CN106662878A - 作业机械的管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够抑制车辙的生成而能够抑制矿山的生产率降低的作业机械的管理装置。作业机械的管理装置具备：在矿山的作业场中设定多个作业机械的转向点的转向点设定部；在作业场中设定至少一个作业机械的作业点的作业点设定部；基于多个转向点各自的位置以及至少一个作业点的位置而生成用于供作业机械在作业场中行驶的多个目标行驶路径的行驶路径生成部；以及从多个目标行驶路径中选择用于供作业机械在作业场中行驶的目标行驶路径的行驶路径选择部。

Description

作业机械的管理装置
技术领域
本发明涉及作业机械的管理装置。
背景技术
在矿山中有时使用无人驾驶而运行的作业机械。在专利文献1中公开了使无人驾驶自卸车行驶的无人驾驶车辆行驶系统的一例。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/090093号
发明内容
发明要解决的课题
在无人驾驶车辆行驶系统中，作业机械按照从管理装置发送来的表示目标行驶路径的目标行驶路径数据而行驶。多个作业机械按照同一目标行驶路径行驶。因此，在矿山的搬运路或者作业场中生成车辙的可能性较高。当生成较深的车辙时，会对作业机械的行驶产生妨碍。因此，在生成较深的车辙的情况下，例如实施使用平地机的整地作业。在整地作业中，对作业机械的行驶造成阻碍，其结果是，导致矿山的生产率降低。另外，进行整地作业本身会产生费用。
本发明的方案的目的在于，提供一种能够抑制车辙的生成而抑制矿山的生产率的降低的作业机械的管理装置。
用于解决课题的方案
根据本发明的方案，提供一种作业机械的管理装置，其具备：转向点设定部，其在矿山的作业场中设定多个所述作业机械的转向点；作业点设定部，其在所述作业场中设定至少一个所述作业机械的作业点；行驶路径生成部，其基于多个所述转向点各自的位置以及至少一个所述作业点的位置，生成用于供所述作业机械在所述作业场中行驶的多个目标行驶路径；以及行驶路径选择部，其从所述多个目标行驶路径中选择用于供所述作业机械在所述作业场中行驶的目标行驶路径。
发明效果
根据本发明的方案，提供一种能够抑制车辙的生成而能够抑制矿山的生产率的降低的作业机械的管理装置。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式所涉及的作业机械的控制系统的一例的图。
图2是表示第一实施方式所涉及的管理装置的一例的功能框图。
图3是表示第一实施方式所涉及的目标行驶路径的一例的示意图。
图4是示意性地表示第一实施方式所涉及的自卸车的一例的图。
图5是表示第一实施方式所涉及的自卸车的控制装置的一例的功能框图。
图6是示意性地表示第一实施方式所涉及的液压挖掘机的一例的图。
图7是表示第一实施方式所涉及的液压挖掘机的控制装置的一例的功能框图。
图8是表示第一实施方式所涉及的自卸车的动作的一例的示意图。
图9是表示第一实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的流程图。
图10是表示第一实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图11是表示第二实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图12是表示第三实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图13是表示第四实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图14是表示第五实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图15是表示第六实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图16是表示第七实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
图17是表示第八实施方式所涉及的自卸车的控制方法的一例的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明，但本发明并不局限于此。
<第一实施方式>
对第一实施方式进行说明。图1是示出本实施方式所涉及的作业机械4的控制系统1的一例的图。在本实施方式中，针对作业机械4是在矿山中运行的矿山机械4的例子进行说明。
矿山机械4是用于矿山中的各种作业的机械类的总称。矿山机械4包括搬运机械、装载机械、挖掘机械、掘进机械以及粉碎机中的至少一种。搬运机械是用于搬运货物的矿山机械，包括具有车箱的自卸车。装载机械是用于向搬运机械装载货物的矿山机械，包括液压挖掘机、电挖掘机以及轮式装载机中的至少一种。
另外，矿山机械4包括无人驾驶而运行的无人驾驶矿山机械以及搭乘有驾驶者且通过驾驶者的操作而运行的有人驾驶矿山机械。
在本实施方式中，作为矿山机械4，对主要使作为搬运机械的自卸车2以及作为装载机械的液压挖掘机3运行的例子进行说明。
在本实施方式中，自卸车2是无人驾驶而运行的无人驾驶自卸车。自卸车2基于从管理装置10发送来的数据或信号在矿山中自主行驶。自卸车2的自主行驶是指，与驾驶者的操作无关，而基于从管理装置10发送来的数据或信号进行行驶。
在本实施方式中，液压挖掘机3是由搭乘有驾驶者且通过驾驶者的操作而运行的有人驾驶液压挖掘机。
如图1所示，在矿山中设有作业场PA以及搬运路HL。作业场PA包括装载场LPA以及排土场DPA中的至少一方。装载场LPA是用于实施向自卸车2装载货物的装载作业的区域。排土场DPA是用于实施从自卸车2排出货物的排出作业的区域。搬运路HL是通往作业场PL的行驶路。自卸车2在矿山的作业场PA以及搬运路HL的至少一部分中行驶。
在图1中，控制系统1具备设置于矿山的管制设施7的管理装置10和通信系统9。通信系统9具有多个对数据或信号进行中继的中继器6。通信系统9在管理装置10与矿山机械4之间对数据或信号进行无线通信。另外，通信系统9在多个矿山机械4之间对数据或信号进行无线通信。
