JP2017182723A - 作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉱山の安全性を向上できる作業機械の管理システムを提供する。
【解決手段】作業機械の管理システムは、障害物の位置データを取得する障害物データ取得部と、障害物の位置データに基づいて、作業機械が走行するコースデータの迂回コースである迂回コースデータを設定する迂回コース設定部と、迂回コースにおいて作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを設定するウインカーデータ設定部と、作業機械に前記ウインカーデータを出力する出力部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法に関する。

同一の鉱山において無人で走行する作業機械と有人車両との両方が稼働する場合がある。有人車両を運転する運転手が、例えば交差点において無人で走行する鉱山機械の進行方向を把握することができれば鉱山の安全性が向上する。特許文献１には自律走行方式の無人搬送車における方向指示方式の技術が開示されている。

特開平０５−３２４０５８号公報

方向指示器の使用は鉱山の安全性の向上に寄与すると考えられる。しかし、無人で走行する作業機械において方向指示器を使用する技術は確立されていない。

本発明の態様は、鉱山の安全性を向上できる作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、障害物の位置データを取得する障害物データ取得部と、前記障害物の位置データに基づいて、作業機械が走行するコースデータの迂回コースである迂回コースデータを設定する迂回コース設定部と、前記迂回コースにおいて前記作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを設定するウインカーデータ設定部と、前記作業機械に前記ウインカーデータを出力する出力部と、を備える作業機械の管理システムが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、障害物の位置データを取得することと、前記障害物の位置データに基づいて、前記コースデータに従って走行する前記作業機械の迂回コースを設定することと、前記迂回コースにおいて前記作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを設定することと、前記作業機械に前記ウインカーデータを出力することと、を含む作業機械の管理方法が提供される。

本発明の態様によれば、鉱山の安全性を向上できる作業機械の管理システム及び作業機械の管理方法が提供される。

図１は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システムの一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 図３は、本実施形態に係るダンプトラックの目標走行経路を説明するための模式図である。 図４は、本実施形態に係るダンプトラックの一例を模式的に示す図である。 図５は、本実施形態に係るダンプトラックの一例を模式的に示す図である。 図６は、本実施形態に係るダンプトラックの制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図７は、本実施形態に係る有人車両の一例を模式的に示す図である。 図８は、本実施形態に係る有人車両の制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図９は、本実施形態に係る管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。 図１１は、本実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。 図１２は、本実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１は、本実施形態に係る作業機械の管理システム１の一例を示す図である。本実施形態においては、作業機械が鉱山で稼働する鉱山機械４である例について説明する。管理システム１は、鉱山機械４の管理を行う。鉱山機械４の管理は、鉱山機械４の運行管理、鉱山機械４の生産性の評価、鉱山機械４のオペレータの操作技術の評価、鉱山機械４の保全、及び鉱山機械４の異常診断の少なくとも一つを含む。

鉱山機械４とは、鉱山における各種作業に用いる機械類の総称である。鉱山機械４は、ボーリング機械、掘削機械、積込機械、運搬機械、破砕機、及び運転者が運転する車両の少なくとも一つを含む。掘削機械は、鉱山を掘削するための鉱山機械である。積込機械は、運搬機械に積荷を積み込むための鉱山機械である。積込機械は、油圧ショベル、電気ショベル、及びホイールローダの少なくとも一つを含む。運搬機械は、積荷を運搬するための鉱山機械である。破砕機は、運搬機械から投入された排土を破砕する鉱山機械である。鉱山機械４は、鉱山において移動可能である。

本実施形態において、鉱山機械４は、鉱山を走行可能な運搬機械であるダンプトラック２と、ダンプトラック２とは異なる他の鉱山機械３と、運転者が運転する有人車両８とを含む。本実施形態においては、管理システム１により、主にダンプトラック２が管理される例について説明する。

図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる搬送路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。搬送路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。ダンプトラック２は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定された目標走行経路を示すコースデータに従って走行する。

積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施される範囲である。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排出作業が実施される範囲である。図１に示す例では、排土場ＤＰＡの少なくとも一部に破砕機ＣＲが設けられる。

本実施形態では、ダンプトラック２は管理装置１０からの指令信号に基づいて鉱山を自律走行する無人ダンプトラックであることを前提に説明する。ダンプトラック２の自律走行とは、運転者の操作によらずに管理装置１０からの指令信号に基づいて走行することをいう。

図１において、管理システム１は、鉱山に設置される管制施設７に配置された管理装置１０と、通信システム９とを備える。通信システム９は、データ又は指令信号を中継する中継器６を複数有する。通信システム９は、管理装置１０と鉱山機械４との間においてデータ又は指令信号を無線通信する。また、通信システム９は、複数の鉱山機械４の間においてデータ又は指令信号を無線通信する。

本実施形態において、ダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用して検出される。ＧＮＳＳとは、全地球航法衛星システムをいう。全地球航法衛星システムの一例として、ＧＰＳ（Global Positioning System）が挙げられる。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。ＧＮＳＳにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。ＧＮＳＳにより、鉱山におけるダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が検出される。

以下の説明においては、ＧＮＳＳによって検出される位置を適宜、ＧＰＳ位置、と称する。ＧＰＳ位置は、絶対位置であり、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。絶対位置は、高精度に推定されたダンプトラック２の推定位置を含む。

