Autonomous Compaction Roller : Temporarily convert a non autonomous compaction machine to become autonomous during endurance testing

• Main Authors: Tuma Fischer, Sebastian, Sundblad, Jojje
• Format: Others
• Language: English
• Published: Blekinge Tekniska Högskola, Institutionen för maskinteknik 2018
• Subjects: Autonomous system; Compaction machine; Endurance testing; Risk assessment; Self-driving; Autonomt system; Kompakteringsmaskin; Långtidsprov; Riskanalys; Självkörande; Mechanical Engineering; Maskinteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-16728

How can a non-autonomous compaction roller be converted to become temporarily autonomous while it performs a 500hours endurance test? Particularlysince the compaction rollers in question is not built to be autonomous and shall not be autonomous after the endurance test is completed. The autonomous system shall also be adaptable to all compaction rollers which Dynapac is developing and shall be moved to another machine when the endurance test is completed. In this thesis a concept is engineered of how the whole autonomous system will work and a prototype is fabricated of how to convert the current manual mechanical steering to be performed by a computer. The steering prototype has been tested on a Dynapac CC4200 double drumasphalt compaction roller and worked as intended. To develop this, anextensive risk analysis is also established andwith it a requirements list of what's needed to be fulfilled when performing autonomous testing of a compaction roller. The work has been done using the method “design thinking” which is a collection of multiple methods to create new concepts and ideas. The final concept resulted in a navigation system which uses GNSS for path planning and limitation of the operation area. It also uses radar to detect foreign objects in its path to prevent a collision. Multiple systems arealso proposed to be used for malfunction detection of the roller, which is a major part of a human operator’sjob when testing out new machines. The test track for the machine was undefined and also hadto be engineeredas part of the concept. It resultedin closing the area of operation with a mesh fence to prevent access to the area from unauthorised personnel and geo-fence to prevent the machine from escaping. Access to the area is only granted to authorized personnel and only when the autonomous rolleris shut off. Due to the machines in question isn’t fully developed, theycan’t be trusted enough to have people inside the area of operation asthe autonomous machineis operating. === Hur kanen icke-autonom vägvältomvandlas tillatt bli tillfälligt autonom medan den utför ett 500timmar långttidsprov?Särskilt sedanvägvältenifrågainte ärbyggd för att vara autonom och ska intevara autonom efter attlångtidsprovetär slutfört. Det autonoma systemet skaävenkunna anpassas tillalla vältar som Dynapac utvecklar och ska flyttas till en annan maskin närlångtidsprovetär klart. Idenna avhandling konstrueras ett koncept för hur hela det autonoma systemet kommer att fungera ochenprototyp tillverkaspå hur man konverterar den nuvarande manuella mekaniska styrningen till attstyras av en dator. Styrprototypen testades på en Dynapac CC4200 asfaltsvält med dubbla valsar ochfungerade bra. En omfattande riskanalys utvecklades ochlika såen kravlista över vad som behöveruppnås vid autonom testning av en vägvält. Arbetet har gjorts med hjälp av metoden “designthinking”, vilket är en samling av flera metoder för att skapa nya koncept och idéer. Det slutgiltigakonceptet resulterade i ett navigationssystem som använder GNSS för navigering och begränsning avkörområdet. Den använder också radar för att upptäcka främmande föremål i sin vägvilketförhindrarkollision. Flera system föreslås användasförfunktionsfelsdetektering på välten, vilket är en viktig delav en mänskligoperatörs arbetevid provning av nya maskiner. Maskinen kommer att vara i ett slutetområde som är avskilt med ett nätstängsel.Tillträde till området ges endast till behörig personal ochendast när den autonoma välten är avstängd. På grund avmaskinerna ifråga inte är fullt utvecklade,kan de inte litas på tillräckligt för att ha personer inom körområdet medan det autonoma systemet är idrift.