在本实施方式中，利用GNSS(Global Navigation Satellite System)检测包括自卸车2以及液压挖掘机3在内的矿山机械4的位置。GNSS是指全球导航卫星系统。作为全球导航卫星系统的一例，举出GPS(Global Positioning System)。GNSS具有多个测位卫星5。GNSS对由纬度、经度以及高度的坐标数据规定的位置进行检测。由GNSS检测的位置是在全局坐标系中规定的绝对位置。利用GNSS来检测矿山中的自卸车2的位置以及液压挖掘机3的位置。
在以下的说明中，将由GNSS检测的位置适当称作GPS位置。GPS位置是绝对位置，包括纬度、经度以及高度的坐标数据。
接下来，对管理装置10进行说明。管理装置10向矿山机械4发送数据或信号，并从矿山机械4接收数据或信号。如图1所示，管理装置10具备计算机11、显示装置16、输入装置17以及无线通信装置18。
计算机11具备：处理装置12；与处理装置12连接的存储装置13；以及输入输出部15。显示装置16、输入装置17以及无线通信装置18经由输入输出部15而与计算机11连接。
处理装置12实施用于管理矿山机械4的运算处理。处理装置12包括CPU(CentralProcessing Unit)这样的处理器。存储装置13存储用于管理矿山机械4的数据。存储装置13包括ROM(Read Only Memory)或闪速存储器这样的非易失性存储器以及RAM(RandomAccess Memory)这样的易失性存储器。显示装置16显示处理装置12的运算处理的结果。显示装置16包括液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)或有机EL显示器(OrganicElectroluminescence Display：OELD)这样的平板显示器。输入装置17通过被操作而生成用于管理矿山机械4的数据。输入装置17包括例如计算机用的键盘、鼠标以及触摸面板中的至少一种。处理装置12使用存储装置13所存储的数据、由输入装置17生成的数据以及经由通信系统9获取到的数据中的至少一种数据来实施运算处理。
无线通信装置18设置于管制设施7。无线通信装置18具有天线18A。无线通信装置18经由输入输出部15而与处理装置12连接。通信系统9包括无线通信装置18。无线通信装置18能够接收从矿山机械4发送来的数据或信号。由无线通信装置18接收到的数据或信号被输出到处理装置12并存储于存储装置13。无线通信装置18能够向矿山机械4发送数据或信号。
图2是表示本实施方式所涉及的管理装置10的一例的功能框图。如图2所示，管理装置10的处理装置12具备：在矿山的作业场PA中设定自卸车2的转向点的转向点设定部121；在矿山的作业场PA中设定自卸车2的作业点的作业点设定部122；生成多个矿山机械4的目标行驶路径的行驶路径生成部123；获取从矿山机械4发送来的数据或信号的数据获取部124；从由行驶路径生成部123生成的多个目标行驶路径中选择使自卸车2行驶的目标行驶路径的行驶路径选择部125；以及以使自卸车2按照由行驶路径选择部125选择出的目标行驶路径行驶的方式输出控制信号的行驶控制部126。
转向点设定部121在装载场LPA以及排土场DPA中的至少一方，设定表示供自卸车2转向的绝对位置的转向点。转向点设定部121在包含矿山的装载场LPA以及排土场DPA中的至少一方的作业场中，设定多个自卸车2的转向点。转向是指，前进中的自卸车2以锐角转换行进方向后，一边后退一边接近作业点的动作。
作业点设定部122是在装载场LPA以及排土场DPA中的至少一方，设定表示供自卸车2实施规定作业的绝对位置的作业点。自卸车2的规定作业包括向自卸车2装载货物的货物作业以及从自卸车2排出货物的排出作业中的至少一方。作业点包括表示实施装载作业的绝对位置的装载点以及表示实施排出作业的绝对位置的排出点中的至少一方。在装载场LPA中设定装载点。在排土场DPA中设定排出点。
行驶路径生成部123在搬运路HL以及作业场PA中的至少一方，针对在矿山中行驶的各自卸车2生成用于行驶的目标行驶路径。行驶路径生成部123基于由转向点设定部121设定的多个转向点各自的位置以及至少一个作业点的位置，生成用于供自卸车2在作业场中行驶的多个目标行驶路径。
数据获取部124获取从包括自卸车2以及液压挖掘机3的矿山机械4发送来的数据或信号。
行驶路径选择部125从由行驶路径生成部123生成的多个目标行驶路径中选择用于供多个自卸车2分别在作业场中行驶的目标行驶路径。行驶路径选择部125以抑制在作业场中生成车辙的方式选择目标行驶路径。另外，在设定有多个转向点的情况下，行驶路径选择部125以在第一自卸车2通过第一转向点向作业点行驶之后、使第二自卸车2通过第二转向点向作业点行驶的方式选择目标行驶路径。
行驶控制部126生成用于控制自卸车2的行驶的控制信号并将其输出。行驶控制部126以使自卸车2按照由行驶路径生成部123生成的目标行驶路径进行行驶的方式控制自卸车2。
图3是表示本实施方式所涉及的目标行驶路径RP的一例的示意图。处理装置12的行驶路径生成部123生成在矿山中行驶的自卸车2的行驶条件数据。目标行驶路径RP行驶条件数据包括在目标行驶路径RP上以恒定的间隔W设定的多个路线点PI的集合体。
多个路线点PI分别包括自卸车2的目标绝对位置数据以及设定了路线点PI的位置处的自卸车2的目标行驶速度数据。目标行驶路径RP由作为多个路线点PI的集合体的目标行驶路径RP规定。根据通过多个路线点PI的轨迹来规定自卸车2的目标行驶路径RP。基于目标行驶速度数据，来规定设定了该路线点PI的位置处的自卸车2的目标行驶速度。
管理装置10经由无线通信装置18向自卸车2输出包括行进方向前方的多个路线点PI的行驶条件数据。自卸车2按照从管理装置10发送来的行驶条件数据在矿山中行驶。
需要说明的是，图3表示设定于搬运路HL的目标行驶路径RP。行驶路径生成部123不仅生成搬运路HL而且也生成表示作业场PA中的目标行驶路径RP的目标行驶路径RP。
接下来，对本实施方式所涉及的自卸车2进行说明。图4是示意性地表示本实施方式所涉及的自卸车2的一例的图。
