CN105849661A - 矿山机械的管理系统和管理方法 - Google Patents

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Abstract

矿山机械的管理系统包括：检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中行走的矿山机械，以非接触方式检测上述界标相对于上述矿山机械的位置；以及行走控制部，其基于预先求出的上述界标的位置和由上述检测部得到的上述界标的位置校正上述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使上述矿山机械行走，并且在上述检测部检测出的上述界标的位置周围存在有在上述矿山中行走的车辆的情况下，当通过上述推测导航法使上述矿山机械行走时，至少不使用上述检测部检测出的上述界标的位置。

Description

矿山机械的管理系统和管理方法
技术领域
本发明涉及矿山机械的管理系统和管理方法。
背景技术
目前，提出有在矿山中使无人车辆在预先设定的行走路径中自动行走的方案(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开2002－215236号公报
发明内容
专利文献1中记载了在使无人车辆自动行走时所使用的下述导航法：使用速度传感器或移动距离传感器求取车辆的行走距离，并且使用陀螺仪或地磁传感器推定方位，由此推测车辆的位置和方位。在通过这样的导航法使矿山机械行走的情况下，随着行走距离增大，所推测的矿山机械的位置等的误差也增大。因此，在通过上述导航法使矿山机械行走的情况下，考虑使用GPS或设置在矿山中的被称为界标的位置基准，来校正所推测的位置等的误差。
在无法使用GPS的情况下，一边使用界标的位置校正通过上述导航法得到的位置一边使矿山机械行走。在这种情况下，在矿山中工作的车辆或其他矿山机械等有时会停在设置于矿山中的界标附近。于是，矿山机械可能将停在界标附近的车辆等识别为界标。在这种情况下，就变成使用并非本来的界标而是车辆等的位置来校正通过上述导航法得到的位置。其结果，可能导致无人矿山机械偏离矿山中的行走路径。这在例如使用导航装置对有人矿山机械进行导向的情况下也同样会发生。
本发明的目的在于提供一种矿山机械的管理系统和管理方法，能够降低矿山机械偏离矿山中的行走路径的可能性。
本发明提供一种矿山机械的管理系统，其包括：检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测上述界标相对于上述矿山机械的位置；以及行走控制部，其基于预先求出的上述界标的位置和由上述检测部得到的上述界标的位置校正上述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使上述矿山机械行走，并且在上述检测部检测出的上述界标的位置周围存在有非上述界标的物体的情况下，当通过上述推测导航法使上述矿山机械行走时，至少不使用上述检测部检测出的上述界标的位置。
本发明提供一种矿山机械的管理系统，其包括：检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测物体相对于上述矿山机械的位置；以及行走控制部，其在上述检测部检测出的上述物体的位置与预先求出的上述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将上述物体的位置设为上述界标的位置，并且基于预先求出的上述界标的位置和由上述检测部得到的上述界标的位置校正上述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使上述矿山机械行走，在上述检测部检测出的上述界标的位置周围存在有非上述界标的物体的情况下，上述行走控制部减小上述规定值。
优选在减小了上述规定值的情况下，当上述检测部检测出的上述物体的位置与预先求出的上述界标的位置之间的距离大于减小后的上述规定值时，上述行走控制部不将上述检测部检测出的上述物体视为上述界标。
优选具有自身位置检测装置，其搭载于上述矿山机械，求取上述矿山机械的自身位置，上述行走控制部基于上述自身位置检测装置检测出的上述自身位置使上述矿山机械行走，在上述自身位置检测装置无法检测上述自身位置时，上述行走控制部通过推测导航法使上述矿山机械行走。
优选上述检测部包括用于监视上述矿山机械周边的、检测在上述矿山机械周围存在的物体的雷达装置。
本发明提供一种矿山机械的管理系统，其包括：检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，包括用于监视上述矿山机械周边的、检测在上述矿山机械周围存在的物体的雷达装置，并且以非接触方式检测上述界标相对于上述矿山机械的位置；存储部，其存储非上述界标的物体的位置；自身位置检测装置，其搭载于上述矿山机械，求取上述矿山机械的自身位置；以及行走控制部，其搭载于上述矿山机械，基于上述自身位置检测装置检测出的上述自身位置使上述矿山机械行走，在上述自身位置检测装置无法检测上述自身位置时，基于预先求出的上述界标的位置和由上述检测部得到的上述界标的位置校正上述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使上述矿山机械行走，上述行走控制部从上述存储部获取非上述界标的物体的位置，在非上述界标的物体的位置位于上述检测部检测出的上述界标的位置周围的规定范围内的情况下，在通过上述推测导航法使上述矿山机械行走时，至少不使用上述检测部检测出的上述界标的位置。
本发明提供一种矿山机械的管理系统，其包括：检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测物体相对于上述矿山机械的位置；存储部，其存储非上述界标的物体的位置；以及行走控制部，其在上述检测部检测出的上述物体的位置与预先求出的上述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将上述物体的位置设为上述界标的位置，并且基于预先求出的上述界标的位置和由上述检测部得到的上述界标的位置校正上述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使上述矿山机械行走，上述行走控制部从上述存储部获取非上述界标的物体的位置，在非上述界标的物体的位置位于上述检测部检测出的上述界标的位置周围的规定范围内的情况下，减小上述规定值。
本发明提供一种矿山机械的管理方法，其用于管理矿山机械，该矿山机械在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走，并基于检测出的自身位置而行走，上述矿山机械的管理方法包括：检测上述界标的位置；以及在检测出的上述界标的位置周围存在有非上述界标的物体的情况下，当通过推测导航法使上述矿山机械行走时，至少不使用检测出的上述界标的位置。
本发明提供一种矿山机械的管理方法，其用于管理矿山机械，该矿山机械在设置有多个界标的矿山中行走，并基于检测出的自身位置而行走，上述矿山机械的管理方法包括：检测物体相对于上述矿山机械的位置，在检测出的上述物体的位置与预先求出的上述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将上述物体的位置设为上述界标的位置；以及在得到的上述界标的位置周围存在有非上述界标的物体的情况下，减小上述规定值。
本发明能够降低矿山机械偏离矿山中的行走路径的可能性。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的矿山机械的管理系统的一个示例的图。
图2是表示本实施方式涉及的管理装置的一个示例的框图。
图3是表示本实施方式涉及的自卸车的图。
图4是表示本实施方式涉及的自卸车的控制系统的框图。
图5是示意性地表示本实施方式涉及的车辆的外观的图。
图6是本实施方式涉及的车辆的控制系统的框图。
图7是表示由自卸车的非接触传感器检测出界标的状态的一个示例的图。
图8是表示包含使用界标和非接触传感器的推测位置校正的自卸车行走方法的一个示例的流程图。
图9是表示本实施方式涉及的界标8的位置检测处理和位置登记处理的一个示例的图。
