CN117940870A - 车辆管理系统 - Google Patents

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CN117940870A CN202280061821.9A CN202280061821A CN117940870A CN 117940870 A CN117940870 A CN 117940870A CN 202280061821 A CN202280061821 A CN 202280061821A CN 117940870 A CN117940870 A CN 117940870A
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金井政树
斋藤真二郎
岩永东祐
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/16Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger operated by remote control, i.e. initiating means not mounted on vehicle
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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Abstract

在接收到停止于待机区间的第1无人车辆的待机区间内的行驶许可请求的情况下,基于第1无人车辆的减速开始位置到达时间、和位于装载区间的第2无人车辆从装载完成通知的接收至向装载区间之外的到达为止的装载区间释放位置到达时间,来计算在第1无人车辆到达减速开始位置之前第2无人车辆到达装载区间之外的发车时间差,基于装载完成通知的接收时刻和发车时间差来计算第1无人车辆的发车时刻,在发车时刻经过之后输出对于第1无人车辆的待机区间的行驶许可。由此,能够缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,能够提高生产性。

Description

车辆管理系统
技术领域
本发明涉及车辆管理系统。
背景技术
露天开采矿山等中,使用了如下车辆管理系统,其具有无需搭乘操作员而自律行驶的自卸卡车(也就是说,无人车辆)、和经由无线通信线路与无人车辆通信的管制所。
作为涉及车辆管理系统的技术,例如已知专利文献1所述的技术。专利文献1公开了车辆的行驶系统,其生成供车辆从装载场的入口点行驶至装载机所存在的装载点的车辆行驶路径,并使车辆沿着所生成的行驶路径行驶,该车辆的行驶系统具有:行驶路径生成机构,其基于装载点的位置信息和入口点的位置信息来生成从入口点经由装载点附近的待机点到达装载点的行驶路径;第1行驶控制机构,其基于由行驶路径生成机构生成的行驶路径的信息使车辆沿着行驶路径从入口点行驶至待机点;待机机构,其使车辆在待机点处待机直到从装载机获得许可;部分行驶路径生成机构,其在车辆在待机点处待机过程中或者在从入口点至待机点之间的行驶过程中,从装载机对管制装置或/及车辆做出了装载点的位置变更的指示的情况下,基于该位置变更后的装载点的位置信息和装载点移动前的所述行驶路径上的待机点的位置信息来生成从待机点至该位置变更后的装载点为止的部分行驶路径;和第2行驶控制机构,其在车辆在待机点处待机过程中以及在从入口点至待机点之间的行驶过程中,没有从装载机对管制装置或/及车辆做出装载点的位置变更的指示的情况下,基于由行驶路径生成机构生成的行驶路径的信息,使车辆沿着行驶路径从待机点行驶至装载点,并且在车辆在待机点处待机过程中或者在从入口点至待机点之间的行驶过程中,具有装载点的位置变更的指示的情况下,基于由部分行驶路径生成机构生成的部分行驶路径的信息,使车辆沿着部分行驶路径从待机点行驶至位置变更后的装载点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/090093号
发明内容
上述以往技术中,在无人车辆的行驶路径上,作为车辆应该待机直到从装载机获得许可的点而在装载点的附近设定有如折返点那样的待机点,极力使无人车辆无需停止而连续行驶至该待机点、即装载机的附近,由此谋求生产效率的提高。
但是,待机点需要设定于从装载点带着宽裕的位置,使得不会产生无人车辆彼此的接触等。尤其,在露天开采矿山等中,大多是超大型无人车辆运转,考虑到无人车辆的加减速等动作变更所需要的移动距离,由此,待机点设定于从装载点以某种程度分离的位置。另外,上述以往技术那样地没有考虑无人车辆的从待机点起的发车时机的情况下,装载点中的无人车辆的更替所需要的时间变长,生产性会降低。
本发明是鉴于上述情况作出的,目的为,提供能够缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间且能够提高生产性的车辆管理系统。
本申请包括多个解决上述课题的方式,但若举出一例,则为一种车辆管理系统,其能够相互通信地无线连接有多个无人车辆、装载机械和管制所,多个所述无人车辆对搬运对象物进行搬运,可自律行驶,至少包括第1无人车辆以及第2无人车辆,所述装载机械进行相对于多个所述无人车辆分别装载所述搬运对象物的装载作业,所述管制所对所述装载机械和多个所述无人车辆进行管制控制,所述车辆管理系统具有:无人车辆控制装置,其获得包括表示多个所述无人车辆的作业现场中的位置的位置信息和表示朝向的方位信息的车身信息,基于对于多个所述无人车辆的行驶许可分别控制多个所述无人车辆的自律行驶,并且输出行驶许可请求,该行驶许可请求是请求在构成供多个所述无人车辆行驶的行驶路径的多个行驶区间中的对于多个所述无人车辆各自规定的行驶区间内的行驶许可;装载完成通知输入装置,其根据所述装载机械的操作员的输入操作而输出表示对停止于装载位置的所述无人车辆的装载作业已经完成的意思的装载完成通知,该装载位置是作为进行由所述装载机械将所述搬运对象物向所述无人车辆装载的装载作业的位置而在所述行驶路径上预先设定的位置;和管制控制装置,其基于将对所述作业现场预先确定的作业计划以及多个行驶路径的位置以及限制速度的信息包括在内的地图信息来设定供多个所述无人车辆行驶的行驶路径,并基于来自所述无人车辆控制装置的行驶许可请求而向多个所述无人车辆输出所设定的行驶路径上的规定行驶区间内的行驶许可,所述管制控制装置构成为,设定装载区间和待机区间,该装载区间是包括所述装载位置的行驶区间且能够同时仅供一台所述无人车辆进入,该待机区间是与所述装载区间相邻的行驶区间且供向所述装载区间前进的无人车辆待机,在接收到停止于所述待机区间内的第1无人车辆的所述待机区间中的行驶许可请求的情况下,基于减速开始位置到达时间和装载区间释放位置到达时间来计算所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的发车时间差,基于对于所述第2无人车辆的所述装载完成通知的接收时刻和所述发车时间差来计算所述第1无人车辆的发车时刻,在所述发车时刻经过之后输出对于所述第1无人车辆的所述待机区间内的行驶许可,其中,所述减速开始位置到达时间是,所述第1无人车辆从发车起至到达为了在进入所述装载区间之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间,所述装载区间释放位置到达时间是,接收到对位于所述装载区间内的所述第2无人车辆发出的所述装载完成通知而所述第2无人车辆从发车至到达所述装载区间之外为止的时间,所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的所述发车时间差是,与所述第1无人车辆到达所述减速开始位置相比,所述第2无人车辆在预先确定的宽裕时间之前到达所述装载区间之外的发车时间差。