自卸车2具备：能够在矿山中行驶的行驶装置21；支承于行驶装置21的车辆主体22；支承于车辆主体22的车箱23；对行驶装置21进行驱动的驱动装置24；以及控制装置25。
行驶装置21具有：车轮26；将车轮26支承为能够旋转的车轴27；对行驶装置21进行制动的制动装置28；以及能够调整行进方向的转向装置29。
行驶装置21通过驱动装置24产生的驱动力而工作。驱动装置24产生用于使自卸车2加速的驱动力。驱动装置24例如利用电驱动方式来驱动行驶装置21。驱动装置24具有：柴油发动机这样的内燃机；通过内燃机的动力而工作的发电机；以及通过发电机产生的电力而工作的电动机。
转向装置29通过改变车轮26的方向来调整自卸车2的行进方向。
制动装置28产生用于使自卸车2减速或停止的制动力。控制装置25输出：用于使驱动装置24工作的加速指令信号；用于使制动装置28工作的制动指令信号；以及用于使转向装置29工作的转向指令信号。
另外，自卸车2具备：检测自卸车2的位置的位置检测器35；以及无线通信装置36。
位置检测器35包括GPS接收机，用于检测自卸车2的GPS位置(坐标)。位置检测器35具有GPS用的天线35A。天线35A接收来自测位卫星5的电波。位置检测器35将基于由天线35A接收到的来自测位卫星5的电波的信号转换成电信号，并计算天线35A的位置。通过计算天线35A的GPS位置而检测出自卸车2的GPS位置。
通信系统9包括设于自卸车2的无线通信装置36。无线通信装置36具有天线36A。无线通信装置36能够与管理装置10进行无线通信。
管理装置10经由通信系统9将包括目标行驶路径RP的自卸车2的行驶条件数据发送至控制装置25。控制装置25基于从管理装置10供给来的行驶条件数据而控制自卸车2的驱动装置24、制动装置28以及转向装置29中的至少一个，以使得自卸车2按照行驶条件数据进行行驶。
另外，自卸车2经由通信系统9将由位置检测器35检测到的表示自卸车2的绝对位置的绝对位置数据发送至管理装置10。管理装置10的数据获取部124获取在矿山中行驶的多个自卸车2的绝对位置数据。
接下来，对本实施方式所涉及的自卸车2的控制装置25进行说明。图5是本实施方式所涉及的自卸车2的控制装置25的功能框图。控制装置25搭载于自卸车2。
如图5所示，自卸车2具备无线通信装置36、位置检测器35、控制装置25、驱动装置24、制动装置28以及转向装置29。
控制装置25具备输入输出部41、行驶条件数据获取部42、运转控制部43、绝对位置数据获取部44以及存储部45。
输入输出部41获取从无线通信装置36输出的来自管理装置10的行驶条件数据、以及从位置检测器35输出的表示自卸车2的绝对位置的绝对位置数据。另外，输入输出部41向驱动装置24输出加速指令信号，向制动装置28输出制动指令信号，向转向装置29输出转向指令信号。
行驶条件数据获取部42获取从管理装置10发送来的、包括目标行驶路径RP的行驶条件数据。
运转控制部43基于所指定的行驶条件数据，输出用于控制自卸车2的行驶装置21的运转控制信号。行驶装置21包括制动装置28以及转向装置29。运转控制部43向驱动装置24以及包括制动装置28和转向装置29的行驶装置21输出运转控制信号。运转控制信号包括向驱动装置24输出的加速信号、向制动装置28输出的制动指令信号以及向转向装置29输出的转向指令信号。
绝对位置数据获取部45从位置检测器35的检测结果获取自卸车2的绝对位置数据。
存储部45存储从无线通信装置36获取到的自卸车2的行驶条件数据。行驶条件数据包括表示目标行驶路径RP的目标行驶路径RP。
接下来，对本实施方式所涉及的液压挖掘机3进行说明。图6是示意性地表示本实施方式所涉及的液压挖掘机3的一例的图。图7是本实施方式所涉及的液压挖掘机3的控制装置70的功能框图。控制装置70搭载于液压挖掘机3。
如图6所示，液压挖掘机3具备利用液压而工作的工作装置50以及支承工作装置50的车辆主体60。车辆主体60包括上部回转体61以及支承上部回转体61的下部行驶体62。上部回转体61具有包括运转室的驾驶室63。在运转室中配置有：供驾驶者Ma落座的驾驶席64；被驾驶者Ma操作的操作杆65；被驾驶者Ma操作的输入装置66；以及显示装置67。
如图7所示，液压挖掘机3具备对铲斗53相对于上部回转体61的相对位置进行检测的检测装置57。另外，液压挖掘机3具备对上部回转体61的绝对位置进行检测的位置检测器68和无线通信装置69。
位置检测器68包括GPS接收机以及惯性计测装置(Inertial Measurement Unit：IMU)，用于检测液压挖掘机3中的上部回转体61的GPS位置(绝对位置)以及方位。利用检测装置57来检测铲斗53的铲尖53B相对于上部回转体61的相对位置。铲斗的相对位置可以被规定为位于从回转中心朝上部回转体61的方向分离了规定距离这一点，也可以通过检测动臂、斗杆、铲斗等的角度来规定。基于位置检测器68的检测结果和检测装置57的检测结果而计算铲斗53的铲尖53B的绝对位置。
通信系统9包括设于液压挖掘机3的无线通信装置69。无线通信装置69能够与管理装置10进行无线通信。
接下来，对本实施方式所涉及的液压挖掘机3的控制装置进行说明。图9是本实施方式所涉及的液压挖掘机3的控制装置70的功能框图。控制装置70搭载于液压挖掘机3。
如图9所示，液压挖掘机3具备无线通信装置69、位置检测器68、检测装置57、控制装置70、输入装置66以及显示装置67。
控制装置70具备输入输出部71、铲斗位置数据获取部72、输入数据获取部73以及指令数据生成部74。
输入输出部71获取从位置检测器68输出的表示液压挖掘机3的位置的位置数据、由检测装置57检测到的表示铲斗53的位置的铲斗位置数据、以及通过操作输入装置66而生成的输入数据。另外，输入输出部41将由指令数据生成部74生成的指令数据经由无线通信装置69向管理装置10输出。
铲斗位置数据获取部72获取由位置检测器68检测到的表示上部回转体61的绝对位置的位置数据、以及由检测装置57检测到的表示铲斗53相对于上部回转体61的相对位置的位置数据。铲斗位置数据获取部72基于由位置检测器68检测到的表示上部回转体61的绝对位置的位置数据、以及由检测装置57检测到的表示铲斗53相对于上部回转体61的相对位置的位置数据，计算表示铲斗53的绝对位置的铲斗位置数据。