次に、管理装置１０について説明する。管理装置１０は、鉱山機械４にデータ又は指令信号を送信し、鉱山機械４からデータを受信する。図１に示すように、管理装置１０は、コンピュータ１１と、表示装置１６と、入力装置１７と、無線通信装置１８とを備える。

コンピュータ１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部１５とを備える。表示装置１６、入力装置１７、及び無線通信装置１８は、入出力部１５を介してコンピュータ１１と接続される。

処理装置１２は、鉱山機械４を管理するための演算処理を実施する。記憶装置１３は、処理装置１２と接続され、鉱山機械４を管理するためのデータを記憶する。入力装置１７は、管理者に操作されることにより、鉱山機械４を管理するための入力データを生成して処理装置１２に供給する。入力装置１７は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及び表示装置１６の表示画面に設けられたタッチセンサの少なくとも一つを含む。表示装置１６は、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。処理装置１２は、記憶装置１３に記憶されているデータ、入力装置１７から入力されたデータ、及び通信システム９を介して取得したデータを使って演算処理を実施する。表示装置１６は、処理装置１２の演算処理結果等を表示する。

無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有し、管制施設７に配置される。無線通信装置１８は、入出力部１５を介して処理装置１２と接続される。通信システム９は、無線通信装置１８を含む。無線通信装置１８は、鉱山機械４から送信されたデータを受信可能である。無線通信装置１８に受信されたデータは、処理装置１２に出力され、記憶装置１３に記憶される。無線通信装置１８は、鉱山機械４にデータを送信可能である。

図２は、本実施形態に係る管理装置１０の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、管理装置１０の処理装置１２は、搬送路ＨＬ又は作業場ＰＡに存在する障害物の位置データを取得する障害物データ取得部１２１と、ダンプトラック２の走行コースを示すコースデータを生成するコースデータ生成部１２２と、障害物の位置データに基づいて、コースデータに従って走行するダンプトラック２の迂回コースである迂回コースデータを設定する迂回コース設定部１２６と、迂回コースにおいてダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを設定するウインカーデータ設定部１２３と、ダンプトラック２の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部１２４と、を備える。ウインカーデータは、出力部として機能する入出力部１５から無線通信装置１８を介してコースデータに従って走行するダンプトラック２に出力される。また、ウインカーデータは、記憶装置１３に記憶される。

図３は、搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２を示す模式図である。処理装置１２のコースデータ生成部１２２は、鉱山を走行するダンプトラック２のコースデータを含む走行条件データを生成する。走行条件データは、一定の間隔Ｗで設定される複数のコースポイントＰＩの集合体を含む。

複数のコースポイントＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標絶対位置データと、コースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度データと、コースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標方位データとを含む。目標走行経路ＲＰは、複数のコースポイントＰＩの集合体であるコースデータＣＳによって規定される。複数のコースポイントＰＩを通過する軌跡によってダンプトラック２の目標走行経路ＲＰが規定される。目標走行速度データに基づいて、そのコースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度が規定される。目標方位データに基づいて、そのコースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の方位が規定される。

また、複数のコースポイントＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを含む。ウインカーデータは、ダンプトラック２がコースポイントＰＩの位置を通過するときの方向指示器３７の作動条件を示すデータである。ウインカーデータは、方向指示器３７の右折用のウインカーランプ３７Ｒを点灯させるデータと、方向指示器３７の左折用のウインカーランプ３７Ｌを点灯させるデータと、右折用のウインカーランプ３７Ｒと左折用のウインカーランプ３７Ｌとを同時に点灯させるデータと、ウインカーランプ３７Ｒ及びウインカーランプ３７Ｌを消灯させるデータとを含む。

本実施形態において、ウインカーデータ設定部１２３は、管理装置１０の迂回コース設定部１２６で設定された迂回コースデータに基づいて、コースポイントＰＩにウインカーデータを設定する。複数のコースポイントＰＩのそれぞれは、目標絶対位置データ、目標走行速度データ、目標方位データ、及びウインカーデータを含む。

管理装置１０は、無線通信装置１８を介して、ダンプトラック２に、進行方向前方の複数のコースポイントＰＩを含む走行条件データを出力する。ダンプトラック２は、管理装置１０から送信された走行条件データに従って、鉱山を走行する。また、ダンプトラック２は、管理装置１０から送信されたウインカーデータに従って、方向指示器３７を制御する。

次に、本実施形態に係るダンプトラック２について説明する。図４及び図５は、本実施形態に係るダンプトラック２の一例を模式的に示す図である。

ダンプトラック２は、鉱山を走行可能な走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるベッセル２３と、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、方向指示器３７と、制御装置２５とを備える。

走行装置２１は、車輪２６と、車輪２６を回転可能に支持する車軸２７と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２８と、進行方向を調整可能な操舵装置２９とを有する。

走行装置２１は、駆動装置２４が発生した駆動力により作動する。駆動装置２４は、ダンプトラック２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、電気駆動方式により走行装置２１を駆動する。駆動装置２４は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動する電動機とを有する。電動機で発生した駆動力が走行装置２１の車輪２６に伝達される。これにより、走行装置２１が駆動される。車両本体２２に設けられた駆動装置２４の駆動力によって、ダンプトラック２は自走する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、ダンプトラック２の走行速度が調整される。なお、駆動装置２４は、機械駆動方式により走行装置５を駆動してもよい。例えば、内燃機関で発生した動力が、動力伝達装置を介して走行装置２１の車輪２６に伝達されてもよい。