发明效果
根据本发明,能够缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,并能够提高生产性。
附图说明
图1是表示车辆管理系统的整体构成的图。
图2是表示作为装载机械一例所示的液压挖掘机的外观的图。
图3是表示驾驶室内设置的驾驶席的概观的图。
图4是示意表示作为无人车辆一例所示的自卸卡车的外观的侧视图。
图5是表示车辆管理系统的功能框图。
图6是表示配车管理信息的表格的一例的图。
图7是表示管制信息存储部内存储的管制信息的表格的一例的图。
图8是表示在进行装载作业的作业区域内设定的行驶路径的一例的图。
图9是表示管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。
图10是表示装载区间开放时间推定处理的处理内容的流程图。
图11是说明装载区间开放时间推定处理的处理原理的图。
图12是表示减速开始位置到达时间推定处理的处理内容的流程图。
图13是说明减速开始位置到达时间推定处理的处理原理的图。
图14是表示发车时刻决定处理的处理内容的流程图。
图15是说明发车时刻决定处理的处理原理的图。
图16是说明发车时刻决定处理的处理原理的图。
图17是说明发车时刻决定处理的处理原理的图。
图18是表示车辆管理的样子的图。
图19是表示无人车辆的位置和速度的变化的图。
图20是表示作为对比例所示的以往技术中的车辆管理的样子的图。
图21是表示无人车辆的位置和速度的变化的图。
图22是表示第2实施方式的管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。
图23是说明第2实施方式中的最佳行驶速度的计算原理的图。
图24是说明第2实施方式的变形例中的最佳行驶速度的计算原理的图。
图25是表示第3实施方式的管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。
图26是说明第4实施方式中的行驶许可输出的处理原理的图。
图27是表示第4实施方式的车辆管理的样子的图。
图28是表示第5实施方式中的行驶路径的一例的图。
具体实施方式
以下,边参照附图边说明本发明的实施方式。此外,本实施方式中,作为成为车辆管理系统的管理对象的搬运车辆的一例而表示自卸卡车,作为装载机械的一例而表示液压挖掘机,来进行说明,但也能够在将其他的搬运车辆和装载机械作为管理对象的车辆管理系统中适用本发明。
<第1实施方式>
边参照图1~图21边说明本发明的第1实施方式。
图1是表示本实施方式的车辆管理系统的整体构成的图。
如图1所示,车辆管理系统100是用于露天开采矿山等作业现场的系统,包括:进行挖掘作业以及装载作业的一台以上的装载机械10;对从装载机械10装载的土砂等搬运对象物进行搬送的一台以上的无人车辆20(无人车辆20-1、无人车辆20-2);和进行无人车辆20的配车管理以及交通管制的管制所30。装载机械10、无人车辆20以及管制所30以能够通过无线通信线路40彼此通信的方式构成。具体地,在露天开采矿山内等设置有多个无线基站41,装载机械10、无人车辆20以及管制所30经由这些无线基站41彼此进行信息授受。
本实施方式中,作为管制所30的交通管制方式而使用如下控制方法:基于各无人车辆20的位置,对在表示搬送路径60的地图数据上由节点分割出的搬送路径60的部分区间(行驶区间)进行排他性的行驶许可(所谓的行驶许可区间控制方式)。行驶许可区间控制方式中,例如当本车请求在前方的行驶区间内许可行驶时,在所请求许可行驶的前方行驶区间相对于其他无人车辆发出了行驶许可的情况或被设定为进入禁止的情况下,对本车不发出该前方行驶区间的行驶许可。因此,本车在当前已被许可的区间内的例如末端处停止,进行待机直到被许可在前方行驶区间内行驶。
图2是表示作为装载机械的一例所示的液压挖掘机的外观的图。此外,装载机械10不限于液压挖掘机,例如也可以是轮式装载机等。
如图2所示,液压挖掘机(装载机械)10的构成包括将分别沿垂直方向转动的动臂191、斗杆192以及铲斗193连结而构成的多关节型的前部装置10A、上部旋转体10B和下部行驶体10C。另外,在上部旋转体10B的上部前方配置有供操作员搭乘的驾驶室197。
前部装置10A的动臂191的基端能够转动地支承于上部旋转体10B的前部,斗杆192的一端能够转动地支承于与动臂191的基端不同的端部(前端),在斗杆192的另一端能够转动地支承有铲斗193。动臂191、斗杆192、铲斗193、上部旋转体10B以及下部行驶体10C分别由动臂液压缸194、斗杆液压缸195、铲斗液压缸196、以及未图示的旋转电机和左右的行驶电机驱动。以下,有时将动臂液压缸194、斗杆液压缸195、铲斗液压缸196、旋转电机以及左右的行驶电机统称为车身驱动装置180(参照随后的图5)。
图3是表示驾驶室内设置的驾驶席的概观的图。
如图3所示,在驾驶室197内设置的驾驶席172设有对用于操作液压执行机构194~196等的操作信号进行输出的操作杆171(右操作杆171-1、左操作杆171-2)。操作杆171能够向前后左右倾倒,包括电气检测作为操作信号的杆的倾倒量、也就是说杆操作量的未图示的检测装置,将检测装置检测到的杆操作量经由电气配线输出。即,在操作杆171的前后方向或左右方向上,分别分配有液压执行机构194~196等的操作。以下,有时将包括右操作杆171-1以及左操作杆171-2的操作杆171称为车身操作输入装置171(参照随后的图5)。
另外,在操作杆171(例如,右操作杆171-1)的上部,作为在握持操作杆171的期间内能够例如由右手大拇指始终快速操作的开关而配置有装载完成通知输入装置170。
装载完成通知输入装置170根据装载机械的操作员的输入操作而输出表示对停止于装载位置的无人车辆20的装载作业已经完成的意思的装载完成通知,该装载位置是作为进行由装载机械(液压挖掘机10)将搬运对象物向无人车辆20装载的装载作业的位置而在行驶路径上预先设定的位置。
此外,装载完成通知输入装置170只要是以能够供操作员容易操作的方式配置于例如驾驶席172的开关等即可,不需要必须是配置于操作杆171的上部的开关。例如,只要操作员能够一边进行装载等通常操作一边进行输入操作,则也可以是开关以外的机构,也可以不配置于操作杆171的上部。
图4是示意表示作为无人车辆(搬运车辆)的一例所示的自卸卡车的外观的侧视图。此外,图4中,从动轮、驱动轮以及行驶电机等仅图示了左右一对的构造中的一方并标注附图标记,针对另一方,在图中仅在括号内标注附图标记并省略图示。
如图4所示,作为无人车辆的自卸卡车20例如是电驱动自卸卡车,概略构成包括:沿前后方向延伸并形成支承构造体的车身架281;在车身架281的上部以沿前后方向延伸的方式配置且将其后端下部经由销结合部285a能够倾动地设于车身架281的货箱(货斗)285;设于车身架281的下方前侧左右的一对从动轮(前轮)282L、282R;设于车身的下方后侧左右的一对驱动轮(后轮)283L、283R;设于车身架281的上方前侧的驾驶室284;设于车身架281的下方的燃料箱289;配置于车身架281上且由从燃料箱289供给的燃料驱动的发动机(未图示);和具有使用从与发动机连接并驱动的发电机输出的电力来驱动车轮(驱动轮283L、283R)的行驶电机290L、290R等的电驱动系统。行驶电机290L、290R与未图示的减速机一同收纳于驱动轮283L、283R的旋转轴部。车身架281和货箱285由升降液压缸286连接,通过升降液压缸286的伸缩而使货箱285以销结合部285a为中心转动。
