CN105467991A - 运输车辆的停止位置计算装置及具有该装置的运输车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种运输车辆的停止位置计算装置及具有该装置的运输车辆，根据车挡的形状使运输车辆在车挡附近停止。具有：车挡识别部(520)，其基于来自设在运输车辆上的外界传感器(231)的信息，来识别设在行驶面上的车挡(400)的形状；和目标停止位置计算部(530)，其基于由上述车挡识别部识别出的上述车挡的形状，来计算上述运输车辆的目标停止位置(SP)。

Description

运输车辆的停止位置计算装置及具有该装置的运输车辆
技术领域
本发明涉及运输车辆的停止位置计算装置及具有该装置的运输车辆。
背景技术
在露天开采矿山等中，为了搬运挖掘出的矿石或沙土而使自卸卡车等运输车辆行驶。运输车辆在装载地点将运输物装载到货斗中，将装载的运输物运至卸载地点并卸载(排出)。在卸载地点，配置有用于限制运输车辆向行驶区域外移动的车挡(bund)。此时，存在使运输车辆在车挡附近停止后向车挡外部卸载货斗的运输物的情况。
作为使车辆在车挡附近停止的技术，例如公知有专利文献1。在该专利文献1中，公开有如下技术：“具有：拍摄机构，其对车辆的行进方向进行拍摄；俯瞰转换机构，其通过所拍摄的影像生成俯瞰图像；显示机构，其显示俯瞰图像；图像解析机构，其根据所生成的俯瞰图像求出车挡的位置；轮胎位置计算机构，其计算出俯瞰图像中的轮胎的位置；输出图像生成机构，其生成输出图像，在该输出图像中与计算出的轮胎的位置和解析出的车挡的位置相对应地描绘有轮胎图像和车挡位置显示图像；和图像控制机构，其使输出图像与俯瞰图像重叠而显示在显示机构上”(参照摘要)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-90939号公报
发明内容
在矿山等卸载地点卸载运输物时，期望使运输车辆尽可能地接近车挡而停止。然而，车挡的形状根据矿山而为各种各样的，存在必须根据车挡的形状来改变运输车辆的停止位置的情况。另外，在矿山等中，存在根据运输车辆的动作而使车挡的形状变化的情况。因此，存在随着车挡形状的变化而必须改变运输车辆的停止位置的情况。但是，在专利文献1中，完全没有考虑根据车挡的形状使车辆在车挡附近停止。
本发明是鉴于上述的实际情况而研发的，其目的在于根据车挡的形状来使运输车辆在车挡附近停止。
为了实现上述目的，本发明的运输车辆的停止位置计算装置具有：车挡识别部，其基于来自设在运输车辆上的外界传感器的信息，来识别设在行驶面上的车挡的形状；和目标停止位置计算部，其基于由上述车挡识别部识别出的上述车挡的形状，来计算上述运输车辆的目标停止位置。
发明效果
根据本发明，能够根据车挡的形状来使运输车辆在车挡附近停止。此外，上述以外的技术课题、结构及效果将通过以下实施方式的说明而得以明确。
附图说明
图1是表示矿山内的概略结构的图。
图2是表示图1所示的卸载地点中的自卸卡车的行驶路径的图。
图3是管制服务器及自卸卡车的硬件结构图，(a)示出管制服务器，(b)示出自卸卡车。
图4是表示管制服务器的主要功能的功能框图。
图5是表示存储在管制服务器中的路径数据的一个例子的图，(a)示意地示出路径数据，(b)示出路径数据的数据结构例。
图6是表示自卸卡车的整体结构的侧视图。
图7是表示自卸卡车的内部结构的框图。
图8是图7所示的停止位置计算装置的框图。
图9是表示外界传感器检测车挡的状况的图。
图10是表示自卸卡车卸载的状况的图。
图11是表示自卸卡车与车挡接触的状态的图。
图12是表示自卸卡车在卸载位置停车时的又一其他例子的图。
图13是表示第1实施方式的停止位置计算部的处理顺序的流程图。
图14是表示堆积沙土等而形成车挡的情况下的一个例子的图。
图15是表示图14所示的车挡的情况下的、后轮与停车位置之间的关系的图。
图16是表示车挡为由混凝土等制成的构造物的情况下的一个例子的图。
图17是表示图16所示的车挡的情况下的、后轮与停车位置之间的关系的图。