操舵装置２９は、走行装置２１の進行方向を調整可能である。走行装置２１を含むダンプトラック２の進行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２９は、車輪２６の向きを変えることによって、ダンプトラック２の進行方向を調整する。

ブレーキ装置２８は、ダンプトラック２を減速又は停止させるための制動力を発生する。制御装置２５は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令信号、ブレーキ装置２８を作動するためのブレーキ指令信号、及び操舵装置２９を作動するためのステアリング指令信号を出力する。駆動装置２４は、制御装置３５から出力されたアクセル指令信号に基づいて、ダンプトラック２を加速させるための駆動力を発生する。ブレーキ装置２８は、制御装置３５から出力されたブレーキ指令信号に基づいて、ダンプトラック２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２９は、制御装置２５から出力されたステアリング指令信号に基づいて、ダンプトラック２を直進又は旋回させるために車輪２６の向きを変えるための力を発生する。

方向指示器３７は、ダンプトラック２の進行方向を表示する。方向指示器３７は、車両本体２２の前部及び後部のそれぞれに配置される。方向指示器３７は、ウインカーランプを含み、ウインカーランプを点灯又は点滅させることによって、ダンプトラック２の進行方向を周囲に知らせる。方向指示器３７は、ダンプトラック２が右折するときに点灯する右折用のウインカーランプ３７Ｒと、ダンプトラック２が左折するときに点灯する左折用のウインカーランプ３７Ｌとを含む。右折用のウインカーランプ３７Ｒは、ダンプトラック２の車幅方向において車両本体２２の右側に配置され、左折用のウインカーランプ３７Ｌは、ダンプトラック２の車幅方向において車両本体２２の左側に配置される。

以下の説明においては、ウインカーランプ３７Ｒの点灯を適宜、右折点灯、と称し、ウインカーランプ３７Ｌの点灯を適宜、左折点灯、と称する。

また、ダンプトラック２は、ダンプトラック２の走行速度を検出する走行速度検出器３１と、ダンプトラック２の加速度を検出する加速度検出器３２と、ダンプトラック２の位置を検出する位置検出器３５と、無線通信装置３６とを備える。

走行速度検出器３１は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。走行速度検出器３１は、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪２６の回転速度とダンプトラック２の走行速度とは相関するため、回転速度センサの検出値である回転速度値が、ダンプトラック２の走行速度値に変換される。なお、走行速度検出器３１は、車軸２６の回転速度を検出してもよい。

加速度検出器３２は、ダンプトラック２の加速度を検出する。ダンプトラック２の加速度は、正の加速度及び負の加速度（減速度）を含む。本実施形態においては、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサの検出値である回転速度値に基づいて演算処理が実施されることにより、ダンプトラック２の加速度値に変換される。なお、走行速度検出器３１と加速度検出器３２とは別々の検出器でもよい。

位置検出器３５は、ＧＰＳ受信機を含み、ダンプトラック２のＧＰＳ位置（座標）を検出する。位置検出器３５は、ＧＰＳ用のアンテナ３５Ａを有する。アンテナ３５Ａは、ＧＰＳ衛星５からの電波を受信する。位置検出器３５は、アンテナ３５Ａで受信したＧＰＳ衛星５からの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ３５Ａの位置を算出する。アンテナ３５ＡのＧＰＳ位置が算出されることによって、ダンプトラック２のＧＰＳ位置が検出される。

通信システム９は、ダンプトラック２に設けられている無線通信装置３６を含む。無線通信装置３６は、アンテナ３６Ａを有する。無線通信装置３６は、管理装置１０と無線通信可能である。

管理装置１０は、通信システム９を介して、ダンプトラック２の走行条件データを含む指令信号を、制御装置２５に送信する。制御装置２５は、管理装置１０から供給された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２が走行条件データ（複数のコースポイントＰＩにおける絶対位置データ、目標走行速度、目標方位角を含む）に従って走行するように、ダンプトラック２の駆動装置２４、ブレーキ装置２８、及び操舵装置２９の少なくとも一つを制御する。

また、ダンプトラック２は、通信システム９を介して、位置検出器３５で検出されたダンプトラック２の絶対位置を示す絶対位置データを管理装置１０に送信する。管理装置１０の絶対位置データ取得部１２４は、鉱山を走行する複数のダンプトラック２の絶対位置データを取得する。また、管理装置１０の絶対位置データ取得部１２４は、ダンプトラック２に限らず、位置検出器３５を備える他の鉱山機械３の絶対位置データも取得する。

次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム２０について説明する。図６は、本実施形態に係る制御システム２０の制御ブロック図である。制御システム２０は、ダンプトラック２に搭載される。

図６に示すように、制御システム２０は、無線通信装置３６と、走行速度検出器３１と、加速度検出器３２と、位置検出器３５と、制御装置２５と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２８と、操舵装置２９と、方向指示器３７とを備える。