图5是表示车辆管理系统的功能框图。
如图5所示,车辆管理系统100以使可自律行驶的多个无人车辆20、装载机械10、和管制所30能够相互通信地无线连接的方式构成,其中,多个无人车辆20对土砂等搬运对象物进行搬运,装载机械10进行对多个无人车辆20分别装载搬运对象物的装载作业,管制所30对装载机械10和多个无人车辆20进行管制控制。
多个无人车辆20中分别配置有无人车辆控制装置200,其获得包括表示无人车辆20的作业现场中的位置的位置信息和表示朝向的方位信息的车身信息,基于对于无人车辆20的行驶许可分别控制无人车辆20的自律行驶,并且输出行驶许可请求,该行驶许可请求是请求允许在构成供无人车辆20行驶的行驶路径的多个行驶区间中的规定行驶区间内行驶。
装载机械10中配置有装载完成通知输入装置170,其根据装载机械10的操作员的输入操作而输出表示对停止于装载位置的无人车辆20的装载作业已经完成的意思的装载完成通知,该装载位置是作为进行由装载机械10将搬运对象物向无人车辆20装载的装载作业的位置而在行驶路径上预先设定的位置。
在管制所30配置有管制控制装置310,其基于将对作业现场预先确定的作业计划以及多个行驶路径的位置以及限制速度的信息包括在内的地图信息来设定供多个无人车辆20行驶的行驶路径,并基于来自无人车辆控制装置200的行驶许可请求而输出针对多个无人车辆20所设定的行驶路径上的规定行驶区间内的行驶许可。
此外,图5中,装载机械10和无人车辆20各自表示有一台,但在存在两台以上的情况下,也各自具有同样的构成。
(装载机械10)
装载机械10具有车身操作输入装置171、车身驱动装置180、装载完成通知输入装置170、以及无线通信装置140。
无线通信装置140是例如用于与无线通信线路40连接的无线器。该无线通信装置140经由无线通信线路40在无人车辆20或管制所30之间进行信息的收发。
车身操作输入装置171是操作杆171-1、171-2,设于驾驶席172。
车身驱动装置180是动臂液压缸194、斗杆液压缸195、铲斗液压缸196、旋转电机以及左右的行驶电机,根据来自车身操作输入装置171的操作信号而驱动。另外,在车身驱动装置180设有未图示的惯性测量装置(IMU:Inertial Measurement Unit),能够将车身驱动装置180的姿势信息或根据姿势信息得到的装载次数经由无线通信装置140向无人车辆20和管制所30发送。
装载完成通知输入装置170根据装载机械的操作员的输入操作而输出表示对停止于装载位置的无人车辆20的装载作业已经完成的意思的装载完成通知,该装载位置是作为进行由装载机械(液压挖掘机10)将搬运对象物向无人车辆20装载的装载作业的位置而在行驶路径上预先设定的位置。来自装载完成通知输入装置170的装载完成通知经由无线通信装置140向无人车辆20和管制所30发送。
装载机械10由未图示的控制装置控制整体动作。装载机械10的控制装置通过例如由执行运算的CPU(Central Processing Unit)、记录有用于运算的程序的作为二次存储装置的ROM(Read OnlyMemory)、保存运算过程和临时控制变量的作为临时存储装置的RAM(Random Access Memory)组合而成的微计算机构成,通过执行所存储的程序而控制装载机械10的动作。
(无人车辆20)
无人车辆20具有无人车辆控制装置200、行驶驱动装置210、位置·方位传感器220、速度传感器230、载重传感器270、存储装置250、以及无线通信装置240。
行驶驱动装置210基于无人车辆控制装置200的控制信号来驱动无人车辆20的行驶,例如包括用于变更无人车辆20的操舵角的操舵电机、用于使无人车辆20行驶的行驶电机290L、290R、以及制动器等。
位置·方位传感器220例如是GPS(Global Positioning System)装置和使用磁性的传感器等,测量本车的位置以及方位,将测量出的位置以及方位向无人车辆控制装置200输出。此外,位置·方位传感器220可以由GPS和惯性测量装置(IMU:InertialMeasurementUnit)组合而成,或者可以使用来自设置于地面的基站的电波确定位置。
载重传感器270测量无人车辆20内装载的货载重量(也就是说,载重量),可以是具备于货斗(货箱)285的落座部分的重量传感器,也可以基于使货斗285动作的升降液压缸286的压力来推定重量。该载重传感器270测量出的载重量向无人车辆控制装置200输出。
存储装置250是能够进行信息读写的非易失性存储介质,储存有OS(OperatingSystem)和各种控制程序、应用·程序、数据库等。另外,存储装置250中形成有作为地图信息存储部251的存储区域,该地图信息存储部251储存将对作业现场预先确定的作业计划以及多个行驶路径的位置以及限制速度的信息包括在内的地图信息。
无线通信装置240是例如用于与无线通信线路40连接的无线器。该无线通信装置240经由无线通信线路40在装载机械10或管制所30之间进行信息的收发。
无人车辆控制装置200通过例如由执行运算的CPU(CentralProcessing Unit)、记录有用于运算的程序的作为二次存储装置的ROM(Read Only Memory)、保存运算过程和临时控制变量的作为临时存储装置的RAM(Random Access Memory)组合而成的微计算机构成,通过执行所存储的程序而控制无人车辆20的动作。
无人车辆控制装置200具有自律行驶控制部201、车身信息管理部202、以及行驶许可请求部203。车身信息管理部202管理从位置·方位传感器220输出的位置以及方位的信息和从载重传感器270输出的载重量的信息,并且将这些信息经由无线通信装置240向管制所30发送。另外,车身信息管理部202将位置、方位以及载重量的信息向自律行驶控制部201输出。而且,车身信息管理部202在从管制所30的管制控制部312(后述)接收到针对本车的行驶路径以及行驶许可区间的信息的情况下,将接收到的信息向自律行驶控制部201输出。
自律行驶控制部201基于从车身信息管理部202输出的位置、方位、载重量、行驶路径及行驶许可区间的信息,生成用于使无人车辆20以追随于被许可行驶的路径且不会从行驶许可区间脱离的方式行驶的加减速控制信号和操舵控制信号等控制信号。而且,自律行驶控制部201将所生成的这些控制信号向行驶驱动装置210输出。
(管制所30)
管制所30具有管制控制装置310、管制存储装置350、以及无线通信装置340。
管制存储装置350是能够进行信息读写的非易失性存储介质,储存有OS(Operating System)和各种控制程序、应用·程序、数据库等。在管制存储装置350内,分别形成有配车管理信息存储部351、管制信息存储部352、以及作为地图信息存储部353的存储区域。
无线通信装置340例如是用于与无线通信线路40连接的无线器,经由无线通信线路40在装载机械10或无人车辆20之间进行信息的收发。