图18是表示第2实施方式的停止位置计算部的处理顺序的流程图。
附图标记说明
20、1020自卸卡车(运输车辆)
231外界传感器
400车挡
400a车挡的壁面
401车挡立起角度变化位置
402车挡下降位置
510停止位置计算部(停止位置计算装置)
520障碍物识别部(车挡识别部)
521行驶面检测部
522车挡角度变化位置检测部
523车挡角度检测部(车挡角度计算部)
524车挡下降位置检测部
530目标停止位置计算部
601行驶面
810前轮
820后轮
875后轮轴
SP目标停止位置
具体实施方式
以下使用附图等说明本发明的实施方式。以下说明表示本发明的内容的具体例，本发明并不限定于这些说明，在本说明书中所公开的技术思想的范围内能够基于本领域技术人员进行各种变更及修改。另外，在用于说明本发明的所有图中，存在对具有相同功能的部分标注相同的附图标记并省略其重复说明的情况。
【第一实施方式】
参照图1及图2，说明本实施方式的搭载有停止位置计算部的作为运输车辆的矿山用自卸卡车(以下简记为“自卸卡车”)所行驶的矿山内的概略结构。图1是表示矿山内的概略结构的图，图2是表示卸载地点中的自卸卡车的行驶路径的图。
如图1所示，在矿山内，设有将装载地点61及卸载地点62连接的行驶路径60。在装载地点61中进行沙土或矿石的装载作业的挖掘机10进行挖掘作业。并且，自卸卡车20-1、20-2在装载地点61中从挖掘机10装载沙土或矿石等载货，并沿着行驶路径60朝向卸载地点62自行行驶。自卸卡车20-1、20-2到达卸载地点62时卸载载货。在以下说明中，在不区分自卸卡车20-1、20-2的情况下，记载为自卸卡车20。
如图2所示，在卸载地点62中，自卸卡车20在行驶路径60上自行行驶，在折返地点KBP处将行进方向从前进切换成后退，并后退至基于地图信息的目标位置TP，最终移动至设有车挡(bund)400的目标停止位置SP而停止。然后，自卸卡车20进行卸载作业，并在空载状态下朝向装载地点61行驶。基于来自外界传感器231(参照图3等)的传感器信息来控制自卸卡车20从目标位置TP到目标停止位置SP的行驶。关于该控制的详细情况将在后叙述。
自卸卡车20-1、20-2经由无线通信线路40与设置在管制中心30中的管制服务器31通信连接。并且，自卸卡车20-1、20-2遵照来自管制服务器31的管制控制而行驶。图1的附图标记32是与管制服务器31连接的无线天线，附图标记41-1、41-2、41-3表示无线移动站。
自卸卡车20具有位置计算装置(在图1中省略图示)，该位置计算装置用于从全球导航卫星系统(GNSS：GlobalNavigationSatelliteSystem)的至少三个导航卫星50-1、50-2、50-3接收定位电波来获取自身车辆的位置。作为GNSS，除GPS以外，也可以使用GLONASS、GALILEO。
管制服务器31能够考虑所有的自卸卡车20-1、20-2的行驶位置、目标路径、矿山的作业目标、作业效率等，来计算(确定)从管制服务器31观察而想要使各自卸卡车20-1、20-2在行驶时所适用的车速(标量)即管制要求车速，并将其向各自卸卡车20-1、20-2通知。
接着参照图3，说明图1的管制服务器31及自卸卡车20的电气结构。图3是管制服务器及自卸卡车20的硬件结构图，(a)示出管制服务器，(b)示出自卸卡车。
如图3的(a)所示，管制服务器31包含CPU311、RAM(RandomAccessMemory)312、ROM(ReadOnlyMemory)313、HDD(HardDiskDrive)314、I/F315、总线318。并且，CPU311、RAM312、ROM313、HDD314及I/F315经由总线318连接而构成。
而且，管制服务器31具有LCD(LiquidCrystalDisplay)316、操作部317，它们与I/F315连接。
CPU311是运算部，控制管制服务器31整体的动作。