制御装置２５は、入出力部４１と、運転制御部４２と、ウインカーデータ取得部４３と、ウインカー制御部４４と、絶対位置データ取得部４５と、記憶部４６とを備える。

入出力部４１は、管理装置１０から出力されたウインカーデータ及び走行条件データ、走行速度検出器３１から出力されたダンプトラック２の走行速度を示す走行速度データ、加速度検出器３２から出力されたダンプトラック２の加速度を示す加速度データ、及び位置検出器３５から出力されたダンプトラック２の位置を示す位置データを取得する。また、入出力部４１は、駆動装置２４にアクセル指令信号を出力し、ブレーキ装置２８にブレーキ指令信号を出力し、操舵装置２９にステアリング指令信号を出力する。

運転制御部４２は、指定された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２の走行装置２１を制御する運転制御信号を出力する。走行装置２１は、ブレーキ装置２８及び操舵装置２９を含む。運転制御部４２は、駆動装置２４、ブレーキ装置２８及び操舵装置２９を含む走行装置２１に運転制御信号を出力する。運転制御信号は、駆動装置２４に出力されるアクセル信号、ブレーキ装置２８に出力されるブレーキ指令信号、及び操舵装置２９に出力されるステアリング指令信号を含む。

ウインカーデータ取得部４３は、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するため、管理装置１０から出力されたウインカーデータを取得する。

ウインカー制御部４４は、ウインカーデータ取得部４３で取得されたウインカーデータに基づいて、ダンプトラック２に設けられている方向指示器３７にウインカー制御信号を出力する。ウインカー制御信号は、方向指示器３７を点灯させる点灯信号、及び方向指示器３７を消灯させる消灯信号を含む。点灯信号は、右折点灯信号と、左折点灯信号と、右折点灯及び左折点灯を同時に行うハザード点灯信号とを含む。

絶対位置データ取得部４５は、位置検出器３５の検出データからダンプトラック２の絶対位置データを取得する。

記憶部４６は、無線通信装置３６で取得したダンプトラック２の走行条件データを記憶する。走行条件データは、方向指示器３７を制御するウインカーデータを含む。

次に、本実施形態に係る有人車両８について説明する。図７は、本実施形態に係る有人車両８の一例を模式的に示す図である。図８は、本実施形態に係る有人車両８の制御システムの制御ブロック図である。有人車両８の制御システムは、有人車両８に搭載される。

図７に示すように、有人車両８は、運転者ＷＭが搭乗する運転室を有する。有人車両８は、運転室に搭乗した運転者ＷＭによって操作される。有人車両８は、例えば乗用車タイプの車両であり、ダンプトラック２よりも小さい。

有人車両８は、その有人車両８の位置データを取得する位置検出器８５を有する。位置検出器８５は、ＧＰＳ受信機を含み、有人車両８のＧＰＳ位置（座標）を検出する。

図７及び図８に示すように、有人車両８の制御システムは、コンピュータ８０と、無線通信装置８４と、位置検出器８５と、入力装置８８と、表示装置８９とを備える。無線通信装置８４は、アンテナ８４Ａを介して無線通信する。入力装置８８及び表示装置８９は、有人車両８の運転室に設けられる。

コンピュータ８０は、入出力部８１と、演算処理部８２と、記憶部８３とを有する。

演算処理部８２は、位置検出器８５で検出された有人車両８の位置データを取得する。また、演算処理部８２は、入力装置８８が操作されることにより生成された入力データを取得する。記憶部８３は、入力装置８８からの入力データを記憶する。

入出力部８１は、有人車両８の位置データ及び入力装置８８が操作されることにより生成された入力データを、無線通信装置８４を介して管理装置１０に出力する。なお、入出力部８１は、位置データ及び入力データを、無線通信装置８４を介してダンプトラック２に出力してもよい。

無線通信装置８４は、管理装置１０及びダンプトラック２とデータ通信可能である。通信システム９は、無線通信装置８４を含む。

入力装置８８及び表示装置８９は、有人車両８の運転室に配置される。入力装置８８は、運転者ＷＭに操作されることにより、鉱山機械４を管理するための入力データを生成してコンピュータ８０に供給する。入力装置８８は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及び表示装置８９の表示画面に設けられたタッチセンサの少なくとも一つを含む。表示装置８９は、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。

次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法について説明する。図９は、本実施形態に係る管理システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

管理装置１０のコースデータ生成部１２２において、ダンプトラック２のコースデータＣＳを含む走行条件データが生成される（ステップＳＰ１）。生成された走行条件データは、管理装置１０からダンプトラック２に送信される。ダンプトラック２は、コースデータＣＳを含む走行条件に従って、搬送路ＨＬ又は作業場ＰＡを走行する。

例えば搬送路ＨＬに障害物が存在する可能性がある。障害物として、搬送路ＨＬに落下した石、搬送路ＨＬの陥没部、及び故障等により停止している車両などが例示される。

図１０は、搬送路ＨＬに障害物が存在する例を模式的に示す例である。図１０に示すように、例えばコースデータＣＳが示すコース上に障害物が存在する状態を放置しておくと、コースデータＣＳに従って走行するダンプトラック２の走行が妨げられてしまう。その結果、鉱山の生産性が低下してしまう。

ダンプトラック２が稼働しているとき、有人車両８は、障害物の早期発見又は事故の早期発見のために、鉱山を巡回している。本実施形態においては、鉱山を巡回する有人車両８が障害物の位置データを管理装置１０に送信する。