管制控制装置310通过例如由执行运算的CPU(CentralProcessing Unit)、记录有用于运算的程序的作为二次存储装置的ROM(Read Only Memory)、保存运算过程和临时控制变量的作为临时存储装置的RAM(Random Access Memory)组合而成的微计算机构成,通过执行所存储的程序而控制管制所30的动作。
管制控制装置310具有配车管理部311、管制控制部312、替代车辆发车时刻计算部313。
配车管理部311设定无人车辆20的至目的地为止的行驶路径。例如在无人车辆20处于装载位置的情况下,配车管理部311设定至放土位置为止的行驶路径。另一方面,在无人车辆20处于放土位置的情况下,配车管理部311设定至装载位置为止的行驶路径。并且,由配车管理部311设定的行驶路径作为配车管理信息而例如以表格形式储存于配车管理信息存储部351。
图6是表示配车管理信息的表格的一例的图。
如图6所示,配车管理信息中,针对固有识别无人车辆20的车辆ID的每一个ID,作为目标路径分别记录有由配车管理部311设定的行驶路径。目标路径表示从装载位置(node_LP)至放土位置(node_DP)为止的路径或者从放土位置(node_DP)至装载位置(node_LP)为止的路径。
关于目标路径中能够预先设定为行驶路径的地图信息,例如进行装载作业和放土作业的作业区域间的搬送路径等,预先以与搬送路径的形状相符的形式储存于地图信息存储部353。另一方面,关于无法预先设定为行驶路径的地图信息,例如包括装载位置和待机位置、放土位置等作业地点的行驶区间等,其当指定了作为作业地点的装载位置或放土位置时由管制控制部312生成,储存于地图信息存储部353。此外,由管制控制部312生成的地图信息可以仅生成一个,也可以生成多个。在生成多个的情况下,配车管理部311当相对于无人车辆20设定行驶路径时,选择多个地图信息中的一个。
另外,配车管理部311当相对于无人车辆20设定行驶路径时,在相对于目的地的作业区域而存在有生成完毕的地图信息的情况下,同时设定作业区域间的行驶路径和作业区域内的行驶路径。另一方面,在相对于目的地的作业区域不存在生成完毕的地图信息的情况下,配车管理部311首先设定至成为目的地的作业区域的入口点为止的行驶路径,在指定了该作业区域中的装载位置和待机位置、放土位置等作业地点的时点,设定作业区域内的行驶路径即可。
管制控制部312基于管制信息存储部352内存储的交通管制的信息(以下仅称为“管制信息”),将在无人车辆20的行驶路径上设定的多个行驶区间,分别设定为仅对多个无人车辆20中的任意一个付与行驶许可的行驶许可区间。也就是说,关于多个行驶区间,在各行驶区间内付与行驶许可的无人车辆20仅为一台,不会在一个行驶区间内付与多个无人车辆20的行驶许可。
图7是表示管制信息存储部内存储的管制信息的表格一例的图。
管制信息中,节点ID与“行驶许可车辆”建立有关联,该“行驶许可车辆”表示,相对于由各节点ID所示的行驶区间(至路径上的下一个节点为止的行驶区间)被付与了行驶许可的无人车辆。管制控制部312根据无人车辆20的位置,将能够许可行驶的前方区间设定为对于该无人车辆20的行驶许可区间。无人车辆20按照该设定后的区间的节点行驶。
本实施方式中,采用了行驶许可区间控制方式。因此,在已经对某台无人车辆20-1设定的行驶许可区间的前方的行驶区间被设定为对于其他无人车辆20-2的行驶许可区间的情况下,管制控制部312不会许可无人车辆20-1在该前方的行驶区间内行驶。该情况下,无人车辆20-1以不会超过当前被许可的行驶许可区间的末端节点的方式停止,待机直到前方区间被许可行驶。
另外,管制控制部312基于作业区域中被指定的作业地点来生成地图信息,并将生成的地图信息储存于地图信息存储部353。
图8是表示在进行装载作业的作业区域内设定的行驶路径的一例的图。
如图8所示,在指定了装载位置(LP:Loading Point)(node_LP)的情况下,管制控制部312生成作业区域内的行驶路径60。行驶路径60由包括行驶区间S1、S2、S3的多个行驶区间形成。
装载位置(node_LP)例如基于装载机械10的位置信息等由管制控制部312指定。另外,根据与装载位置的位置关系,由管制控制部312指定在其他无人车辆20-1位于装载位置的情况下后续的无人车辆20-2执行待机的待机位置(node_RP)。此外,本实施方式中,装载位置以及待机位置例举了设定为折返位置的情况,该折返位置为,切换无人车辆20的前进或后退的位置。
当由管制控制部312指定了装载位置(node_LP)以及待机位置(node_RP)之后,管制控制部312基于在作业区域的入口和出口设定的未图示的节点、待机位置(node_RP)以及装载位置(node_LP)来生成用于供无人车辆20行驶的地图信息。
图8所示的行驶路径60中,包括待机位置的行驶区间S1是驶向装载位置的无人车辆20-2待机的待机区间S1,包括被设定为折返位置的待机位置RP。另外,行驶区间S2、S3分别是从待机区间向装载位置到达的装载区间以及用于供无人车辆20-1从装载位置退出的退出区间,包括被设定为装载区间S2与退出区间S3之间的折返位置的装载位置LP。也就是说,装载区间S2和退出区间S3在装载位置处重复,作为整体来考虑行驶许可的付与。也就是说,仅一台能够同时进入行驶区间S2、S3内。因此,在不需要特别区分的情况下,可以认为装载区间S2包括退出区间S3。
此外,关于地图信息的生成方法考虑到各种方法,但例如可以通过如下方式进行:在作业区域中的允许生成行驶路径的范围内,从由行驶路径的部分要素即直线和圆弧的组合构成的候补中,基于路径长度最短等的指标来探索恰当的路径。
另外,对于进行放土作业的作业区域,管制控制部312基于被指定的放土位置同样地生成地图信息。在该情况下,放土位置可以由在作业区域内进行作业的推土机等的操作员或者在管制所30进行远程操作的操作员来指定。
替代车辆发车时刻计算部313在从停止于待机区间S1的待机位置而待机的无人车辆20-2接收到关于待机区间S2的行驶许可请求的情况下,按照如下的顺序向无人车辆20-2输出待机区间S1的行驶许可。
首先,替代车辆发车时刻计算部313计算减速开始位置到达时间,该减速开始位置到达时间是,无人车辆20-2(第1无人车辆)从待机位置发车起至到达为了在进入装载区间S2之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间。
另外,计算装载区间释放位置到达时间,该装载区间释放位置到达时间是,接收到对位于装载区间S2内的无人车辆20-1(第2无人车辆)装载的装载完成通知而无人车辆20-1从装载位置发车起至到达退出区间S3之外为止的时间。
然后,基于减速开始位置到达时间和装载区间释放位置到达时间,来计算与无人车辆20-2到达减速开始位置相比在预先确定的宽裕时间之前无人车辆20-1到达退出区间S3之外的无人车辆20-1与无人车辆20-2的发车时间差。
并且,基于对于无人车辆20-1的装载完成通知的接收时刻和发车时间差,来计算无人车辆20-2的发车时刻,并在该发车时刻经过之后输出对于无人车辆20-2的待机区间S1的行驶许可(在此可以说包括从待机位置起的发车许可)。
此外,从后续的无人车辆20-2,也与关于待机区间S1的行驶许可请求同时地,发出了关于装载区间S2的行驶许可请求,并在与先行的无人车辆20-1到达退出区间S3之外同时地,输出无人车辆20-2的关于装载区间S2的行驶许可(在此可以说,包括从待机区间S1向装载区间S2的进入许可)。
以下,详细说明由管制控制装置310进行的具体处理。
