JP2022064546A - 無人車両の制御システム、無人車両、及び無人車両の制御方法 - Google Patents

無人車両の制御システム、無人車両、及び無人車両の制御方法 Download PDF

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    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory

Abstract

【課題】無人車両が稼働する作業現場の生産性の低下を抑制することのできる無人車両の制御システムを提供する。【解決手段】無人車両2の制御システム100は、無人車両2を発進させる発進指令を出力する走行制御部104と、発進指令で無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、無人車両2のホイストシリンダによりダンプボディがダンプ動作するように、バルブ装置にダンプ指令を出力するダンプボディ制御部107と、を備える。【選択図】図6

Description

本開示は、無人車両の制御システム、無人車両、及び無人車両の制御方法に関する。
鉱山のような広域の作業現場において、無人車両が稼働する。特許文献1に開示されているように、無人車両がオイルサンド鉱山において稼働する場合がある。オイルサンド(oil sands)とは、高粘度の鉱物油分を含む砂岩をいう。
国際公開第2016/080555号
オイルサンドは、スポンジのように軟弱である。無人車両の重量により、無人車両のタイヤの少なくとも一部がオイルサンドに埋没してしまう可能性がある。無人車両が停止状態において、無人車両のタイヤがオイルサンドに埋没すると、無人車両の発進が困難になる可能性がある。無人車両が発進できなかったり、タイヤをオイルサンドから脱出させるまでに要する時間が長くなったりすると、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
本開示は、無人車両が稼働する作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。
本開示に従えば、無人車両を発進させる発進指令を出力する走行制御部と、発進指令で無人車両が発進しないと判定された場合、無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力するダンプボディ制御部と、を備える、無人車両の制御システムが提供される。
本開示によれば、無人車両が稼働する作業現場の生産性の低下が抑制される。
図1は、実施形態に係る無人車両の作業現場を示す模式図である。 図2は、実施形態に係る作業現場の管理システムを示す模式図である。 図3は、実施形態に係る作業現場の管理システムを示す機能ブロック図である。 図4は、実施形態に係るコースデータ及び許可エリアデータを説明するための模式図である。 図5は、実施形態に係る無人車両を示す構成図である。 図6は、実施形態に係る無人車両の制御システムを示す機能ブロック図である。 図7は、実施形態に係る発進条件を説明するための図である。 図8は、実施形態に係る無人車両の状態を示す図である。 図9は、実施形態に係る発進制御においてダンプ指令が出力されたときの無人車両2の状態を示す図である。 図10は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両の車両状況を示す図である。 図11は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両の周辺状況を示す図である。 図12は、実施形態に係る許可エリアを示す模式図である。 図13は、実施形態に係る通知部からの通知により他の無人車両のコースデータが変更されることを説明するための図である。 図14は、実施形態に係る通知部からの通知により他の無人車両のコースデータが生成されることを説明するための図である。 図15は、実施形態に係る通知部からの通知により積荷の位置が出力装置に出力されることを説明するための図である。 図16は、実施形態に係る無人車両の制御方法を示すフローチャートである。 図17は、実施形態に係る発進制御を説明するための図である。
以下、本開示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、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
[作業現場]
図1は、実施形態に係る無人車両2の作業現場1を示す模式図である。作業現場1として、鉱山又は採石場が例示される。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。採石場とは、石材を採掘する場所又は事業所をいう。作業現場1において、複数の無人車両2が稼働する。また、作業現場1において、補助車両3が稼働する。