图10是表示本实施方式涉及的界标的位置检测处理和位置登记处理的一个示例的图。
图11是表示本实施方式涉及的矿山机械的管理方法的步骤的流程图。
图12是表示检测界标的方法的一个示例的图。
图13是表示检测界标的方法的一个示例的图。
图14是表示检测界标的处理的一个示例的步骤的流程图。
图15是表示本实施方式的变形示例涉及的矿山机械的管理方法的步骤的流程图。
图16是表示本实施方式的变形示例涉及的矿山机械的管理方法的图。
符号说明
1 管理系统
2、2a、2b、2c 自卸车
2S 处理系统
3 车辆
3S 控制系统
4 装载机械
7 管控设施
8 界标
8R 反射部
9 通信系统
10 管理装置
11 计算机系统
12 处理装置
12A 数据处理部
12B 行走路径生成部
13 存储装置
13B 数据库
18 无线通信装置
20 处理装置
20A 行走控制部
21 车辆主体
24 非接触传感器
25 存储装置
25B 数据库
26 陀螺仪传感器
27 速度传感器
28 无线通信装置
29 位置检测装置
300 检测区域
具体实施方式
参照附图来详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。
矿山机械的管理系统的概要
图1是表示本实施方式涉及的矿山机械的管理系统1的一个示例的图。图1示意性地示出了矿山机械的管理系统(以下可称为管理系统)1和应用管理系统1的现场。管理系统1包括配置于管控设施7的管理装置10，对矿山机械进行管理。矿山机械的管理包括矿山机械的运行管理、矿山机械的生产率的评价、矿山机械的操作员的操作技术的评价、矿山机械的维护、以及矿山机械的异常診断中的至少一项。
矿山机械是用于矿山中的各种作业的机械类的总称。矿山机械例如是装载机械和运载机械等。装载机械是将砂土或岩石等货物装载到运载机械中的机械。装载机械包括液压挖掘机、电动挖掘机和轮式装载机中的至少一种。运载机械是在矿山中行走，并运载由装载机械装载的货物的机械。运载机械包括自卸车2。
在本实施方式中，管理系统1至少对运载机械进行管理。以下说明管理系统1对自卸车2进行管理的示例，不过管理系统1管理的对象不局限于自卸车2。自卸车2在矿山的装载场LPA、卸土场DPA、以及通往装载场LPA和卸土场DPA中的至少一方的作为行走路径的搬运路线HL的至少一部分行走。这样，自卸车2是能够在矿山中移动的移动体。
在本实施方式中，自卸车2是根据来自管理装置10的指令进行动作的所谓的无人自卸车。因此，在自卸车2上没有搭乘操作员(驾驶员)。另外，自卸车2不局限于无人自卸车，也可以是搭乘操作员来驾驶的有人自卸车。在本实施方式中，自卸车2按照预先设定的行走路径行走。在本实施方式中，自卸车2基于工作期间自身的位置(自身位置)和上述行走路径所具有的位置信息控制自身的转向、加速和制动，以便沿着设定行走路径行走。
自卸车2在装载场LPA的装载位置LP通过装载机械4装载货物。装载场LPA是矿山中进行货物的装载作业的区域。装载位置LP是扩展为规定范围的装载场LPA中实际将货物装载到自卸车2的位置(装载地点)。
自卸车2在卸土场DPA卸下货物。具体而言，自卸车2使装载有货物的箱斗上升，从箱斗中将货物卸到卸土场DPA。卸土场DPA是矿山中自卸车2卸下货物的区域。卸土位置DP是具有一定的范围的卸土场DPA中自卸车2实际卸下货物的场所。
在本实施方式中，图1所示的管理系统1至少包括自卸车2。在本实施方式中，管理系统1也能够由自卸车2、以及配置于管控设施7并对自卸车2进行管理的管理装置10实现。
在矿山中，除了自卸车2以外，还有能够在矿山中移动的作为移动体的车辆3行走。车辆3是为了进行与矿山有关的各种作业而在矿山中行走的，各种作业包括矿山中所用的矿山机械的管理和维护。在本实施方式中，车辆3在装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL的至少一部分中行走。车辆3由搭乘于自身的操作员(驾驶员)驾驶。这样，车辆3是所谓的有人车辆。搭乘于车辆3的操作员与车辆3一起在矿山的任意位置上移动。在本实施方式中，车辆3例如是小货车或乘用车。
管理装置10设置于矿山的管控设施(或中央控制室)7。在本实施方式中管理装置10不会移动，但管理装置10也可以是能够移动的。
在矿山中设置有多个界标8。界标8分别配置于装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL。界标8是静止物，所以原则上不会从所设置的位置(场所)移动。
自卸车2一边使用由陀螺仪进行的方位角测算以及自卸车2行走的速度(以下可称为车速)来逐步更新自身位置一边行走。将这样的方法称为推测导航法或自主导航法。推测导航法中误差会累积。因此，推测导航法中例如使用通过用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)进行定位而得到的自卸车的位置来校正自身位置。在无法使用GPS的情况下，自卸车2获取界标8的位置来校正自身位置。另外，自身位置也可以由管理装置10进行校正。
通信系统9在管理装置10与自卸车2之间、以及管理装置10与车辆3之间传递信息。因此，管理装置10与自卸车2及车辆3能够经由通信系统9进行通信。在本实施方式中，通信系统也可以在车辆3与自卸车2之间传递信息。这种情况下，自卸车2与车辆3能够经由通信系统9进行通信。在本实施方式中，通信系统9是无线通信系统，不过不局限于此。在本实施方式中，通信系统9具有在管理装置10与自卸车2及车辆3之间对信号(电波)进行中继的中继器6。
在本实施方式中，自卸车2的位置、车辆3的位置和界标8的位置用GPS求取。GPS具有GPS卫星5。GPS检测规定了纬度、经度和高度的坐标系(GPS坐标系)中的位置。因此，由GPS检测到的位置包含纬度、经度和高度的坐标值。GPS检测出的位置是被规定在GPS坐标系中的绝对位置。在以下的说明中，可将由GPS进行定位的位置称为GPS位置。
管理装置
图2是表示本实施方式涉及的管理装置10的一个示例的框图。如图2所示，管理装置10包括计算机系统11、显示装置16、输入装置17和无线通信装置18。计算机系统11包括作为处理部的处理装置12、作为存储部的存储装置13和输入输出部15。显示装置16、输入装置17和无线通信装置18经由输入输出部15与计算机系统11连接。输入输出部15用于在处理装置12与显示装置16、输入装置17和无线通信装置18中的至少一个之间输入输出信息。
处理装置12例如包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理装置12执行与自卸车2的管理相关的各种处理。处理装置12包括数据处理部12A和行走路径生成部12B。在本实施方式中，数据处理部12A对经由通信系统9获取的与自卸车2的位置相关的信息、与车辆3的位置相关的信息、以及与界标8的位置相关的信息进行处理。行走路径生成部12B生成自卸车2行走的行走路径。自卸车2在装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL的至少一部分中按照由行走路径生成部12B生成的行走路径行走。行走路径生成部12B生成的行走路径是包含多个以纬度、经度和高度的坐标值作为位置信息的位置信息组。
存储装置13是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead Only Memory，可擦可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)或硬盘驱动器等、或者它们的组合等。存储装置13存储与自卸车2的管理相关的各种信息。存储装置13包括用于登记信息的数据库13B。此外，存储装置13存储用于使处理装置12执行各种处理的计算机程序。处理装置12读取存储在存储装置13中的计算机程序，对与位置相关的信息进行处理或者生成行走路径。
显示装置16显示与自卸车2的位置相关的信息、与车辆3的位置相关的信息和与界标8的位置相关的信息等。显示装置16例如包括像液晶显示器这样的平板显示器。
输入装置17包括键盘、触控面板、操作开关和鼠标中的至少一个。输入装置17作为能够对处理装置12输入操作信号的操作部发挥功能。管控设施7的管理者能够操作输入装置17来对处理装置12输入指令和信息等。