図１０に示すように、有人車両８の運転者ＷＭは、搬送路ＨＬにおいて障害物を発見したとき、有人車両８を障害物の近くに移動させる。運転者ＷＭは、有人車両８が障害物の近くに配置された状態で、入力装置８８を操作して、搬送路ＨＬに障害物が存在することを示す入力データを生成させる。

演算処理部８２は、入力装置８８からの入力データと、位置検出器８５からの位置データとを取得する。有人車両８と障害物とは接近しており、有人車両８のＧＰＳ位置は、障害物のＧＰＳ位置と実質的に等しい。したがって、障害物の近くに配置された有人車両８の位置データは、障害物の位置データとみなせる。演算処理部８２は、入力データが入力されたときの有人車両８の位置データに基づいて、障害物の位置を示す位置データを生成する。

なお、入力装置８８と表示装置８９が一体となっており、運転者ＷＭが、表示装置８９に表示される鉱山のマップを参照しながら発見した障害物の位置データを入力装置８８によって入力し、その位置データが管理装置１０に送信されるようにしてもよい。

演算処理部８２は、障害物の位置データを、入出力部８１及び無線通信装置８４を介して管理装置１０に送信する。管理装置１０の障害物データ取得部１２１は、障害物の位置データを取得する（ステップＳＰ２）。

管理装置１０の迂回コース設定部１２６は、障害物データ取得部１２１で取得された障害物の位置データに基づいて、コースデータＣＳに従って走行するダンプトラック２の迂回コースを示す迂回コースデータを設定する（ステップＳＰ３）。

図１１は、本実施形態に係る迂回コースデータＤＳを説明するための模式図である。図１１に示すように、コースデータＣＳが示す走行コースの傍らには物体が存在する。走行コースの傍らに存在する物体として、土手又は人工構造物が例示される。人工構造物としては、例えば反射部材又はガードレールが例示される。図１１に示す例では、走行コースの傍らに土手が存在する。

土手の位置データは、既知データであり、記憶装置１３に記憶されている。土手の位置データは、例えば有人車両８によって予め実施される搬送路の位置調査作業により取得される。

コースデータ設定部１２２は、一例として、記憶装置１３に記憶されている土手の位置データに基づいて、コースデータＣＳを設定する。すなわち、コースデータ設定部１２２は、土手の位置データを基準として、ダンプトラック２が土手にぶつからないように、コースデータＣＳを設定する。本実施形態においては、コースデータＣＳは、土手と実質的に平行となるように設定される。

以下の説明においては、土手によって規定される、コースデータＣＳと平行なコースを適宜、基準コース、と称する。基準コースを示す基準コースデータＲＳは、土手の位置データを含む。基準コースデータＲＳは、走行コースデータＣＳの傍らに設定される。基準コースデータは、土手のエッジに沿って設定されるようにしてもよい。

図１１に示すように、迂回コースデータＤＳは、障害物を避けるように設定される。コースデータＣＳが示す走行コース上に障害物が存在するため、迂回コース設定部１２６は、障害物の位置データに基づいて、障害物を避けるように、迂回コースを設定する。

図１１に示す例では、コースデータＣＳは、ダンプトラック２が搬送路ＨＬの左側車線を走行するように設定されている。すなわち、コースデータＣＳは、ダンプトラック２が進行方向に対して左側の土手の近くを走行するように設定されている。したがって、迂回コース設定部１２６は、コースデータＣＳも右側に迂回コースデータＤＳを設定する。これにより、ダンプトラック２は、左側の土手にぶつかることなく搬送路ＨＬを走行することができる。

本実施形態において、迂回コース設定部１２６は、基準コースを基準として迂回コースを設定する。図１１に示すように、迂回コースは、土手によって規定される基準コースから右側に離れるようにダンプトラック２を走行させる第１範囲ＡＲ１と、ダンプトラック２が障害物を通過した後に基準コースに近付くようにダンプトラック２を走行させる第２範囲ＡＲ１とを含む。

迂回コースデータＤＳは、コースデータＣＳのコースポイントＰＩａから右側に分岐するように設定された後、コースデータＣＳのコースポイントＰＩｂにおいてコースデータＣＳと合流するように設定される。コースポイントＰＩａは、ダンプトラック２の進行方向において障害物の位置よりも第１距離Ｌａだけ後方（進行方向の手前側）に設定される。コースポイントＰＩｂは、ダンプトラック２の進行方向において障害物の位置よりも第２距離Ｌｂだけ前方（進行方向の奥側）に設定される。コースポイントＰＩａは、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの分岐点である。コースポイントＰＩｂは、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの合流点である。

迂回コースデータＤＳは、障害物の位置データと最も近く、またダンプトラック２が走行時に搬送路ＨＬの進行方向と同一の方位を向く地点であるコースポイントＰＩｃを含む。第１範囲ＡＲ１は、ダンプトラック２の進行方向において、コースポイントＰＩａと、コースポイントＰＩｃとの間の範囲である。第２範囲ＡＲ２は、ダンプトラック２の進行方向において、コースポイントＰＩｃと、コースポイントＰＩｂとの間の範囲である。

迂回コースデータＤＳが設定された後、ウインカーデータ設定部１２３は、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを設定する（ステップＳＰ４）。