图9是表示管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。
图9中,管制控制装置310在从停止于待机区间S1的待机位置的无人车辆20-2接收到关于待机区间S1的行驶许可请求时(步骤S1001),判断在装载区间S2内是否存在先行的无人车辆20-1(步骤S1002),在判断结果为否的情况下,也就是说,在装载区间内不存在先行的无人车辆20-1的情况下,向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
另外,在步骤S1002中的判断结果为是的情况下,也就是说,在装载区间S2内存在先行的无人车辆20-1的情况下,替代车辆发车时刻计算部313实施装载区间开放时间推定处理,即,推定先行的无人车辆20-1到达退出区间S3之外而装载区间S2被开放的装载区间开放时间(步骤S1003),并实施减速开始位置到达时间推定处理,即,推定无人车辆20-2从待机位置发车起至到达为了在进入装载区间S2之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间、即减速开始位置到达时间(步骤S1004),并实施发车时刻决定处理,即,基于对于无人车辆20-1的装载完成通知的接收时刻和发车时间差来决定无人车辆20-2的发车时刻(步骤S1005)。
然后,管制控制装置310判断是否经过了由步骤S1005计算出的发车时刻(步骤S1006),在判断结果为否的情况下,重复步骤S1006的处理,直到判断结果为是,也就是说,直到超过发车时刻。另外,在步骤S1006的判断结果为是的情况下,也就是说,在超过了发车时刻的情况下,向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
图10是表示装载区间开放时间推定处理的处理内容的流程图。另外,图11是说明装载区间开放时间推定处理的处理原理的图。
如图10以及图11所示,装载区间开放时间推定处理中,计算装载区间开放位置Xrel(步骤S1201),生成到装载区间开放位置Xrel为止的Δx距离的位置x(k=1,…,N)(步骤S1202),计算各位置xk中的速度vk(步骤S1203),在各分割位置xk之间分别根据平均速度计算行驶时间(步骤S1204),计算向装载区间开放位置的到达时间Trel,也就是说,装载区间开放时间(步骤S1205),结束处理。
此外,若将加速度(设为固定)设为α,将LP发车时延迟时间设为TLPdel,将行驶许可开放距离设为Lrel,将限制速度设为vlim(x),则各数值如下所示地计算。
·装载区间开放位置:xrel=d+Lrel
·每个距离Δx的位置:kΔx(k=0、…,N,N=xrel/Δx(向上舍入)
·各xk中的速度:vk=min(√2αxk,vlim(xk))
·xrel到达时间:Trel=TLPdel+Σ(2Δx/(vk+v(k+1)))(k=0、…,N―1)
图12是表示减速开始位置到达时间推定处理的处理内容的流程图。另外,图13说明减速开始位置到达时间推定处理的处理原理的图。
如图12以及图13所示,减速开始位置到达时间推定处理中,计算减速开始位置xdec(步骤S1401),生成至减速开始位置xdec为止的Δx距离的位置xk(k=1,…,N)(步骤S1402),计算各位置xk中的速度vk(步骤S1403),在各分割位置xk间分别根据平均速度计算行驶时间(步骤S1404),计算减速开始位置到达时间Tdec(步骤S1405),结束处理。
此外,若将加速度(设为固定)设为α,将RP发车时延迟时间设为TRPdel,将装载区间进入速度设为v0,将减速度(设定固定)设为β,将停止余量设为Lmargin,将限制速度设为vlim(x),则各数值如下所示地计算。
·减速开始位置:xdec=df-(v0^2/2β+Lmargin)
·每个距离Δx的位置:kΔx(k=0、…,N,N=xrel/Δx(向上舍入)
·各xk中的速度:vk=min(√2axk,vlim(xk))
·xdec到达时间:Tdec=TRPdel+Σ(2Δx/(vk+v(k+1)))(k=0,…,N―1)
此外,装载区间开放时间以及减速开始位置到达时间例如在重复行驶于同一行驶路径的情况等情况下,能够将预先计算的值作为固定值获得来使用。
图14是表示发车时刻决定处理的处理内容的流程图。另外,图15~图17说明发车时刻决定处理的处理原理的图。
如图14~图17所示,发车时刻决定处理中,计算发车时间差(步骤S1501),判断发车时间差是否大于0(零)(步骤S1502)。
在步骤S1502中的判断结果为是的情况下,也就是说,在发车时间差为正的情况下,判断先行的无人车辆是否已经发车(步骤S1503),在判断结果为否的情况下,重复步骤S1503的处理,直到先行的无人车辆发车,也就是说,直到判断结果变为是。另外,在步骤S1503中的判断结果为是的情况下,基于发车时刻来决定最佳发车时刻(步骤S1504),结束处理。
另外,在步骤S1502中的判断结果为否的情况下,也就是说,在发车时间差为负的情况下,判断是否对先行的无人车辆进行了规定次数的装载动作(步骤S1505),在判断结果为否的情况下,重复步骤S1505的处理直到判断结果变为是。另外,在步骤S1505中的判断结果为是的情况下,也就是说,在进行了规定次数的装载动作的情况下,推定先行的无人车辆的发车时刻(步骤S1506),基于推定出的发车时刻来决定最佳发车时刻(步骤S1504),结束处理。
此外,在发车时间差为正的情况下,如图15所示,当将先行车发车时刻设为t0,将装载区间开放时间设为Trel,将减速开始时间设为Tdec,将发车时间差设为Tdiff,将装载区间开放时刻设为tA=t0+Trel,将减速开始时刻设为tB=t0+Tdiff+Tdec时,根据作为发车时间差应该满足的条件的tA<tB,则t0+Trel<tB=t0+Tdiff+Tdec成立,导出Tdiff>Trel-Tdec。在此,若定义余量时间Tm,则由发车时间差Tdiff=Trel-Tdec+Tm求出。另外,在发车时间差为负的情况下,如图16所示,通过对先行车发车时刻使用推定时刻t01,能够求出发车时间差Tdiff=Trel-Tdec+Tm。
另外,如图17所示,在发车时间差为负的情况下所推定的发车时刻能够通过基于液压挖掘机(装载机械10)和自卸卡车(无人车辆20)的车型(各容量被预先存储)计算装载次数而求出。具体地,求出必要装载次数N_L=卡车载重容量/挖掘机铲斗容量(向上舍入),对最终装载开始时刻(第N_L-1次的装载完成时刻)和装载完成通知预测时间(从最终装载开始时刻至装载完成通知时刻为止的时间)进行定义,由此计算装载完成通知推定时刻t01=最终装载开始时刻+装载完成通知预测时间。装载完成通知预测时间基于实际的最终装载开始时刻和装载完成通知时刻的数据来进行学习,将预先设定的初始值由实际值的移动平均值更新。此外,装载完成通知预测时间也可以针对操作员和液压挖掘机的车型的每一个组合独立进行学习。
与以往技术进行对比,同时说明以上构成的本实施方式的效果。
图20是表示作为对比例所示的以往技术中的车辆管理的样子的图,图21是表示无人车辆的位置和速度的变化的图。