RAM312是能够进行信息的高速读写的易失性存储介质，用作CPU311处理信息时的作业区域。
ROM313是只读非易失性存储介质，存储有作为本实施方式的特征的自行行驶控制程序。
HDD314是能够进行信息的读写的非易失性存储介质，存储有OS(OperatingSystem)和各种控制程序、应用程序等。
LCD316是用于供用户确认矿山内的自卸卡车的行驶状况的视觉性利用者接口。
操作部317是键盘或层叠在LCD316上的触摸面板(省略图示)等用于供用户向管制服务器31输入信息的利用者接口。
在管制服务器31的I/F315上，连接有用于与无线通信线路40连接的服务器侧通信装置340。
另一方面，如图3的(b)所示，自卸卡车20具有：行驶控制装置200，其进行用于自行行驶的控制处理；行驶驱动装置210，其用于遵照来自行驶控制装置200的控制指示对自卸卡车20进行行驶驱动；位置计算装置220，其用于计算自卸卡车20的自身车辆的预测位置；激光传感器等外界传感器231，其用于认知自卸卡车20的周边环境；车身传感器232，其用于认知车身倾斜或装载量等车身信息；和自卸卡车侧通信装置240，其用于与无线通信线路40连接。
行驶驱动装置210包含：对自卸卡车20施加制动的制动装置211、用于改变自卸卡车20的转舵角的转舵马达212、及用于使自卸卡车20行驶的行驶马达213。
位置计算装置220是接收来自导航卫星50-1、50-2、50-3的定位电波并计算出自身车辆的预测位置的GPS装置或IMU。
行驶控制装置200包含CPU201、RAM202、ROM203、HDD204、I/F205及总线208。并且，CPU201、RAM202、ROM203、HDD204及I/F205经由总线208连接而构成。而且，行驶驱动装置210、位置计算装置220、外界传感器231、车身传感器232及自卸卡车侧通信装置240与I/F205连接。
在这样的硬件结构中，构成如下功能块：存储在ROM203、313或HDD204、314或者未图示的光盘等记录介质中的自行行驶控制程序被读出至RAM202、312，并遵照CPU201、311的控制来动作，由此自行行驶控制程序(软件)和硬件协同工作，实现管制服务器31及行驶控制装置200的功能。此外，在本实施方式中，通过软件和硬件的组合说明了管制服务器31及行驶控制装置200的结构，但尤其是自卸卡车20，也可以使用实现在自卸卡车侧执行的自行行驶控制程序的功能逻辑电路来构成。
接着参照图4至图5，说明管制服务器31的功能结构。图4是表示管制服务器的主要功能的功能框图。图5是表示存储在管制服务器中的路径数据的一个例子的图，(a)示意地示出路径数据，(b)示出路径数据的数据结构例。
如图4所示，管制服务器31具有：行驶许可区间设定部311a、管制要求车速确定部311b、服务器侧通信控制部311c、路径数据存储部314a、及运行管理信息数据库(以下将数据库简记为“DB”)314b。行驶许可区间设定部311a、管制要求车速确定部311b及服务器侧通信控制部311c由管制服务器31所执行的自行行驶控制程序构成。
路径数据存储部314a使用HDD314等固定存储的存储装置而构成。如图5的(a)所示，路径数据通过行驶路径60上的各地点(以下称为“节点”)22的位置信息、和连结各节点的链路21来定义。另外，也可以包含矿山的地形信息、各节点的绝对坐标(以定位电波为基础而计算出的三维实景坐标)。对各节点付与固定地识别该节点的识别信息(以下称为“节点ID”)。
各链路具有行进方向(图5的(a)中的箭头A方向)，定义前端节点和末端节点。并且如图5的(b)所示，路径数据将固定地识别各链路的识别信息即链路ID(例如21A)、与该链路的前端节点ID的坐标值(X22A，Y22A)及末端节点ID的坐标值(X22B，Y22B)、在该链路上行驶时的路径要求车速V21A、路宽W21A、坡度S21A、曲率C21A的数据建立关联。
路径要求车速根据该路径的坡度、曲率、路宽等道路规格等而确定。该路径要求车速为自卸卡车20实际行驶时的目标车速的候选。
