from the backhoe 3 (or the information terminal 30) in real time.
First, the calculation device 1 receives an arrival signal from the dump truck 2 (step S1). The arrival signal is a signal indicating that the dump truck 2 has arrived at a standby position for loading. The calculation device 1 also receives a preparation completion signal from the backhoe 3 (step S2). The preparation completion signal is a signal indicating that the backhoe 3 has completed preparations to start loading work. Next, the route setting unit 13 of the calculation device 1 sets an approaching travel route 40 (step S3). The set approaching travel route 40 includes an end point that is the planned stop position 15 and a start point that is the standby position for loading. Next, the calculation device 1 transmits the approaching travel route 40 and the backhoe position coordinates (second center position 33) to the dump truck 2 (step S4).
ダンプトラック２は、接近走行経路４０およびバックホウ位置座標を演算装置１から受信すると、接近走行経路４０に沿って接近走行を開始する（ステップＳ５）。次に、ダンプトラック２は、準停止予定位置４１に停止する（ステップＳ６）。次に、ダンプトラック２は、到着信号を演算装置１に送信する（ステップＳ７）。到着信号は、ダンプトラック２が準停止予定位置４１に到着したことを示す信号である。次に、演算装置１の走行制御部１２は、機械間方位角θＩを算出する（ステップＳ８）。次に、演算装置１は、機械間方位角θＩをダンプトラック２に送信する（ステップＳ９）。 When the dump truck 2 receives the approach travel path 40 and the backhoe position coordinates from the arithmetic device 1, the dump truck 2 starts approach travel along the approach travel path 40 (step S5). Next, the dump truck 2 stops at the quasi-planned stop position 41 (step S6). Next, the dump truck 2 transmits an arrival signal to the arithmetic device 1 (step S7). The arrival signal is a signal indicating that the dump truck 2 has arrived at the quasi-planned stop position 41. Next, the travel control unit 12 of the arithmetic device 1 calculates the inter-machine azimuth angle θ I (step S8). Next, the arithmetic device 1 transmits the inter-machine azimuth angle θ I to the dump truck 2 (step S9).
ダンプトラック２は、機械間方位角θＩを演算装置１から受信すると、旋回走行（図８（ｃ））を開始する（ステップＳ５）。旋回走行の結果、ダンプトラック２がバックホウ３に近づきすぎた場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ダンプトラック２は、演算装置１の経路設定部１３が設定したやり直し始点４２に向かって走行する（ステップＳ１２）。ステップ１２の後、ステップＳ５に戻り、すでに説明した処理が実行される。 When the dump truck 2 receives the inter-machine azimuth angle θI from the calculation device 1, the dump truck 2 starts turning ( FIG. 8(c) ) (step S5). If the dump truck 2 gets too close to the backhoe 3 as a result of the turning (Yes in step S11), the dump truck 2 travels toward the redo start point 42 set by the route setting unit 13 of the calculation device 1 (step S12). After step S12, the process returns to step S5, and the process already described is executed.
旋回走行の結果、ダンプトラック２がバックホウ３に近づきすぎていない場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、機械間方位角θＩと第１方位角θＤとの差分｜θＩ－θＤ｜が第１閾値以上であったとき（ステップＳ１３でＮｏ）、ステップＳ８に戻り、すでに説明した処理が実行される。一方、差分｜θＩ－θＤ｜が第１閾値未満であったとき（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ダンプトラック２は、停止予定位置１５に停止する（ステップＳ１４）。 If the dump truck 2 is not too close to the backhoe 3 as a result of the turning (Yes in step S11), and the difference |θ I - θ D | between the inter-machine azimuth angle θ I and the first azimuth angle θ D is equal to or greater than the first threshold value (No in step S13), the process returns to step S8, and the process already described is executed. On the other hand, if the difference |θ I - θ D | is less than the first threshold value (Yes in step S13), the dump truck 2 stops at the planned stop position 15 (step S14).
次に、ダンプトラック２は、到着信号を演算装置１に送信する（ステップＳ７）。到着信号は、ダンプトラック２が停止予定位置１５に到着したことを示す信号である。次に、演算装置１は、バックホウ３に積込み開始指示をするとともに、機械間方位角θＩをバックホウ３に送信する（ステップＳ１６）。次に、バックホウ３は、積込み処理を開始し、停止予定位置１５に停止したダンプトラック２の荷台２４に土砂を積み込む。
以上で、施工支援方法の処理が完了する。バックホウ３の作業場所が変わった場合、この処理が改めて実行される。
Next, the dump truck 2 transmits an arrival signal to the arithmetic unit 1 (step S7). The arrival signal is a signal indicating that the dump truck 2 has arrived at the planned stop position 15. Next, the arithmetic unit 1 instructs the backhoe 3 to start loading, and transmits the inter-machine azimuth angle θI to the backhoe 3 (step S16). Next, the backhoe 3 starts the loading process, and loads earth and sand onto the loading platform 24 of the dump truck 2 that has stopped at the planned stop position 15.
This completes the processing of the construction support method. If the work location of the backhoe 3 is changed, this processing is executed again.
［特許請求の範囲との関係］
ダンプトラック２は、特許請求の範囲の「第１建設機械」の具体例である。
バックホウ３は、特許請求の範囲の「第２建設機械」の具体例である。
[Relationship to the claims]
The dump truck 2 is a specific example of a "first construction machine" in the claims.
The backhoe 3 is a specific example of a "second construction machine" in the claims.
［変形例］
（ａ）：ダンプトラック２は、無人で自動運転を行う型式に限らず、有人操作式であってもよい。有人操作式は、直接操作式でも遠隔操作式でもよい。
（ｂ）：自動運転を行う建設機械は、ダンプトラック２に限られない。また、本発明は、決められた経路に沿って自動運転を行う建設機械が複数存在する場合にも適用できる。
（ｃ）：バックホウ３は、オペレータが搭乗する型式であってもよいし、オペレータが搭乗しない遠隔操作式であってもよい。
（ｄ）：本発明において、自動運転をする建設機械はダンプトラックに限定されない。また、自動運転をする建設機械と連携して作業を行う建設機械はバックホウに限定されない。本発明で取り扱う作業は土砂の積込み作業に限らず、建設機械を用いる任意の作業を対象にしてよい。
[Modification]
(a): The dump truck 2 is not limited to an unmanned automatic driving type, but may be a manned type. The manned type may be a direct operation type or a remote control type.
(b) The construction machine that performs automatic driving is not limited to the dump truck 2. Furthermore, the present invention can also be applied to a case where there are a plurality of construction machines that perform automatic driving along a predetermined route.
(c) The backhoe 3 may be of a type in which an operator rides on board, or it may be of a remote-controlled type in which no operator rides on board.
(d): In the present invention, the automatically operated construction machine is not limited to a dump truck. Also, the construction machine that works in cooperation with the automatically operated construction machine is not limited to a backhoe. The work handled by the present invention is not limited to the loading of earth and sand, and may be any work using a construction machine.
（ｅ）：本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
（ｆ）：本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
（ｇ）：その他、本発明の構成要素について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
(e) It is also possible to realize a technology that appropriately combines the various technologies described in this embodiment.
(f): The software described in the present embodiment can be realized as hardware, and vice versa.
(g) In addition, the components of the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１００ 施工支援システム
１ 演算装置
２ ダンプトラック
３ バックホウ
１０ 統合管理室
１１ 位置設定部
１２ 走行制御部
１３ 経路設定部
１４，２１，３１ 無線通信機
１５ 停止予定位置
１６ 土砂
１７ 第１線分
１８ 第２線分
２０，３０ 情報端末
２２，３２ ＧＮＳＳ方位計
２３ 第１中心位置
２４ 荷台
３３ 第２中心位置
３４ 車体
３５ キャタピラ
３６ バケット
３７ アーム
４０ 接近走行経路
４１ 準停止予定位置
４２ やり直し始点
θＤ 第１方位角
θＢ 第２方位角
θＩ 機械間方位角
REFERENCE SIGNS LIST 100 Construction support system 1 Calculation device 2 Dump truck 3 Backhoe 10 Integrated management room 11 Position setting unit 12 Travel control unit 13 Route setting unit 14, 21, 31 Wireless communication device 15 Planned stop position 16 Soil and sand 17 First line segment 18 Second line segment 20, 30 Information terminal 22, 32 GNSS compass 23 First center position 24 Loading platform 33 Second center position 34 Vehicle body 35 Caterpillar 36 Bucket 37 Arm 40 Approach travel path 41 Quasi-planned stop position 42 Start point of retry θ D First azimuth angle θ B Second azimuth angle θ I Machine-to-machine azimuth angle
Claims (4)
前記演算装置は、
前記ダンプトラックの停止予定位置を設定する位置設定部と、
前記ダンプトラックを前記停止予定位置に向けて走行させる走行制御部とを備え、
前記演算装置は、前記ダンプトラックの中心位置及び方位角を前記ダンプトラックからリアルタイムで受信しており、前記バックホウの中心位置を前記バックホウからリアルタイムで受信しており、
前記走行制御部は、前記停止予定位置に停止する前記ダンプトラックの方位角と、前記ダンプトラックの中心位置と前記バックホウの中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が微小量である第１閾値以下となるように前記ダンプトラックを制御し、
前記演算装置は、前記ダンプトラックに対して、前記停止予定位置を終点とする接近走行経路を設定する経路設定部、をさらに備え、
前記第１線分の長さが第２閾値以下となった場合、前記経路設定部は、前記接近走行経路上にやり直し始点を設定し、
前記走行制御部は、前記ダンプトラックを前記やり直し始点に走行させる施工支援システム。 The system is equipped with an automatically operated dump truck , a backhoe , and a computing device.