無人車両2とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼働する作業車両をいう。無人車両2は、無人で作業現場1を走行して積荷を運搬する無人ダンプトラックである。無人車両2に運搬される積荷として、作業現場1において掘削された掘削物が例示される。
補助車両3とは、作業現場1の保守、点検、又は管理のために、作業現場1を走行する有人車両をいう。有人車両とは、搭乗した運転者の運転操作に基づいて稼働する車両をいう。
実施形態において、作業現場1は、鉱山である。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、又は石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。
作業現場1に走行エリア4が設定される。走行エリア4とは、無人車両2が走行可能なエリアをいう。走行エリア4は、積込場5、排土場6、駐機場7、給油場8、走行路9、及び交差点10を含む。
積込場5とは、無人車両2に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場5において、積込機11が稼働する。積込機11として、油圧ショベルが例示される。
排土場6とは、無人車両2から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアをいう。排土場6に、破砕機12が設けられる。
駐機場7とは、無人車両2が駐機されるエリアをいう。
給油場8とは、無人車両2が給油されるエリアをいう。
走行路9とは、積込場5、排土場6、駐機場7、及び給油場8の少なくとも一つに向かう無人車両2が走行するエリアをいう。走行路9は、少なくとも積込場5と排土場6とを繋ぐように設けられる。実施形態において、走行路9は、積込場5、排土場6、駐機場7、及び給油場8のそれぞれに繋がる。
交差点10とは、複数の走行路9が交わるエリア又は1つの走行路9が複数の走行路9に分岐するエリアをいう。
[管理システム]
図2は、実施形態に係る作業現場1の管理システム20を示す模式図である。図3は、実施形態に係る作業現場1の管理システム20を示す機能ブロック図である。
管理システム20は、管理装置21と、入力装置22と、出力装置23と、通信システム24とを備える。管理装置21、入力装置22、及び出力装置23のそれぞれは、作業現場1の管制施設13に設置される。管制施設13に管理者が存在する。
無人車両2は、制御装置30を有する。補助車両3は、制御装置40を有する。管理装置21と無人車両2の制御装置30とは、通信システム24を介して無線通信する。管理装置21と補助車両3の制御装置40とは、通信システム24を介して無線通信する。管理装置21に無線通信機24Aが接続される。制御装置30に無線通信機24Bが接続される。制御装置40に無線通信機24Cが接続される。通信システム24は、無線通信機24A、無線通信機24B、及び無線通信機24Cを含む。
入力装置22は、管制施設13の管理者に操作される。入力装置22は、管理者に操作されることにより、入力データを生成する。入力装置22として、タッチパネル、コンピュータ用キーボード、マウス、又は操作ボタンが例示される。
出力装置23は、出力データを出力する。出力装置23として、表示装置又は音声出力装置が例示される。表示装置として、液晶ディスプレイ(liquid crystal display)又は有機ELディスプレイ(organic electroluminescent display)のようなフラットパネルディスプレイが例示される。
管理装置21は、コンピュータシステムを含む。管理装置21は、プロセッサ21Aと、メインメモリ21Bと、ストレージ21Cと、インタフェース21Dとを有する。プロセッサ21Aとして、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)が例示される。メインメモリ21Bとして、不揮発性メモリ又は揮発性メモリが例示される。不揮発性メモリとして、ROM(Read Only Memory)が例示される。揮発性メモリとして、RAM(Random Access Memory)が例示される。ストレージ21Cとして、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)又はソリッドステートドライブ(SSD:Solid State Drive)が例示される。インタフェース21Dとして、入出力回路又は通信回路が例示される。
コンピュータプログラム21Eがメインメモリ21Bに展開される。プロセッサ21Aは、コンピュータプログラム21Eに従って処理を実行する。インタフェース21Dは、入力装置22及び出力装置23のそれぞれと接続される。