通信系统9包括无线通信装置18。无线通信装置18配置于管控设施7。无线通信装置18经由输入输出部15与处理装置12连接。无线通信装置18具有天线18A。无线通信装置18能够接收从自卸车2和车辆3中的至少一方发送的信息。无线通信装置18将接收到的信息输出至处理装置12。由无线通信装置18接收到的信息存储(登记)在存储装置13中。无线通信装置18对自卸车2和车辆3中的至少一方发送信息。
自卸车
图3是表示本实施方式涉及的自卸车2的图。图4是表示本实施方式涉及的自卸车2的控制系统的框图。如图3和图4所示，自卸车2包括车辆主体21、箱斗22、车轮23、以非接触方式检测界标8的位置的作为检测部的非接触传感器24、作为处理部的处理装置20、作为存储部的存储装置25、陀螺仪传感器26、速度传感器27、连接有天线28A的无线通信装置28、以及连接有天线29A的作为自身位置检测装置的位置检测装置29。
在车辆主体21中例如搭载有内燃机、发电机和电动机。在本实施方式中，内燃机例如是柴油发动机。发电机由内燃机驱动产生电力。电动机通过发电机产生的电力驱动车轮23更具体而言是驱动后轮使自卸车2行走。车轮23包括轮胎和轮毂。自卸车2的驱动方式不局限于这样的方式。例如自卸车2的驱动方式也可以是将内燃机的动力经由包括扭矩转换器的变速箱传递给车轮23的驱动方式。
箱斗22是装载货物的装载台。箱斗22配置于车辆主体21的上部。通过装载机械4将货物装载到箱斗22中。箱斗22能够采用水平的第一姿势、以及以自卸车2的后端侧为支点而上升的第二姿势。第一姿势是货物装载在箱斗22中的状态，第二姿势是从箱斗22中卸下货物时的姿势。
非接触传感器24在车辆主体21周围配置多个。非接触传感器24例如具有用于检测位于自卸车2周围的物体的雷达装置。非接触传感器24具有的雷达装置例如是使用毫米波雷达以非接触方式检测物体的装置。在本实施方式中，非接触传感器24能够求取至检测出的物体的距离及方位，或者基于求出的距离及方位来求取检测出的物体与自身的相对位置。
非接触传感器24可以输出与由物体反射的电波的反射强度和所反射的电波的方向对应的信号。在这种情况下，获取来自非接触传感器24的信号的处理装置20基于与获取的信号对应的电波的反射强度和方向，求取与非接触传感器24所检测出的物体之间的距离及方位，或者基于求出的距离及方位来求取检测出的物体与非接触传感器24的相对位置。即，非接触传感器24和处理装置20作为检测部发挥功能。
非接触传感器24具有能够发射电波的发射部和能够接收电波的接收部。在本实施方式中，使用用于监视自卸车2周边的非接触传感器24，以非接触方式检测设置在矿山中的界标8的位置。这样，不需要单独设置用于检测界标8位置的传感器类装置，因此能够降低自卸车2的制造成本。
非接触传感器24在检测界标8及其位置的情况下，发射电波照射到界标8。照射到界标8的电波的至少一部分由该界标8反射。非接触传感器24接收由界标8反射的电波。这样，非接触传感器24能够检测出非接触传感器24所对应的界标8，并且检测出该检测出的界标8的方向、距离以及位置。
非接触传感器24安装于自卸车2的车辆主体21。因此，由非接触传感器24检测出的界标8相对于自卸车2的相对位置就相当于界标8相对于自卸车2的位置(相对的位置，以下可称为相对位置)。
非接触传感器24与处理装置20连接。非接触传感器24将检测出界标8或位于自卸车2周围的车辆等其他物体的检测结果转换为电信号，输出至处理装置20。该检测结果包括界标8的方向、距离以及位置。处理装置20基于非接触传感器24的检测结果求取自卸车2与界标8的相对位置。即，非接触传感器24通过检测界标8相对于自身的相对位置，来检测自卸车2与界标8的相对位置。
非接触传感器24配置于自卸车2的车辆主体的前面、后面和两侧面。在后述的实施方式中，大致直行前进时检测前方的物体(例如界标8)，因此以使用前面的非接触传感器24的示例进行说明。后退时能够用后面的非接触传感器24检测物体。位于弯道前方的物体也能够用侧面的非接触传感器24检测。各非接触传感器24求取物体的距离和方位中的至少一方。处理装置20考虑各非接触传感器24的检测结果和各非接触传感器24在车辆主体上的安装位置及安装方向，检测自卸车2与物体的相对位置。
陀螺仪传感器26检测自卸车2的方位(例如方位变化量)。陀螺仪传感器26与处理装置20连接，将检测结果转换为电信号输出至处理装置20。处理装置20基于陀螺仪传感器26的检测结果，求取自卸车2的方位(方位变化量)。
速度传感器27检测自卸车2的车速。在本实施方式中，速度传感器27通过检测车轮23的转速来检测自卸车2的车速。速度传感器27与处理装置20连接，将检测结果转换为电信号输出至处理装置20。处理装置20基于速度传感器27的检测结果和来自内置于处理装置20的计时器的时间信息，能够求取自卸车2的移动距离。
自卸车的控制系统
图4所示的自卸车2的处理系统2S具有的处理装置20包括CPU(CentralProcessing Unit)。处理装置20执行与自卸车2的管理和控制等相关的各种处理。在本实施方式中，处理装置20也能够执行与配置于管控设施7的处理装置12相同的处理。处理装置20包括行走控制部20A。
行走控制部20A基于作为自身位置检测装置的位置检测装置29检测出的自卸车2的自身位置，使自卸车2沿着预先设定的行走路径行走。此时，行走控制部20A通过控制自卸车2的转向、加速和制动中的至少一个，来控制自卸车2的行走状态。此外，在位置检测装置29无法检测自卸车2的自身位置时，行走控制部20A通过推测导航法使自卸车2行走。
处理系统2S具有的存储装置25与处理装置20连接。采用这样的结构，处理装置20和存储装置25就能够相互交换信息。存储装置25是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory)或硬盘驱动器等、或者它们的组合等。存储装置25存储有与自卸车2的管理相关的各种信息。存储装置25存储的信息包括登记有用于自卸车2控制的信息的数据库25B和用于使处理装置20执行各种处理的计算机程序等。在本实施方式中，存储装置25能够存储与配置于管控设施7的存储装置13相同的信息。
处理系统2S具有的无线通信装置28是搭载于自卸车2进行无线通信的车载通信装置。无线通信装置28具有天线28A。无线通信装置28与处理装置20连接。无线通信装置28接收包含从管理装置10和车辆3中的至少一方发送的指令信号的信息。无线通信装置28所接收到的信息输出至处理装置20，或者经由处理装置20存储到存储装置25中。处理装置20更具体而言是行走控制部20A能够根据无线通信装置28接收到的指令信号来控制自卸车2的行走。此外，无线通信装置28能够将处理装置20输出的信息发送至管理装置10和车辆3中的至少一方。即，处理装置20能够经由无线通信装置28与管理装置10和车辆3中的至少一方之间进行信息的发送接收。
处理系统2S具有的位置检测装置29搭载于自卸车2。位置检测装置29与处理装置20连接。位置检测装置29包括GPS接收机和GPS用天线29A。天线29A配置于自卸车2外部的容易接收来自图1所示的GPS卫星5的电波的位置。
位置检测装置29使用GPS求取自卸车2的自身位置。由位置检测装置29求取的自身位置是通过GPS得到的自卸车2的位置即GPS位置，是绝对位置。更具体而言，由位置检测装置29求取的自身位置是安装于自卸车2的天线29A的GPS位置。在本实施方式中，将天线29A的GPS位置作为自卸车2的自身位置。图4所示的处理装置20能够以自身位置为基准来求取自卸车2的各部分的位置，或者求取由非接触传感器24检测出的界标8相对于自卸车2的位置。
天线29A接收来自GPS卫星5的电波。天线29A将基于接收到的电波的信号输出至位置检测装置29。位置检测装置29基于从天线29A输出的信号求取天线29A的GPS位置。通过求取天线29A的GPS位置，来求取自卸车2的GPS位置即自卸车2的自身位置。
车辆
图5是示意性地表示本实施方式涉及的车辆3的外观的图。图6是本实施方式涉及的车辆3的控制系统的框图。如图5和图6所示，车辆3包括车辆主体37、车轮38、处理装置30、存储装置39、连接有天线32A的无线通信装置32、连接有天线33A的位置检测装置33、显示装置36和输入装置31。
