CN107710096A - 运载车辆的控制系统、运载车辆及运载车辆的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种运载车辆的控制系统，包括：目标位置数据计算部，其基于明确了位置数据的对象物与由输入装置输入的运载车辆的目标地点的位置关系，对运载车辆的目标地点的目标位置数据进行计算；以及路线数据生成部，其至少基于目标位置数据，生成运载车辆的路线数据。
Description
技术领域
本发明涉及运载车辆的控制系统、运载车辆及运载车辆的控制方法。
背景技术
在如矿山那样的开阔的作业现场中，无人驾驶的运载车辆用于运载作业。运载车辆在装载场由装载机装载货物之后，在搬运路线上行走而移动到卸载场，并在卸载场卸下货物。
专利文献1：日本特开2012-113429号公报
发明内容
在矿山的行走路径上无人驾驶的运载车辆中，当电离层发生异常时，有时使用GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)检测出的位置的精度会降低。其结果，矿山的生产效率有可能会降低。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，抑制作业现场的生产效率的降低。
本发明的方式涉及的运载车辆的控制系统，包括：目标位置数据计算部，其基于明确了位置数据的对象物与由输入装置输入的运载车辆的目标地点的位置关系，对上述运载车辆的目标地点的目标位置数据进行计算；以及路线数据生成部，其至少基于上述目标位置数据，生成上述运载车辆的路线数据。
根据本发明的方式，能够抑制作业现场的生产效率的降低。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式1涉及的运载车辆的管理系统的一个示例的图。
图2是从后方观察本实施方式涉及的自卸车的立体图。
图3是表示本实施方式涉及的运载车辆的控制系统的一个示例的功能框图。
图4是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图5是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图6是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图7是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图8是表示本实施方式涉及的自卸车的控制方法的一个示例的流程图。
图9是详细地表示步骤S10中的动作的流程图。
图10是表示生成实施方式2涉及的装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图11是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的示意图。
图12是表示本实施方式涉及的自卸车的控制方法的一个示例的流程图。
图13是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的变形示例的示意图。
图14是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的变形示例的示意图。
图15是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的变形示例的示意图。
图16是表示生成在装载场中直到装载点为止的路线数据的步骤的变形示例的示意图。
符号说明
D 距离
C1、C2、CD 路线数据
V 行走速度
W 壁部
PA 作业场
HL 搬运路线
CR 破碎机
AX 旋转轴
IS 交叉点
DPA 卸载场
RP 行走路径
LPA 装载场
Wb 壁面
1 管理系统
2 运载车辆、自卸车
2F 前部
2R 后部
3 装载机
5 定位卫星
6 中继器
7 管控设施
9 通信系统
10 管理装置
11、41、51 运算处理装置
12、42、52 存储装置
13、43、53 输入输出接口
14、44、54 无线通信装置
15、55 输入装置
16 输出装置
21 车架
22 倾卸车身
23 行走装置
24 轮胎
25 车轮
25F 前轮
25R 后轮
26 后桥
27 车轴
31 驱动装置
32 制动装置
33 转向装置