ウインカーデータ設定部１２３は、基準コースと迂回コースとの偏差量Ｄに基づいてウインカーデータを設定する。ウインカーデータ設定部１２３は、ダンプトラック２の進行方向において障害物の位置を示すコースポイントＰＩｃよりも第１距離Ｌａだけ後方の位置に規定されたコースポイントＰＩａと、障害物の位置を示すコースポイントＰＩｃよりも第２距離Ｌｂだけ前方の位置に規定されたコースポイントＰＩｂとの間の範囲ＡＲにおいて方向指示器３７が作動するように、ウインカーデータを設定する。すなわち、ウインカーデータ設定部１２３は、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの分岐点の位置を示すコースポイントＰＩａと、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの合流点の位置を示すコースポイントＰＩｂとに基づいて、ウインカーデータを設定する。コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの分岐点の位置であるコースポイントＰＩａにおいて方向指示器３７の作動が開始され、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの合流点の位置であるコースポイントＰＩｂとにおいて方向指示器３７の作動が終了する。なお、コースポイントＰＩａの手前から方向指示器３７が作動するようにウインカーデータを設定してもよいし、コースポイントＰＩｂの奥において方向指示器３７が消灯するようにウインカーデータを設定してもよい。

本実施形態において、ウインカーデータ設定部１２３は、基準コースを示す基準コースデータＲＳと迂回コースを示す迂回コースデータＤＳとの偏差量Ｄに基づいて、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを設定する。

第１範囲ＡＲ１においては、ダンプトラック２は、迂回コースデータＤＳに従って、基準コースデータＲＳから離れるように、右側に移動しながら進行方向に走行する。第１範囲ＡＲ１においては、基準コースデータＲＳと迂回コースデータＤＳとの偏差量Ｄは、ダンプトラック２の進行方向において徐々に大きくなる。

第２範囲ＡＲ２においては、ダンプトラック２は、迂回コースデータＤＳに従って、基準コースデータＲＳに近付くように、左側に移動しながら進行方向に走行する。第２範囲ＡＲ２においては、基準コースデータＲＳと迂回コースデータＤＳとの偏差量Ｄは、ダンプトラック２の進行方向において徐々に小さくなる。

ウインカーデータ設定部１２３は、第１範囲ＡＲ１においてウインカーランプ３７Ｒが作動し、第２範囲ＡＲ２においてウインカーランプ３７Ｌが作動するように、ウインカーデータを設定する。

本実施形態において、ウインカーデータ設定部１２３は、迂回コース生成部１２３で生成され迂回コースデータＤＳにウインカーデータを設定する。ウインカーデータ設定部１２３は、迂回コースデータＤＳの複数のコースポイントＰＩのうち、コースポイントＰＩａ及びコースポイントＰＩａとコースポイントＰＩｃとの間の複数のコースポイントＰＩのそれぞれに、ウインカーランプ３７Ｒを作動させるためのウインカーデータを付加する。また、ウインカーデータ設定部１２３は、迂回コースデータＤＳの複数のコースポイントＰＩのうち、コースポイントＰＩｂ及びコースポイントＰＩｂとコースポイントＰＩｃとの間の複数のコースポイントＰＩのそれぞれに、ウインカーランプ３７Ｌを作動させるためのウインカーデータを付加する。なお、ダンプトラック２の進行方向においてコースポイントＰＩａよりも後方（手前側）のコースポイントＰＩ、及びコースポイントＰＩｂよりも前方（奥側）のコースポイントＰＩにウインカーデータを付加するようにしてもよい。

管理装置１０の入出力部１５は、ウインカーデータ及びコースデータを含む走行条件データを、無線通信装置１８を介してダンプトラック２に出力する（ステップＳＰ５）。

ダンプトラック２は、管理装置１０から供給されたウインカーデータに従って、方向指示器３７を制御する。ダンプトラック２がコースポイントＰＩａを通過し、第１範囲ＡＲ１の迂回コースデータＤＳに従って走行しているきには、ウインカーランプ３７Ｒが点灯又は点滅する。ダンプトラック２がコースポイントＰＩｃを通過し、第２範囲ＡＲ２の迂回コースデータＤＳに従って走行しているきには、ウインカーランプ３７Ｌが点灯又は点滅する。

なお、本実施形態においては、コースデータＣＳが左側の土手の近くに設定され、ダンプトラック２が搬送路ＨＬの左側車線を走行するときに設定される迂回コースデータＤＳについて説明した。コースデータＣＳが右側の土手の近くに設定され、ダンプトラック２が搬送路ＨＬの右側車線を走行するとき、迂回コースデータＤＳの第１範囲ＡＲ１においては、ダンプトラック２が左側に移動しながら進行方向に走行して基準コースデータＲＳ（右側の土手）から離れるように、迂回コースデータＤＳが設定される。迂回コースデータＤＳの第２範囲ＡＲ２においては、ダンプトラック２が右側に移動しながら進行方向に走行して基準コースデータＲＳ（右側の土手）に近付くように、迂回コースデータＤＳが設定される。第１範囲ＡＲ１においてはウインカーランプ３７Ｌが作動し、第２範囲ＡＲ２においてはウインカーランプ３７Ｒが作動するように、ウインカーデータが設定される。