运行管理信息DB314b存储表示在行驶路径60上行驶的各自卸卡车的位置的运行管理信息。
行驶许可区间设定部311a根据从各自卸卡车20发送来的行驶许可请求信息，对该自卸卡车20设定下一行驶许可区间。具体而言，参照运行管理信息DB314b的运行管理信息来获取在该自卸卡车20的前方行驶的其他自卸卡车的位置。接着，参照路径数据存储部314a的路径数据，在与行驶路径60上的在自卸卡车20的前方行驶的其他自卸卡车的当前位置相距至少以下距离(能够停止距离)的后方的地点，设置新设定的行驶许可区间的前方边界地点，其中，该距离是为了进行制动后能够停止所需要的距离(能够停止距离)。而且，在与该自卸卡车20的当前位置相比分离能够停止距离量的位置上设定后方边界地点。并且，将前方边界地点与后方边界地点之间设定为对发出了行驶许可请求的自卸卡车20付与的新的行驶许可区间。
管制要求车速确定部311b确定管制要求车速。具体而言，管制要求车速确定部311b从路径数据存储部314a读出路径数据，并参照存储在运行管理信息DB314b中的运行信息，考虑与对自卸卡车20设定的新的行驶许可区间中所包含的链路建立了对应的路径要求车速、自卸卡车20与前方车辆的距离、交通混杂的状态，来确定管制要求车速。通常，最大管制要求车速是在路径数据中与链路建立了对应的车速，在交通拥堵的情况下将慢于该最大管制要求车速的车速确定为管制要求车速。管制要求车速向行驶许可区间设定部311a输出。
行驶许可区间设定部311a生成行驶许可响应信息，并向服务器通信控制部311c输出，该行驶许可响应信息示出所设定的新的行驶许可区间的前方边界点、后方边界点及管制要求车速。
服务器通信控制部311c进行各自卸卡车20的行驶许可请求信息的接收、及发送根据该请求生成的行驶许可响应信息的控制。
接着，说明自卸卡车20的整体结构及自卸卡车20的自行行驶所涉及的功能结构。图6是表示自卸卡车20的整体结构的侧视图，图7是表示自卸卡车20的功能结构的框图。
如图6所示，自卸卡车20具有：前轮810及后轮820，其安装在车身架840的前方及后方；货斗830，其以能够经由支承轴860转动的方式支承在车身架840上；液压提升缸850，其通过伸缩使货斗830以支承轴860为中心转动；外界传感器231，其在自卸卡车20移动时检测车挡400(参照图9)；和行驶控制装置200，其控制自卸卡车20的行驶。
在车身架840上，搭载有驱动系统和驾驶席等主要结构要素，构成为车辆能够通过前轮810及后轮820在行驶面上自由地行驶。当使液压提升缸850伸长时，货斗830以一边以支承轴860为中心转动一边使前端上升而增加倾斜角度的方式动作，能够将货斗830上装载的载货(运输物)870从货斗830的后端排出(参照图10)。另外，在支承轴860上，作为检测货斗830相对于车身架840的倾斜角度的角度检测机构，设置有测定支承轴860的旋转角的电位计(旋转电位计)865。附图标记875是后轮820的后轮轴。此外，图3的(b)所示的行驶驱动装置210、位置计算装置220、车身传感器232、自卸卡车侧通信装置240在图6中没有图示。
如图7所示，行驶控制装置200具有：路径数据存储部204a，其记录了行驶的路径和与其连带的信息；路径数据抽取部201c，其从路径数据存储部204a抽取恰当的数据；停止位置计算部(停止位置计算装置)510，其计算自卸卡车20的停止位置；车身信息运算部201e，其认知行驶车速、转舵角、装载重量等车身状态；行动指令部201f，其确定本车的目标车速、目标路径等并输出为了追随目标路径而需要的指令信息；目标路径追随部201g，其确定为了以目标车速沿着目标路径移动而需要的驱动、制动、转舵的控制量；行驶许可请求部201h，其当接近当前行驶中的行驶许可区间的末端地点(前方边界点)时，进行接下来要行驶的新的行驶许可区间的设定请求；和自卸卡车侧通信控制部201i，其进行与管制服务器31之间的无线通信控制。