如图20以及图21所示,以往技术中,在装载区间S2内先行的无人车辆和在待机区间S1的待机位置处停止的后续的无人车辆同时发车的情况(状态a),在先行的无人车辆到达退出区间S3之外至前(也就是说,后续的无人车辆的关于装载区间S2的行驶许可获得之前),后续的无人车辆就会到达待机区间S1与装载区间S2的边界,由此,后续的无人车辆需要在待机区间S1中临时停止直到获得装载区间S2的行驶许可(状态b)。并且,当先行的无人车辆到达退出区间S3外之后,后续的无人车辆获得关于装载区间S2的行驶许可(状态c),从待机区间S1一边加速一边向装载区间S2进入(状态d),并立即减速而到达装载位置(状态e)。也就是说,以往技术中,后续的无人车辆的加速和减速的频率增加,导致平均速度降低而作业效率降低,并且装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间变长,生产性降低。
图18是表示本实施方式中的车辆管理的样子的图,图19是表示无人车辆的位置和速度的变化的图。
如图18以及图19所示,本实施方式中,在装载区间S2内先行的无人车辆从装载位置发车、且后续的无人车辆在待机区间S1的待机位置处维持停止的状态中(状态a),根据来自后续的无人车辆的关于待机区间的行驶许可请求,从先行的无人车辆的发车起至时间差之后发出关于待机区间S1的行驶许可,使后续的无人车辆发车(状态b)。此时,先行的无人车辆的发车与后续的无人车辆的发车的时间差根据本实施方式中的车辆管理系统设定为最佳,先行的无人车辆会在后续的无人车辆在待机区间S1内的行驶过程中且到达减速开始位置之前到达至退出区间S3之外。也就是说,换言之,后续的无人车辆在待机区间S1内的行驶过程中且到达减速开始位置之前获得关于装载区间S2的行驶许可(状态c)。并且,由此,后续的无人车辆能够通过从装载区间S2释放行驶许可起更短的时间、且在待机区间S1内无需减速地以最高速度(限制速度)进入装载区间S2,到达装载位置(状态d、状态e),因此,能够缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,提高生产性。
<第2实施方式>
参照图22以及图23来说明本发明的第2实施方式。然而,本实施方式中,对于与第1实施方式同样的构成等,标注相同的附图标记,适当省略说明。
本实施方式表示对后续的无人车辆适用如使装载区间内的行驶时间最短(极小)那样的最佳行驶速度(限制速度)的情况。
图22是表示本实施方式的管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。另外,图23是说明本实施方式中的最佳行驶速度的计算原理的图。
图22中,管制控制装置310在从停止于待机区间S1的待机位置的无人车辆20-2接收到关于待机区间S1的行驶许可请求之后(步骤S1001),判断在装载区间S2内是否存在先行的无人车辆20-1(步骤S1002),在判断结果为否的情况下,也就是说,在装载区间内不存在先行的无人车辆20-1的情况下,向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
另外,在步骤S1002中的判断结果为是的情况下,也就是说,在装载区间S2存在先行的无人车辆20-1的情况下,替代车辆发车时刻计算部313实施最佳行驶速度决定处理,即,基于装载区间S2的距离(长度)决定后续的无人车辆20-2的最佳的行驶速度(最佳行驶速度)(步骤S1901),并实施装载区间开放时间推定处理,即,推定先行的无人车辆20-1到达至退出区间S3之外而装载区间S2被开放的装载区间开放时间(步骤S1003),并实施减速开始位置到达时间推定处理,即,推定在无人车辆20-2从待机位置发车之后到达至为了在进入装载区间S2之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间、即减速开始位置到达时间(步骤S1004),并实施发车时刻决定处理,即,基于对于无人车辆20-1的装载完成通知的接收时刻和发车时间差来决定无人车辆20-2的发车时刻(步骤S1005)。
然后,管制控制装置310判断是否经过了由步骤S1005计算出的发车时刻(步骤S1006),在判断结果为否的情况下,重复步骤S1006的处理,直到判断结果成为是,也就是说,直到超过发车时刻。另外,在步骤S1006的判断结果为是的情况下,也就是说,在超过了发车时刻的情况下,将最佳行驶速度作为成为对象的无人车辆20的限制速度来适用(步骤S1902),向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
如图23所示,后续的无人车辆20-2的行驶速度v(限制速度)、和在装载区间S2内行驶的无人车辆20-2从减速开始位置到达至作为停止位置的装载位置LP为止的行驶时间T成为折衷(trade-off)的关系。这是由于,无人车辆20-2的行驶速度v越大,则减速开始距离Lstop(从减速开始位置至装载位置LP的距离)越大,无人车辆20-2的减速以及停止所需要的行驶距离延长。另一方面,如图23所示,存在行驶时间T为极小的无人车辆的行驶速度(最佳行驶速度)。
在此,若将后续的无人车辆20-2的从待机区间S1向装载区间S2的侵入速度设为v0,将从减速开始位置至装载位置为止的间的减速度设为β,将停止余量设为Lmargin,将装载区间S1的距离(长度)设为LS2,则最佳行驶速度如下所示地求出。
·从减速开始位置至装载位置的距离(减速开始距离):L(v0)
L(v0)=v0^2/2β+Lmargin+LS2
·减速开始距离中的行驶时间:T(v0)
T(v0)=L(v0)/v0+v0/2β=v0/β+(Lmargin+LS2)/v0
·最佳行驶速度:v01
v01=√β(Lmargin+LS2)(从T(v0)的拐点起)
·最短行驶时间:v01
T(v01)=2√((Lmargin+LS2)/β)
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本实施方式中,也能够获得与第1实施方式同样的效果。
另外,将最佳行驶速度适用为限制速度,由此能够更加缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,能够提高生产性。
<第2实施方式的变形例>
参照图24来说明本发明的第2实施方式的变形例。然而,本变形例中,针对与第2实施方式同样的构成等,标注相同附图标记,适当省略说明。
本实施方式表示对后续的无人车辆适用如使装载区间内的燃料消耗量为最小(极小)那样的最佳行驶速度(限制速度)的情况。
图24是说明本变形例中的最佳行驶速度的计算原理的图。
如图24所示,后续的无人车辆20-2的行驶速度v(限制速度)与在装载区间S2内行驶的无人车辆20-2从减速开始位置到达至作为停止位置的装载位置LP为止的燃料消耗量F成为折衷(trade-off)的关系。这是由于,无人车辆20-2的行驶速度v越大,则在短时间内能够行驶的车辆的油耗恶化,行驶速度v越小,油耗会改善,但无人车辆20-2的行驶时间延长。另一方面,如图24所示,存在燃料消耗量F为极小的无人车辆的行驶速度(最佳行驶速度)。本变形例中,将该最佳行驶速度适用为后续的无人车辆20-2的限制速度。
其他的构成与第2实施方式同样。
以上构成的本变形例中也能够获得与第2实施方式同样的效果。
另外,通过将最佳行驶速度适用为限制速度,能够改善油耗。
此外,本变形例中,基于行驶速度和燃料消耗量的关系来计算最佳行驶速度,但不限于此,也可以为,例如,将与速度v0有关的行驶时间的函数T(v0)和对燃料消耗量的函数F(v0)加权的函数作为评价函数,计算使这些最小化(极小化)的最佳行驶速度。另外,也可以构成为,计算使燃料消耗量极小化的发动机的最佳旋转数。