34、57 位置检测器
35 检测装置
35A 转向角传感器
35B 方位角传感器
36 障碍物传感器
40、50 控制装置
56 显示装置
62、71、72 图标
111 目标位置数据计算部
112 路线数据生成部
113 路线数据获取部
411、512 数据获取部
412 驾驶控制部
511 显示控制部
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明涉及的实施方式，不过本发明并不限于此。以下说明的实施方式的结构要素能够适当地组合。此外，有时也可以省略部分结构要素。
实施方式1
管理系统
对本实施方式涉及的运载车辆2的管理系统1进行说明。图1是示意性地表示本实施方式涉及的运载车辆2的管理系统1的一个示例的图。管理系统1进行运载车辆2的运行管理。在本实施方式中，运载车辆2是能够在矿山中行走的自卸车2。
如图1所示，自卸车2在矿山的作业场PA及通往作业场PA的搬运路线HL的至少一部分中行走。作业场PA包括装载场LPA及卸载场DPA中的至少一方。搬运路线HL包括交叉点IS。自卸车2按照设定于搬运路线HL及作业场PA的路线数据CD行走。
装载场LPA是进行将货物装载到自卸车2的装载作业的区域。在装载场LPA中，如液压挖掘机那样的装载机3进行工作。卸载场DPA是进行从自卸车2卸下货物的卸载作业的区域。在卸载场DPA例如设置有破碎机CR。
管理系统1具备管理装置10和通信系统9。管理装置10包括计算机系统，并设置于在矿山中设置的管控设施7。通信系统9在管理装置10与自卸车2之间进行数据通信及信号通信。通信系统9具有多个对数据及信号进行中继的中继器6。管理装置10和自卸车2通过通信系统9进行无线通信。
在本实施方式中，自卸车2是不依赖于驾驶员的操作而无人驾驶的无人自卸车。自卸车2基于来自管理装置10的指令信号在矿山中行走。
在本实施方式中，利用GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)来检测自卸车2的位置。GNSS具有多个定位卫星5。GNSS对由纬度、经度及高度的坐标数据规定的位置进行检测。由GNSS检测出的位置是在全局坐标系中规定的绝对位置。通过GNSS，能够检测自卸车2在矿山中的绝对位置。
自卸车
接着，说明本实施方式涉及的自卸车2。图2是从后方观察本实施方式涉及的自卸车2的立体图。如图2所示，自卸车2具备车架21、由车架21支承的倾卸车身22、支承车架21而行走的行走装置23、以及控制装置40。
行走装置23具有安装有轮胎24的车轮25。车轮25包括前轮25F和后轮25R。前轮25F通过转向装置33进行转向。后轮25R不被转向。车轮25以旋转轴AX为中心旋转。
在以下的说明中，可将与后轮25R的旋转轴AX平行的方向称为车宽方向，将自卸车2的行进方向称为前后方向，将分别与车宽方向及前后方向正交的方向称为上下方向。
前后方向的一方是前方，前方的相反方向是后方。车宽方向的一方是右方，右方的相反方向是左方。上下方向的一方是上方，上方的相反方向是下方。前轮25F配置在后轮25R的前方。前轮25F配置在车宽方向两侧。后轮25R配置在车宽方向两侧。倾卸车身22配置在车架21的上方。
车架21对产生用于驱动行走装置23的驱动力的驱动装置31进行支承。倾卸车身22是用于装载货物的部件。
行走装置23具有将由驱动装置31产生的驱动力传递给后轮25R的后桥26。后桥26包括对后轮25R进行支承的车轴27。后桥26将由驱动装置31产生的驱动力传递给后轮25R。后轮25R通过从后桥26提供的驱动力来以旋转轴AX为中心旋转。由此，行走装置23进行行走。
自卸车2能够进行前进及后退。前进是指，以自卸车2的前部2F朝向行进方向的状态进行行走。后退是指，以自卸车2的后部2R朝向行进方向的状态进行行走。
控制装置40控制自卸车2。控制装置40能够基于从管理装置10发送的指令信号，控制自卸车2。
运载车辆的控制系统
接着，说明本实施方式涉及的运载车辆的控制系统。图3是表示本实施方式涉及的运载车辆的控制系统100的一个示例的功能框图。运载车辆的控制系统100包括：设置在管控设施7的管理装置10、搭载在自卸车2的控制装置40、以及搭载在装载机3的控制装置50。管理装置10、控制装置40和控制装置50通过通信系统9进行无线通信。