管理装置21は、コースデータ生成部211と、許可エリア設定部212と、出力制御部213とを有する。
コースデータ生成部211は、無人車両2の走行条件を示すコースデータを生成する。コースデータ生成部211は、複数の無人車両2のそれぞれについてコースデータを生成する。管制施設13の管理者は、入力装置22を操作して、無人車両2の走行条件を管理装置21に入力する。コースデータ生成部211は、入力装置22により生成された入力データに基づいて、コースデータを生成する。コースデータ生成部211は、通信システム24を介して無人車両2にコースデータを送信する。
許可エリア設定部212は、無人車両2の走行の許可エリアを示す許可エリアデータを生成する。許可エリア設定部212は、複数の無人車両2のそれぞれについて許可エリアデータを生成する。許可エリア設定部212は、通信システム24を介して無人車両2に許可エリアデータを送信する。
無人車両2は、管理装置21から送信されたコースデータ及び許可エリアデータに基づいて、作業現場1において稼働する。
図4は、実施形態に係るコースデータ及び許可エリアデータを説明するための模式図である。コースデータは、無人車両2の走行条件を規定する。コースデータは、コース点14、走行コース15、無人車両2の目標位置、無人車両2の目標走行速度、無人車両2の目標方位、及びコース点14における地形を含む。
コース点14は、走行エリア4に複数設定される。コース点14は、無人車両2の目標位置を規定する。複数のコース点14のそれぞれに、無人車両2の目標走行速度及び無人車両2の目標方位が設定される。複数のコース点14は、間隔をあけて設定される。コース点14の間隔は、例えば1[m]以上5[m]以下に設定される。コース点14の間隔は、均一でもよいし、不均一でもよい。
走行コース15とは、無人車両2の目標走行経路を示す仮想線をいう。走行コース15は、複数のコース点14を通過する軌跡によって規定される。無人車両2は、走行コース15に従って、走行エリア4を走行する。
無人車両2の目標位置とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標位置をいう。無人車両2の目標位置は、無人車両2のローカル座標系において規定されてもよいし、グローバル座標系において規定されてもよい。
無人車両2の目標走行速度とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標走行速度をいう。
無人車両2の目標方位とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標方位をいう。
コース点14における地形とは、コース点14における走行エリア4の表面の傾斜角度をいう。
許可エリアデータは、無人車両2の走行を許可する許可エリア16と、無人車両2の停止点17とを規定する。許可エリア16は、走行エリア4に設定される。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入が禁止されるエリアである。許可エリア16は、無人車両2の進行方向に設定される。無人車両2が前進する場合、許可エリア16の少なくとも一部は、無人車両2の前方に設定される。許可エリア16は、走行コース15を含むように帯状に設定される。また、許可エリア16は、無人車両2を含むように設定される。無人車両2の進行方向における許可エリア16の長さは、例えば100[m]以上500[m]以下である。停止点17は、許可エリア16の先端部に設定される。無人車両2が停止点17で停止できるように、無人車両2の走行速度が制御される。
許可エリア設定部212は、複数の無人車両2のそれぞれについて許可エリア16を設定する。許可エリア設定部212は、複数の許可エリア16が相互に重複しないように、許可エリア16を設定する。許可エリア設定部212は、無人車両2の進行に伴って許可エリア16を順次更新する。許可エリア設定部212は、無人車両2が通過後の許可エリア16を順次解除する。許可エリア設定部212は、無人車両2が通過前の許可エリア16を無人車両2の進行方向に順次延伸する。無人車両2が通過後の許可エリア16が解除されることにより、他の無人車両2Aは走行可能になる。無人車両2が通過前の許可エリア16が延伸されることにより、無人車両2の進行が継続される。許可エリア16を延伸できない事象が発生した場合、無人車両2は、停止点17で停止する。許可エリア16を延伸できない事象として、許可エリア16の前方に他の無人車両2Aが停止している事象が例示される。
出力制御部213は、出力装置23に出力データを出力させる。出力装置23が表示装置を含む場合、出力制御部213は、出力装置23に表示データを表示させる。
[補助車両]