<第3实施方式>
参照图25来说明本发明的第3实施方式。然而,本实施方式中,对于与第1实施方式同样的构成等,标注相同附图标记,适当省略说明。
本实施方式表示与先行的无人车辆的位置和速度等的行驶状态相应地更新装载区间开放时间并与更新后的装载区间开放时间相应地更新发车时间差Tdiff的情况。
图25是表示本实施方式的管制控制装置中的行驶许可发车处理的处理内容的流程图。
图25中,管制控制装置310在从停止于待机区间S1的待机位置的无人车辆20-2接收到关于待机区间S1的行驶许可请求之后(步骤S1001),判断是否在装载区间S2内存在先行的无人车辆20-1(步骤S1002),在判断结果为否的情况下,也就是说,在装载区间内不存在先行的无人车辆20-1的情况下,向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
另外,在步骤S1002中的判断结果为是的情况下,也就是说,在装载区间S2内存在先行的无人车辆20-1的情况下,实施装载区间开放时间推定处理,即,推定先行的无人车辆20-1到达退出区间S3之外且装载区间S2被开放的装载区间开放时间(步骤S1003),并实施减速开始位置到达时间推定处理,即,推定从无人车辆20-2在待机位置发车起直到为了在进入装载区间S2之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间、即减速开始位置到达时间(步骤S1004),并实施发车时刻决定处理,即,基于对于无人车辆20-1的装载完成通知的接收时刻和发车时间差来决定无人车辆20-2的发车时刻(步骤S1005)。
然后,管制控制装置310判断是否经过了由步骤S1005计算出的发车时刻(步骤S1006),在判断结果为否的情况下,基于先行车辆的位置和速度更新装载区间开放时间Trel,在根据更新后的装载区间开放时间Trel计算出的发车时间差Tdiff小于前次更新的发车时座Tdiff的情况下,通过基于该发车时间差Tdiff的计算值来更新最佳发车时刻(步骤S2001),并返回步骤S1006的处理。
另外,在步骤S1006的判断结果为是的情况下,也就是说,在超过了发车时刻的情况下,将最佳行驶速度作为成为对象的无人车辆20的限制速度来适用(步骤S1902),向无人车辆20-2发送待机区间S1的行驶许可(步骤S1007),结束处理。
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本实施方式中,能够获得与第1实施方式同样的效果。
另外,通过以使最佳发车时刻成为最佳的方式更新,能够更加缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,能够提高生产性。
<第4实施方式>
参照图26以及图27来明本发明的第4实施方式。然而,本实施方式中,针对与第1实施方式同样的构成等,标注相同附图标记,适当省略说明。
本实施方式表示基于先行的无人车辆的装载区间内的位置来发出后续的无人车辆的待机区间内的行驶许可(发车许可)的情况。
图26是说明本实施方式中的行驶许可输出的处理原理的图。
如图26所示,在从装载区间S2的先行的无人车辆20-1发车之后,待机区间S1的后续的无人车辆20-2以“发车时间差”延迟而发车,因此,能够确定先行的无人车辆20-1在“发车时间差”的期间内所到达的位置(目标到达位置)。并且,若以先行的无人车辆20-1的向目标到达位置的到达为契机来使后续的无人车辆20-2发车(换言之,发出行驶许可),则能够实现与第1实施方式同样的动作。也就是说,本实施方式中,代替时间(时刻)而以先行的无人车辆的位置为契机,由此实现与第1实施方式同样的动作。
在此,当将先行的无人车辆20-1的加速度设为αL,将最大速度设为vmax时,根据发车时间差Tdiff=Trel-Tdec+Tm而如下所示地计算目标到达位置。
也就是说,在图26的(1)Tdiff≤vmax/αL的情况下,目标到达位置成为αL×Tdiff^2。另外,在(2)Tdiff>vmax/αL的情况下,目标到达位置成为vmax×Tdiff-vmax^2/2αL。
图27是表示本实施方式的车辆管理的样子的图。
如图27所示,本实施方式中,在装载区间S2内先行的无人车辆从装载位置发车、且后续的无人车辆在待机区间S1的待机位置处维持停止的状态中(状态a),若先行的无人车辆到达了退出区间S3的目标到达位置之后,则对后续的无人车辆发出待机区间S1的行驶许可,后续的无人车辆发车(状态b)。此时,先行的无人车辆的发车与后续的无人车辆的发车之间的时间差与第1实施方式同样地由车辆管理系统设定为最佳,先行的无人车辆在后续的无人车辆在待机区间S1的行驶过程中且到达减速开始位置之前,会到达退出区间S3之外。也就是说,换言之,后续的无人车辆在待机区间S1的行驶过程中且到达减速开始位置之前,会获得关于装载区间S2的行驶许可(状态c)。并且,由此,后续的无人车辆能够通过从装载区间S2释放行驶许可起更短的时间、且在待机区间S1内无需减速地以最高速度(限制速度)进入装载区间S2,到达装载位置(状态d、状态e),因此,能够缩短装载位置中的无人车辆的更替所需要的时间,提高生产性。
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本实施方式中,能够获得与第1实施方式同样的效果。
<第5实施方式>
参照图28来说明本发明的第5实施方式。然而,本实施方式中,针对与第1实施方式同样的构成等,标注相同附图标记,适当省略说明。
本实施方式中表示如下情况:装载位置以及待机位置并非切换无人车辆20的前进或后退的折返位置,而被设定为无人车辆20从一侧进入并从另一侧退出的停止通过位置。
图28是表示本实施方式中的行驶路径的一例的图。
如图28所示,行驶路径60中,行驶区间S0是供驶向装载位置的无人车辆20-2待机的待机区间S0,在末端部配置有被设定为停止通过位置的待机位置(QP:Queuing Point)。另外,行驶区间S1是供从待机区间S0的待机位置QP发车的后续的无人车辆20-2在向装载退出区间S2、S3进入时行驶的助跑区间S1。另外,行驶区间S2、S3是将第1实施方式中的装载区间S2和退出区间S3的双方特征组合而成的装载退出区间S2、S3,包括被设定为停止通过位置的装载位置(LP:Loading Point)。装载退出区间S2、S3可以作为整体来考虑行驶许可的付与,并仅一台能够同时进入。
以上构成的本实施方式中,通过与第1实施方式的装载区间S2以及退出区间S3同样地,对待助跑区间S1、装载退出区间S2、S3,能够进行与第1实施方式同样的动作。
其他的构成与第1实施方式同样。
以上构成的本实施方式中,能够获得与第1实施方式同样的效果。
此外,也可以为,在图28所示的进行装载作业的作业区域中,将入口位置~装载位置LP的路径、和装载路径LP~出口位置的路径作为分开的路径来考虑,独立生成行驶区间S2和行驶区间S3,在行驶区间S2与行驶区间S3的重合的位置设定装载位置LP。
<附记>
此外,本发明不限于上述实施方式,包括不脱离其要旨范围内的各种变形例和组合。另外,本发明并不限定于具有上述实施方式所说明的全部构成,包括将其构成的一部分删除的方式。
另外,上述的各构成、功能等可以通过将其一部分或全部例如进行集成电路设计等而实现。另外,上述的各构成、功能等也可以通过对处理器实现各功能的程序进行解读和执行而由软件实现。
附图标记说明