在车辆主体37搭载有作为发动机的内燃机。车轮38通过从车辆主体37的发动机传递的动力而旋转，使车辆3行走。在本实施方式中，搭乘车辆3的操作员WM对车辆3进行操作。
车辆3的控制系统3S
车辆3的控制系统3S具有的处理装置30包括CPU(CentralProcessing Unit)。处理装置30与存储装置39、无线通信装置32、位置检测装置34、显示装置36和输入装置31连接，执行各种处理。在本实施方式中，处理装置30也能够执行与配置于管控设施7的处理装置12和配置于自卸车2的处理装置20相同的处理。
车辆3的控制系统3S具有的存储装置39搭载于车辆3。存储装置39是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)或硬盘驱动器等、或者它们的组合等。存储装置39存储有用于登记信息的数据库39B和用于使处理装置30执行各种处理的计算机程序。另外，存储装置39也能够存储与配置于管控设施7的存储装置13和配置于自卸车2的存储装置25相同的信息。
车辆3的控制系统3S具有的显示装置36能够显示与车辆3的位置相关的信息和与界标8的位置相关的信息。显示装置36例如是液晶显示器这样的平板显示器，不过不局限于此。
车辆3的控制系统3S具有的输入装置31包括键盘、触控面板和操作开关中的至少一个。输入装置31将操作信号输入至处理装置30。例如，车辆3的操作员(驾驶员)WM能够操作输入装置31，对处理装置30输入信息或输入命令。
车辆3的控制系统3S具有的无线通信装置32搭载于车辆3。无线通信装置32与处理装置30连接。此外，无线通信装置32具有天线32A。无线通信装置32接收包含从管理装置10和自卸车2中的至少一方发送的指令信号的信息。由无线通信装置32接收到的信息输出至处理装置30或者经由处理装置30存储到存储装置39中。此外，无线通信装置32也能够将来自处理装置30的信息发送至管理装置10和自卸车2中的至少一方。
车辆3的控制系统3S具有的位置检测装置33搭载于车辆3。位置检测装置33与处理装置30连接。位置检测装置33包括GPS接收机和GPS用天线33A。天线33A配置于车辆3外部的容易接收来自图1所示的GPS卫星5的电波的位置。
位置检测装置33求取车辆3的位置(以下可称为车辆位置)。位置检测装置33求取的车辆位置是通过GPS得到的车辆3的位置即GPS位置，是绝对位置。更具体而言，位置检测装置33求取的车辆位置是安装于车辆3的天线33A的GPS位置。在本实施方式中，将天线33A的GPS位置作为车辆位置。图6所示的处理装置30能够以车辆位置为基准来求取车辆3的各部的位置。
天线33A接收来自GPS卫星5的电波。天线33A将基于接收到的电波的信号输出至位置检测装置33。位置检测装置33基于从天线33A输出的信号求取天线33A的GPS位置。通过求取天线33A的GPS位置来求取车辆3的GPS位置即车辆位置。
在本实施方式中，在车辆3搭载有GPS用天线34A。天线34A接收来自图1所示的GPS卫星5的电波。天线34A以可分离的方式搭载于车辆3。能够使从车辆3分离的天线34A移动至车辆3的外侧且远离车辆3的位置。操作员WM能够保持天线34A，使其移动至车辆3的外侧且远离车辆3的位置。这样，天线34A能够在配置于车辆3外侧的状态下接收来自GPS卫星5的电波。
车辆3的控制系统3S具有的位置检测装置34搭载于车辆3。位置检测装置34与处理装置30连接。位置检测装置34包括GPS接收机和GPS用天线34A。位置检测装置34和天线34A经由电缆35连接。位置检测装置34检测天线34A的位置(GPS位置)。
在天线34A由操作员WM携带的情况下，通过检测天线34A的位置来检测操作员WM的位置(GPS位置)。在天线34A设置于物体附近的情况下，通过检测天线34A的位置来检测该物体的位置(GPS位置)。
天线34A将基于从GPS卫星5接收到的电波的信号经由电缆35输出至位置检测装置34。位置检测装置34基于从天线34A获取的信号检测天线34A的位置。位置检测装置34将基于由天线34A接收到的来自GPS卫星5的电波的信号转换为电信号，求取天线34A的位置。通过求取天线34A的GPS位置来求取配置于天线34A附近的物体的GPS位置。该物体也包括操作员。
界标的使用方法
图7是表示由自卸车2的非接触传感器24检测出界标8的状态的一个示例的图。界标8是分别配置于装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL的结构物。在搬运路线HL中，界标8配置于搬运路线HL的外侧例如路肩。界标8沿着搬运路线HL具有间隔地配置有多个。在本实施方式中，界标8例如每隔100m配置，但相邻的界标8的间隔不局限于100m。
界标8具有能够反射从非接触传感器24发射的电波的反射部(反射面)8R。界标8的反射部8R对电波的反射率(反射强度)高于界标8周围的物体例如矿山的岩石等对电波的反射率(反射强度)。因此，图4所示的非接触传感器24能够区分地检测界标8和周围的物体。
如图7所示，从配置于自卸车2的非接触传感器24的发射部发射电波照射到界标8。照射到界标8的电波的至少一部分被界标8的反射部8R反射。非接触传感器24用接收部接收被反射部8R反射的来自界标8的电波。非接触传感器24接收来自界标8的电波，检测界标8本身或者检测非接触传感器24与界标8的相对位置即界标8相对于自卸车2的相对位置。
在本实施方式中，来自非接触传感器24的电波以从非接触传感器24的发射部扩散的方式传播。由于界标8位于从非接触传感器24发射的电波传播的空间(传播空间)内，所以非接触传感器24能够检测到界标8本身及其位置。此外，由于从非接触传感器24发射的电波随着行进而衰减，所以从非接触传感器24发射的电波随着行进而强度下降。由于界标8位于从非接触传感器24发射的电波以维持规定值以上的强度的状态传播的传播空间内，所以非接触传感器24能够检测到界标8本身及其位置。以下，可将非接触传感器24能够基于自身发射的电波检测到界标8本身及其位置的电波的传播空间称为非接触传感器24的检测区域(检测空间)300。位于自卸车2的行进方向侧的检测区域300在上述行进方向侧的大小例如是50m，不过不局限于此。
非接触传感器24例如可以是使用激光作为检测光来检测界标8的光学式传感器。在这种情况下，非接触传感器24例如具有能够射出检测光的射出部、以及能够接收从射出部射出并被界标8反射的检测光的至少一部分的受光部。由于界标8位于从这样的非接触传感器24射出的检测光所照射的空间(照射空间)内，所以非接触传感器24能够检测到界标8。在非接触传感器24使用检测光检测界标8的情况下，非接触传感器24的检测区域300包括能够基于从非接触传感器24射出的检测光检测到界标8的检测光所照射的空间。
在本实施方式中，也通过使用GPS来检测界标8的位置。使用GPS检测出的界标8的位置是GPS位置，是绝对位置。在本实施方式中，使用GPS进行检测而预先求出的界标8的位置即GPS位置存储在图2所示的管理装置10的存储装置13中。存储在存储装置13中的界标8的GPS位置可称为登记位置。
使用非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息经由通信系统9发送至管理装置10、更具体而言发送至处理装置12。处理装置12也能够基于使用非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息、以及登记(存储)在存储装置13中的与界标8的绝对位置(GPS位置)相关的信息，求取自卸车2的绝对位置(GPS位置)。
使用GPS检测出的界标8的位置即GPS位置也可以存储在自卸车2的存储装置25中。在这种情况下，自卸车2的处理装置20能够基于使用非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息、以及存储在存储装置25中的与界标8的绝对位置(GPS位置)相关的信息，求取自卸车2的绝对位置(GPS位置)。此外，界标8的GPS位置也可以经由无线通信装置18、28将存储在管理装置10的存储装置13中的信息的全部或一部分发送至自卸车2的存储装置25而存储在其中。存储在自卸车2的存储装置25中的界标8的GPS位置是上述的登记位置。