路径数据存储部204a记录路径数据，该路径数据将自卸卡车20应行驶的路径作为两端具有被称为节点的点的链路的集合体来表现。另外，构成为，以当指定链路时能够抽取与该链路关联的数据的方式，将链路ID和其附带的附带信息建立关联。
路径数据抽取部201c基于由位置计算装置220计算出的位置信息，抽取该位置附近的路径数据。路径数据抽取部201c将抽取的路径数据向行动指令部201f输出。
停止位置计算部510的详细情况将在后叙述，以来自激光传感器等外界传感器231的输出为基础来识别有无尤其位于自卸卡车20的行进方向前方的障碍物(例如前方车辆、车挡400等)和障碍物的形状，并且在该障碍物为车挡400的情况下，计算出用于在车挡400的附近停车的目标停止位置。并且，将该计算结果向行动指令部201f输出。此外，外界传感器231除激光传感器以外，也可以使用微波传感器或立体摄像机等。
车身信息运算部201e基于来自各种车身传感器232的输出对转舵角、行驶车速、装载重量等表示自卸卡车20的车身状态的值进行运算。例如车身信息运算部201e以来自安装在转舵轴上的旋转角传感器的输出为基础对转舵角进行运算。另外车身信息运算部201e以从计测前轮810或后轮820的转速的车轮转速传感器输出的转速及轮胎规格为基础对行驶车速进行运算。
而且，车身信息运算部201e以来自能够计测设置在各车轮上的悬架的压力的压力传感器的输出为基础对装载重量进行运算。行动指令部201f根据检测结果，进行例如在空载的情况下与载货相比使施加制动时的时刻提前等、与车身信息相应的行驶控制。
目标路径追随部201g进行用于遵照行动指令部201f所确定的目标车速而使自卸卡车20沿着目标路径行驶的控制，包含：目标转矩生成部501，其生成用于实现目标车速的行驶马达转矩指令；和目标转舵角生成部502，其以实现目标路径的方式生成转舵角指令。
目标转矩生成部501从行动指令部201f获取目标车速，并反馈目标车速与当前车速值的差值，且生成使该差值减小那样的目标行驶转矩。目标转舵角生成部502从自卸卡车侧通信控制部201i获取行驶许可响应信息及目标路径(行驶许可区间)的位置信息，并以自卸卡车20不会脱离目标路径的方式生成目标转舵角。
此外，目标路径追随部201g也具有如下功能：在自卸卡车20卸载时使自卸卡车20移动至车挡400附近的目标停止位置SP时，遵照来自行动指令部201f的指示，进行对行驶驱动装置210的控制。
行驶许可请求部201h对从位置计算装置220得到的自身车辆的位置信息和从路径数据存储部204a读出的路径数据进行核对，判定自身车辆是否到达了要发送对下一行驶许可区间的设定进行请求的行驶许可请求信息的地点(行驶许可请求地点)，在已到达的情况下对自卸卡车侧通信控制部201i发送行驶许可请求信息。
自卸卡车侧通信控制部201i进行如下控制：对管制服务器31发送用于请求下一行驶许可区间的行驶许可请求信息，并且从管制服务器31接收行驶许可响应信息(包含管制要求车速信息)。
接着，说明停止位置计算部510的详细情况。图8是表示停止位置计算部510的详细情况的框图。如图8所示，停止位置计算部510具有：障碍物识别部(车挡识别部)520，其基于来自外界传感器231的信息，来识别行驶面上的障碍物(前方车辆或车挡400等)；和目标停止位置计算部530，其计算自卸卡车20的目标停止位置SP。
障碍物识别部520包含：行驶面检测部521，其用于检测自卸卡车20的行驶面；车挡角度变化位置检测部522，其用于检测车挡400的壁面400a的角度发生变化的位置；车挡角度检测部(车挡角度计算部)523，其用于检测车挡400的壁面400a的角度；和车挡下降位置检测部524，其用于检测车挡400的下降位置。
图9是表示外界传感器检测车挡400的状况的图。如图9所示，外界传感器231构成为，例如使用激光传感器并能够计测该传感器的计测范围内的多点的距离。更具体而言，图9的外界传感器231的计测范围是二维的，示出使用将自卸卡车20下方范围的前方到后方的区域作为计测范围的传感器的状况。