図2及び図3に示すように、補助車両3は、制御装置40と、無線通信機24Cと、位置センサ41と、出力装置42とを備える。
制御装置40は、コンピュータシステムを含む。制御装置40は、プロセッサ40Aと、メインメモリ40Bと、ストレージ40Cと、インタフェース40Dとを有する。コンピュータプログラム40Eがメインメモリ40Bに展開される。インタフェース40Dは、位置センサ41及び出力装置42のそれぞれと接続される。
位置センサ41は、補助車両3の位置を検出する。補助車両3の位置は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定されるグローバル座標系の位置を検出する。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置センサ41は、GNSS受信機を含み、補助車両3のグローバル座標系の位置を検出する。
出力装置42は、補助車両3の運転室に配置される。出力装置42は、出力データを出力する。出力装置42として、表示装置又は音声出力装置が例示される。
[無人車両]
図5は、実施形態に係る無人車両2を示す構成図である。図2、図3、及び図5に示すように、無人車両2は、制御装置30と、無線通信機24Bと、車両本体50と、走行装置51と、ダンプボディ52と、油圧装置60と、位置センサ71と、方位センサ72と、傾斜センサ73と、速度センサ74と、ステアリングセンサ75とを備える。
図2に示すように、無人車両2のローカル座標系は、ピッチ軸PAと、ロール軸RAと、ヨー軸YAとにより規定される。ピッチ軸PAは、無人車両2の左右方向(車幅方向)に延伸する。ロール軸RAは、無人車両2の前後方向に延伸する。ヨー軸YAは、無人車両2の上下方向に延伸する。ピッチ軸PAとロール軸RAとは直交する。ロール軸RAとヨー軸YAとは直交する。ヨー軸YAとピッチ軸PAとは直交する。
制御装置30は、コンピュータシステムを含む。図3に示すように、制御装置30は、プロセッサ30Aと、メインメモリ30Bと、ストレージ30Cと、インタフェース30Dとを有する。コンピュータプログラム30Eがメインメモリ30Bに展開される。
車両本体50は、車体フレームを含む。車両本体50は、走行装置51に支持される。車両本体50は、ダンプボディ52を支持する。
走行装置51は、無人車両2を走行させる。走行装置51は、無人車両2を前進又は後進させる。走行装置51の少なくとも一部は、車両本体50よりも下方に配置される。走行装置51は、車輪53と、タイヤ54と、駆動装置55と、ブレーキ装置56と、トランスミッション装置57と、ステアリング装置58とを有する。
タイヤ54は、車輪53に装着される。車輪53は、前輪53Fと、後輪53Rとを含む。タイヤ54は、前輪53Fに装着される前タイヤ54Fと、後輪53Rに装着される後タイヤ54Rとを含む。
駆動装置55は、無人車両2を発進又は加速させるための駆動力を発生する。駆動装置55として、内燃機関又は電動機が例示される。内燃機関として、ディーゼルエンジンが例示される。
ブレーキ装置56は、無人車両2を停止又は減速させるための制動力を発生する。ブレーキ装置56として、ディスクブレーキ又はドラムブレーキが例示される。
トランスミッション装置57は、駆動装置55が発生した駆動力を車輪53に伝達する。トランスミッション装置57は、前進クラッチと後進クラッチとを有する。前進クラッチと後進クラッチとの連結状態が切り換えられることによって、無人車両2の前進と後進とが切り換えられる。車輪53は、駆動装置55が発生する駆動力により回転する。タイヤ54が作業現場の路面と接触した状態で、車輪53が回転することにより、無人車両2は、作業現場1を走行する。
ステアリング装置58は、無人車両2の走行方向を調整するための操舵力を発生する。前進する無人車両2の走行方向とは、車両本体50の前部の方位をいう。後進する無人車両2の走行方向とは、車両本体50の後部の方位をいう。ステアリング装置58により、車輪53が操舵される。車輪53が操舵されることにより、無人車両2の走行方向が調整される。
車輪53は、駆動装置55からの駆動力が伝達される駆動輪と、ステアリング装置58により操舵される操舵輪とを含む。実施形態において、駆動輪は、後輪53Rである。操舵輪は、前輪53Fである。
ダンプボディ52は、積荷が積載される部材である。ダンプボディ52の少なくとも一部は、車両本体50よりも上方に配置される。ダンプボディ52は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作及び下げ動作により、ダンプボディ52は、ダンプ姿勢及び積載姿勢に調整される。ダンプ姿勢とは、ダンプボディ52が上昇している姿勢をいう。積載姿勢とは、ダンプボディ52が下降している姿勢をいう。