自卸车2的存储装置25只要存储在管理装置10的存储装置13中所存储的界标8的GPS位置中的一部分即可，不需要存储整个矿山的界标8的GPS位置，所以能够减小存储装置25的容量。在这种情况下，管理装置10优选将位于自卸车2在当前时刻的位置周围的规定范围内的界标8的GPS位置发送至自卸车2的存储装置25而存储在其中。这样，管理系统1能够抑制自卸车2的存储装置25的容量增加，并且覆盖整个矿山的界标8的GPS位置。
自卸车的行走方法
接着，对本实施方式涉及的自卸车2的行走方法的一个示例进行说明。在接下来的说明中，对图2所示的管理装置10更具体而言是处理装置12管理自卸车2的行走的示例进行说明。处理装置12经由通信系统9更具体而言是经由无线通信装置18和无线通信装置28对图4所示的自卸车2的处理装置20更具体而言是行走控制部20A发送行走指令信号。行走指令信号包含自卸车2的行走速度的指令值和行走路径生成部12B生成的行走路径的信息。
自卸车2的行走控制部20A基于处理装置12经由通信系统9发送的行走指令信号对自卸车2进行控制，来控制自卸车2的行走。在这种情况下，行走控制部20A对自卸车2的转向、加速和制动中的至少一个进行操作。
对基于推测导航法使自卸车2行走的示例进行说明。在本实施方式中，自卸车2按照管理装置10的行走路径生成部12B生成的行走路径，在装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL的至少一部分中行走。自卸车2的处理装置20的行走控制部20A使用推测导航法推测自卸车2的当前位置，并且使自卸车2沿着预先设定的由行走路径生成部12B生成的行走路径行走。
推测导航法是指基于相对于经度及纬度已知的起点的方位(方位变化量)和移动距离，推测对象物在本实施方式中为自卸车2当前的自身位置而行走的导航法。如上所述，自卸车2的方位能够使用搭载于自卸车2的陀螺仪传感器26来求取。自卸车2的移动距离能够使用搭载于自卸车2的速度传感器27来求取。
获取了陀螺仪传感器26的检测信号和速度传感器27的检测结果的自卸车2的行走控制部20A基于陀螺仪传感器26的检测结果，求取自卸车2相对于已知起点的方位或方位变化量。此外，行走控制部20A基于速度传感器27的检测结果求取自卸车2相对于已知起点的移动距离。行走控制部20A基于陀螺仪传感器26的检测结果和速度传感器27的检测结果求取与自卸车2的行走相关的控制量，以使自卸车2沿着设定的行走路径行走。然后，行走控制部20A基于求出的控制量控制自卸车2的转向、加速和制动中的至少一个，由此使自卸车2沿着上述的行走路径行走。
在本实施方式中，自卸车的行走控制部20A通过推测导航法使自卸车2行走。但不局限于此，例如也可以由图2所示的管理装置10通过推测导航法使自卸车2行走。在这种情况下，管理装置10的处理装置12经由通信系统9获取陀螺仪传感器26的检测信号和速度传感器27的检测结果。然后，处理装置12基于陀螺仪传感器26的检测结果和速度传感器27的检测结果求取与自卸车2的行走相关的控制量，以使自卸车2沿着设定的行走路径行走。接着，处理装置12经由通信系统9将求出的控制量发送至自卸车2的处理装置20。处理装置20的行走控制部20A基于从管理装置10的处理装置12获取的控制量控制自卸车2的转向、加速和制动中的至少一个的操作，由此使自卸车2沿着上述的行走路径行走。
接着，对一边使用GPS校正通过推测导航法求出的自卸车2的自身位置(以下可称为推测位置)，一边使自卸车2行走的示例进行说明。随着自卸车2的行走距离增加，由于陀螺仪传感器26和速度传感器27中的一方或双方的检测误差的累积，可能在自卸车2的推测位置与自卸车2实际的自身位置之间产生误差。其结果，自卸车2可能会偏离由处理装置12的行走路径生成部12B生成的行走路径。
在本实施方式中，在自卸车2通过推测导航法行走的情况下，行走控制部20A一边使用与位置检测装置29检测出的自卸车2的GPS位置相关的信息来校正自卸车2的推测位置，一边使自卸车2行走。行走控制部20A基于陀螺仪传感器26的检测结果、速度传感器27的检测结果、以及与位置检测装置29检测出的自卸车2的GPS位置相关的信息，校正自卸车2的推测位置。行走控制部20A使用校正后的推测位置计算与自卸车2的行走相关的控制量，以使自卸车2按照行走路径行走。然后，行走控制部20A基于求出的控制量控制自卸车2的行走，以使通过推测导航法行走的自卸车2按照行走路径行走。
接着，对一边使用界标8来校正由推测导航法求出的推测位置，一边通过推测导航法使自卸车2行走的示例进行说明。在矿山中，有可能产生GPS的检测精度(定位精度)下降的状态和无法通过GPS进行定位的状态。例如在矿山中，在天线29A受障碍物的影响无法充分地接收来自GPS卫星5的电波的情况下、或者在天线29A可接收电波的GPS卫星5的数量较少的情况下，有可能产生GPS的检测精度下降的状态和无法通过GPS进行定位的状态。
在本实施方式中，在自卸车2的行走控制部20A难以使用GPS校正由推测导航法求出的推测位置的情况下，使用界标8来校正推测位置。即，在不使用GPS校正推测位置的情况下，行走控制部20A使用利用非接触传感器24检测出的界标8与自卸车2的相对位置、以及利用非接触传感器24检测出的与界标8对应的登记位置来校正由推测导航法求出的自卸车2的推测位置。
图8是表示包含使用界标8和非接触传感器24的推测位置校正的自卸车2行走方法的一个示例的流程图。在矿山中，自卸车2工作之前，在装载场LPA、卸土场DPA和搬运路线HL设置多个界标8。使用GPS分别检测多个界标8的位置(GPS位置即绝对位置)。与使用GPS检测出的界标8的位置相关的信息存储在管理装置10的存储装置13中，成为登记位置(步骤S1)。在本实施方式中，与界标8的位置相关的信息的一部分或全部经由通信系统9发送至自卸车2的处理系统2S所具有的存储装置25中而被存储。
自卸车2的行走控制部20A基于推测导航法使自卸车2行走(步骤S2)。在自卸车2的行走期间，行走控制部20A使电波从非接触传感器24发射。非接触传感器24的检测结果输出至行走控制部20A。行走控制部20A基于非接触传感器24的检测结果判断是否检测出界标8(步骤S3)。
在步骤S3中，在判断为没有检测出界标8的情况下(步骤S3，“否”)，继续使自卸车2基于推测导航法行走(步骤S2)。在步骤S3中，在判断为检测出界标8的情况下(步骤S3，“是”)，行走控制部20A对存储在存储装置25中的界标8的位置即登记位置与非接触传感器24检测出的界标8的位置(测算位置)进行比较(步骤S4)。行走控制部20A基于非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息、以及自卸车2在非接触传感器24检测出界标8的时刻的推测位置求取界标8的测算位置。
在这种情况下，行走控制部20A从存储装置25中提取存储在存储装置25中的与多个界标8的位置相关的信息中与非接触传感器24检测出的界标8对应的信息。即，从存储在存储装置25中的多个界标8的登记位置(GPS位置)中提取在非接触传感器24检测出界标8的时刻在自卸车2的行进方向侧最靠近推测位置的界标8的位置。在步骤S4中，对像这样提取出的界标8的登记位置与非接触传感器24检测出的界标8的测算位置进行比较。
在本实施方式中，在步骤S4中对界标8的登记位置与测算位置进行比较，不过不局限于此。例如，也可以在步骤S4中对自卸车2的推测位置与基于界标8的登记位置求出的自卸车2的位置进行比较。在这种情况下，基于界标8的登记位置的自卸车2位置是基于非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息以及界标8的登记位置来求取的。
行走控制部20A基于在步骤S4中进行比较而得到的结果校正自卸车2的推测位置(步骤S5)。例如，行走控制部20A基于存储在存储装置25中的界标8的登记位置与非接触传感器24检测出的界标8的测算位置之差求取推测位置的校正量。即，行走控制部20A基于陀螺仪传感器26的检测结果、速度传感器27的检测结果、使用非接触传感器24检测出的与自卸车2和界标8的相对位置相关的信息、以及存储在存储装置25中的与界标8的位置相关的信息，求取包含用于校正自卸车2的推测位置的上述校正量的、与自卸车2的行走相关的控制量。行走控制部20A基于包含所求出的校正量及控制量的指令控制自卸车2的行走，以使自卸车2按照由图2所示的处理装置12的行走路径生成部12B生成的行走路径行走。
