建筑机械用控制器的制造方法_2

文档序号:8269369阅读:来源:国知局
嵌入OS12是带有设于自卸车41上的车箱45(参照图2)的起伏控制等所需的功能的嵌入OS。若将控制器I应用于液压挖掘机,则建筑机械用嵌入OS12是带有作业机的动作控制等所需的功能的嵌入OS。另外,该OS自身也是开发者设计的。并且,该建筑机械用嵌入OS12实现保证处理时间在一定范围内的较高的实时性,并且实现用较少的内存进行动作的紧凑性。
[0042]另一方面,PC (个人计算机(Personal Computer))基板20具有PC控制部21。PC控制部21具有通用PC — 0S22、监视部23、存储部24及周边监视部26。通用PC — OS是带有包括对建筑机械而言不需要的功能在内的丰富功能的通用OS。该不需要的功能是指例如与电子邮件的发送接收关联的功能。OS自身使用现有的OS。具体的OS是Windows (注册商标)。因此,能够活用该OS的开发者较多,人力资源丰富。另外,能够利用的现有的应用也丰富。另外,PC控制部21在追加不要求实时性而处理负荷较大的功能的情况下,仅通过追加应用就能够实现。周边监视部26为图像处理应用的一种。需要说明的是,为了由PC控制部21执行而追加的应用也可以是处理负荷较小的功能。
[0043]通用PC — 0S22如上所述为能够执行丰富功能且带有通用性的软件设计,因此需要使所具备的全部功能起动,起动费时。主基板10的建筑机械用嵌入0S12如上所述为限定为所需功能的软件设计,因此在起动时,在短时间内完成起动。即,与主基板10相比,PC基板20起动较慢。
[0044]扩张功能处理基板30具有图像处理部31。扩张功能处理基板30进行从基于周边监视部26的处理分支出的图像处理,是承担由周边监视部26进行的图像处理的辅助的专用基板。图像处理部31可以通过例如FPGA (Field-Programmable Gate Array)及内存(例如VRAM:Video Random Access Memory)等来实现。即,扩张功能处理基板30将对相机组8所拍摄的拍摄图像进行坐标转换、重叠处理等得到的图像数据向PC基板20侧发送。
[0045][控制器的连接结构]
[0046]这里,主基板10具有连接配线束N的连接器Cl 1、连接PC基板20的USB接口的连接器C12、连接扩张功能处理基板30的连接器C13、连接GPS天线17与GPS组件16的连接器C14。由于主基板10与PC基板20之间用通用的USB接口进行连接,因此容易更换成新的PC基板。另外,由于主基板10具有USB接口,因此与外部的通用PC等的连接变得容易,容易进行主基板10的开发。
[0047]另外,PC基板20具有连接主基板10的USB接口的连接器C21、与外部连接的USB接口的连接器C22、连接外部的LAN线缆的连接器C23、连接与周边监视器9之间的监视器线缆的连接器C24。而且,PC基板20为了连接扩张功能处理基板30而具有能够高速传送各种信息的 PCI (Peripheral Components Interconnect) Express 规格的连接器 C25。在该PC基板20上能够连接USB兼容的设备或LAN线缆,因此容易从外部访问PC基板20,容易进行调试处理或开发,并且容易下载存储于PC基板20内的存储部24中的大量数据。另夕卜,PC基板20能够连接USB兼容的设备或LAN线缆,因此是通用的,无需用于下载存储于存储部24中的大量数据的专用工具。
[0048]需要说明的是,在连接器C22上连接无线LAN适配器18。也可以经由该无线LAN适配器18将存储于PC基板20内的存储部24中的大量数据下载到外部。
[0049]另外,扩张功能处理基板30具有连接主基板10的连接器C31、连接PC基板20的PCIExpress规格的连接器C33、与相机组8之间进行连接的连接器C32。PC基板20和扩张功能处理基板30能够使用PCIExpress规格的扁平线缆来连接,从而能够对各种信息进行高速传送处理。因此,扩张功能处理基板30充分发挥周边监视部26的加速器的功能。
[0050][控制器的电源连接结构]
[0051 ] 从电源7经由连接器Cl I向主基板10输入直流24V的电源线。该电源线经由电源开关SWl与内部电源电路15连接。电源开关SWl搭载于主基板10。需要说明的是,电源开关SWl可以使用MOS (metal-oxi de-semi conductor)晶体管。其它的电源开关SW2或SW3也同样可以使用MOS晶体管。即,作为电源开关,可以使用分立部件。内部电源电路15通过将电压转换为例如直流5V、直流3.3V、直流1.2V等不同的电压来生成各自的内部电源。这些内部电源被利用于主基板10内的主控制部11等中。基于该内部电源电路15的电源供给状态由监视部13来监视。