管理装置10包括计算机系统。管理装置10具有：包括如CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)那样的处理器的运算处理装置11；包括如ROM(Read Only Memory，只读存储器)或RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)那样的内存及存储器的存储装置12；以及输入输出接口13。
管理装置10与无线通信装置14连接。无线通信装置14配置在管控设施7。管理装置10通过无线通信装置14及通信系统9与自卸车2进行通信。
管理装置10与输入装置15及输出装置16连接。输入装置15及输出装置16设置在管控设施7。输入装置15例如包括计算机用的键盘、鼠标及触控面板中的至少一个。对输入装置15进行操作而生成的输入数据，向管理装置10输出。输出装置16包括显示装置。显示装置包括如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或有机EL显示器(OrganicElectroluminescence Display，OELD)那样的平板显示器。输出装置16基于从管理装置10输出的显示数据来进行工作。另外，输出装置16例如可以是印刷装置。
运算处理装置11具有目标位置数据计算部111、路线数据生成部112和数据获取部113。
目标位置数据计算部111对在作业场PA中由输入装置输入的自卸车2的目标地点的目标位置数据进行计算。在本实施方式中，自卸车2的目标地点例如是装载机3的装载点。另外，自卸车2的目标地点也可以是装载机3的装载点以外的地点。此外，作为输入装置，例如有管理装置10的输入装置15、装载机3的输入装置55等。此外，在本实施方式中，由输入装置输入的自卸车2的目标地点的目标位置数据，包括：例如在由输入装置输入目标地点之后进行目标地点的平行移动、旋转移动等的情况下，进行该平行移动、旋转移动等后的位置数据、通过输入装置以外的方法进行平行移动、旋转移动后的位置数据。
路线数据生成部112生成表示在矿山中行走的自卸车2的行走条件的路线数据CD。路线数据生成部112，在例如作业场PA中，基于目标位置数据，生成自卸车2的路线数据CD。自卸车2的行走条件包括自卸车2的行走路径、行走速度、加速度、减速度和行走方向中的至少一个。此外，自卸车2的行走条件包括自卸车2的停车位置及发车位置中的至少一方。此外，自卸车2的行走条件包括自卸车2停车时的方向。
数据获取部113获取表示自卸车2的行走条件的路线数据，该自卸车2的行走条件具有包括行走路径的路线数据CD。
输入输出接口13将由路线数据生成部112生成的路线数据CD输出到自卸车2。输入输出接口13作为将路线数据CD输出到自卸车2的输出部发挥功能。由运算处理装置11生成的路线数据CD通过输入输出接口13及通信系统9被输出到自卸车2。
控制装置40包括计算机系统。控制装置40具有：包括如CPU(Central ProcessingUnit)那样的处理器的运算处理装置41；包括如ROM(Read Only Memory)或RAM(RandomAccess Memory)那样的内存及存储器的存储装置42；以及输入输出接口43。
控制装置40与无线通信装置44连接。无线通信装置44配置于自卸车2。控制装置40通过无线通信装置44及通信系统9与管理装置10进行通信。
控制装置40与驱动装置31、制动装置32及转向装置33连接。此外，控制装置40与位置检测器34及检测装置35连接。驱动装置31、制动装置32、转向装置33、位置检测器34及检测装置35搭载在自卸车2。
驱动装置31为了驱动自卸车2的行走装置23而工作。驱动装置31产生用于使行走装置23驱动的驱动力。驱动装置31产生用于使后轮25R旋转的驱动力。驱动装置31例如包括柴油发动机那样的内燃机。另外，驱动装置31可以包括通过内燃机的工作来产生电力的发电机、以及基于由发电机产生的电力来进行工作的电动马达。
制动装置32为了对行走装置23进行制动而工作。通过制动装置32的工作，使行走装置23的行走减速或停止。
位置检测器34检测自卸车2的绝对位置。位置检测器34包括：GNSS天线，其接收来自定位卫星5的GNSS信号；以及GNSS运算器，其基于由GNSS天线接收到的GNSS信号，对自卸车2的绝对位置进行计算。