在本实施方式中，对自卸车2的处理装置20使用GPS或界标8校正推测位置的示例进行了说明。但不局限于此，也可以由图2所示的管理装置10使用GPS或界标8来校正推测位置。
界标的位置检测处理和位置登记处理的一个示例
接着，对界标8的位置检测处理和位置登记处理(图8的步骤S 1的处理)的一个示例进行说明。界标8的位置检测处理是用于检测界标8的位置(GPS位置)的处理。具体而言，界标8的位置登记处理是用于使所检测出的界标8的位置或与位置相关的信息存储并登记在存储装置13(数据库13B)中的处理。另外，界标8的位置也可以存储并登记在自卸车2的存储装置25(数据库25B)中。
图9是表示本实施方式涉及的界标8的位置检测处理和位置登记处理的一个示例的图。使用GPS检测设置在矿山中的界标8的位置。如图9所示，使用GPS用天线34A检测界标8的位置。
操作员WM搭乘的车辆3移动至作为检测并登记位置的对象的界标8的附近。在这种情况下，车辆3以自身搭载天线34A的状态移动至作为登记对象的界标8的附近。
当车辆3到达界标8的附近时，操作员WM拿着天线34A向车辆3的外侧移动。因此，虽然天线34A被拿到车辆3的外侧，但位置检测装置34搭载于车辆3。接着，如图9所示，操作员WM将天线34A设置在设于矿山中的界标8的附近。天线34A处于配置在车辆3外侧的状态，接收来自GPS卫星5的电波。
基于天线34A接收到的来自GPS卫星5的电波的信号经由电缆35输出至位置检测装置34。位置检测装置34基于来自天线34A的信号检测天线34A的位置(GPS位置)。如图9所示，天线34A在设置于界标8附近的状态下将基于来自GPS卫星5的电波的信号输出至位置检测装置34。因此，通过位置检测装置34求取天线34A的GPS位置来求取界标8的GPS位置。
车辆3的处理装置30使用搭载于车辆3的无线通信装置32将基于天线34A的信号的信息发送至管理装置10的无线通信装置18。在本实施方式中，基于天线34A的信号的信息包含由位置检测装置34基于天线34A的信号检测出的、与天线34A的位置相关的信息和与界标8的位置相关的信息等。以下，将这些信息称为界标位置信息。管理装置10的无线通信装置18接收从车辆3的无线通信装置32发送的界标位置信息。管理装置10的处理装置12经由无线通信装置18获取从车辆3发送的与界标位置信息相关的信息，登记在存储装置13(数据库13B)中。
图10是表示车辆3停在沿着搬运路线HL设置的界标8周围的规定范围内的示例的图。在图10中，为了识别沿着搬运路线HL设置的多个界标8，分别将界标8的ID设为100、101、102、103。
在矿山中，除了自卸车2以外，还有有人车辆3和机动平地机等其他矿山机械行走。搭载于自卸车2的非接触传感器24用电波或光等的反射波来检测界标8的存在。特别是，多数情况下车辆3和其他矿山机械的反射波的强度(反射强度)与界标8的反射波的强度相近，非接触传感器24难以用反射强度的差异区分界标8与车辆3及其他矿山机械。因此，如图10所示，例如在车辆3或其他矿山机械停在界标8周围的规定范围内的情况下，非接触传感器24可能将在其检测区域300内存在的车辆3或其他矿山机械误检测为界标8。这一点对于车辆3或其他矿山机械以外的装置或自然物体等也同样如此。即，在界标8附近存在有非界标8的物体的情况下，可能如上述那样发生界标8的误检测。
在图10所示的示例中，车辆3停在ID为102的界标8周围的规定范围内，但界标8的位置并不是停在其周围的规定范围内的车辆3等的位置。因此，如果非接触传感器24将检测区域300内的车辆3误检测为界标8，则并不是界标8的本来的位置的位置会被当作界标8的位置。其结果，在一边使用推测导航法使自卸车2在搬运路线HL中行走一边使用界标8的位置来校正推算误差的情况下，如果将车辆3的位置当成界标8的位置使用，则可能导致校正后的推算位置偏离本来的位置。其结果，自卸车2可能会偏离搬运路线HL。从搬运路线HL偏离的自卸车2返回搬运路线HL需要花费时间，结果可能还会导致矿山的生产率降低。
在本实施方式中，车辆3等将使用GPS进行定位而得到的自身位置经由通信系统9发送至管理装置10。车辆3等也可以将自身位置直接发送至自卸车2。管理装置10将车辆3等的位置存储在存储装置13中。因此，管理装置10能够掌握在矿山中工作的车辆3和自卸车2以外的矿山机械的位置(GPS位置即绝对位置)。在使自卸车2行走的同时使用界标8的位置校正推算误差的情况下，自卸车2的行走控制部20A从管理装置10、更具体而言从管理装置10的存储装置13中获取车辆3等的位置。然后，行走控制部20A对由非接触传感器24检测出的界标8的位置与车辆3等的位置进行比较。其结果，在非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下，当使用推测导航法使自卸车2行走时，行走控制部20A至少不使用该界标8的位置。更具体而言，行走控制部20A至少不使用该界标8进行推算位置的校正。这样，在使用推测导航法行走的自卸车2使用界标8的位置来校正推算位置的情况下，行走控制部20A能够降低自卸车2脱离预先设定的行走路径和搬运路线HL的可能性，因此能够抑制矿山的生产率降低。
矿山机械的管理方法的处理
图11是表示本实施方式涉及的矿山机械的管理方法的步骤的流程图。本实施方式涉及的矿山机械的管理方法，主要由图2所示的管理装置10和图4所示的自卸车2的处理系统2S执行，但也可以由管理装置10和自卸车2的处理系统2S中的任一方执行。在步骤S101中，自卸车2的处理系统2S具有的处理装置20的行走控制部20A获取非接触传感器24的信息、更具体而言获取非接触传感器24的检测结果。在检测区域300内检测出至少一个物体的情况下，非接触传感器24将与检测出的物体和自身的距离、以及相对于自身的方位等相关的信息作为检测结果输出至处理装置20。
在步骤S102中，在非接触传感器24检测出界标8的位置的情况下(步骤S102，“是”)，处理装置20的行走控制部20A使处理前进至步骤S103。在非接触传感器24没有检测出界标8的位置的情况下(步骤S102，“否”)，行走控制部20A再次返回步骤S101执行处理。这里，对界标8的检测进行说明。
图12和图13是表示检测界标8的方法的一个示例的图。图14是表示检测界标8的处理的一个示例的步骤的流程图。在本实施方式中，在非接触传感器24检测界标8的情况下，为了将界标8与其他物体区分开，使用由非接触传感器24检测出的物体的反射强度、由非接触传感器24检测出的物体的变动、以及已登记的界标8的位置与由非接触传感器24得到的物体的位置之差来区分两者。
如图12所示，假设在搬运路线HL中行走的自卸车2的行进方向存在有界标8、岩石RK、标记SI和车辆3。它们位于非接触传感器24的检测区域300中。车辆3在箭头F所示的方向上移动。箭头F表示车辆3的行进方向。在步骤S201中，如图13所示，在非接触传感器24检测出它们的情况下，界标8的位置为Pl、岩石RK的位置为Prk、标记SI的位置为Psi、车辆3的位置为Pv。预先求取、存储并登记在图2所示的管理装置10的存储装置13或图4所示的自卸车2的存储装置25中的界标8的位置为Pr(以下可称为登记界标位置Pr)。如图13所示，在非接触传感器24检测出这些物体的情况下，能够获得在检测区域300内存在有反射强度不同或正在移动的物体等信息。行走控制部20A通过基于这些信息执行例如步骤S202以后的处理来确定界标8。在以下的说明中，可将非接触传感器24检测出的物体称为被检测物。
在执行步骤S202之后的处理之前，行走控制部20A基于被检测物的距离及方位来求取它们的位置。被检测物的位置是相对于非接触传感器24的相对位置。因此，行走控制部20A使用在非接触传感器24检测出物体的时刻的自卸车2的位置(绝对位置)，求取被检测物的绝对位置。以下，与界标8对应的位置Pl、与岩石RK对应的位置Prk、与标记SI对应的位置Psi和与车辆3对应的位置Pv都是绝对位置。