输入数据获取部73获取通过被驾驶者Ma操作而由输入装置66生成的输入数据。
指令数据生成部74生成对矿山机械4的作业点的设定进行指令的指令数据。在本实施方式中，指令数据生成部74生成对自卸车2在矿山的装载场LPA中的装载点的设定进行指令的指令数据。作为装载点的设定方法，例如，驾驶者Ma在对操作杆65进行操作而将铲斗53配置于所希望的位置的状态下操作输入装置66。指令数据包括表示输入装置66被操作了的时刻的铲斗53的绝对位置的铲斗位置数据。将如下时刻的铲斗53的铲斗位置数据设定为装载点，该时刻是输入装置66被操作、且由输入装置66生成的输入数据被输入数据获取部73获取到的时刻。这样，在本实施方式中，通过操作设于液压挖掘机3的输入装置66，从而由指令数据生成部74生成对装载点的设定进行指令的指令数据。由指令数据生成部74生成的指令数据经由无线通信装置69而发送至管理装置10。
接下来，对本实施方式所涉及的自卸车2的动作的一例进行说明。图8是表示本实施方式所涉及的自卸车2的装载场LPA中的动作的一例的示意图。
装载场LPA是实施相对于自卸车2的装载作业的区域。液压挖掘机3配置于装载场LPA。在装载场LPA连接有供要进入和退出装载场LPA的自卸车2行驶的第一搬运路HL1、以及供从装载场LPA退出后的自卸车2行驶的第二搬运路HL2。需要说明的是，搬运路也可以是仅一个搬运路HL与装载场LPA连接的结构。
管理装置10中的行驶路径生成部123生成第一搬运路HL1中的自卸车2的目标行驶路径RPi、第二搬运路HL2中的自卸车2的目标行驶路径RPo、以及装载场LPA中的自卸车2的目标行驶路径RP。
管理装置10中的转向点设定部121在装载场LPA中设定转向点BP。作业点设定部122在装载场LPA中设定装载点LP。转向点BP表示要转向的自卸车2的绝对位置处的目标点。装载点LP表示液压挖掘机3进行装载作业时的自卸车2的绝对位置处的目标点。一边前进一边从第一搬运路HL1进入装载场LPA的自卸车2在转向点BP进行转向，一边后退一边向装载点LP移动。在装载点LP实施完装载作业的自卸车2一边前进一边沿第二搬运路HL2从装载场LPA退出。
在本实施方式中，装载点LP例如由液压挖掘机3的驾驶者Ma进行指定。驾驶者Ma对操作杆65进行操作而将工作装置50的铲斗53配置于所希望的位置。在铲斗53配置于所希望的位置的状态下，驾驶者Ma操作输入装置66。将表示如下时刻的铲斗53的绝对位置的铲斗位置数据设定为装载点LP，该时刻是输入装置66被操作、且由输入装置66生成的输入数据被输入数据获取部73获取到的时刻。
通过液压挖掘机3的指令数据生成部74而生成由驾驶者Ma设定好的包括装载点LP的位置数据在内的指令数据。由指令数据生成部74生成的指令数据经由无线通信装置69发送至管理装置10。
管理装置10的数据获取部124从液压挖掘机3获取由驾驶者Ma指定的包括装载点LP的位置数据在内的指令数据。管理装置10的作业点设定部122基于从液压挖掘机3发送来的指令数据而设定装载点LP。
行驶路径生成部123以将第一搬运路HL1中的目标行驶路径RPi与由转向点设定部121设定好的转向点BP连结的方式生成从装载场LPA的入口起的目标行驶路径RP。另外，行驶路径生成部123以将由转向点设定部121设定好的转向点BP与由作业点设定部122设定好的装载点LP连结的方式生成目标行驶路径RP。另外，行驶路径生成部123以将由作业点设定部122设定好的装载点LP与第二搬运路HL2中的目标行驶路径RPo连结的方式生成直至装载场LPA的出口的目标行驶路径RP。
由行驶路径生成部123生成的目标行驶路径数据、由转向点设定部121设定好的转向点数据、以及由作业点设定部122设定好的装载点数据(作业点数据)经由通信系统9发送至自卸车2。在本实施方式中，由行驶路径生成部123生成且被行驶路径选择部125选择出的目标行驶路径数据经由通信系统9发送至自卸车2。自卸车2按照由管理装置10生成的第一搬运路HL1中的目标行驶路径RPi、包括装载场LPA中的转向点BP及装载点LP的目标行驶路径RP、以及第二搬运路HL2中的目标行驶路径RPo，在第一搬运路HL1、装载场LPA以及第二搬运路HL2中行驶。
接下来，对本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法进行说明。图9是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的流程图。图10是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。
在管理装置10中的转向点设定部121设定转向点BP的位置(步骤SP10)。在本实施方式中，转向点设定部121在装载场LPA中设定多个自卸车2的转向点BP。如图10所示，在本实施方式中，例如隔开间隔地设定三个转向点BP1、BP2、BP3。多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)在装载场LPA内隔开间隔地设定。
转向点BP的位置的设定可以通过例如管制设施7的管理者来实施，也可以通过液压挖掘机3的驾驶者Ma来实施。例如，可以是，管制设施7的管理者操作输入装置17来设定转向点BP。另外，也可以是，通过管理装置10中的转向点设定部121自动地设定多个点。还可以是，液压挖掘机3的驾驶者Ma操作输入装置66来设定转向点BP。在液压挖掘机3的驾驶者Ma设定转向点BP的情况下，通过操作输入装置66而生成的用于设定转向点BP的输入数据从液压挖掘机3经由通信系统9被发送至管理装置10。
作业点设定部122在装载场LPA中设定一个自卸车2的装载点LP的位置(步骤SP20)。