检测装置35检测自卸车2的行走方向。检测装置35包括：转向角传感器35A，其检测由转向装置33使自卸车2转向的转向角；以及方位角传感器35B，其检测自卸车2的方位角。转向角传感器35A例如包括设置在转向装置33的回转式编码器。方位角传感器35B例如包括设置在车架21的陀螺仪传感器。
此外，控制装置40与障碍物传感器36连接。障碍物传感器36例如配置在车架21的前部的下部。障碍物传感器非接触地检测自卸车2前方的障碍物。在本实施方式中，障碍物传感器36具备多个雷达、以及作为非接触传感器的激光传感器。雷达发射电波，将该电波照射到障碍物并接收由障碍物反射的电波。由此，雷达能够检测障碍物相对于该雷达的方向及距离。激光传感器用于检测自卸车2周围的物体的位置，其发射激光光线，将该激光光线照射到作为物体的障碍物并接收由障碍物反射的激光光线。由此，激光传感器能够检测障碍物相对于该激光传感器的方向及距离。激光传感器由于发射激光光线，并接收反射的激光光线，所以其分辨率比雷达高。
运算处理装置41具有数据获取部411和驾驶控制部412。数据获取部411获取由管理装置10的路线数据生成部112生成的路线数据CD等数据。
驾驶控制部412基于由数据获取部411获取的路线数据CD，输出用于控制自卸车2的驱动装置31、制动装置32和转向装置33中的至少一个的驾驶控制信号。驾驶控制信号包括向驱动装置31输出的加速信号、向制动装置32输出的制动指令信号、以及向转向装置33输出的转向指令信号。
此外，驾驶控制部412具有控制器，其基于预先生成的地图数据和上述激光传感器的检测结果，例如使用匹配导航(Scan Matching Navigation)等方法对自卸车2的位置进行计算，并基于计算出的自卸车2的位置，进行不依赖于GNSS而使自卸车2行走的行走模式。在这种情况下，地图数据例如存储在管理装置10的存储装置12中，但也可以存储在自卸车2的存储装置42或装载机3的存储装置52(后述)中。另外，驾驶控制部412也能够基于上述激光传感器的检测结果更新地图数据。
控制装置50包括计算机系统。控制装置50具有：包括如CPU(Central ProcessingUnit)那样的处理器的运算处理装置51；包括如ROM(Read Only Memory)或RAM(RandomAccess Memory)那样的内存及存储器的存储装置52；以及输入输出接口53。
控制装置50与无线通信装置54连接。无线通信装置54配置于装载机3。控制装置50通过无线通信装置54及通信系统9与管理装置10进行通信。
控制装置50与输入装置55及显示装置56连接。输入装置55及显示装置56设置在装载机3。输入装置55例如包括计算机用的键盘、鼠标及触控面板中的至少一个。对输入装置55进行操作而生成的输入数据向运算处理装置51输出。显示装置56包括如液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)或有机EL显示器(Organic ElectroluminescenceDisplay：OELD)那样的平板显示器。
控制装置50与位置检测器57连接。位置检测器57检测装载机3的绝对位置。位置检测器57包括：GNSS天线，其接收来自定位卫星5的GNSS信号；以及GNSS运算器，其基于由GNSS天线接收到的GNSS信号，对装载机3的绝对位置进行计算。
运算处理装置51具有显示控制部511和数据获取部512。显示控制部511控制显示装置56的显示动作。显示控制部511对显示装置56输出显示数据。显示数据包括作业场PA的地图数据。数据获取部512获取各种数据。数据获取部512例如获取作业场PA的地图数据等。
在由装载机3进行装载动作的情况下，装载机3的操作人员通过输入装置55输入装载开始的指示。通过操作人员的输入，控制装置50将装载开始的指示和装载机3的位置数据发送到管理装置10。管理装置10在接收到装载开始的指示及位置数据的情况下，基于接收到的位置数据，推定装载机3的铲斗的位置，并对装载点的位置数据进行计算。然后，路线数据生成部112基于装载点的位置数据，生成路线数据CD，并发送到自卸车2。
自卸车2通过数据获取部411获取路线数据CD。驾驶控制部412基于获取的路线数据CD，输出用于控制自卸车2的驱动装置31、制动装置32和转向装置33中的至少一个的驾驶控制信号。