行驶面检测部521使用自卸卡车20所行驶的面上的计测点列来确定行驶面601。更详细而言，行驶面检测部521通过使用规定区域例如前轮810与后轮820之间等的计测点列来对它们的近似直线进行运算等而求出行驶面601。
车挡角度变化位置检测部522计算出计测点列从行驶面601变化的第1车挡角度变化位置401。此外，在多次检测到变化的情况下，车挡角度变化位置检测部522计算车挡角度变化位置直至第n次为止。
车挡角度检测部523计算出车挡角度变化位置检测部522检测到的角度变化位置401处的、行驶面601的直线与角度变化后的直线602(壁面400a)所成的角度θ(参照图11，以下将该角度称为“立起角度”。)。
车挡下降位置检测部524根据计测点列的变化，检测车挡顶点，而且检测该计测点列向垂直方向下方向变化的位置，将该位置作为车挡下降位置402来检测。另外，在计测点没有向垂直下方变化的情况下，车挡下降位置检测部524将车挡顶上的计测点列的最后方的位置作为车挡下降位置402来检测。
目标停止位置计算部530以来自行驶面检测部521、车挡角度变化检测部522、车挡角度检测部523及车挡下降位置检测部524的输出值为基础确定自卸卡车20的目标停止位置SP。在此，目标停止位置SP被定义为水平方向上的距外界传感器231的距离。也就是说，构成为，在从外界传感器231到车挡400的水平方向上的距离成为SP的时刻使自卸卡车20停车，由此使该自卸卡车20的停车位置成为对于卸载恰当的位置(参照图11等)。
图10示出自卸卡车20卸载的状况。在自卸卡车20将载货870向崖下卸载的情况下，自卸卡车20通过后退接近至车挡400并停车。在该状态下，自卸卡车20通过控制液压提升缸850使货斗830倾斜，从而将货斗830中装载的载货870向后方卸载。此外，在图10中，Ds是外界传感器231与后轮轴875的中心之间的水平方向上的距离，Do是后轮轴875的中心与车挡下降位置402之间的水平方向上的距离。
图11表示自卸卡车20与车挡400接触的状态。如图11所示，当车挡400的立起角度θ充分大时，自卸卡车20无法越过车挡400。因此，如图11所示，期望自卸卡车20在后轮820与车挡400接触的位置上停车。此时，通过以车挡角度检测部523所求出的角度θ和后轮轮胎的半径R为基础进行几何运算，能够求出目标停止位置SP。
即，通过将后轮轴875的中心带到从第1车挡角度变化位置401仅离开R*tan(θ/2)的位置而使目标停止位置SP成为后轮820与车挡400正好接触的位置。因此，目标停止位置计算部530将从第1车挡角度变化位置401仅离开由Ds+R*tan(θ/2)计算出的距离的位置确定为目标停止位置SP。此外，也可以取代后轮轮胎的半径R而使用直径D来计算。
另外，图12示出自卸卡车20在卸载位置上停车时的又一其他例子。在图12的例子中，车挡400具有两阶段以上的角度变化。具体而言，第1车挡角度变化位置401上的角度变化小到自卸卡车20能够越过的程度，第2车挡角度变化位置402上的角度变化大到自卸卡车20无法越过的程度。
在该例中，行驶控制装置200根据车挡角度检测部523检测到的第1车挡角度(θ1)判断成自卸卡车20能够越过，而继续后退。此时，能够通过自卸卡车20所具有的IMU(惯性导航装置)等检测姿势的车身传感器232检测俯仰角θp。目标停止位置计算部530将后轮轴875的中心到达如下位置的位置作为目标停止位置SP，该如下位置为，货斗830超过车挡下降位置402的位置且使用该俯仰角θp对Do及Ds进行修正而成为Ds*cos(θp)+Do*cos(θp)的位置。若检测到无法越过的角度的车挡400，则与上述同样地，将后轮820与该车挡400接触的位置作为目标停止位置SP。
接着，使用图13说明基于停止位置计算部510对目标停止位置的计算顺序。图13是表示停止位置计算部510的处理顺序的流程图。
<S601>
行驶面检测部521基于由外界传感器231检测到的计测点列，对行驶面601进行运算。
<S602>