如上所述，装载点LP例如由液压挖掘机3的驾驶者Ma来指定。驾驶者Ma在铲斗53配置于希望的位置的状态下操作输入装置66。液压挖掘机3的指令数据生成部74基于表示如下时刻的铲斗53的绝对位置的铲斗位置数据，生成对自卸车2的装载点LP的设定进行指令的指令数据，该时刻是输入数据获取部73获取到通过操作输入装置66而生成的输入数据的时刻。管理装置10的数据获取部124从液压挖掘机3经由通信系统9获取由指令数据生成部74生成的指令数据。管理装置10的作业点设定部122基于由数据获取部124获取到的指令数据来设定装载点LP。另外，也可以利用管理装置10中的作业点设定部122，自动地设定装载点的位置。
基于设定好的转向点BP以及装载点LP，生成目标行驶路径RP(步骤SP30)。如图10所示，行驶路径生成部123以将第一搬运路HL1中的目标行驶路径RPi与装载场LPA中的多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)分别连结的方式生成多个目标行驶路径RP(RP1、RP2、RP3)。
另外，行驶路径生成部123以将多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)与作业点LP分别连结的方式生成多个目标行驶路径RP(RP1、RP2、RP3)。在图10所示的例子中，多个目标行驶路径RP包括：将转向点BP1与作业点LP连结的目标行驶路径RP1、将转向点BP2与作业点LP连结的目标行驶路径RP2、以及将转向点BP3与作业点LP连结的目标行驶路径RP3。
行驶路径选择部125从由行驶路径生成部123生成的多个目标行驶路径RP(RP1、RP2、RP3)中选择使自卸车2行驶的目标行驶路径RP(步骤SP40)。
由行驶路径生成部123生成且由行驶路径选择部125选择出的目标行驶路径RP分别发送至在矿山中运行的多个自卸车2。多个自卸车2分别按照由行驶路径选择部125选择出的目标行驶路径RP的任一个而在装载场LPA内行驶。
行驶控制部126输出用于控制从第一搬运路HL1进入装载场LPA的自卸车2的行驶的控制信号(步骤SP50)。在本实施方式中，行驶控制部126向自卸车2输出控制信号，以使得进入装载场LPA的自卸车2按照由行驶路径选择部125选择出的目标行驶路径RP行驶。
在通过行驶路径选择部125从在装载场LPA中设定好的多个目标行驶路径RP(RP1、RP2、RP3)中选择出使自卸车2行驶的目标行驶路径RP的情况下，行驶控制部126向自卸车2输出控制信号，以使得该自卸车2按照该选择出的目标行驶路径RP行驶。
在本实施方式中，行驶路径选择部125选择第一目标行驶路径RP来作为第一自卸车2在装载场LPA中的目标行驶路径RP，选择与第一目标行驶路径RP不同的第二目标行驶路径RP来作为下一个进入装载场LPA的第二自卸车2在装载场LPA中的目标行驶路径RP。
在本实施方式中，行驶路径选择部125以使自卸车2依次通过多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)的方式选择目标行驶路径RP。例如，以在依次实施第一动作、第二动作以及第三动作之后、再次按照该顺序实施第一动作、第二动作以及第三动作的方式控制多个自卸车2，其中，第一动作为，使第一自卸车2通过转向点BP1而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP1行驶，第二动作为，使第二自卸车2通过转向点BP2而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP2行驶，第三动作为，使第三自卸车2通过转向点BP3而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP3行驶。
在本实施方式中，转向点设定部121以抑制在装载场LPA中生成车辙的方式设定多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)。行驶路径生成部123以在装载场LPA中与多个转向点BP对应的方式设定多个目标行驶路径RP(RP1、RP2、RP3)。行驶路径选择部125以抑制在装载场LPA中生成车辙的方式选择使自卸车2通过的目标行驶路径RP。行驶路径控制部126向各自卸车2发送控制信号，以使各自卸车2按照选择出的目标行驶路径RP行驶。
例如，在多个转向点BP的间隔狭窄、或者多个目标行驶路径RP的间隔狭窄的情况下，多个自卸车2的车轮26通过实质上相同的路线。其结果是，有可能生成较深的车辙。转向点设定部121也可以将多个转向点BP的位置设定为，使多个转向点BP的间隔大于例如车轮26的宽度(轮胎宽度)。
另外，即便设定有多个转向点BP，在连续地通过多个转向点BP中的特定的转向点BP的情况下，也有可能生成较深的车辙。
因此，行驶路径选择部125以避免多个自卸车2连续地通过多个转向点BP中的同一转向点BP的方式，从多个转向点BP中选择供自卸车2通过的转向点BP。例如，行驶路径选择部125也可以从多个转向点BP中依次选择供自卸车2通过的转向点BP，还可以随机地进行选择。行驶路径选择部125至少可以按照如下方式选择目标行驶路径RP：即，在第一自卸车2进入装载场LPA之后下一个进入装载场LPA的自卸车2是与第一自卸车2不同的第二自卸车2的情况下，使第二自卸车2不通过第一自卸车2所通过的第一转向点BP，而通过与第一转向点BP不同的第二转向点BP。
需要说明的是，在某一装载场LPA中，即便选择了第一转向点BP1作为供第一自卸车2通过的转向点BP，在下一个第一自卸车2进入同一的装载场LPA的情况下，也可以选择不同的转向点BP。
如以上说明的那样，根据本实施方式，以如下方式进行控制：相对于一个装载点LP设定多个转向点BP，基于多个转向点BP各自的位置，生成将多个转向点BP分别与装载点LP连结的多个目标行驶路径RP，使多个自卸车2分别按照从多个目标行驶路径RP中选择出的目标行驶路径RP向装载点LP行驶，因此，能够抑制自卸车2连续地按照同一目标行驶路径RP行驶。因此，能够抑制在装载场LP中生成较深的车辙。由于能抑制生成较深的车辙，因此，能够抑制整地作业的实施，抑制矿山的生产率的降低。