在步骤S202中，行走控制部20A从图4所示的自卸车2的存储装置25中获取登记界标位置Pr，将其与被检测物的绝对位置进行比较。登记界标位置Pr是GPS位置即绝对位置。行走控制部20A在进行了步骤S202的比较之后前进至步骤S203的处理。在步骤S203中，在被检测物的绝对位置与登记界标位置Pr之间的距离为规定值r以内的情况下(步骤S203，“是”)，行走控制部20A对这些被检测物执行步骤S204的处理。规定值r用于识别界标8。在图13所示的示例中，登记界标位置Pr与位置Pl、位置Prk及位置Pv之间的距离在规定值r以内。因此，行走控制部20A对它们执行步骤S204的处理。
在步骤S204中，行走控制部20A对处于位置Pl、位置Prk和位置Pv的被检测物的反射强度RF与预先设定的反射强度阈值RFc进行比较。在从被检测物中确定界标8的情况下，反射强度阈值RFc用于排除像岩石等那样反射强度较低的物体。反射强度阈值RFc的大小以能够实现该目的的方式设定。行走控制部20A在进行了步骤S204的比较之后前进至步骤S205的处理。
在步骤S205中，在存在有反射强度RF为反射强度阈值RFc以上(RF≥RFc)的被检测物的情况下(步骤S205，“是”)，行走控制部20A对这样的被检测物执行步骤S206的处理。在图13所示的示例中，设与位置Pl和位置Pv对应的被检测物的反射强度RF为反射强度阈值RFc以上，与位置Prk对应的被检测物的反射强度RF小于反射强度阈值RFc。因此，行走控制部20A对与位置Pl和位置Pv对应的被检测物执行步骤S206的处理。
在步骤S206中，行走控制部20A求取与位置Pl和位置Pv对应的被检测物的变动。例如，在不同时刻获取的位置Pl和位置Pv的变化为规定值以上时，行走控制部20A判断为与这些位置对应的被检测物正在移动，而小于规定值时，行走控制部20A判断为与这些位置对应的被检测物静止。由于界标8是静止的结构物，所以移动的被检测物不是界标8。行走控制部20A在进行了步骤S206的比较之后，前进至步骤S207的处理。
在步骤S207中，被检测物静止的情况下(步骤S207，“是”)，行走控制部20A在步骤S208中判定为该被检测物是界标8。在图13所示的示例中，与位置Pl对应的被检测物静止，与位置Pv对应的被检测物向行进方向F移动。因此，与位置Pl对应的被检测物是界标8。位置Pl是界标8的绝对位置。
在登记界标位置Pr与被检测物的绝对位置之间的距离大于规定值r的情况下(步骤S203，“否”)、在存在有反射强度RF小于反射强度阈值RFc(RF＜RFc)的被检测物的情况下(步骤S205，“否”)、以及在检测物移动的情况下(步骤S207，“否”)，在步骤S209中行走控制部20A判断为这样的被检测物不是界标8。行走控制部20A执行这样的处理从非接触传感器24检测出的物体中确定界标8，由此由非接触传感器24检测出界标8。
如上所述，如果车辆3等停在界标8的附近，则可能将该车辆3等误检测为界标8。即，在上述步骤S102中由非接触传感器24检测出的界标8的位置或在步骤S208中由行走控制部20A判定为界标8的被检测物也可能是被误检测的界标8以外的物体。在以下的说明中，“检测出的界标8”是包含界标8的候选物的概念。
在上述步骤S102中，在非接触传感器24检测出界标8的情况下(步骤S102，“是”)，行走控制部20A判断在检测出的界标8周围的规定范围(第一范围)内是否存在有车辆3等。在这种情况下，行走控制部20A经由通信系统9从管理装置10的存储装置13中获取在矿山中工作的车辆3等的位置。于是，如果要获取在矿山中工作的所有车辆3等的位置，则信息量可能会剧增。因此，行走控制部20A可以仅获取以检测出的界标8的位置为基准的、在比上述第一范围大的第二范围内存在的车辆3等的位置。这样，能够减少信息量，所以行走控制部20A能够减少给通信系统9带来的负荷、并减少与检测出的界标8的位置进行比较的对象的量。上述第一范围例如是以界标8为中心的半径为数米～数十米的范围，而与之相对的上述第二范围则例如是以界标8为中心的半径为数百米的范围。
在上述的说明中，行走控制部20A从管理装置10的存储装置13获取在矿山中工作的车辆3等的位置，但在矿山中工作的车辆3等的位置也可以由自卸车2从车辆3等直接获取并存储在自卸车2的存储装置25中。在这种情况下，在矿山中工作的车辆3等的位置可以从半导体存储器等记录介质或计算机等转送至存储装置25，也可以经由通信系统9预先从管理装置10的存储装置13转送至自卸车2的存储装置25。在本实施方式中，对车辆3的位置获取以界标9为基准获取的示例进行了说明，但也可以以自卸车2自身的当前位置为基准获取车辆3的位置。
在步骤S103中，行走控制部20A对由非接触传感器24检测出的界标8的位置与在矿山中工作的车辆3等的位置进行比较。在步骤S103中，例如以如下方式判断在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内是否存在有车辆3等。设由非接触传感器24检测出的界标8的位置为Pl、车辆3等的位置为Pv。设检测出的界标8的位置Pl的坐标为(Xml、Yml、Zml)、车辆3等的位置Pt的坐标为(Xv、Yv、Zv)，两者的差值ΔP例如能够通过求取。行走控制部20A例如将差值ΔP与规定阈值ΔPc进行比较，在差值ΔP为规定阈值ΔPc以下的情况下，判断为在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等。
在判断为在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下(步骤S103，“是”)，行走控制部20A使处理前进至步骤S104。在步骤S104中，在使用推测导航法使自卸车2行走的情况下，行走控制部20A至少不使用在周围的规定范围内存在有车辆3的界标8的位置。在判断为在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内没有车辆3等的情况下(步骤S103，“否”)，当使用推测导航法使自卸车2行走时，行走控制部20A还使用步骤S103中作为比较对象的界标8的位置。
变形示例
图15是表示本实施方式的变形示例涉及的矿山机械的管理方法的步骤的流程图。图16是表示本实施方式的变形示例涉及的矿山机械的管理方法的图。在图16中，位置Pr是上述的登记界标位置，位置Pl是被检测物(在该示例中为界标8)的位置，位置Pv是车辆3的位置。本变形示例与上述实施方式一样，但不同之处在于在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下，减小在判断被检测物是否是界标8时所用的规定值r。
变形示例的步骤S301～步骤S303与上述实施方式的步骤S101～步骤S103相同，所以省略说明。在判断为在由非接触传感器24检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下(步骤S303，“是”)，行走控制部20A使处理前进至步骤S304。在步骤S304中，行走控制部20A减小在判断由非接触传感器24检测出的被检测物是否是界标8时所用的规定值r。例如如图16所示，在检测出的界标8周围的规定范围内没有车辆3等的情况下使用规定值r，但在存在有车辆3等的情况下使用规定值rs(r＞rs)。
在使用规定值r的情况下，登记界标位置Pr与车辆3的位置Pv之间的距离为规定值r以内所导致的结果是，在检测出的界标8周围的规定范围内存在的车辆3也被判断为界标8。本变形示例中，在检测出的界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下(步骤S303，“是”)，由于使用小于r的rs作为规定值，所以登记界标位置Pr与车辆3的位置Pv之间的距离大于规定值rs。因此，将在检测出的界标8周围的规定范围内存在的车辆3判断为非界标8。即，在这种情况下，行走控制部20A不将在检测出的界标8周围的规定范围内存在的车辆3视为界标8。在这种情况下，登记界标位置Pr与被检测物的位置Pl之间的距离为规定值rs以内时，这样，被检测物被判断为界标8。
在步骤S304中，将规定值r变更为rs，然后在步骤S305中，在至少使用推测导航法使自卸车2行走的情况下，行走控制部20A使用规定值rs执行用于确定被检测物是否是界标8的处理。在检测出的界标8周围的规定范围内没有车辆3等的情况下(步骤S303，“否”)，行走控制部20A不变更规定值r，而使用规定值rs执行用于确定被检测物是否是界标的处理(步骤S305)。