[0052]另外,经由连接器Cll的直流24V的电源线经由电源开关SW2、连接器C12、C21直接连接到PC基板20侧。电源开关SW2搭载于主基板10。并且,向PC基板20输入的电源线与内部电源电路25连接。内部电源电路25通过将电压转换为例如直流5V等来生成内部电源。该内部电源被利用于PC基板20内的PC控制部21等中。需要说明的是,内部电源电路25的电源供给状态由监视部23来监视。
[0053]而且,经由连接器Cll的直流24V的电源线经由电源开关SW3、连接器C13、C31与扩张功能处理基板30连接。电源开关SW3搭载于主基板10。并且,向扩张功能处理基板30输入的电源线与内部电源电路35连接。内部电源电路35通过将电压转换为例如直流5V等来生成内部电源。该内部电源被利用于扩张功能处理基板30内的图像处理部31等中。需要说明的是,内部电源电路35的电源供给状态由监视部33来监视。
[0054]主基板10、PC基板20、扩张功能处理基板30各自的电源电路之间通过电压转换前的24V电源线连接,在主基板10、PC基板20、扩张功能处理基板30分别具备将从电源7供给来的电源电压转换为所期望的电压的内部电源电路15、25、35,因此在变更为新的PC基板20、扩张功能处理基板30的情况下,无需设置新的电源接口、电压转换电路。例如,仅在主基板10设置内部电源电路,使PC基板20、扩张功能处理基板30的电源电路的功能集中于该主基板10的内部电源电路。这种情况下,在伴随PC基板20的更新而替换PC基板20时,若PC基板20的使用电压发生变更,则不得不将主基板10的内部电源电路变更为与PC基板20的使用电压对应的内部电源电路,需要进行新的基板开发、动作确认等。由此,若像本实施方式那样在各基板分别设置内部电源电路15、25、35,能容易地应对将来的规格变更。
[0055][周边监视处理]
[0056]在该自卸车中,与配置在自卸车的外周部分的雷达组5所检测出的障碍物相关的信息被从配线束N向主基板10发送,经过未图示的主基板10内的信号线并经由连接器C12、21向PC基板20的周边监视部26发送。这里,与障碍物相关的信息是表示白卸车和障碍物之间的距离的信息、表示障碍物的位置的信息,是与白卸车和障碍物的相对位置相关的信息。另一方面,配置在白卸车的外周部分的相机组8所拍摄到的拍摄图像被向扩张功能处理基板30发送。图像处理部31生成能够监视整个白卸车周围的俯瞰图像。例如,该俯瞰图像如下生成,首先,将各拍摄图像转换为从位于白卸车上方的规定的假想视点观察到的图像。具体而言,进行从规定的假想视点向与地面对应的规定的假想投影面投影的图像转换。然后,将各投影图像与拍摄区域相对应地合成,由此生成自卸车周围的俯瞰图像。之后,图像处理部31将该俯瞰图像经由连接器C33、C25向周边监视部26依次送出。周边监视部26对图像处理部31输出指令以生成将雷达组5对障碍物的检测结果(例如表示障碍物的位置的标记)重叠而得到的俯瞰图像,并将该生成的图像数据在周边监视器9上显示输出。另外,周边监视部26在根据雷达组5的检测结果判断存在障碍物的情况下,通过从周边监视器9发出声音或者将表现催促注意这种意思的标记显示在俯瞰图像上等方式输出警报。另外,周边监视部26根据雷达组5对障碍物的检测结果,将包括表示判断为存在障碍物的位置的信息在内的俯瞰图像显示在周边监视器9上,能够使自卸车的操作者看到障碍物的存在及其位置。
[0057]在本实施方式中,在追加如上述的周边监视处理那样的处理负荷较大的功能的情况下,通过使用具有通用PC—OS22的PC基板20及能够进行基于FPGA的高速图像处理的扩张功能处理基板30,由此不会对主基板10所执行的处理、即要求实时性的处理造成影响。要求实时性的处理是指例如传感器组6发现为了使自卸车运转而接通钥匙开关SW之后紧接着发生的异常并将该异常作为警报告知操作者的处理,或者将在自卸车运转中传感器组6所发现的发动机的异常等作为警报快速地告知操作者的处理等。即,不使主基板10负担处理负荷大的处理,主基板10能够确保实时性地执行处理负荷小的处理。对主基板10和PC基板20或扩张功能处理基板30分配了与处理负荷的大小相应的任务。
[0058][控制器的配置位置]
[0059]图2是表示自卸车的车辆前侧部分的侧视图。在自卸车41的车辆前侧,在与前轮42的上方对应的位置设有供操作者乘坐的驾驶室43。在驾驶室43内,除了虚线所示的操作者座椅44以外,还设有用于进行自卸车41的行驶操作或装载碎石等的车厢45的起伏操作的未图示的装置类及设备类。而且,如虚线所示,在驾驶室43内部的前部上方位置设有周边监视器9。周边监视器9只要能够确保操作者的可见性即可,可以设置在驾驶室43内部的其它部位。另外,在驾驶室43内部的后部下方位置设有金属制的安装盘47,在该安装盘47上安装有控制器I。
[0060]周边监视器9和控制器I通过监视器线缆9A来连接。在控制器I连接有图
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