在自卸车2在矿山的作业场PA及搬运路线HL中行走时，当电离层发生异常时，使用GNSS检测出的位置的精度会降低，计算出的倾卸车身22的位置的精度会降低。在这种情况下，由于自卸车2的路线数据的精度会降低，操作的精度会降低，所以矿山的生产效率有可能会降低。因此，在本实施方式中，基于明确了位置数据的对象物与由输入装置55输入的目标地点的位置关系，对作业场PA中的自卸车2的目标地点的目标位置数据进行计算，并基于计算出的目标位置数据，生成自卸车2的路线数据CD。
图4至图7是表示装载机3的显示装置56上显示的显示图像的一个示例的图。以下，使用该显示图像，对生成在装载场LPA中直到装载点为止的路线数据的步骤进行说明。如图4所示，管理装置10将地图数据发送到装载机3，并使显示装置56显示地图数据。该地图数据例如包括壁部W的位置数据。壁部W的位置数据是在过去的作业中已明确的位置数据。
在该状态下，装载机3的操作人员通过输入装置55在地图数据上选择装载点。在输入装置55是触控面板的情况下，通过操作人员对显示装置56的显示画面进行触摸，装载点被设定在与在显示画面上被触摸的部分61对应的局部坐标处。另外，该局部坐标是表示显示画面上的位置的二维坐标。装载机3的控制装置50将输入地点发送到管理装置10。
在管理装置10接收到输入地点的情况下，目标位置数据计算部111将装载点的局部坐标转换为全局坐标，并对在全局坐标系上的装载点的位置数据进行计算。例如，对于壁部W，其位置数据是在生成地图数据时使有人驾驶车辆行走来生成的，所以该位置数据是已明确的。因此，目标位置数据计算部111对在以已明确了位置数据的壁部W上的一点为原点(基准点)时的装载点的全局坐标进行计算作为位置数据。另外，只要是明确了位置数据的对象物，也可以将壁部W以外的部分作为原点(基准点)。作为这样的对象物，例如有将自卸车2的可行走区域的内侧和外侧划分的边界线等。该边界线的位置数据是使上述有人驾驶车辆行走来生成的，所以该位置数据是已明确的。此外，目标位置数据计算部111基于地图上的壁部W的基准点与输入地点之间的距离及方位，对位移进行计算，并将该位移与壁部W的基准点的位置数据相加，由此能够计算出目标位置数据。另外，目标位置数据计算部111能够任意地设定壁部W的基准点。目标位置数据计算部111将计算结果发送到装载机3。在装载机3接收到计算结果的情况下，如图5所示，显示控制部511使自卸车2的图标62显示在显示画面的地图上与输入地点的位置数据对应的位置。
图标62表示与自卸车2相对于壁部W在地图上的位置及方向相关的信息。图标62的方向例如能够设定成与在操作人员选择了目标地点时的自卸车2的方向相同的方向。在图5所示的状态下，图标62在车辆的前后方向上的前方朝向壁部W侧。装载机3的操作人员通过使用输入装置55(触控面板)，例如，如图6所示那样使图标62平行移动或旋转，从而能够改变图标62在地图上的位置及方向。在这种情况下，与计算装载点的位置数据的情况相同，目标位置数据计算部111将输入装置55的输入转换为全局坐标，并对在以已明确了位置数据的壁部W上的一点为原点(基准点)时的平行移动及旋转移动进行计算。另外，在这种情况下，只要是明确了位置数据的对象物，也可以将壁部W以外的部分作为原点(基准点)。在图6所示的示例中，处于图标62在前后方向上的后方朝向壁部W的状态。此外，装载机3的操作人员能够通过输入装置55来确定图标62在地图上的位置及方向。在改变或确定了图标62在地图上的位置及方向的情况下，控制装置50将改变后的图标62在地图上的位置及方向、或者确定后的图标62在地图上的位置及方向发送到管理装置10。
在管理装置10接收到改变后的图标62在地图上的位置及方向的情况下，目标位置数据计算部111对改变后的位置数据进行计算。此外，在管理装置10接收到确定后的图标62在地图上的位置及方向的情况下，目标位置数据计算部111对确定后的位置数据、即目标位置数据进行计算。
在计算出目标位置数据之后，路线数据生成部112基于计算出的目标位置数据，生成路线数据。在这种情况下，路线数据生成部112基于目标位置数据、即由装载机3的输入装置55输入且被转换为全局坐标的装载点的位置数据、以及自卸车2的位置数据，生成路线数据CD。自卸车2的位置数据例如是预先设定于行走路径上且为装载场的入口处的地点的全局坐标。此外，路线数据生成部112对基于图标62的方向的方向数据进行计算，并使用计算出的方向数据来生成路线数据作为行走条件之一。图6所示的图标62处于车辆后方朝向壁部W的状态。