另外，在本实施方式中，行驶路径选择部125以使自卸车2依次通过多个转向点BP的方式选择转向点BP，自卸车2被控制为依次通过多个转向点BP。由此，例如能够使自卸车2从通过转向点BP1后到再次通过转向点BP1为止的期间、自卸车2从通过转向点BP2后到再次通过转向点BP2为止的期间、以及自卸车2从通过转向点BP3后到再次通过转向点BP3为止的期间实质上相同。由此，能够抑制自卸车2在多个转向点BP通过的次数的偏颇以及未通过的期间的偏颇，因此能够抑制生成较深的车辙。
需要说明的是，在本实施方式中，行驶控制部126以使自卸车2依次通过多个转向点BP(BP1、BP2、BP3)的方式输出控制信号。即，以在依次实施第一动作、第二动作以及第三动作之后、再次按照该顺序实施第一动作、第二动作以及第三动作的方式控制多个自卸车2，其中，第一动作为，使第一自卸车2通过转向点BP1而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP1行驶，第二动作为，使第二自卸车2通过转向点BP2而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP2行驶，第三动作为，使第三自卸车2通过转向点BP3而朝向装载点LP沿目标行驶路径RP3。也可以在自卸车2每次行驶时随机地变更第一动作、第二动作以及第三动作。如上所述，也可以为，以避免自卸车2连续地通过同一转向点BP的方式控制自卸车2的行驶。另外，还可以使用后述那样的频度映射来选择转向点BP。
<第二实施方式>
对第二实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图11是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图11所示，转向点设定部121能够沿着装载场LPA内的规定线AL隔开间隔地设定多个转向点BP。在图11所示的例子中，沿着规定线AL设定了三个转向点BP(BP1、BP2、BP3)，但只要在规定线AL上，则可以在任意的位置设定转向点BP。行驶路径选择部125选择各自卸车2每次行驶要通过的转向点BP的位置。作为具体的行驶路径的选择方法，可以如例如图11那样设定若干规定的转向点并依次进行选择，也可以从图11中的转向点BP1起朝右上方向等间隔地使转向点BP移动来进行选择，还可以随机地在规定线AL上选择转向点BP。另外，也可以使用后述的频度映射来选择转向点BP。此外，可以采用其他的选择方法。
如以上说明的那样，通过设定规定线AL、并沿着规定线AL设定多个转向点BP，由此能够抑制在装载场LPA中生成较深的车辙，且能够抑制矿山的生产率的降低。
<第三实施方式>
对第三实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图12是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图12所示，转向点设定部121能够在装载场LPA内的规定区域AR内隔开间隔地设定多个转向点BP。在图12所示的例子中，在规定区域AR隔开间隔地设定有三个转向点BP(BP1、BP2、BP3)，但只要在规定区域AR内，则可以在任意的位置设定转向点BP。行驶路径选择部125选择各自卸车2每次行驶要通过哪个位置的转向点BP。作为具体的行驶路径的选择方法，可以如例如图12那样设定若干规定的转向点并依次选择，也可以从图12中的转向点BP1起朝规定的方向(上、下、左右、斜方等)等间隔地使转向点BP移动来进行选择，还可以随机地在规定区域AR内选择转向点BP。另外，也可以使用后述的频度映射来选择转向点BP。此外，可以采用其他的选择方法。需要说明的是，规定区域AR只要在装载场LPA内即可，可以设定在任意位置。
如以上说明的那样，通过设定规定区域AR、并在规定区域AR中设定多个转向点BP，由此能够抑制在装载场LPA中生成较深的车辙，且能够抑制矿山的生产率的降低。
<第四实施方式>
对第四实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
在本实施方式中，针对行驶路径选择部125使用频度映射、以抑制在装载场LPA中生成车辙的方式从多个转向点BP中选择供自卸车2通过的转向点BP的选择方法进行说明。使用了频度映射的转向点BP以及目标行驶路径RP的选择方法能够应用于例如上述的第一实施方式至第三实施方式的例子。在本实施方式中，行驶路径选择部125以抑制在装载场LPA中生成车辙的方式改变转向点BP的位置。行驶路径生成部123以抑制在装载场LPA中生成车辙的方式改变目标行驶路径RP的位置(路线)。
图13是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。在本实施方式中，在使用了上述的第三实施方式所说明的规定区域AR的例子中进行说明。行驶控制部126利用多个网格GR划分出包括多个转向点BP以及装载点LP的装载场LPA的规定区域AS。规定区域AR设定为规定区域AS的一部分。行驶控制部126基于由位置检测器35检测到的自卸车2的绝对位置数据，确定自卸车2的车轮26所通过的网格GR。行驶控制部126按照多个网格GR，对自卸车2的车轮26所通过的次数进行计数。换句话说，在某一网格GR的计数次数相对于周围的网格GR的计数次数存在较大的差的情况下，能够推断为在该区域内产生车辙。转向点设定部121在装载点LP的位置被固定的状态下自动地改变转向点BP的位置，以使得针对设定于规定区域AS的多个网格GR的各个网格GR，自卸车2的车轮26通过网格GR的次数相对于通过周围的网格GR的次数不会显著增大。另外，行驶路径生成部123在装载点LP的位置被固定的状态下改变目标行驶路径RP的路线，以使得针对设定于规定区域AS的多个网格GR的各个网格GR，自卸车2的车轮26通过网格GR的次数相对于通过周围的网格GR的次数不会显著增大，由此，能够抑制较深的车辙的生成。
在图13所示的例子中，判断为自卸车2的车轮26通过包括目标行驶路径RP2以及转向点BP2的网格GRb的次数比通过该网格GRb的周围的网格GR的次数多。在该情况下，转向点设定部121在规定区域AR内，将转向点BP的位置从转向点BP2变更为例如转向点BP1或转向点BP3。