ダンプ動作とは、ダンプボディ52を車両本体50から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。ダンプ方向は、車両本体50の後方である。実施形態において、ダンプ動作は、ダンプボディ52の前端部を上昇させて、ダンプボディ52を後方に傾斜させることを含む。ダンプ動作により、ダンプボディ52の積載面は、後方に向かって下方に傾斜する。
下げ動作とは、ダンプボディ52を車両本体50に接近させる動作をいう。実施形態において、下げ動作は、ダンプボディ52の前端部を下降させることを含む。
排出作業を実施する場合、ダンプボディ52は、積載姿勢からダンプ姿勢に変化するように、ダンプ動作する。ダンプボディ52に積荷が積載されている場合、積荷は、ダンプ動作により、ダンプボディ52の後端部から後方に排出される。積込作業が実施される場合、ダンプボディ52は、積載姿勢に調整される。
油圧装置60は、ステアリングシリンダ61と、ホイストシリンダ62と、油圧ポンプ63と、バルブ装置64とを有する。
ステアリングシリンダ61は、ステアリング装置58において前輪53Fを操舵する操舵力を発生する。ステアリングシリンダ61は、油圧シリンダである。ステアリング装置58は、ステアリングシリンダ61を含む。前輪53Fは、ステアリング装置58のリンク機構を介してステアリングシリンダ61に連結される。ステアリングシリンダ61が伸縮することにより、前輪53Fが操舵される。
ホイストシリンダ62は、ダンプボディ52を動作させる昇降力を発生する。ホイストシリンダ62は、油圧シリンダである。ダンプボディ52は、ホイストシリンダ62に連結される。ホイストシリンダ62が伸縮することにより、ダンプボディ52がダンプ動作及び下げ動作する。
油圧ポンプ63は、駆動装置55が発生した駆動力により作動する。駆動装置55が発生した駆動力の一部は、動力伝達機構59を介して油圧ポンプ63に伝達される。油圧ポンプ63は、ステアリングシリンダ61及びホイストシリンダ62のそれぞれを伸縮させるための作動油を吐出する。
バルブ装置64は、ステアリングシリンダ61及びホイストシリンダ62のそれぞれに供給される作動油の流通状態を調整する。バルブ装置64は、制御装置30からの制御指令に基づいて作動する。バルブ装置64は、ステアリングシリンダ61に供給される作動油の流量及び方向を調整可能な第1流量調整弁と、ホイストシリンダ62に供給される作動油の流量及び方向を調整可能な第2流量調整弁とを含む。ステアリングシリンダ61は、油圧ポンプ63からバルブ装置64を介して供給された作動油により伸縮する。ホイストシリンダ62は、油圧ポンプ63からバルブ装置64を介して供給された作動油により伸縮する。
位置センサ71は、無人車両2の位置を検出する。無人車両2の位置は、全地球航法衛星システム(GNSS)を利用して検出される。位置センサ71は、GNSS受信機を含み、無人車両2のグローバル座標系の位置を検出する。
方位センサ72は、無人車両2の方位を検出する。無人車両2の方位は、無人車両2のヨー角Yθを含む。ヨー角Yθとは、ヨー軸YAを中心とする無人車両2の傾斜角度をいう。方位センサ72として、ジャイロセンサが例示される。
傾斜センサ73は、無人車両2の姿勢を検出する。無人車両2の姿勢は、車両本体50の傾斜角度を含む。車両本体50の傾斜角度は、車両本体50のピッチ角Pθ及びロール角Rθを含む。ピッチ角Pθとは、ピッチ軸PAを中心とする車両本体50の傾斜角度をいう。ロール角Rθとは、ロール軸RAを中心とする車両本体50の傾斜角度をいう。傾斜センサ73として、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)が例示される。
タイヤ54の下端部54Bが水平面と平行な地面に接触している状態において、ピッチ軸PA及びロール軸RAのそれぞれは、水平面と平行である。タイヤ54の下端部54Bが水平面と平行な地面に接触している状態において、ピッチ角Pθ及びロール角Rθのそれぞれは、0[°]である。タイヤ54の下端部54Bとは、ヨー軸YAと平行な上下方向において最も下方に配置されるタイヤ54の外周面の一部分をいう。
速度センサ74は、無人車両2の走行速度を検出する。速度センサ74として、車輪53の回転を検出するパルスセンサが例示される。
ステアリングセンサ75は、ステアリング装置58の操舵角を検出する。ステアリングセンサ75として、ポテンショメータが例示される。