因此，如图7所示，以进行转回(switchback)并以使自卸车2的后方朝向壁部W的状态到达装载点的方式，生成路线数据CD。转回是指，前进的自卸车2呈锐角地转换行进方向而后退的动作。在自卸车2中，在数据获取部411获取了路线数据CD的情况下，驾驶控制部412例如使用匹配导航法来使自卸车2不依赖于GNSS而按照路线数据CD行走。
控制方法
接着，说明本实施方式涉及的自卸车2的控制方法的一个示例。图8是表示本实施方式涉及的自卸车2的控制方法的一个示例的流程图。自卸车2的控制方法包括：基于明确了位置数据的对象物与由输入装置55输入的目标地点的位置关系，对作业场PA中的自卸车2的目标地点的目标位置数据进行计算(步骤S10)；以及基于目标位置数据，生成自卸车2的路线数据CD(步骤S20)。
图9是详细地表示步骤S10中的动作的流程图。如图9所示，在步骤S10中，管理装置10将地图数据发送到装载机3并使显示装置56显示地图数据(步骤S11)。然后，管理装置10进行是否从装载机3侧输入了地图上的地点的判断(步骤S12)。在没有来自装载机3侧的输入的情况下(步骤S12，“否”)，管理装置10重复进行步骤S11的判断。在接收到了从装载机3侧发送来的输入地点的情况下(步骤S12，“是”)，目标位置数据计算部111基于与明确了位置数据的壁部W的位置关系，对输入地点的位置数据进行计算(步骤S13)。
然后，目标位置数据计算部111对是否从装载机3侧发送了改变后的输入地点、即是否有输入地点的改变进行判断(步骤S14)。目标位置数据计算部111在判断为从装载机3侧有输入地点的改变的情况下(步骤S14，“是”)，对改变后的位置数据进行计算(步骤S15)，将计算出的位置数据确定为目标位置数据(步骤S16)。此外，目标位置数据计算部111在判断为从装载机3侧没有输入地点的改变的情况下(步骤S14，“否”)，将已计算出的位置数据确定为目标位置数据(步骤S16)。
在步骤S20中，路线数据生成部112基于在步骤S16中确定的目标位置数据，生成路线数据CD。路线数据生成部112将生成的路线数据CD发送到自卸车2。
如上所述，本实施方式涉及的运载车辆的控制系统100包括：目标位置数据计算部111，其基于明确了位置数据的壁部W等的对象物与由输入装置55输入的自卸车2的目标地点的位置关系，对作业场PA中的自卸车2的目标地点的目标位置数据进行计算；以及路线数据生成部112，其至少基于目标位置数据，生成自卸车2的路线数据CD。
根据本实施方式，在因电离层发生异常等而使用GNSS进行的位置检测的精度会降低的情况下，能够不依赖于GNSS而生成自卸车2的目标地点及路线数据。由此，即使在使用GNSS进行的位置检测的精度会降低的情况下，也能够抑制操作的精度降低，所以能够抑制作业现场的生产效率的降低。
在本实施方式涉及的运载车辆的控制系统100中，由于目标位置数据计算部111基于由装载机3的输入装置55等的外部输入部输入的位置数据，对目标位置数据进行计算，所以能够容易地进行输入位置的设定。例如，能够通过设置在装载机3的输入装置55来输入装载场LPA中的装载机3的装载点作为目标地点，因此能够输入更准确的位置。
实施方式2
接着，说明实施方式2。在实施方式2中，由于运载车辆2的控制系统100对目标位置数据进行计算的方法与实施方式1不同，因此以对该目标位置数据进行计算的方法为中心进行说明。在实施方式2中，对与实施方式1涉及的运载车辆2的控制系统100相同的结构要素标注相同的符号，并省略或简化其说明。
图10和图11是表示装载机3的显示装置56上显示的显示图像的一个示例的图。以下，使用该显示图像，对生成装载场LPA中直到装载点为止的路线数据的步骤进行说明。例如，在装载场LPA中，由液压挖掘机等的装载机3对壁部W的一部分进行挖掘。在这种情况下，随着挖掘的进展，壁部W的实际位置会移动到装载场LPA的外侧的位置Wa。这样，在装载场LPA中，由于挖掘而壁部W的形状会不断地变化，装载机3会移动，所以根据装载机3的移动后的位置，自卸车2的装载点会产生变化。
因此，在由装载机3进行装载动作时，在装载机3的操作人员通过输入装置55输入装载开始的指示并向管理装置10发送了装载开始的指示的情况下，管理装置10也可以基于过去设定的、即对该目标位置数据进行计算之前被设定为目标位置数据的、自卸车2的目标地点，对目标位置数据进行计算。作为过去设定的自卸车2的目标地点，例如也可以是前次以前的装载点。前次以前的装载点的位置数据等可以存储在存储装置12中。