10…装载机械(液压挖掘机),10A…前部装置,10B…上部旋转体,10C…下部行驶体,20…无人车辆(自卸卡车),30…管制所,40…无线通信线路,41…无线基站,60…行驶路径(搬送路径),100…车辆管理系统,140…无线通信装置,170…装载完成通知输入装置,171…车身操作输入装置(操作杆),172…驾驶席,180…车身驱动装置,191…动臂,192…斗杆,193…铲斗,194…动臂液压缸,195…斗杆液压缸,196…铲斗液压缸,197…驾驶室,200…无人车辆控制装置,201…自律行驶控制部,202…车身信息管理部,203…行驶许可请求部,210…行驶驱动装置,220…位置·方位传感器,230…速度传感器,240…无线通信装置,250…存储装置,251…地图信息存储部,270…载重传感器,281…车身架,282L、282R…从动轮,283L、283R…驱动轮,284…驾驶室,285…货箱(货斗),285a…销结合部,286…升降液压缸,289…燃料箱,290L、290R…行驶电机,310…管制控制装置,311…配车管理部,312…管制控制部,313…替代车辆发车时刻计算部,340…无线通信装置,350…管制存储装置,351…配车管理信息存储部,352…管制信息存储部,353…地图信息存储部。

Claims (8)

1.一种车辆管理系统,其能够相互通信地无线连接有多个无人车辆、装载机械和管制所,多个所述无人车辆对搬运对象物进行搬运,可自律行驶,至少包括第1无人车辆以及第2无人车辆,所述装载机械进行相对于多个所述无人车辆分别装载所述搬运对象物的装载作业,所述管制所对所述装载机械和多个所述无人车辆进行管制控制,
所述车辆管理系统的特征在于,具有:
无人车辆控制装置,其获得包括表示多个所述无人车辆的作业现场中的位置的位置信息和表示朝向的方位信息的车身信息,基于对于多个所述无人车辆的行驶许可分别控制多个所述无人车辆的自律行驶,并且输出行驶许可请求,该行驶许可请求是请求在构成供多个所述无人车辆行驶的行驶路径的多个行驶区间中的对于多个所述无人车辆各自规定的行驶区间内的行驶许可;
装载完成通知输入装置,其根据所述装载机械的操作员的输入操作而输出表示对停止于装载位置的所述无人车辆的装载作业已经完成的意思的装载完成通知,该装载位置是作为进行由所述装载机械将所述搬运对象物向所述无人车辆装载的装载作业的位置而在所述行驶路径上预先设定的位置;和
管制控制装置,其基于将对所述作业现场预先确定的作业计划以及多个行驶路径的位置以及限制速度的信息包括在内的地图信息来设定供多个所述无人车辆行驶的行驶路径,并基于来自所述无人车辆控制装置的行驶许可请求而输出针对多个所述无人车辆所设定的行驶路径上的规定行驶区间内的行驶许可,
所述管制控制装置构成为,
设定装载区间和待机区间,该装载区间是包括所述装载位置的行驶区间且能够同时仅供一台所述无人车辆进入,该待机区间是与所述装载区间相邻的行驶区间且供向所述装载区间前进的无人车辆待机,
在接收到停止于所述待机区间内的第1无人车辆的所述待机区间中的行驶许可请求的情况下,基于减速开始位置到达时间和装载区间释放位置到达时间来计算所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的发车时间差,
基于对于所述第2无人车辆的所述装载完成通知的接收时刻和所述发车时间差来计算所述第1无人车辆的发车时刻,
在所述发车时刻经过之后输出对于所述第1无人车辆的所述待机区间内的行驶许可,
其中,
所述减速开始位置到达时间是,所述第1无人车辆从发车起至到达为了在进入所述装载区间之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间,
所述装载区间释放位置到达时间是,接收到对位于所述装载区间内的所述第2无人车辆发出的所述装载完成通知而所述第2无人车辆从发车起至到达所述装载区间之外为止的时间,
所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的所述发车时间差是,与所述第1无人车辆到达所述减速开始位置相比,所述第2无人车辆在预先确定的宽裕时间之前到达所述装载区间之外的发车时间差。
2.根据权利要求1所述的车辆管理系统,其特征在于,
多个所述无人车辆分别具有所述无人车辆控制装置,
所述装载机械具有所述装载完成通知输入装置,
所述管制所具有所述管制控制装置。
3.根据权利要求1所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置构成为,
基于所述搬运对象物的由所述装载机械的单次装载动作向所述第2无人车辆装载的装载量和所述第2无人车辆的载重预定量来计算对于所述第2无人车辆的装载作业完成为止所需要的装载动作次数,
在所述发车时间差为负的情况下,基于所述装载动作次数和装载动作的开始时刻来推定所述装载完成通知的接收时刻,
基于推定出的所述装载完成通知的接收时刻和所述发车时间差来计算所述第1无人车辆的发车时刻,
在所述发车时刻经过之后输出对于所述第1无人车辆的所述待机区间内的行驶许可。
4.根据权利要求3所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置基于预先进行了学习的装载时刻与装载完成通知的接收时刻之间的时间差来推定所述装载完成通知的接收时刻。
5.根据权利要求1所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置设定所述第1无人车辆的向所述装载区间的进入速度。
6.根据权利要求5所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置基于所述装载区间的距离来设定所述第1无人车辆的向所述装载区间的所述进入速度。
7.根据权利要求5所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置以使所述装载区间的行驶时间成为最短的方式设定所述第1无人车辆的向所述装载区间的所述进入速度。
8.根据权利要求1所述的车辆管理系统,其特征在于,
所述管制控制装置构成为,
设定装载区间和待机区间,该装载区间是包括所述装载位置的行驶区间且能够同时仅供一台所述无人车辆进入,该待机区间是与所述装载区间相邻的行驶区间且供向所述装载区间前进的无人车辆待机,
在接收到停止于所述待机区间内的第1无人车辆的所述待机区间中的行驶许可请求的情况下,基于减速开始位置到达时间和装载区间释放位置到达时间来计算所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的发车时间差,
计算所述第2无人车辆在所述发车时间差的期间内到达的目标到达位置,
当所述第2无人车辆到达所述目标到达位置时输出对于所述第1无人车辆的所述待机区间内的行驶许可,
其中,
所述减速开始位置到达时间是,所述第1无人车辆从发车起至到达为了在进入所述装载区间之前停止而应该开始减速的减速开始位置为止的时间,
所述装载区间释放位置到达时间是,接收到对位于所述装载区间内的所述第2无人车辆发出的所述装载完成通知而所述第2无人车辆从发车起至到达所述装载区间之外为止的时间,
所述第1无人车辆和所述第2无人车辆的所述发车时间差是,与所述第1无人车辆到达所述减速开始位置相比,所述第2无人车辆在预先确定的宽裕时间之前到达所述装载区间之外的发车时间差。
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