车挡角度变化位置检测部522基于由外界传感器231检测到的计测点列，对车挡角度变化位置401进行运算。另外，车挡角度检测部523基于由外界传感器231检测到的计测点列，对车挡400的立起角度θ进行运算。此时，在车挡角度变化位置及立起角度的组合存在多个的情况下对所有的情况均进行运算。
<S603>
车挡下降位置检测部524基于由外界传感器231检测到的计测点列，计算出车挡下降位置402。
<S604>
目标停止位置计算部530判断第n个车挡角度变化位置中的立起角度(车挡角度)是否为阈值以上。此外，此处的阈值被设定为自卸卡车20无法越过车挡400的程度的角度值。在为阈值以上的情况下，判断成无法开上该车挡角度，并进入步骤605。在为阈值以下的情况下，返回到步骤604。此时将作为对象的车挡角度变化位置401及车挡的立起角度改变成下一组(第n+1个)。
<S605>
目标停止位置计算部530将从车挡角度变化位置401仅离开由Ds+R*tan(θ/2)计算出的距离的位置确定为目标停止位置SP(参照图11)。
像这样，根据第1实施方式，能够识别车挡400的形状，并使自卸卡车20根据车挡400的形状而停止在恰当的位置。更详细而言，在认知成车挡400的形状为无法被自卸卡车20越过的形状的情况下，若根据车挡400的壁面400a的倾斜角度以几何学方式计算出目标停止位置SP，并在该目标停止位置SP上使自卸卡车20停止，则结果为，成为后轮820与车挡400的壁面400a刚好接触的接近状态。由此，能够将自卸卡车20停止在对于卸载作业期望的位置上。而且，由于能够考虑车挡400的形状来求出停止位置，所以即使在车挡400的形状变化的情况下，也能够以使自卸卡车20停止在恰当位置上的方式进行控制。
【第2实施方式】
接着，说明第2实施方式的搭载有停止位置计算部1510的自卸卡车1020。此外，在第2实施方式中，除目标停止位置计算部1530进行的目标停止位置SP的运算方法不同这一点以外，均与第1实施方式相同。由此，以该差异点为中心进行说明。
首先，说明图14的例子。在图14中示出自卸卡车1020由于卸载而与车挡400接近的状态，图中R是后轮820的半径，Ds是从外界传感器231到后轮轴875的中心的水平距离。另外，使通过外界传感器231检测到的至车挡的角度变化位置401为止的计测距离为L1。如图所示在堆积沙土等而形成车挡400的情况下，通过使沙土不会崩塌而稳定地保持形状的被称为休止角的角度而大致地规定，因此，虽然车挡400的斜面的立起也基于沙土材质的性质，但大多比较平缓，通常多为小于40度。
在这样的情况下，后轮820能够靠近至车挡400的角度变化位置401附近而停车。如图15所示，后轮820通过轮胎的橡胶挠曲来支承自重，由此具有为Lc的接地长度，为了使后轮820尽可能地与车挡400接近，如从该图可以得知，将后轮轴875仅以Lc/2处于车挡的角度变化位置401之前的位置设定为目标是妥当的。即，期望将图14的成为L1＝Ds+Lc/2的位置设定为目标停止位置SP。由此，第2实施方式的停止位置计算部1510的目标停止位置计算部1530将从角度变化位置401仅离开L1的位置确定为目标停止位置SP。在此，Lc是由轮胎的种类、气压、轴重确定的值，但也可以使其为对于自卸卡车1020的每个车种的基于车辆总重量的函数、或更简单地使其为基于车种的常数。
另一方面，在图16的例子中，车挡400由混凝土等制成，垂直地设在地面上。即，如图17所示，后轮820最先与车挡400接触的部分是后轮820最向后伸出的部分，即是后轮轴875高度上的部分，其从后轮轴875的伸出量是后轮820的半径R。即，若使从外界传感器231到后轮轴875高度上的车挡的位置403的计测距离为L2，则期望将图16的L2与Ds+R相等的位置设定为目标停止位置SP。
像这样根据车挡400的形状，成为停止目标的距离也会变化，但为了判定与上述的图14的例子和图16的例子中的哪一个符合，只要判定与车挡的角度变化位置401相比后轮820的后端能否伸出即可。然而后轮820最向后伸出的部分即后轮轴875高度上的车挡400的位置403是重要的，能够通过对图14或图16中的从外界传感器231到后轮轴875高度上的车挡的位置403的计测距离L2与从外界传感器231到车挡的角度变化位置401的计测距离L1进行比较来判定。