すなわち、ダンプトラック２の車幅方向の一方側に基準コースデータＲＳが設定されている場合、迂回コース設定部１２６は、第１範囲ＡＲ１においてダンプトラック２が車幅方向の他方側に移動しながら進行方向を走行するように迂回コースデータＤＳを設定し、第２範囲ＡＲ２においてダンプトラック２が車幅方向の一方側に移動しながら進行方向を走行するように迂回コースデータＤＳを設定する。ウインカーデータ設定部１２３は、第１範囲ＡＲ１において車幅方向の他方側に設けられているウインカーランプが作動し、第２範囲ＡＲ２において車幅方向の一方側に設けられているウインカーランプが作動するように、ウインカーデータを設定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、設定された迂回コースデータにおいてダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータが設定される。その設定されたウインカーデータに基づいて方向指示器３７が制御されるので、ダンプトラック２の周囲の有人車両の運転者又は鉱山で作業をしている作業者は、ダンプトラック２の進行方向を把握することができる。したがって、鉱山の安全性が向上する。

また、本実施形態においては、基準コースと迂回コースとの偏差量Ｄに基づいてウインカーデータが設定される。また、本実施形態においては、コースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの分岐点の位置、及びコースデータＣＳと迂回コースデータＤＳとの合流点の位置の少なくとも一方に基づいて、ウインカーデータが設定される。これにより、方向指示器３７が適切に作動されるため、鉱山の安全性はより向上する。

また、本実施形態においては、ウインカーデータ設定部１２３は、有人車両８によって取得された障害物の位置データを基準として、ダンプトラック２の進行方向において障害物の位置よりも第１距離Ｌａ後方の位置と、障害物の位置よりも第２距離Ｌｂ前方の位置との間において方向指示器３７が作動するようにウインカーデータを設定する。これにより、ダンプトラック２の周囲の有人車両の運転者又は鉱山で作業をしている作業者は、障害物を避けるように走行するダンプトラック２の進行方向を把握することができる。

また、本実施形態においては、迂回コースは、ダンプトラック２の進行方向において基準コースから離れるようにダンプトラック２を走行させる第１範囲ＡＲ１と、ダンプトラック２が障害物を通過した後に基準コースに近付くようにダンプトラック２を走行させる第２範囲ＡＲ２とを含む。ウインカーデータ設定部１２３は、ウインカーランプ３７Ｒ及びウインカーランプ３７Ｌのうち、基準コースから遠い方のウインカーランプが第１範囲ＡＲ１において作動し、基準コースに近い方のウインカーランプが第２範囲ＡＲ２において作動するように、ウインカーデータを設定する。これにより、基準コースを基準として、ウインカーランプ３７Ｒ及びウインカーランプ３７Ｌのうち適切な方のウインカーランプを作動させることができる。また、ダンプトラック２は、土手にぶつかることなく障害物を迂回することができる。

なお、上述の実施形態においては、基準コースと迂回コースとの偏差量Ｄが、ダンプトラック２の進行方向と直交する方向（横方向）における基準コースと迂回コースとの距離の偏差量であることとした。偏差量Ｄは、ダンプトラック２の進行方向における同位置の基準コースにおけるダンプトラック２の目標方位と、迂回コースにおけるダンプトラック２の目標方位との偏差量でもよい。図１２は、本実施形態に係る迂回コースデータＤＳを説明するための模式図である。上述の実施形態と同様、迂回コースデータＤＳは、複数のコースポイントＰＩを含む。上述したように、複数のコースポイントＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標絶対位置データ及びコースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度データのみならず、コースポイントＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標方位データを含む。例えば、基準コースのコースポイントＰＩの目標方位に対して迂回コースのコースポイントＰＩの目標方位が右方であるとき、ウインカーデータ設定部１２３は、基準コースにおける目標方位と迂回コースにおける目標方位との偏差量θに基づいて、ウインカーランプ３７Ｒを点灯又は点滅させる。基準コースのコースポイントＰＩの目標方位に対して迂回コースのコースポイントＰＩの目標方位が左方であるとき、ウインカーデータ設定部１２３は、基準コースにおける目標方位と迂回コースにおける目標方位との偏差量θに基づいて、ウインカーランプ３７Ｌを点灯又は点滅させる。

なお、上述の実施形態においては、基準コースデータＲＳが走行コースデータＣＳの傍らの土手に基づいて設定されることとした。基準コースデータＲＳは、土手に基づいて設定されなくてもよい。例えば、基準コースデータＲＳは、迂回コースデータＤＳが生成される前のコースデータＣＳでもよい。

なお、上述の実施形態においては、コースデータ生成部１２２で生成される走行条件データに、ウインカーデータ設定部１２３で設定されたウインカーデータが付加され、そのウインカーデータを含む走行条件データが、管理装置１０からダンプトラック２に送信されることとした。管理装置１０からダンプトラック２に走行条件データが送信され、その走行条件データに従って走行するダンプトラック２に対して、所定時間毎に、管理装置１０からウインカーデータが送信されてもよい。