以下，作为过去设定的自卸车2的目标地点，举例说明前次装载时的装载点，但并不限于此。在这种情况下，目标位置数据计算部111将前次装载时的自卸车2的位置数据设定为暂定目标位置数据。目标位置数据计算部111将设定的暂定目标位置数据发送到装载机3。在装载机3接收到计算结果的情况下，如图10所示，显示控制部511使自卸车2的图标71显示在显示画面的地图上与输入地点的位置数据对应的位置。在这种情况下，例如以与前次装载时的方向相同的方向的方式，设定图标71的方向。
在图10所示的状态下，图标71在车辆的前后方向上的后方朝向壁部W侧。装载机3的操作人员通过使用输入装置55(触控面板)，例如图11所示那样地使图标71平行移动等，从而能够改变图标71在地图上的位置及方向。在图11所示的示例中，图标71的位置被改变到地图上的装载机3的图标71的铲部分。另外，操作人员也可以改变图标71的方向。在改变或确定了图标71在地图上的位置及方向的情况下，控制装置50将改变后的图标71在地图上的位置及方向、或者确定后的图标71在地图上的位置及方向发送到管理装置10。
在管理装置10接收到改变后的图标71在地图上的位置及方向的情况下，目标位置数据计算部111对改变后的暂定目标位置数据进行计算。此时，目标位置数据计算部111基于前次装载时的装载点的位置数据与改变后的图标71的位置关系，对改变后的暂定目标位置数据进行计算。例如，目标位置数据计算部111基于图标71在地图上的移动量及移动方向，对绝对坐标的位移进行计算，并将该位移与前次的装载点的位置数据相加，从而能够计算出暂定目标位置数据。此外，在管理装置10接收到确定后的图标71在地图上的位置及方向的情况下，目标位置数据计算部111对确定后的暂定目标位置数据、即目标位置数据进行计算。
图12是表示自卸车2的控制方法的其他示例的流程图。图12表示基于过去设定的自卸车2的目标地点对目标位置数据进行计算时的动作。如图12所示，目标位置数据计算部111从存储装置12获取表示前次的装载点的位置的过去目标位置数据(步骤S111)，并基于过去目标位置数据，对暂定目标位置数据进行计算(步骤S112)。然后，管理装置10进行暂定目标位置数据是否有改变的判断(步骤S113)。目标位置数据计算部111在判断为暂定目标位置数据有改变的情况下(步骤S113，“是”)，对改变后的位置数据进行计算，更新暂定目标位置数据(步骤S114)，并将更新后的暂定目标位置数据确定为目标位置数据(步骤S115)。此外，在判断为暂定目标位置数据没有改变的情况下(步骤S113，“否”)，将暂定目标位置数据直接确定为目标位置数据(步骤S115)。
这样，在电离层发生异常等使用GNSS进行的位置检测的精度会降低的情况下，基于过去设定的自卸车2的目标地点，对目标位置数据进行计算，从而能够不依赖于GNSS而生成自卸车2的目标地点及路线数据。由此，即使在使用GNSS进行的位置检测的精度会降低的情况下，也能够抑制操作的精度降低，由此能够抑制作业现场的生产效率的降低。
本发明的技术范围并非由上述实施方式所限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当地改变。例如，通过预先设定作为自卸车2的目标地点的装载点与壁部W的距离，能够有效率地进行目标位置数据的计算。
图13至图16是表示装载机3的显示装置56上显示的显示图像的其他示例的图。以下，使用该显示图像，对生成装载场LPA中直到装载点为止的路线数据的步骤的变形示例进行说明。如图13所示，例如在上述实施方式2中，通过将装载点与壁部W的距离设定为规定的距离D，在设定有暂定目标位置数据的情况下，能够将暂定目标位置数据自动地改变为与壁部W的距离为距离D的位置。在这种情况下，在装载机3的显示装置56上，能够以下述方式进行显示：首先图标71显示在与暂定目标位置数据对应的地图上的地点，然后图标71自动地移动。另外，也可以另外使图标72一并显示在与改变后的暂定目标位置数据对应的地图上的位置。操作人员基于移动后的图标71或另外显示的图标72，改变位置及方向。另外，如图13所示，即使在壁部W的位置产生变化的情况下，通过定期地使上述有人驾驶车辆行走来生成并更新位置数据，也能够计算出目标地点的位置数据。
此外，在上述实施方式1中，举例说明了操作人员通过输入装置55来选择地图上的目标地点的情况，但例如，如图14所示，在由操作人员触摸的地图上的地点81例如位于与壁部W重叠的部分等自卸车2能够工作的区域的外侧的情况下，目标位置数据计算部111也可以使该地点的输入无效，不进行目标位置数据的计算。由此，能够抑制自卸车2与位于其周围的障碍物发生接触。