具体而言，将后轮820的接地面的后端和后轮轴875高度上的后轮820的后端中的先接触的一侧的距离作为停止目标。即，是外界传感器231所计测的L1先达到Ds+Lc/2、或是L2先达到Ds+R，以较早的一方停止自卸卡车，由此实现目的。包含在此示出的判定部分的停止目标位置SP的计算顺序在图18中示出。
<S1301>
行驶面检测部521根据由外界传感器231检测到的计测点列对行驶面601进行运算。
<S1302>
车挡角度变化位置检测部522基于由外界传感器231检测到的计测点列，对车挡角度变化位置401进行运算。目标停止位置计算部1530根据该车挡角度变化位置401求出距离L1。
<S1303>
车挡角度检测部523基于由外界传感器231检测到的计测点列，对车挡400的立起角度θ进行运算。目标停止位置计算部1530根据立起角度θ和轮胎半径R，求出从外界传感器231到处于轮胎的半径R的高度上的位置403的距离L2。
<S1304>
如果L1-Lc/2<L2-R成立，则目标停止位置计算部1530执行S1305，如果不成立则目标停止位置计算部1530执行S1306。
<S1305>
后退距离LB＝L1-(Ds+Lc/2)
<S1306>
后退距离LB＝L2-(Ds+R)
<S1307>
目标停止位置计算部1530基于后退距离LB确定目标停止位置SP。
像这样，根据第2实施方式，与第1实施方式同样地，能够识别车挡400的形状，并使自卸卡车1020根据车挡400的形状而停止在恰当的位置上。由此，能够将自卸卡车1020停止在对与卸载作业期望的位置上。而且，即使在车挡400的形状变化的情况下，也能够同样地使自卸卡车1020移动至合适的卸载位置。
此外，本发明也能够适用于除自卸卡车以外的运输车辆，例如轮式装载机等。

Claims (6)

1.一种运输车辆的停止位置计算装置，其特征在于，具有：
车挡识别部，其基于来自设在运输车辆上的外界传感器的信息，来识别设在行驶面上的车挡的形状；和
目标停止位置计算部，其基于由所述车挡识别部识别出的所述车挡的形状，来计算所述运输车辆的目标停止位置。
2.如权利要求1所述的运输车辆的停止位置计算装置，其特征在于，
所述车挡识别部具有车挡角度计算部，该车挡角度计算部计算所述车挡的壁面中的与所述运输车辆相面对侧的壁面与所述行驶面所成的角度θ，
所述目标停止位置计算部基于所述角度θ及所述运输车辆的轮胎的半径R，来计算所述运输车辆的目标停止位置。
3.如权利要求2所述的运输车辆的停止位置计算装置，其特征在于，
在设所述外界传感器与所述运输车辆的后轮轴的中心之间的水平距离为Ds时，所述目标停止位置计算部将从所述车挡仅离开由Ds+R*tan(θ/2)求出的距离的位置确定为所述运输车辆的目标停止位置。
4.如权利要求1所述的运输车辆的停止位置计算装置，其特征在于，
在设所述外界传感器与所述运输车辆的后轮轴的中心之间的水平距离为Ds、设所述运输车辆的轮胎与所述行驶面的接地长度为Lc时，所述目标停止位置计算部将从所述车挡仅离开由Ds+Lc/2求出的距离的位置确定为所述运输车辆的目标停止位置。
5.如权利要求1所述的运输车辆的停止位置计算装置，其特征在于，
在所述车挡的壁面中的与所述运输车辆相面对侧的壁面相对于所述行驶面而大致垂直地设置的情况下，所述目标停止位置计算部将从所述车挡仅离开目标停止距离的位置确定为所述运输车辆的目标停止位置，其中该目标停止距离是对所述外界传感器与所述运输车辆的后轮轴的中心之间的水平距离Ds加上所述轮胎的半径R而求出的。
6.一种运输车辆，其特征在于，
具有权利要求1至5中任一项所述的运输车辆的停止位置计算装置。
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