需要说明的是，在本实施方式中，增加了位于目标行驶路径RP上的网格的计数次数，但也可以增加位于相对于实际行驶路径的轮胎的行驶路径上的网格的计数次数。
如以上说明那样，在本实施方式中，在装载场LPA的规定区域AS中作成表示自卸车2的车轮26所通过的频度的频度映射，参照该频度映射来设定转向点BP以及目标行驶路径RP，以避免车轮26高频度地仅在规定区域AS的特定区域内行驶。因此，能够抑制在装载场LPA中生成较深的车辙，且能够抑制矿山的生产率的降低。
<第五实施方式>
对第五实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图14是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图14所示，行驶路径生成部123能够在第一搬运路HL1中生成多个目标行驶路径RPi。在图14所示的例子中，在第一搬运路HL1中生成了五个目标行驶路径RPi。行驶控制部126将自卸车2控制为，使自卸车2在第一搬运路HL1中分别通过多个目标行驶路径RPi。由此，能够抑制在第一搬运路HL1中生成较深的车辙。
在本实施方式中，行驶路径生成部123以将转向点BP与第一搬运路HL1的多个目标行驶路径Rpi分别连结的方式在第一搬运路HL1中生成多个目标行驶路径RPi。需要说明的是，图14示出将转向点BP1与第一搬运路HL1中的五个目标行驶路径Rpi分别连结的例子。虽然省略图示，但行驶路径生成部123以将转向点BP2与第一搬运路HL1的五个目标行驶路径Rpi分别连结的方式在第一搬运路HL1中生成多个目标行驶路径RPi。另外，行驶路径生成部123以将转向点BP3与第一搬运路HL1的五个目标行驶路径Rpi分别连结的方式在第一搬运路HL1中生成多个目标行驶路径RPi。
如以上说明的那样，根据本实施方式，通过在第一搬运路HL1中也生成多个目标行驶路径RPi，也能够抑制在第一搬运路HL1中生成车辙。另外，能够在装载场LPA的较宽的范围内抑制车辙的生成。
<第六实施方式>
对第六实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图15是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图15所示，转向点设定部121能够隔开间隔地设定多个转向点BP。在图15所示的例子中，沿着规定线AL等间隔地设定五个转向点BP。
另外，如图15所示，行驶路径生成部123能够在第二搬运路HL2中生成多个目标行驶路径RPo。在图15所示的例子中，在第二搬运路HL2中生成了五个目标行驶路径RPo。行驶控制部126将自卸车2控制为，使自卸车2在第二搬运路HL2中分别通过多个目标行驶路径RPo。由此，能够抑制在第二搬运路HL2中生成较深的车辙。
在本实施方式中，行驶路径生成部123以将装载点LP与第二搬运路HL2的多个目标行驶路径Rpo分别连结的方式在第二搬运路HL2中生成多个目标行驶路径RP。
如以上说明的那样，根据本实施方式，通过在第二搬运路HL2中也生成多个目标行驶路径RPo，也能够抑制在第二搬运路HL2中生成车辙。另外，能够在装载场LPA的较宽的范围内抑制车辙的生成。
从装载场LPA退出而在第二搬运路HL2中行驶的自卸车2装载有货物。货物状态的自卸车2的总重量大于空载状态的自卸车2的总重量。因此，当自卸车2在第二搬运路HL2中行驶时，更加容易在第二搬运路HL2中生成车辙。在本实施方式中，由于在第二搬运路HL2中生成多个目标行驶路径RPo，因此能够有效地抑制车辙的生成。
<第七实施方式>
对第七实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图16是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图16所示，作业点设定部122能够设定多个装载点LP。作业点设定部122能够隔开间隔地设定多个装载点LP。在图16所示的例子中，作业点设定部122设定三个装载点LP(LP1、LP2、LP3)。
在本实施方式中，沿着表示液压挖掘机3的上部回转体61以回转轴RX为中心回转时的铲斗53的移动轨迹的规定线AM来设定多个装载点LP。
在本实施方式中，行驶路径生成部123以将转向点BP与多个装载点LP分别连结的方式在装载场LPA中生成多个目标行驶路径RP。需要说明的是，图16示出将装载点LP1与五个转向点BP分别连结的例子。虽然省略图示，但行驶路径生成部123以将装载点LP2与五个转向点BP分别连结的方式在装载场LPA中生成多个目标行驶路径RP。另外，行驶路径生成部123以将装载点LP3与五个转向点BP分别连结的方式在装载场LPA中生成多个目标行驶路径RP。
如以上说明的那样，根据本实施方式，通过在装载场LPA中设定多个装载点LP(LP1、LP2，LP3)，能够在从转向点BP到装载点LP的区域中的装载场LPA的宽范围内抑制生成车辙。
需要说明的是，本实施方式那样的设定多个装载点LP的构成要素和在上述的各实施方式中说明的构成要素能够适当组合。例如，在图16所示的实施方式中，转向点BP可以为一个，也可以将多个转向点BP设定在规定区域AR内或者沿着规定线AL进行设定。另外，从转向点BP进入多个装载点LP的任一装载点的自卸车2可以从多个装载点LP中依次选择装载点LP，也可以随机地进行选择，还可以使用频度映射进行选择。
<第八实施方式>
对第八实施方式进行说明。针对与上述的实施方式相同或等同的构成要素标注相同的符号，并简化或省略其说明。
图17是表示本实施方式所涉及的自卸车2的控制方法的一例的示意图。如图17所示，转向点设定部121能够在排土场DPA中设定多个自卸车2的转向点BP。另外，作业点设定部122能够在排土场DPA中设定多个自卸车2的排出点DP。行驶路径生成部123能够生成将多个转向点BP分别与排出点DP连结的多个目标行驶路径RP。
如以上说明的那样，根据本实施方式，能够抑制排土场DPA中的车辙的生成。
需要说明的是，本实施方式那样的在排土场DPA中设定转向点BP以及排出点DP的构成要素和在上述的各实施方式中说明的构成要素能够适当组合。例如，在图17所示的实施方式中，转向点BP可以为一个，也可以将多个转向点BP设定在规定区域AR内或者沿着规定线AL进行设定。另外，从转向点BP进入多个排出点DP的任一个的自卸车2可以依次选择多个排出点DP的位置，也可以随机地进行选择，还可以使用频度映射进行选择。
需要说明的是，在上述的实施方式中，包括装载点LP以及排出点DP的一方或两方的作业点的设定是基于驾驶者Ma对输入装置66的操作而实施的。也可以通过管理装置10自动地设定作业点。另外，通过驾驶者Ma对输入装置66的操作在液压挖掘机3中生成的指令数据也可以不经由管理装置10，而通过液压挖掘机3与自卸车2的车间通信发送至自卸车2。
需要说明的是，在上述的实施方式中，自卸车2为无人驾驶自卸车。自卸车2也可以是按照驾驶者的操作而行驶的有人驾驶自卸车。
需要说明的是，在上述的实施方式中，控制系统1应用于自卸车2的行驶，但也可以应用于例如轮式装载机那样的与自卸车2不同的其他矿山机械的行驶。
需要说明的是，在上述的实施方式中，作业机械是在矿山中运行的矿山机械，但也可以是在与矿山不同的作业现场中使用的作业机械。
附图标记说明
1…控制系统，2…自卸车(矿山机械)，3…液压挖掘机(矿山机械)，4…矿山机械(作业机械)，5…测位卫星，6…中继器，7…管制设施，9…通信系统，10…管理装置，11…计算机，12…处理装置，13…存储装置，15…输入输出部，16…显示装置，17…输入装置，18…无线通信装置，18A…天线，21…行驶装置，22…车辆主体，23…车箱，24…驱动装置，25…控制装置，26…车轮，27…车轴，28…制动装置，29…转向装置，35…位置检测器，35A…天线，36…无线通信装置，36A…天线，41…输入输出部，42…行驶条件数据获取部，43…运转控制部，44…绝对位置数据获取部，45…存储部，50…工作装置，53…铲斗，57…检测装置，60…车辆主体，61…上部回转体，62…下部行驶体，62A…驱动轮，62B…从动轮，62C…履带，63…驾驶室，64…驾驶席，65…操作杆，66…输入装置，67…显示装置，68…位置检测器，69…无线通信装置，70…控制装置，71…输入输出部，72…铲斗位置数据获取部，73…输入数据获取部，74…指令数据生成部，121…转向点设定部，122…作业点设定部，123…行驶路径生成部，124…数据获取部，125…行驶路径选择部，126…行驶控制部，AL…规定线，AR…规定区域，AS…规定区域，BP…转向点，DPA…排土场，GR…网格，HL…搬运路，LP…装载点(作业点)，LPA…装载场，PI…路线点，PA…作业场，RP…目标行驶路径。

Claims (12)

1.一种作业机械的管理装置，其具备：
转向点设定部，其在矿山的作业场中设定多个所述作业机械的转向点；
作业点设定部，其在所述作业场中设定至少一个所述作业机械的作业点；
行驶路径生成部，其基于多个所述转向点各自的位置以及至少一个所述作业点的位置，生成用于供所述作业机械在所述作业场中行驶的多个目标行驶路径；以及
行驶路径选择部，其从所述多个目标行驶路径中选择用于供所述作业机械在所述作业场中行驶的目标行驶路径。
2.根据权利要求1所述的作业机械的管理装置，其中，
多个所述转向点在所述作业场内的规定区域内隔开间隔地设定。
3.根据权利要求1所述的作业机械的管理装置，其中，
多个所述转向点沿着所述作业场内的规定线隔开间隔地设定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径选择部选择第一目标行驶路径，来作为第一作业机械在所述作业场中的目标行驶路径，并且选择与第一目标行驶路径不同的第二目标行驶路径，来作为下一个进入所述作业场的第二作业机械在所述作业场中的目标行驶路径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径选择部以使所述作业机械依次通过所述多个转向点的方式选择转向点。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径选择部从所述多个转向点中随机地选择供所述作业机械通过的所述转向点。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径选择部使用频度映射，以抑制所述作业场中的车辙的生成的方式从所述多个转向点中选择供所述作业机械通过的所述转向点。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述作业机械的管理装置还具备作业点设定部，该作业点设定部在所述作业场中设定所述作业机械的作业点，
所述作业点设定部设定多个所述作业点，
所述行驶路径生成部以将所述多个转向点与多个所述作业点分别连结的方式进行生成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径生成部生成与所述作业场连接且供进入所述作业场的所述作业机械行驶的搬运路中的、所述作业机械的目标行驶路径，
所述搬运路中的所述目标行驶路径与所述作业场中的多个所述转向点分别被连结。
10.根据权利要求9所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径生成部生成所述搬运路中的多个所述目标行驶路径，
所述多个转向点与所述搬运路的多个所述目标行驶路径分别被连结。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的作业机械的管理装置，其中，
所述行驶路径生成部生成多个与所述作业场连接且供从所述作业场退出的所述作业机械行驶的搬运路中的、所述作业机械的目标行驶路径，
所述作业点与所述搬运路的多个所述目标行驶路径分别被连结。
12.根据权利要求11所述的作业机械的管理装置，其中，
所述作业点设定部设定多个所述作业点，
所述多个作业点与所述搬运路的多个所述目标行驶路径分别被连结。
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