此外，在上述实施方式1中，举例说明了在操作人员通过输入装置55来选择地图上的目标地点之后，由目标位置数据计算部111设定图标62的方向、即目标地点处的自卸车2的方向的情况下，设定为与操作人员选择目标地点时的自卸车2的方向相同的方向，但并不限于此。例如，目标位置数据计算部111也可以根据由路线数据生成部112生成的路线数据CD，设定目标地点处的自卸车2的方向。
具体而言，如图15所示，例如进行转回动作的情况那样，在设定了向目标地点后退而到达的路线数据C1的情况下，目标位置数据计算部111能够将目标地点处的自卸车2的方向，设定或改变为在前后方向上的后方朝向壁部W的壁面Wb。
此外，如图16所示，在设定了向目标地点前进而到达的路线数据C2的情况下，目标位置数据计算部111能够将目标地点处的自卸车2的方向，设定或改变为在前后方向上的侧方朝向壁部W的壁面Wb。在这种情况下，能够根据相对于装载点的进入方向，设定自卸车2的前后方向。
这样，由于根据路线数据C1和C2自动地设定或改变目标地点处的自卸车2的方向，所以能够更为容易且有效率地设定目标地点。
另外，在上述实施方式中，自卸车2是无人驾驶自卸车。自卸车2也可以是按照搭乘在自卸车2的驾驶员的操作来行走的有人驾驶自卸车。
另外，在上述实施方式中，以矿山中使用的运载车辆为例进行了说明。在上述实施方式中说明的结构要素也可以适用于在与矿山不同的作业现场中使用的运载车辆。此外，运载车辆也可以不是自卸车2。
此外，在上述实施方式中，举例说明了目标位置数据计算部111、路线数据生成部112和路线数据获取部113设置在管理装置10的运算处理装置11中的结构，但并不限于此，上述部件中的至少一个也可以设置在自卸车2的控制装置40或装载机3的控制装置50中。
此外，在上述实施方式中，举例说明了通过装载机3的输入装置55进行输入来设定目标位置(装载点)，但并不限于此。例如，也可以是通过管理装置10的输入装置15进行输入来设定装载点等的目标位置的结构。
Claims (7)
1.一种运载车辆的控制系统，其特征在于，包括：
目标位置数据计算部，其基于明确了位置数据的对象物与由输入装置输入的运载车辆的目标地点的位置关系，对所述运载车辆的目标地点的目标位置数据进行计算；以及
路线数据生成部，其至少基于所述目标位置数据，生成所述运载车辆的路线数据。
2.根据权利要求1所述的运载车辆的控制系统，其特征在于：
所述目标地点表示装载机械的装载点，
所述目标位置数据计算部基于由所述输入装置输入的所述装载点的位置数据，对所述运载车辆的所述目标位置数据进行计算。
3.根据权利要求2所述的运载车辆的控制系统，其特征在于：
在由所述输入装置输入的所述位置数据为所述运载车辆能够工作的区域的外侧的情况下，所述目标位置数据计算部不进行所述目标位置数据的计算。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运载车辆的控制系统，其特征在于：
所述目标位置数据计算部基于过去设定的所述运载车辆的目标地点的位置数据，对所述目标位置数据进行计算。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的运载车辆的控制系统，其特征在于：
所述路线数据生成部生成后退并到达所述目标地点的路线数据、以及前进并到达所述目标地点的路线数据，
所述目标位置数据计算部根据由所述路线数据生成部生成的所述路线数据，设定所述运载车辆在所述目标地点处的方向。
6.一种运载车辆，其特征在于：
由权利要求1至5中任一项所述的运载车辆的控制系统控制，至少包括所述数据获取部、所述目标位置数据计算部和所述路线数据生成部中的所述数据获取部。
7.一种运载车辆的控制方法，其特征在于，包括：
基于明确了位置数据的对象物与由输入装置输入的运载车辆的目标地点的位置关系，对所述运载车辆的目标地点的目标位置数据进行计算；以及
至少基于所述目标位置数据，生成所述运载车辆的路线数据。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180216 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |