作業(yè)機械的控制系統(tǒng)、作業(yè)機械、作業(yè)機械的管理系統(tǒng)和作業(yè)機械的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其包括：轉(zhuǎn)向裝置，其對作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向輪進行操作；姿態(tài)檢測器，其檢測作為與上述作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角；轉(zhuǎn)向角檢測器，其檢測上述轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角；方位角運算部，其使用由上述轉(zhuǎn)向角檢測器檢測出的上述轉(zhuǎn)向角求取上述作業(yè)機械的第二方位角；以及車輛控制部，其使用上述第一方位角和上述第二方位角中的任一個來控制上述轉(zhuǎn)向裝置，其中，能夠切換成上述第一方位角和上述第二方位角中的任一個并將其發(fā)送至上述車輛控制部。
【專利說明】
作業(yè)機械的控制系統(tǒng)、作業(yè)機械、作業(yè)機械的管理系統(tǒng)和作業(yè)機械的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及作業(yè)機械的控制系統(tǒng)、作業(yè)機械、作業(yè)機械的管理系統(tǒng)和作業(yè)機械的控制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在礦山的挖掘現(xiàn)場，通常液壓挖掘機和自卸車等各種礦山機械進行工作。已知有被控制成沿著設(shè)定的目標(biāo)行走路徑在礦山中行走的無人礦山機械。這種無人礦山機械例如通過推測導(dǎo)航而自主行走，推測導(dǎo)航使用由用于檢測礦山機械的方位的裝置檢測出的信息。
[0003]專利文獻1:日本特開平11 一231936號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]專利文獻1中記載了下述技術(shù):在檢測出緊急停止指令的情況下，基于由車身姿態(tài)檢測部得到的車身朝向與期望的行進方向的偏差進行校正，以使車身朝向接近期望的行進方向。然而，在記載于專利文獻1的技術(shù)中，在車身姿態(tài)檢測部發(fā)生故障的情況下，可能導(dǎo)致無法校正車身的朝向。對包含無人礦山機械的無人作業(yè)機械來說，即使在搭載于作業(yè)機械中的用于檢測方位的裝置發(fā)生故障的情況下，也需要能夠控制轉(zhuǎn)向裝置以使無人作業(yè)機械不會大幅偏離目標(biāo)行走路徑地行走。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種無人作業(yè)機械，其被控制成沿著設(shè)定的目標(biāo)行走路徑在礦山中行走，并且即使在搭載于作業(yè)機械中的用于檢測方位的裝置發(fā)生故障的情況下， 也能夠防止作業(yè)機械大幅偏離目標(biāo)行走路徑。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其包括:轉(zhuǎn)向裝置，其對作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向輪進行操作;姿態(tài)檢測器，其檢測作為與上述作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角;轉(zhuǎn)向角檢測器，其檢測上述轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角;方位角運算部，其使用由上述轉(zhuǎn)向角檢測器檢測出的上述轉(zhuǎn)向角求取上述作業(yè)機械的第二方位角；以及車輛控制部， 其基于上述第一方位角和上述第二方位角中的至少一方來控制上述轉(zhuǎn)向裝置，在上述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，基于上述第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第一方式中，切換成上述第一方位角和上述第二方位角中的任一個并將其輸入至上述車輛控制部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第一方式或第二方式中，在上述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，上述車輛控制部使用上述第一方位角來控制上述作業(yè)機械的上述轉(zhuǎn)向裝置，在上述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，上述車輛控制部使用上述第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第一方式至第三方式中的任一方式中，包括:位置檢測器，其設(shè)置于上述作業(yè)機械，檢測上述作業(yè)機械的位置；以及校正部，其使用由上述位置檢測器求出的上述作業(yè)機械的位置，求取用于校正上述第二方位角的校正量并輸出該校正量，上述車輛控制部使用上述第一方位角或校正后的上述第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第三方式中，上述校正部基于上述作業(yè)機械的行走速度來變更上述校正量。[〇〇11]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第四方式或第五方式中，在上述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，上述車輛控制部使用上述第一方位角來控制上述礦山機械的上述轉(zhuǎn)向裝置，在上述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，上述車輛控制部使用校正后的上述第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，提供一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其在第二方式至第六方式中的任一方式中，在上述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，上述車輛控制部控制上述作業(yè)機械的制動裝置，使上述作業(yè)機械停止。