なお、本実施形態においては、有人車両８から管理装置１０に障害物の位置データが出力されることとした。有人車両８からダンプトラック２に障害物の位置データが出力されてもよい。ダンプトラック２の制御システム２０が、管理装置１０から供給された走行条件データと、有人車両８から供給された障害物の位置データとに基づいて、ウインカーデータを設定してもよい。また、ダンプトラック２の前方に障害物検知センサを設けておき、ダンプトラック２が走行中に前方にある障害物を検知した際に、その障害物の位置データを管理装置１０に送信するようにしてもよい。

なお、上述の各実施形態では、ダンプトラック２が無人ダンプトラックであることとした。ダンプトラック２は、運転者の操作に従って走行する有人ダンプトラックでもよい。有人ダンプトラックにおいては、方向指示器３７を操作するウインカーレバーのような操作装置が設けられ、その操作装置が運転者によって操作される。ダンプトラック２が交差点ＩＳを右折又は左折する場合、運転者が操作装置の操作を怠っても、制御システム２０が操作装置の操作に介入して、方向指示器３７を点灯又は点滅させる。すなわち、制御システム２０は、運転者の操作を補助する、所謂、アシスト制御を実施する。これにより、鉱山の安全性が確保される。

なお、上述の各実施形態においては、作業機械が地上の鉱山で稼働するダンプトラックであることとした。作業機械は、地上の鉱山で稼働するホイールローダのような鉱山機械でもよい。

なお、上述の各実施形態においては、作業機械が鉱山で稼働する鉱山機械を例に説明したが、鉱山機械に限定されない。上述の各実施形態で説明した構成要素は、作業現場で用いられる任意の作業機械に適用可能である。

１…管理システム、２…ダンプトラック（鉱山機械）、３…他の鉱山機械、４…鉱山機械、５…測位衛星、６…中継器、７…管制施設、８…有人車両、９…通信システム、１０…管理装置、１１…コンピュータ、１２…処理装置、１３…記憶装置、１３Ｂ…データベース、１５…入出力部、１６…表示装置、１７…入力装置、１８…無線通信装置、１８Ａ…アンテナ、１９…ＧＰＳ基地局、１９Ａ…アンテナ、１９Ｂ…送受信装置、２０…制御システム、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ベッセル、２４…駆動装置、２５…制御装置、２６…車輪、２７…車軸、２８…ブレーキ装置、２９…操舵装置、３１…走行速度検出器、３２…加速度検出器、３６…無線通信装置、３７…方向指示器、３７Ｌ…ウインカーランプ、３７Ｒ…ウインカーランプ、４１…入出力部、４２…運転制御部、４３…ウインカーデータ取得部、４４…ウインカー制御部、４５…絶対位置データ取得部、４６…記憶部、８０…コンピュータ、８１…入出力部、８２…演算処理部、８３…記憶部、８４…無線通信装置、８５…位置検出器、８８…入力装置、８９…表示装置、１２１…障害物データ取得部、１２２…コースデータ生成部、１２３…ウインカーデータ設定部、１２４…絶対位置データ取得部、１２６…迂回コース設定部、ＣＲ…破砕機、ＤＰＡ…排土場、ＨＬ…搬送路、ＩＳ…交差点、ＬＰＡ…積込場、ＰＡ…作業場、ＲＰ…目標走行経路。

Claims (7)

1. 障害物の位置データを取得する障害物データ取得部と、
   前記障害物の位置データに基づいて、作業機械が走行するコースデータの迂回コースである迂回コースデータを設定する迂回コース設定部と、
   前記迂回コースにおいて前記作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを設定するウインカーデータ設定部と、
   前記作業機械に前記ウインカーデータを出力する出力部と、
   を備える作業機械の管理システム。
2. 前記ウインカーデータ設定部は、基準コースと前記迂回コースとの偏差量に基づいて前記ウインカーデータを設定する、
   請求項１に記載の作業機械の管理システム。
3. 前記ウインカーデータ設定部は、前記コースデータと前記迂回コースデータとの分岐点の位置に基づいて前記ウインカーデータを設定する、
   請求項１に記載の作業機械の管理システム。
4. 前記ウインカーデータ設定部は、前記作業機械の進行方向において前記障害物の位置よりも第１距離後方の位置と、前記障害物の位置よりも第２距離前方の位置との間において前記方向指示器が作動するように前記ウインカーデータを設定する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。
5. 前記迂回コースは、前記基準コースから離れるように前記作業機械を走行させる第１範囲と、前記作業機械が前記障害物を通過した後前記基準コースに近付くように前記作業機械を走行させる第２範囲とを含み、
   前記方向指示器は、前記作業機械の車幅方向において右側に配置された第１ウインカーランプと、左側に配置された第２ウインカーランプとを含み、
   前記ウインカーデータ設定部は、前記第１範囲において前記第１ウインカーランプ及び前記第２ウインカーランプの一方が作動し、前記第２範囲において前記第１ウインカーランプ及び前記第２ウインカーランプの他方が作動するように、前記ウインカーデータを設定する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。
6. 前記基準コースを示す基準コースデータは、前記コースデータが示す走行コースの傍らに存在する物体の位置データを含む、
   請求項５に記載の作業機械の管理システム。
7. 障害物の位置データを取得することと、
   前記障害物の位置データに基づいて、前記コースデータに従って走行する前記作業機械の迂回コースを設定することと、
   前記迂回コースにおいて前記作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを設定することと、
   前記作業機械に前記ウインカーデータを出力することと、
   を含む作業機械の管理方法。

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