本变形示例中，在界标8周围的规定范围内存在有车辆3等的情况下，减小在判断被检测物是否是界标8时所用的规定值r。因此，能够降低行走控制部20A将在检测出的界标8周围的规定范围内存在的车辆3等判断为界标8的可能性。其结果，在自卸车2基于推测导航法的行走期间用界标8的位置来校正推算误差的情况下，行走控制部20A能够降低校正后的推算位置偏离本来的位置的可能性。因此，能够降低自卸车2脱离预先设定的行走路径和搬运路线HL的可能性，抑制矿山的生产率降低。此外，本变形示例还具有下述优点：在行走控制部20A使用界标8来校正推算位置的情况下，能够抑制可使用的界标数量减少。
在本实施方式及其变形示例中，对在搬运路线HL中行走的多个自卸车2中的自卸车2a检测到ID为102的界标8的情况下，在ID为102的界标8周围的规定范围内存在有车辆3的示例进行了说明。在这种情况下，自卸车2a和后面的自卸车2b也可以分别单独判断车辆3的有无，来决定是否使用ID为102的界标8的位置。此外，自卸车2a的处理系统2S也可以将自卸车2a的判断结果经由通信系统9发送至另一自卸车2b的处理系统2S，使另一自卸车2b的处理系统2S利用该判断结果。在另一自卸车2b的处理系统2S要利用自卸车2a的判断结果的情况下，自卸车2a的处理系统2S也可以将上述判断结果先发送至管理系统1，再由管理系统1将上述判断结果发送至另一自卸车2b的处理系统2S。后面的自卸车2b能够迅速地利用判断结果。在将判断结果发送至走在自卸车2a前面的未图示的其他自卸车的情况下，上述其他自卸车再次返回同一场所时能够利用该判断结果。
车辆3是移动体，所以其位置总是变化。因此，更优选在矿山中对每辆自卸车2进行有无车辆3的判断来决定是否使用非接触传感器24检测出的界标8的位置等。在这种情况下，自卸车2的处理系统2S可以在每次检测到不同的界标8的位置时都获取该时刻的车辆3的位置，来决定是否使用非接触传感器24检测出的界标8的位置等。这样，由于自卸车2的处理系统2S能够使用在检测到界标8时的车辆3的位置，所以能够提高判断在界标8周围的规定范围内是否存在有车辆3的精度。
以上，对本实施方式及其变形示例进行了说明，不过本实施方式不局限于上述内容。此外，上述实施方式的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、所谓的等同范围内的结构要素。而且，能够适当地组合上述结构要素。此外，在不脱离本实施方式的要旨的范围内，能够进行结构要素的各种省略、置换和变更。
在本实施方式及其变形示例中，例如自卸车2的处理系统2S经由通信系统9从管理装置10获取车辆3等的位置。但是，自卸车2的处理系统2S也可以经由通信系统9从车辆3等直接获取它们的位置。

Claims (9)

1.一种矿山机械的管理系统，其特征在于，包括：
检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测所述界标相对于所述矿山机械的位置；以及
行走控制部，其基于预先求出的所述界标的位置和由所述检测部得到的所述界标的位置校正所述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使所述矿山机械行走，并且在所述检测部检测出的所述界标的位置周围存在有非所述界标的物体的情况下，当通过所述推测导航法使所述矿山机械行走时，至少不使用所述检测部检测出的所述界标的位置。
2.一种矿山机械的管理系统，其特征在于，包括：
检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测物体相对于所述矿山机械的位置；以及
行走控制部，其在所述检测部检测出的所述物体的位置与预先求出的所述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将所述物体的位置设为所述界标的位置，并且基于预先求出的所述界标的位置和由所述检测部得到的所述界标的位置校正所述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使所述矿山机械行走，
在所述检测部检测出的所述界标的位置周围存在有非所述界标的物体的情况下，所述行走控制部减小所述规定值。
3. 根据权利要求2所述的矿山机械的管理系统，其特征在于：
在减小了所述规定值的情况下，当所述检测部检测出的所述物体的位置与预先求出的所述界标的位置之间的距离大于减小后的所述规定值时，所述行走控制部不将所述检测部检测出的所述物体视为所述界标。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的矿山机械的管理系统，其特征在于，具有：
自身位置检测装置，其搭载于所述矿山机械，求取所述矿山机械的自身位置，
所述行走控制部基于所述自身位置检测装置检测出的所述自身位置使所述矿山机械行走，在所述自身位置检测装置无法检测所述自身位置时，所述行走控制部通过推测导航法使所述矿山机械行走。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的矿山机械的管理系统，其特征在于：
所述检测部包括用于监视所述矿山机械周边的、检测在所述矿山机械周围存在的物体的雷达装置。
6. 一种矿山机械的管理系统，其特征在于，包括：
检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，包括用于监视所述矿山机械周边的、检测在所述矿山机械周围存在的物体的雷达装置，并且以非接触方式检测所述界标相对于所述矿山机械的位置；
存储部，其存储非所述界标的物体的位置；
自身位置检测装置，其搭载于所述矿山机械，求取所述矿山机械的自身位置；以及
行走控制部，其搭载于所述矿山机械，基于所述自身位置检测装置检测出的所述自身位置使所述矿山机械行走，在所述自身位置检测装置无法检测所述自身位置时，基于预先求出的所述界标的位置和由所述检测部得到的所述界标的位置校正所述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使所述矿山机械行走，
所述行走控制部从所述存储部获取非所述界标的物体的位置，在非所述界标的物体的位置位于所述检测部检测出的所述界标的位置周围的规定范围内的情况下，在通过所述推测导航法使所述矿山机械行走时，至少不使用所述检测部检测出的所述界标的位置。
7. 一种矿山机械的管理系统，其特征在于，包括：
检测部，其搭载于在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走的矿山机械，以非接触方式检测物体相对于所述矿山机械的位置；
存储部，其存储非所述界标的物体的位置；以及
行走控制部，其在所述检测部检测出的所述物体的位置与预先求出的所述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将所述物体的位置设为所述界标的位置，并且基于预先求出的所述界标的位置和由所述检测部得到的所述界标的位置校正所述矿山机械的当前位置，并通过推测导航法使所述矿山机械行走，
所述行走控制部从所述存储部获取非所述界标的物体的位置，在非所述界标的物体的位置位于所述检测部检测出的所述界标的位置周围的规定范围内的情况下，减小所述规定值。
8. 一种矿山机械的管理方法，其用于管理矿山机械，该矿山机械在设置有多个界标的矿山中以无人驾驶的方式行走，并基于检测出的自身位置而行走，所述矿山机械的管理方法的特征在于：
检测所述界标的位置；以及
在检测出的所述界标的位置周围存在有非所述界标的物体的情况下，当通过推测导航法使所述矿山机械行走时，至少不使用检测出的所述界标的位置。
9. 一种矿山机械的管理方法，其用于管理矿山机械，该矿山机械在设置有多个界标的矿山中行走，并基于检测出的自身位置而行走，所述矿山机械的管理方法的特征在于：
检测物体相对于所述矿山机械的位置，在检测出的所述物体的位置与预先求出的所述界标的位置之间的距离为规定值以内的情况下，将所述物体的位置设为所述界标的位置；以及
在得到的所述界标的位置周围存在有非所述界标的物体的情况下，减小所述规定值。
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Application publication date: 20160810