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，提供一種作業(yè)機械，其包括第一方式至第七方式中的任一方式涉及的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第九方式，提供一種作業(yè)機械的管理系統(tǒng)，其包括:管理裝置，其對第八方式涉及的作業(yè)機械輸出包含上述作業(yè)機械的目標(biāo)行走速度和上述作業(yè)機械的目標(biāo)行走路徑的行走條件數(shù)據(jù)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第十方式，提供一種作業(yè)機械的控制方法，其包括:檢測作為與作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角的步驟;基于上述作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角來求取上述作業(yè)機械的第二方位角的步驟；以及在無法檢測上述第一方位角的情況下，基于上述第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置的步驟。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，提供一種作業(yè)機械的控制方法，其包括:判斷用于檢測作業(yè)機械的姿態(tài)的姿態(tài)檢測器是否能夠使用的步驟；以及在上述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，使用由上述姿態(tài)檢測器檢測出的作為與上述作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角來控制上述作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向裝置，在上述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，使用上述作業(yè)機械的第二方位角來控制上述轉(zhuǎn)向裝置的步驟，其中，上述第二方位角是使用上述作業(yè)機械的所述轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角而得到的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的無人作業(yè)機械，其被控制成沿著設(shè)定的目標(biāo)行走路徑在礦山中行走，即使在搭載于作業(yè)機械中的用于檢測方位的裝置發(fā)生故障的情況下，也能夠防止作業(yè)機械大幅偏離目標(biāo)行走路徑?！靖綀D說明】
[0018]圖1是表示本實施方式涉及的作業(yè)機械的管理系統(tǒng)的一個示例的圖。
[0019]圖2是表示在搬運路徑中行走的自卸車的示意圖。
[0020]圖3是示意性地表示本實施方式涉及的自卸車的一個示例的圖。[0021 ]圖4是示意性地表示本實施方式涉及的自卸車的一個示例的圖。
[0022]圖5是本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)的控制框圖。
[0023]圖6是用于說明求取第二方位角的方法的圖。[〇〇24]圖7是用于求取校正量的觀測值的圖。
[0025]圖8是表示校正增益與自卸車的行走速度的關(guān)系的圖。[〇〇26]圖9是控制系統(tǒng)具有的控制裝置的處理部的控制框圖。
[0027]圖10是表示本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的一個示例的流程圖。
[0028]圖11是表示執(zhí)行以及不執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的狀態(tài)的圖。[〇〇29] 符號説明 [〇〇3〇]1管理系統(tǒng)
[0031]2自卸車[〇〇32]1〇管理裝置[〇〇33]20控制系統(tǒng)
[0034]21行走裝置
[0035]22車輛主體
[0036]24驅(qū)動裝置[〇〇37]25控制裝置
[0038]26F轉(zhuǎn)向輪(車輪)[〇〇39] 2冊驅(qū)動輪(車輪)
[0040]27車軸[0041 ]28制動裝置
[0042]29轉(zhuǎn)向裝置[〇〇43]31行走速度檢測器
[0044]32加速度檢測器[〇〇45]33姿態(tài)檢測器[〇〇46]35位置檢測器[〇〇47]36無線通信裝置[〇〇48]37轉(zhuǎn)向角檢測器
[0049]41處理部[〇〇5〇] 41A方位角運算部 [0051 ]41B切換部
[0052]41C車輛控制部
[0053]41D校正部
[0054]41E判斷部[〇〇55]4lad加減法器[〇〇56]G校正增益
[0057]Lwb軸距
[0058]0BV觀測值[〇〇59]RP目標(biāo)行走路徑
[0060]8轉(zhuǎn)向角[〇〇61 ] 0dl第一方位角 [〇〇62]0d2第二方位角
[0063]0d2c校正后的第二方位角
[0064]0dc校正量【具體實施方式】
[0065]參照附圖，詳細說明用于實施本發(fā)明的方式(實施方式)。[〇〇66]作業(yè)機械的管理系統(tǒng)的概要[〇〇67]圖1是表示本實施方式涉及的作業(yè)機械的管理系統(tǒng)1的一個示例的圖。以下，可將作業(yè)機械的管理系統(tǒng)1稱為管理系統(tǒng)1。管理系統(tǒng)1管理作業(yè)機械4。作業(yè)機械4的管理包括: 作業(yè)機械4的運行管理、作業(yè)機械4的生產(chǎn)效率的評價、作業(yè)機械4的操作員的操作技術(shù)的評價、作業(yè)機械4的維護、以及作業(yè)機械4的異常診斷中的至少一種。以下，作為作業(yè)機械，以礦山中使用的礦山機械為例進行說明。
[0068]作為作業(yè)機械的一個示例的礦山機械是指，在礦山中用于各種作業(yè)的機械類的總稱。作業(yè)機械4包括:鉆探機械、挖掘機械、裝載機械、運載機械、破碎機、以及駕駛員駕駛的車輛中的至少一種。挖掘機械是用于挖掘礦山的作業(yè)機械。裝載機械是用于將貨物裝載到運載機械中的作業(yè)機械。裝載機械包括液壓挖掘機、電動挖掘機和輪式裝載機中的至少一種。運載機械是用于運載貨物的作業(yè)機械。破碎機是對從運載機械投入的土石進行破碎的作業(yè)機械。作業(yè)機械4能夠在礦山中移動。
[0069]在本實施方式中，作業(yè)機械4包括能夠在礦山中行走的作為運載機械的自卸車2和與自卸車2不同的其它作業(yè)機械3。在本實施方式中，對由管理系統(tǒng)1主要管理自卸車2的示例進行說明。
[0070]如圖1所示，自卸車2在礦山的作業(yè)場PA和通往作業(yè)場PA的搬運路徑HL的至少一部分中行走。自卸車2按設(shè)定于搬運路徑HL和作業(yè)場PA的目標(biāo)行走路徑行走。[0071 ]作業(yè)場PA包括裝載場LPA和卸載場DPA中的至少一方。裝載場LPA是進行將貨物裝載到自卸車2中的裝載作業(yè)的區(qū)域。卸載場DPA是進行從自卸車2卸載貨物的卸載作業(yè)的區(qū)域。在圖1所示的示例中，至少一部分的卸載場DPA設(shè)置有破碎機CR。
[0072]在本實施方式中，以自卸車2是基于來自管理裝置10的指令信號而在礦山中自主行走的無人自卸車為前提進行說明。自卸車2的自主行走是指不依賴于駕駛員的操作而基于來自管理裝置10的指令信號行走。無人自卸車?yán)邕€具有在發(fā)生故障這種情況下通過駕駛員的操作而行走的功能。[〇〇73]在圖1中，管理系統(tǒng)1包括:設(shè)置于礦山的管控設(shè)施7中配置的管理裝置10、以及通信系統(tǒng)9。通信系統(tǒng)9具有多個對數(shù)據(jù)和指令信號中的至少一方進行中繼的中繼器6。通信系統(tǒng)9在管理裝置10與作業(yè)機械4之間對數(shù)據(jù)或指令信號進行無線通信。此外，通信系統(tǒng)9在多個作業(yè)機械4之間對數(shù)據(jù)或指令信號進行無線通信。
[0074]在本實施方式中，利用GNSS(Global Navigat1n Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))檢測自卸車2的位置和其它作業(yè)機械3的位置。作為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的一個示例， 能夠列舉GPS(Global Posit1ning System，全球定位系統(tǒng))，不過不局限于此。GNSS具有多個定位衛(wèi)星5 ANSS檢測由煒度、經(jīng)度和高度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)規(guī)定的位置。由GNSS檢測出的位置是全局坐標(biāo)系中規(guī)定的絕對位置。通過RTK—GNSS來檢測礦山中的自卸車2的位置和其它作業(yè)機械3的位置。
[0075]在以下的說明中，可將由GNSS檢測的位置稱為GPS位置。GPS位置是絕對位置，包含煒度、經(jīng)度和高度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。絕對位置包含高精度地推定出的自卸車2的推定位置。
[0076]管理裝置10[〇〇77]接著，對管理裝置10進行說明。管理裝置10向作業(yè)機械4發(fā)送數(shù)據(jù)和指令信號中的至少一方，從作業(yè)機械4接收數(shù)據(jù)。如圖1所示，管理裝置10具備計算機11、顯示裝置16、輸入裝置17和無線通信裝置18。[〇〇78] 計算機11具備處理裝置12、存儲裝置13和輸入輸出部15。顯示裝置16、輸入裝置17 和無線通信裝置18經(jīng)由輸入輸出部15與計算機11連接。[〇〇79]處理裝置12執(zhí)行用于管理作業(yè)機械4的運算處理。存儲裝置13與處理裝置12連接， 存儲用于管理作業(yè)機械4的數(shù)據(jù)。輸入裝置17是用于將用于管理作業(yè)機械4的數(shù)據(jù)輸入至處理裝置12的裝置。處理裝置12使用存儲在存儲裝置13中的數(shù)據(jù)、從輸入裝置17輸入的數(shù)據(jù)、 以及經(jīng)由通信系統(tǒng)9獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行運算處理。顯示裝置16顯示處理裝置12的運算處理結(jié)果等。
[0080] 無線通信裝置18配置于管控設(shè)施7,具有天線18A，經(jīng)由輸入輸出部15與處理裝置 12連接。通信系統(tǒng)9包含無線通信裝置18。無線通信裝置18能夠接收從作業(yè)機械4發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)輸出至處理裝置12存儲在存儲裝置13中。無線通信裝置18能夠向作業(yè)機械4發(fā)送數(shù)據(jù)。[〇〇81]圖2是表示在搬運路徑HL中行走的自卸車2的示意圖。管理裝置10的處理裝置12作為行走條件信息生成部發(fā)揮功能，其生成包含礦山中行走的自卸車2的目標(biāo)行走速度Vr和目標(biāo)行走路徑RP的行走條件信息。目標(biāo)行走路徑RP由路線數(shù)據(jù)CS規(guī)定。路線數(shù)據(jù)CS是分別規(guī)定了絕對位置(坐標(biāo))的多個點PI的集合體。經(jīng)過多個點PI的軌跡是目標(biāo)行走路徑RP。處理裝置12針對多個點PI的每一個設(shè)定自卸車2的目標(biāo)行走速度Vr。管理裝置10經(jīng)由通信系統(tǒng)9對自卸車2輸出包含具有多個點PI的目標(biāo)行走路徑RP和各點PI的目標(biāo)行走速度Vr的行走條件信息。自卸車2按照從管理裝置10發(fā)送來的行走條件信息在礦山中行走。
[0082]自卸車2
[0083]圖3和圖4是示意性地表示本實施方式涉及的自卸車2的一個示例的圖。
[0084]自卸車2包括:使自卸車2行走的行走裝置21、搭載有行走裝置21的車輛主體22、由車輛主體22支承的箱斗23、驅(qū)動行走裝置21的驅(qū)動裝置24、以及控制裝置25。[〇〇85] 行走裝置21包括:車輪26F和車輪26R、將動力傳遞給車輪26R的車軸27、對車輪26F 和車輪26R進行制動的制動裝置28、以及能夠調(diào)整行走方向的轉(zhuǎn)向裝置29。以下，可將車輪 26R稱為驅(qū)動輪26R。[〇〇86]行走裝置21利用驅(qū)動裝置24產(chǎn)生的驅(qū)動力工作。驅(qū)動裝置24產(chǎn)生用于使自卸車2 加速的驅(qū)動力。驅(qū)動裝置24利用電驅(qū)動方式驅(qū)動行走裝置21。驅(qū)動裝置24具有柴油發(fā)動機這樣的內(nèi)燃機、利用內(nèi)燃機的動力工作的發(fā)電機、以及利用發(fā)電機產(chǎn)生的電力工作的電動機。將由電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力傳遞給行走裝置21的驅(qū)動輪26R。驅(qū)動輪26R利用由電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)，使自卸車2行走。這樣，利用設(shè)置于車輛主體22的驅(qū)動裝置24的驅(qū)動力， 自卸車2自主行走。通過調(diào)整驅(qū)動裝置24的輸出來調(diào)整自卸車2的行走速度。驅(qū)動裝置24不局限于電驅(qū)動方式。驅(qū)動裝置24例如也可以是下述驅(qū)動方式:將由內(nèi)燃機產(chǎn)生的動力經(jīng)由動力傳遞裝置傳遞給行走裝置21的驅(qū)動輪26R。
[0087]轉(zhuǎn)向裝置29調(diào)整行走裝置21的行走方向。自卸車2的行走方向包含車輛主體22的前部的朝向。轉(zhuǎn)向裝置29通過對車輪26F進行操作而改變車輪26F的朝向，來調(diào)整自卸車2的行走方向。以下，可將車輪26F稱為轉(zhuǎn)向輪26F。[〇〇88]制動裝置28產(chǎn)生用于使自卸車2減速或停止的制動力?？刂蒲b置25輸出:用于使驅(qū)動裝置24工作的加速指令信號、用于使制動裝置28工作的制動指令信號、以及用于使轉(zhuǎn)向裝置29動作的轉(zhuǎn)向指令信號。驅(qū)動裝置24基于從控制裝置25輸出的加速指令信號，產(chǎn)生用于使自卸車2加速的驅(qū)動力。制動裝置28基于從控制裝置25輸出的制動指令信號，產(chǎn)生用于使自卸車2減速或停止的制動力。轉(zhuǎn)向裝置29基于從控制裝置25輸出的轉(zhuǎn)向指令信號，產(chǎn)生改變轉(zhuǎn)向輪26F的朝向的力以使自卸車2直行或旋轉(zhuǎn)。
[0089]自卸車2包括:檢測自卸車2的行走速度Vs的行走速度檢測器31;檢測自卸車2的加速度As的加速度檢測器32;檢測自卸車2的姿態(tài)的姿態(tài)檢測器33;以及檢測轉(zhuǎn)向輪26F被轉(zhuǎn)向裝置29轉(zhuǎn)向的角度即轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角檢測器37。此外，自卸車2包括:檢測自卸車2的位置的位置檢測器35;以及例如與圖1所示的管理裝置10進行通信的無線通信裝置36。
[0090]行走速度檢測器31檢測自卸車2的行走速度Vs。行走速度檢測器31包括檢測轉(zhuǎn)向輪26F的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)向輪26F的轉(zhuǎn)速與自卸車2的行走速度Vs具有相關(guān)關(guān)系，因此將轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值即轉(zhuǎn)速值被轉(zhuǎn)換成自卸車2的行走速度值。[0091 ]加速度檢測器32檢測自卸車2的加速度As。自卸車2的加速度As包含正的加速度和負的加速度(減速度)。在本實施方式中，基于檢測轉(zhuǎn)向輪26F的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值即轉(zhuǎn)速值執(zhí)行運算處理，由此轉(zhuǎn)換成自卸車2的加速度值。更詳細而言，加速度檢測器32基于預(yù)先規(guī)定時間內(nèi)的行走速度Vs之差導(dǎo)出自卸車2的加速度As。例如，從0.5[sec]期間的行走速度Vs之差導(dǎo)出加速度As。行走速度檢測器31和加速度檢測器32可以為各自獨立的檢測器。
[0092]姿態(tài)檢測器33檢測自卸車2的姿態(tài)。自卸車2的姿態(tài)包含搖擺方向的姿態(tài)、俯仰方向的姿態(tài)和偏轉(zhuǎn)方向的姿態(tài)中的至少一種。姿態(tài)檢測器33例如是陀螺儀或慣性測量裝置 (Inertial Measurement Unit:1MU)。陀螺儀例如例不有F0G(Fiber Optical Gyro:光纖陀螺儀)，不過不局限于此。由姿態(tài)檢測器33檢測出的偏轉(zhuǎn)方向的姿態(tài)是關(guān)于自卸車2的方位的信息。即，姿態(tài)檢測器33是搭載在作為作業(yè)機械的自卸車2中的用于測量自卸車的方位的裝置。關(guān)于自卸車2的方位的信息例如是表示自卸車2在偏轉(zhuǎn)方向上的姿態(tài)的角度即方位角 W1。方位角0dl是表示自卸車2向哪個方向行進的信息。以下，可將由姿態(tài)檢測器33檢測出的方位角稱為第一方位角0dl。[〇〇93]位置檢測器35包括GPS接收機，用于檢測自卸車2的GPS位置(坐標(biāo))APS位置是全局坐標(biāo)系中的位置，至少由煒度和經(jīng)度表示。GPS位置還可以包含高度。位置檢測器35具有 GPS用天線35A。天線35A接收來自定位衛(wèi)星5的電波。位置檢測器35將基于由天線35A接收的來自定位衛(wèi)星5的電波的信號轉(zhuǎn)換成電信號，計算天線35A的位置。通過算出的天線35A的 GPS位置，而檢測出自卸車2的GPS位置。[〇〇94] 通信系統(tǒng)9包括設(shè)置于自卸車2的無線通信裝置36。無線通信裝置36具有天線36A。 無線通信裝置36能夠與圖1所示的管理裝置10進行無線通信。
[0095] 轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測由自卸車2的轉(zhuǎn)向裝置29操作的轉(zhuǎn)向輪26F的轉(zhuǎn)向角S。轉(zhuǎn)向角檢測器37可以基于轉(zhuǎn)向輪26F的舵角來檢測轉(zhuǎn)向角S。在轉(zhuǎn)向裝置29基于液壓對轉(zhuǎn)向輪26F進行操作的情況下，轉(zhuǎn)向角檢測器37也可以通過檢測操作轉(zhuǎn)向輪26F的液壓來檢測轉(zhuǎn)向角8。此外，在轉(zhuǎn)向裝置29基于電動機操作轉(zhuǎn)向輪26F的情況下，轉(zhuǎn)向角檢測器37也可以通過檢測給電動機的信號來檢測轉(zhuǎn)向角8。而且，在自卸車2具有駕駛席的情況下，轉(zhuǎn)向角檢測器 37也可以通過檢測未圖示的方向盤的舵角來檢測轉(zhuǎn)向角6。[〇〇96]管理裝置10經(jīng)由通信系統(tǒng)9將包含自卸車2的行走條件信息的指令信號發(fā)送至控制裝置25。控制裝置25基于由管理裝置10提供的行走條件信息，對自卸車2的驅(qū)動裝置24、 制動裝置28和轉(zhuǎn)向裝置29中的至少一個進行控制，以使自卸車2按照行走條件信息(包含具有多個點PI的目標(biāo)行走路徑RP和各點PI的目標(biāo)行走速度Vr)行走。[〇〇97] 控制系統(tǒng)
[0098]圖5是本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)20的控制框圖。以下，可將作業(yè)機械的控制系統(tǒng)20稱為控制系統(tǒng)20?？刂葡到y(tǒng)20搭載在自卸車2中。[〇〇99]如圖5所示，控制系統(tǒng)20包括:無線通信裝置36、行走速度檢測器31、加速度檢測器 32、姿態(tài)檢測器33、位置檢測器35、轉(zhuǎn)向角檢測器37、控制裝置25、驅(qū)動裝置24、制動裝置28 和轉(zhuǎn)向裝置29。
[0100]控制裝置25具有處理部41和存儲部46。處理部41包括:方位角運算部41A、切換部 41B、車輛控制部41C、校正部41D和判斷部41E。
[0101]處理部41獲取:從無線通信裝置36輸出的包含來自管理裝置10的行走條件信息的指令數(shù)據(jù)、從行走速度檢測器31輸出的表示自卸車2的行走速度Vs的行走速度數(shù)據(jù)、從加速度檢測器32輸出的表示自卸車2的加速度As的加速度數(shù)據(jù)、從姿態(tài)檢測器33輸出的作為表示自卸車2的姿態(tài)的一種姿態(tài)數(shù)據(jù)的第一方位角0dl、從位置檢測器35輸出的表示自卸車2 的位置的位置數(shù)據(jù)、以及從轉(zhuǎn)向角檢測器37輸出的轉(zhuǎn)向角5。此外，處理部41對驅(qū)動裝置24 輸出加速指令信號，對制動裝置28輸出制動指令信號，對轉(zhuǎn)向裝置29輸出轉(zhuǎn)向指令信號。
[0102]方位角運算部41A使用由轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測出的轉(zhuǎn)向角5,求取自卸車2的第二方位角W2。求取第二方位角0d2的方法在后文中說明。切換部41B對車輛控制部41C輸出由姿態(tài)檢測器33檢測出的第一方位角0dl和由方位角運算部41A導(dǎo)出的第二方位角0d2中的任一個。更詳細而言，在姿態(tài)檢測器33能夠使用的情況下，切換部41B輸出利用由姿態(tài)檢測器 33檢測出的自卸車2的姿態(tài)而得到的自卸車2的第一方位角0dl。然而，在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況(包含姿態(tài)檢測器33發(fā)生故障的情況)下，切換部41B輸出第二方位角0d2。優(yōu)先使用由姿態(tài)檢測器33檢測出的第一方位角0dl的理由是由于，通常由姿態(tài)檢測器33檢測出的第一方位角是比使用由轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測出的轉(zhuǎn)向角S而計算出的第二方位角0d2 更精確的方位角。[〇1〇3]車輛控制部41C使用從切換部41B輸出的第一方位角0dl或第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。更詳細而言，車輛控制部41C基于由第一方位角0dl或第二方位角0d2表示的自卸車2在當(dāng)前時刻的行進方向、以及從圖1所示的管理裝置10發(fā)送至自卸車2的行走條件信息(包含具有規(guī)定了絕對位置的多個點PI的目標(biāo)行走路徑RP)來控制轉(zhuǎn)向裝置29。車輛控制部41C也控制驅(qū)動裝置24和制動裝置28。另外，在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況(包含產(chǎn)生故障的情況)下，車輛控制部41C也可以控制制動裝置28以使自卸車2迅速地停止。[〇1〇4] 校正部41D使用由位置檢測器35求出的自卸車2的位置，求取用于校正第二方位角 9d2的校正量并將其輸出。判斷部41E判斷控制裝置25的處理部41的處理條件。
[0105]關(guān)于推測導(dǎo)航
[0106]在自卸車2在圖1所示的礦山的搬運路徑HL中行走的情況下，從管理裝置10向自卸車2發(fā)送包含具有規(guī)定了絕對位置的多個點PI的目標(biāo)行走路徑RP和目標(biāo)行走速度Vr的行走條件信息。自卸車2的控制裝置25、更詳細而言是控制裝置25的處理部41具有的車輛控制部 41C控制自卸車2的驅(qū)動裝置24、制動裝置28和轉(zhuǎn)向裝置29，以使自卸車2至少按照具有多個點PI的目標(biāo)行走路徑RP和目標(biāo)行走速度Vr行走。車輛控制部41C在使自卸車2行走時使用例如被稱為推測導(dǎo)航的方法。
[0107]控制裝置25在對輸出至自卸車2的驅(qū)動裝置24、制動裝置28和轉(zhuǎn)向裝置29的輸出信號進行運算時，除了從圖1所示的管理裝置10發(fā)送來的行走條件信息以外，還使用自卸車 2的行走速度Vs、加速度As、姿態(tài)(方位角)、以及由位置檢測器35檢測出的自卸車2的位置等數(shù)據(jù)。在本實施方式中，控制裝置25按照包含由管理裝置10的處理裝置12設(shè)定的目標(biāo)行走路徑RP和目標(biāo)行走速度Vr的行走條件信息，使自卸車2在裝載場LPA、卸載場DPA、搬運路徑 HL、以及交叉點IS中的至少一部分行走。[〇1〇8]推測導(dǎo)航是指基于相對于已知位置的方位(方位變化量)和移動距離來推測對象物(自卸車2)的當(dāng)前位置的導(dǎo)航方法。自卸車2的方位(方位變化量)由配置于自卸車2的姿態(tài)檢測器33檢測。自卸車2的移動距離由自卸車2具有的行走速度檢測器31檢測。姿態(tài)檢測器33的檢測信號和行走速度檢測器31的檢測信號被輸出至自卸車2的控制裝置25。[〇1〇9] 控制裝置25基于來自姿態(tài)檢測器33的檢測信號，能夠求取自卸車2相對于已知起點的方位(方位變化量)。控制裝置25基于來自行走速度檢測器31的檢測信號，能夠求取自卸車2相對于已知起點的移動距離?？刂蒲b置25基于來自姿態(tài)檢測器33的檢測信號和來自行走速度檢測器31的檢測信號生成與自卸車2的行走相關(guān)的控制量，以使自卸車2按照包含生成的目標(biāo)行走路徑RP和目標(biāo)行走速度Vr的行走條件信息行走。控制量包含加速信號、制動信號和轉(zhuǎn)向信號?？刂蒲b置25基于轉(zhuǎn)向信號、加速信號和制動信號來控制自卸車2的行走。
[0110]接著，對使用GNSS來校正利用推測導(dǎo)航求出的推測位置并且使自卸車2行走的示例進行說明。如果自卸車2行走的距離較長，則姿態(tài)檢測器33和行走速度檢測器31中的至少一方的檢測誤差被累積，由此推測出的位置(推測位置)與實際的位置之間可能產(chǎn)生誤差。 其結(jié)果，自卸車2可能會偏離由處理裝置12生成的目標(biāo)行走路徑RP地行走。
[0111]因此，在本實施方式中，控制裝置25使用由位置檢測器35檢測出的位置數(shù)據(jù)對利用推測導(dǎo)航導(dǎo)出(推測)的自卸車2的位置(推測位置)進行校正并且使自卸車2行走。
[0112]姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下的控制
[0113]在本實施方式中，在控制裝置25利用推測導(dǎo)航使自卸車2行走的情況下，基本上使用姿態(tài)檢測器33的檢測信號作為與自卸車2的方位相關(guān)的信息。作為與自卸車2的方位相關(guān)的信息，例如有自卸車2的旋轉(zhuǎn)角速度和方位角等。但是，在因姿態(tài)檢測器33發(fā)生故障等而姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下，控制裝置25無法得到自卸車2的方位，所以無法利用推測導(dǎo)航使自卸車2行走。因此，在本實施方式中，在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下，控制裝置 25使用第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29,該第二方位角0d2是由方位角運算部41A使用由轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測出的轉(zhuǎn)向角S而求出的自卸車2的方位角。通過這種控制，即使在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下，控制裝置25也能夠利用推測導(dǎo)航使自卸車2繼續(xù)按照目標(biāo)行走路徑RP行走，所以能夠避免自卸車2偏離搬運路徑HL等情形的發(fā)生。
[0114]圖6是用于說明求取第二方位角0d2的方法的圖。圖6是使用自卸車2的轉(zhuǎn)向輪26F 和驅(qū)動輪26R的兩輪模式。根據(jù)兩輪模式，第二方位角0d2能夠通過將由式(1)求取的角速度 ?對時間t進行積分而求取。
[0115]〇 =d0d2/dt = Vs/p = Vs Xsin8/Lwb---(1)
[0116]式(1)中的p是旋轉(zhuǎn)半徑，是從自卸車2的旋轉(zhuǎn)中心C至轉(zhuǎn)向輪26F的寬度方向中心的距離。Lwb是自卸車2的軸距，是轉(zhuǎn)向輪26F與驅(qū)動輪26R的旋轉(zhuǎn)中心間的距離。軸距Lwb例如存儲在圖5所示的存儲部46中。Vs是自卸車2的行走速度，由圖5所示的行走速度檢測器31 檢測。S是轉(zhuǎn)向輪26F的轉(zhuǎn)向角，由圖5所示的轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測。方位角運算部41A從行走速度檢測器31獲取行走速度Vs，從轉(zhuǎn)向角檢測器37獲取轉(zhuǎn)向角S，并且從存儲部46讀取軸距 Lwb代入式(1)求取角速度co。然后，方位角運算部41A通過將所得到的角速度co對時間t進行積分來求取第二方位角W2。[〇117]圖7是表示用于求取校正量的觀測值0BV的圖。第二方位角0d2的誤差會隨著時間的經(jīng)過而累積，因此控制裝置25的處理部41使用由校正部41D求出的校正量0dc來校正第二方位角0d2。校正量0dc由式(2)求取。
[0118]0dc = OBVXG---(2)
[0119]式(2)的0BV是觀測值。觀測值是第一矢量VT1與第二矢量VT2的角度差。第一矢量 VT1是控制裝置25利用推測導(dǎo)航(沒有校正位置)求出的自卸車2的行進方向的矢量。第二矢量VT2是基于由位置檢測器35檢測出的兩個位置P1、P2各自的坐標(biāo)而求出的、自卸車2移動方向的矢量。G是校正增益，將觀測值0BV乘以規(guī)定的校正增益G而得到的值作為校正量0dc。 [〇12〇]圖8是表示校正增益G與自卸車2的行走速度Vs的關(guān)系的圖。圖8的縱軸是校正增益 G，橫軸是行走速度Vs。可以適當(dāng)決定將校正增益G設(shè)定為何值，不過為了說明決定校正增益 G的方法的一個示例，圖8中示出了校正增益G與自卸車2的行走速度Vs的關(guān)系。圖8的縱軸是校正增益G，橫軸是自卸車2的行走速度Vs。行走速度Vs是絕對值。
[0121]在本實施方式中，位置檢測器35檢測出的位置是GPS位置。在基于GPS位置求取方位的情況下，如果兩個位置即位置P1與位置P2之間的距離增大即自卸車2的行走速度Vs增大，則方位即觀測值0BV的可靠性提高。因此，在本實施方式中，基于自卸車2的行走速度Vs 來變更校正量9dc。更詳細而言，校正增益G被設(shè)定成隨著自卸車2的行走速度Vs增加而增大，而在行走速度達到Vsl之后，就與行走速度Vs的大小無關(guān)而是恒定的值G2。即，設(shè)定成在行走速度Vs較低的情況(Vsl以下)下，行走速度Vs越低，對基于GPS位置計算出的方位角的加權(quán)越小。此外，如果行走速度Vs增大到某種程度，則觀測值0BV的可靠性幾乎不發(fā)生變化， 因此，在行走速度為Vsl以上的情況下，就與行走速度Vs的大小無關(guān)而是使校正增益G為恒定的值G2。通過這樣的處理，將觀測值0BV的可靠性反映到校正量0dc，來提高校正后的第二方位角0d2c的精度。
[0122]校正增益G與自卸車2的行走速度Vs的關(guān)系存儲在圖5所示的存儲部46中。校正部 41D獲取利用推測導(dǎo)航而得到的位置來求取第一矢量VT1，并獲取由位置檢測器35檢測出的兩個位置P1、P2的坐標(biāo)來求取第二矢量VT2。校正部41D使用存儲在存儲部46中的校正增益G 與自卸車2的行走速度Vs的關(guān)系，從行走速度檢測器31獲取與自卸車2的行走速度Vs對應(yīng)的校正增益G。校正部41D將得到的第一矢量VT1、第二矢量VT2和校正增益G代入式(2)來求取校正量9dc。
[0123]圖9是控制系統(tǒng)20具有的控制裝置25的處理部41的控制框圖。方位角運算部41A使用式(1)求取第二方位角0d2并輸出至加減法器41ad。校正部41D使用式(2)求取校正量0dc 并輸出至加減法器41ad。加減法器41ad通過將第二方位角0d2與校正量0dc相加來求取校正后的第二方位角0d2c，并將其輸出至切換部41B。還對切換部41B輸入由姿態(tài)檢測器33檢測出的第一方位角W1。
[0124]在本實施方式中，方位角運算部41A使用姿態(tài)檢測器33的檢測值求取第一方位角0 dl，并將其輸出至切換部41B，不過不局限于此。在由方位角運算部41A來求取第一方位角0 dl的情況下，方位角運算部41A將由姿態(tài)檢測器33檢測出的自卸車2的角速度co對時間t進行積分，由此求取第一方位角W1。在姿態(tài)檢測器33能夠輸出角速度和方位角雙方的情況下，第一方位角可以由姿態(tài)檢測器33來求取。
[0125]切換部41B將第一方位角0dl和校正后的第二方位角0d2c切換輸出至車輛控制部 41C。在本實施方式中，在姿態(tài)檢測器33能夠使用的情況下，切換部41B輸出第一方位角0dl。 在這種情況下，車輛控制部41C使用第一方位角0dl執(zhí)行推測導(dǎo)航，控制轉(zhuǎn)向裝置29、驅(qū)動裝置24和制動裝置28中的至少一個。在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下，切換部41B輸出第二方位角W2。在這種情況下，車輛控制部41C使用第二方位角0d2執(zhí)行推測導(dǎo)航，控制轉(zhuǎn)向裝置29、驅(qū)動裝置24和制動裝置28中的至少一個。
[0126]在本實施方式中，也可以使由校正部41D求取校正量0dc并輸出的周期比由方位角運算部41A求取第二方位角0d2并輸出的周期長。在這種情況下，處理部41以比輸出校正量0 dc的周期短的周期求取第二方位角0d2,用以比求取第二方位角0d2的周期長的周期得到的校正量0dc來校正第二方位角0d2。
[0127]由位置檢測器35檢測出的自卸車2的位置可以是GPS位置，而有時位置檢測器35檢測GPS位置的周期比轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測轉(zhuǎn)向角S的周期長。因此，如果僅使用GPS位置求取第二方位角W2,則第二方位角0d2的信息被輸入的機會較少，所以在控制裝置25使用位置檢測器35的檢測結(jié)果來控制自卸車2的情況下，精度有可能降低。在本實施方式中，由于控制裝置25使用以比檢測GPS位置短的周期檢測出的轉(zhuǎn)向角S來求取第二方位角0d2,所以在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下能夠抑制在對自卸車2的轉(zhuǎn)向裝置29進行控制時的精度下降。
[0128]也可以將兩個GPS用天線35A設(shè)置在自卸車2的不同部位，基于由兩個GPS用天線 35A檢測出的兩個位置求取自卸車2的方位，不過在這種情況下，需要兩個GPS用天線35A。而通過方位角運算部41A使用轉(zhuǎn)向角S來求取第二方位角0d2，由此能夠利用自卸車2已有的轉(zhuǎn)向角檢測器37檢測轉(zhuǎn)向角8。因此，通過使用轉(zhuǎn)向角S求取第二方位角0d2,不需要以追加的 GPS用天線35A為代表的追加設(shè)備，因此能夠抑制自卸車2的制作成本增加。
[0129]圖10是表示本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的一個示例的流程圖。在步驟 S101中，圖5所示的控制裝置25具有的處理部41的判斷部41E判斷姿態(tài)檢測器33是否能夠使用。在例如接下來的條件(1)?條件(4)中的至少一個成立的情況下，判斷部41E判斷為姿態(tài)檢測器33無法使用。[〇13〇](1)來自姿態(tài)檢測器33的通信中斷時。
[0131](2)判斷部41E從姿態(tài)檢測器33獲取到內(nèi)部故障的錯誤信息時。
[0132] (3)判斷為姿態(tài)檢測器33發(fā)生死機時。
[0133] (4)判斷為姿態(tài)檢測器33發(fā)生漂移(drift)時。
[0134]在判斷部41E判斷為姿態(tài)檢測器33能夠使用的情況下(步驟S101，“是”)，在步驟 S102中，處理部41的方位角運算部41A求取第一方位角0dl。處理部41的切換部41B將向車輛控制部41C輸出的方位角切換成第一方位角0dl。在步驟S103中，處理部41的車輛控制部41C 使用從切換部41B輸入的第一方位角0dl來控制轉(zhuǎn)向裝置29等。
[0135]在步驟S101中，在判斷部41E判斷為姿態(tài)檢測器33無法使用的情況(步驟S101， “否”)下，在步驟S104中，判斷部41E判斷轉(zhuǎn)向角S是否能夠使用。在接下來的條件(5)和條件 (6)中的至少一個條件成立的情況下，判斷部41E判斷為轉(zhuǎn)向角5無法使用。
[0136] (5)判斷為轉(zhuǎn)向角檢測器37發(fā)生故障時。
[0137] (6)判斷為位置檢測器35的信息不可靠時。
[0138]在步驟S104中，在判斷部41E判斷為轉(zhuǎn)向角S能夠使用的情況(步驟S104，“是”)下， 在步驟S105中，方位角運算部41A求取第二方位角0d2。圖9所示的校正部41D求取校正量0 dc。加減法器41ad將第二方位角0d2與校正量0dc相加并將校正后的方位角0d2c向切換部 41B輸出。切換部41B將向車輛控制部41C輸出的方位角切換成第二方位角0d2。在步驟S106 中，車輛控制部41C使用從切換部41B輸入的第二方位角0d2,至少控制轉(zhuǎn)向裝置29。此時，車輛控制部41C也可以使圖5所示的制動裝置28動作而使自卸車2停止。
[0139]在步驟S104中，在判斷部41E判斷為轉(zhuǎn)向角S無法使用的情況(步驟S104，“否”)下， 在步驟S107中，車輛控制部41C不對轉(zhuǎn)向裝置29進行控制。在這種情況下，車輛控制部41C使制動裝置28動作而使自卸車2停止。[〇14〇] 在本實施方式中，如上所述，也可以根據(jù)姿態(tài)檢測器33的檢測結(jié)果求取第一方位角0dl，基于轉(zhuǎn)向角檢測器37的檢測結(jié)果由方位角運算部41A求取第二方位角0d2,并由切換部41B切換車輛控制部41C使用的方位角。在這種情況下，優(yōu)選進行以下動作、S卩:姿態(tài)檢測器33除了無法使用的情況以外總是求取第一方位角0dl并將其輸出，方位角運算部41A除了轉(zhuǎn)向角S無法使用的情況以外總是求取第二方位角0d2并將其輸出。這樣，在姿態(tài)檢測器33 無法使用的情況下，切換部41B只要將車輛控制部41C使用的方位角從第一方位角0dl切換成第二方位角W2或校正后的第二方位角0d2c即可。因此，切換車輛控制部41C使用的方位角所需的時間僅為切換部41B的動作時間，所以能夠縮短切換方位角所需的時間。
[0141]在本實施方式中，由切換部41B切換車輛控制部41C使用的方位角，不過也可以將圖9所示的方位角運算部41A輸出的第一方位角0dl和加減法器41ad輸出的校正后的第二方位角0d2c不經(jīng)由切換部41B切換而輸入至車輛控制部41C。在這種情況下，例如在姿態(tài)檢測器33能夠使用的情況下，方位角運算部41A生成第一方位角0dl并輸出至車輛控制部41C。在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下，方位角運算部41A生成第二方位角0d2,校正部41D求取校正量0dc，加減法器41ad將校正后的第二方位角0d2輸出至車輛控制部41C。車輛控制部41C 使用從加減法器41ad輸出的校正后的第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。
[0142]在處理部41不具有校正部41D的情況下，在姿態(tài)檢測器33無法使用時，方位角運算部41A生成第二方位角0d2并輸出至車輛控制部41C。車輛控制部41C使用由方位角運算部 41A生成的第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。這樣，車輛控制部41C使用由方位角運算部 41A生成的第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。
[0143]這樣，在本實施方式中，車輛控制部41C使用第二方位角0d2或通過校正第二方位角0d2而得到的校正后的第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。校正后的第二方位角0d2也是基于第二方位角W2求取的，所以車輛控制部41C使用校正后的第二方位角0d2,相當(dāng)于使用第二方位角W2。即，車輛控制部41C基于第二方位角0d2來控制轉(zhuǎn)向裝置29。
[0144]在本實施方式中，車輛控制部41C也可以使用第一方位角0dl、以及第二方位角0d2 或校正后的第二方位角W2雙方來控制轉(zhuǎn)向裝置29。例如，車輛控制部41C可以使用第一方位角W1、與第二方位角0d2或校正后的第二方位角0d2的平均值來控制轉(zhuǎn)向裝置29。如上所述，校正后的第二方位角W2也是基于第二方位角0d2求取的，所以車輛控制部41C使用校正后的第二方位角W2,相當(dāng)于使用第二方位角0d2。即，在本實施方式中，車輛控制部41C能夠基于第一方位角和第二方位角0d2中的至少一方來控制轉(zhuǎn)向裝置29。
[0145]圖11是表示執(zhí)行以及不執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的狀態(tài)的圖。執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的結(jié)果是實線LNa，不執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的結(jié)果是點劃線LNn。虛線是由多個點PI 規(guī)定的目標(biāo)行走路徑RP。
[0146]圖11所示的結(jié)果中的實線LNa表示自卸車2在沿著目標(biāo)行走路徑RP行走時姿態(tài)檢測器33變得無法使用之后使用第二方位角0d2進行轉(zhuǎn)向而行走的情況下的自卸車2的行走路徑。點劃線LNn與上述實線LNa的內(nèi)容一樣，表示姿態(tài)檢測器33變得無法使用之后不使用第一方位角W1和第2方位角0d2雙方地進行轉(zhuǎn)向而行走的情況下的自卸車2的行走路徑。位置SPa和位置SPn分別是執(zhí)行以及不執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下某個時刻的自卸車2的位置。
[0147]A Ea是執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的與目標(biāo)行走路徑 RP的偏差，A En是不執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下的與目標(biāo)行走路徑RP的偏差。A Ea與A En相比距離較短、即表示執(zhí)行本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法的情況下與目標(biāo)行走路徑RP的偏差更小。這樣，本實施方式涉及的作業(yè)機械的控制方法即使在姿態(tài)檢測器33無法使用的情況下也能夠抑制從目標(biāo)行走路徑RP偏離。
[0148]這樣，本實施方式在控制成沿著設(shè)定的目標(biāo)行走路徑在礦山中行走的無人作業(yè)機械中，在搭載在作業(yè)機械中的用于檢測作業(yè)機械的方位的裝置發(fā)生故障的情況下，能夠減小從目標(biāo)行走路徑偏離的大小。因此，本實施方式在檢測作業(yè)機械的方位的裝置發(fā)生故障的情況下能夠提高安全性。
[0149]在本實施方式中，在求取觀測值0BV時，在自卸車2的不同部位設(shè)置兩個GPS用天線 35A，并基于兩個GPS位置P1、P2來導(dǎo)出第二矢量VT2,不過不局限于這樣的方法。例如在求取觀測值0BV時，也可以基于由兩個GPS用天線35A檢測出的兩個位置求取自卸車2的方位。
[0150]在上述實施方式中，以在礦山中使用的礦山機械作為作業(yè)機械的一個示例進行了說明，不過作業(yè)機械不局限于礦山機械，也可以是在作業(yè)現(xiàn)場使用的作業(yè)機械和工程現(xiàn)場使用的工程機械等。作業(yè)機械包括礦山機械。此外，作為“作業(yè)機械的控制系統(tǒng)”，在上述實施方式中以地面上礦山中的自卸車的控制系統(tǒng)為例進行了說明，不過不局限于此，也可以包括地面上礦山中的其它礦山機械或在作業(yè)現(xiàn)場使用的作業(yè)機械(輪式裝載機等)的控制系統(tǒng)。
[0151]以上，說明了本實施方式，不過本實施方式不局限于上述內(nèi)容。上述結(jié)構(gòu)要素中包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的、實質(zhì)上相同的、所謂等同范圍的結(jié)構(gòu)要素。上述結(jié)構(gòu)要素能夠適當(dāng)組合。在不脫離本實施方式的要旨的范圍內(nèi)，能夠進行結(jié)構(gòu)要素的各種省略、置換和變更中的至少一種。
【主權(quán)項】
1.一種作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:轉(zhuǎn)向裝置，其對作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向輪進行操作；姿態(tài)檢測器，其檢測作為與所述作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角；轉(zhuǎn)向角檢測器，其檢測所述轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角；方位角運算部，其使用由所述轉(zhuǎn)向角檢測器檢測出的所述轉(zhuǎn)向角求取所述作業(yè)機械的 第二方位角；以及車輛控制部，其基于所述第一方位角和所述第二方位角中的至少一方來控制所述轉(zhuǎn)向 裝置，在所述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，所述車輛控制部基于所述第二方位角來控制所 述轉(zhuǎn)向裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于:切換成所述第一方位角和所述第二方位角中的任一個并將其輸入至所述車輛控制部。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，所述車輛控制部使用所述第一方位角來控制所 述作業(yè)機械的所述轉(zhuǎn)向裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:位置檢測器，其設(shè)置于所述作業(yè)機械，檢測所述作業(yè)機械的位置；以及校正部，其使用由所述位置檢測器求出的所述作業(yè)機械的位置，求取用于校正所述第 二方位角的校正量并輸出該校正量，所述車輛控制部使用所述第一方位角或校正后的所述第二方位角來控制所述轉(zhuǎn)向裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述校正部基于所述作業(yè)機械的行走速度來變更所述校正量。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，所述車輛控制部使用所述第一方位角來控制所 述礦山機械的所述轉(zhuǎn)向裝置，在所述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，所述車輛控制部使用 校正后的所述第二方位角來控制所述轉(zhuǎn)向裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)，其特征在于:在所述姿態(tài)檢測器無法使用的情況下，所述車輛控制部控制所述作業(yè)機械的制動裝 置，使所述作業(yè)機械停止。8.—種作業(yè)機械，其特征在于:包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任一項所述的作業(yè)機械的控制系統(tǒng)。9.一種作業(yè)機械的管理系統(tǒng)，其特征在于，包括:管理裝置，其對權(quán)利要求8所述的作業(yè)機械輸出包含所述作業(yè)機械的目標(biāo)行走速度和 所述作業(yè)機械的目標(biāo)行走路徑的行走條件信息。10.—種作業(yè)機械的控制方法，其特征在于，包括:檢測作為與作業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角的步驟；基于所述作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角來求取所述作業(yè)機械的第二方位角的步驟；以 及在無法檢測所述第一方位角的情況下，基于所述第二方位角來控制所述轉(zhuǎn)向裝置的步驟。11.一種作業(yè)機械的控制方法，其特征在于，包括:判斷用于檢測作業(yè)機械的姿態(tài)的姿態(tài)檢測器是否能夠使用的步驟；以及 在所述姿態(tài)檢測器能夠使用的情況下，使用由所述姿態(tài)檢測器檢測出的作為與所述作 業(yè)機械的方位相關(guān)的信息的第一方位角來控制所述作業(yè)機械的所述轉(zhuǎn)向裝置，在所述姿態(tài) 檢測器無法使用的情況下，使用所述作業(yè)機械的第二方位角來控制所述轉(zhuǎn)向裝置的步驟， 其中，所述第二方位角是使用所述作業(yè)機械的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向角而得到的。
【文檔編號】G05D1/02GK105980947SQ201580003018
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】荻原正紀(jì), 遠島雅德
【申請人】株式會社小松制作所