The computing device includes:
A position setting unit that sets a planned stop position of the dump truck ;
A travel control unit that causes the dump truck to travel toward the planned stop position,
The arithmetic device receives the center position and azimuth angle of the dump truck from the dump truck in real time, and receives the center position of the backhoe from the backhoe in real time,
The travel control unit controls the dump truck so that a difference between an azimuth angle of the dump truck stopping at the planned stop position and an inter-machine azimuth angle, which is an azimuth angle of a first line segment connecting a center position of the dump truck and a center position of the backhoe, is equal to or less than a first threshold value, which is a very small amount ;
The arithmetic device further includes a route setting unit that sets an approach travel route for the dump truck having the planned stop position as an end point,
When the length of the first line segment becomes equal to or less than a second threshold value, the route setting unit sets a redo start point on the approach travel route,
The travel control unit is a construction support system that causes the dump truck to travel to the restart start point .
バックホウの中心位置を前記バックホウからリアルタイムで受信する第２ステップと、
前記ダンプトラックの停止予定位置を設定する第３ステップと、
前記ダンプトラックに対して、前記停止予定位置を終点とする接近走行経路を設定する第４ステップと、
前記ダンプトラックを前記停止予定位置に向けて走行させる際、前記停止予定位置に停止する前記ダンプトラックの方位角と、前記ダンプトラックの中心位置とバックホウの中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が微小量である第１閾値以下となるように前記ダンプトラックを制御し、前記第１線分の長さが第２閾値以下となった場合、前記接近走行経路上にやり直し始点を設定し、前記ダンプトラックを前記やり直し始点に走行させる第５ステップと、を備える施工支援方法。 A first step of receiving a center position and an azimuth angle of an automatically driven dump truck from the dump truck in real time;
A second step of receiving a center position of the backhoe in real time from the backhoe;
A third step of setting a planned stop position of the dump truck ;
A fourth step of setting an approach travel route for the dump truck, the approach travel route having the planned stop position as an end point;
a fifth step of controlling the dump truck so that, when the dump truck is driven toward the planned stopping position, a difference between the azimuth of the dump truck stopping at the planned stopping position and an inter-machine azimuth, which is the azimuth of a first line segment connecting the center position of the dump truck and the center position of a backhoe , is equal to or less than a first threshold value, which is a very small amount , and when the length of the first line segment becomes equal to or less than a second threshold value, a retry start point is set on the approach driving path and the dump truck is driven to the retry start point .
前記ダンプトラックを前記停止予定位置に向けて走行させる走行制御部とを備え、
前記ダンプトラックの中心位置及び方位角を前記ダンプトラックからリアルタイムで受信しており、バックホウの中心位置を前記バックホウからリアルタイムで受信しており、
前記走行制御部は、前記停止予定位置に停止する前記ダンプトラックの方位角と、前記ダンプトラックの中心位置とバックホウの中心位置とを結ぶ第１線分の方位角である機械間方位角との差分が微小量である第１閾値以下となるように前記ダンプトラックを制御し、
前記ダンプトラックに対して、前記停止予定位置を終点とする接近走行経路を設定する経路設定部、をさらに備え、
前記第１線分の長さが第２閾値以下となった場合、前記経路設定部は、前記接近走行経路上にやり直し始点を設定し、
前記走行制御部は、前記ダンプトラックを前記やり直し始点に走行させる演算装置。 a position setting unit that sets a planned stopping position of the automatically operated dump truck ;
A travel control unit that causes the dump truck to travel toward the planned stop position,
The center position and azimuth angle of the dump truck are received in real time from the dump truck, and the center position of the backhoe is received in real time from the backhoe,
The travel control unit controls the dump truck so that a difference between an azimuth angle of the dump truck stopped at the planned stop position and an inter-machine azimuth angle, which is an azimuth angle of a first line segment connecting a center position of the dump truck and a center position of a backhoe , is equal to or less than a first threshold value, which is a very small amount ;
A route setting unit that sets an approach travel route for the dump truck, the approach travel route having the planned stop position as an end point,
When the length of the first line segment becomes equal to or less than a second threshold value, the route setting unit sets a redo start point on the approach travel route,
The travel control unit is a calculation device that causes the dump truck to travel to the restart start point .
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