制御装置30は、車両本体50に配置される。制御装置30は、走行装置51を制御する制御指令を出力する。制御装置30から出力される制御指令は、駆動装置55を作動させるための駆動指令、ブレーキ装置56を作動させるための制動指令、トランスミッション装置57を作動させるための前後進指令、及びステアリング装置58を作動させるための操舵指令を含む。駆動装置55は、制御装置30から出力された駆動指令に基づいて、無人車両2を発進又は加速させるための駆動力を発生する。ブレーキ装置56は、制御装置30から出力された制動指令に基づいて、無人車両2を停止又は減速させるための制動力を発生する。トランスミッション装置57は、制御装置30から出力された前後進指令に基づいて、無人車両2の前進と後進とを切り換える。ステアリング装置58は、制御装置30から出力された操舵指令に基づいて、無人車両2を直進又は旋回させるための操舵力を発生する。
[制御システム]
図6は、実施形態に係る無人車両2の制御システム100を示す機能ブロック図である。制御システム100は、制御装置30と、走行装置51と、油圧装置60と、位置センサ71と、方位センサ72と、傾斜センサ73と、速度センサ74と、ステアリングセンサ75とを有する。
インタフェース30Dは、走行装置51、油圧装置60、位置センサ71、方位センサ72、傾斜センサ73、速度センサ74、及びステアリングセンサ75のそれぞれと接続される。
制御装置30は、コースデータ取得部101と、許可エリアデータ取得部102と、センサデータ取得部103と、走行制御部104と、発進条件生成部105と、発進判定部106と、ダンプボディ制御部107と、車両状況判定部108と、周辺状況判定部109と、許可エリア変更要求部110と、通知部111と、発進条件記憶部112とを有する。
プロセッサ30Aは、コースデータ取得部101、許可エリアデータ取得部102、センサデータ取得部103、走行制御部104、発進条件生成部105、発進判定部106、ダンプボディ制御部107、車両状況判定部108、周辺状況判定部109、許可エリア変更要求部110、及び通知部111として機能する。ストレージ30Cは、発進条件記憶部112として機能する。
コースデータ取得部101は、コースデータ生成部211から送信されたコースデータを、インタフェース30Dを介して取得する。コースデータ生成部211がコースデータを更新したとき、コースデータ取得部101は、更新されたコースデータを取得する。コースデータ取得部101は、コースデータが更新される度にコースデータを取得する。
許可エリアデータ取得部102は、許可エリア設定部212から送信された許可エリアデータを、インタフェース30Dを介して取得する。許可エリア設定部212が許可エリアデータを更新したとき、許可エリアデータ取得部102は、更新された許可エリアデータを取得する。許可エリアデータ取得部102は、許可エリアデータが更新される度に許可エリアデータを取得する。
センサデータ取得部103は、位置センサ71の検出データ、方位センサ72の検出データ、傾斜センサ73の検出データ、速度センサ74の検出データ、及びステアリングセンサ75の検出データを取得する。
走行制御部104は、コースデータ取得部101により取得されたコースデータ及び許可エリアデータ取得部102により取得された許可エリアデータに基づいて、走行装置51を制御する。走行制御部104は、許可エリア16が延伸されない場合、許可エリア16の停止点17において無人車両2が停止できるように無人車両2の走行速度を制御する。走行制御部104は、許可エリア16が延伸された場合、無人車両2の進行を継続させる。
走行制御部104は、無人車両2が走行コース15に従って走行するように、走行装置51を制御する。実施形態において、走行制御部104は、無人車両2の車幅方向の中心と走行コース15とが一致した状態で無人車両2が走行するように、走行装置51を制御する。
走行制御部104は、位置センサ71の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の位置が目標位置になるように、走行装置51を制御する。走行制御部104は、位置センサ71の検出データに基づいて、無人車両2が走行コース15に従って走行するように、走行装置51を制御する。
走行制御部104は、方位センサ72の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の方位が目標方位になるように、走行装置51を制御する。走行制御部104は、無人車両2の実際の位置とコース点14により規定される無人車両2の目標位置との偏差が無くなるように、且つ、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の方位が目標方位になるように、走行装置51を制御する。
走行制御部104は、無人車両2がコース点14を通過するときの傾斜センサ73の検出データとコース点14における地形とに基づいて、コース点14における無人車両2の姿勢を算出する。
走行制御部104は、速度センサ74の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の走行速度が目標走行速度になるように、走行装置51を制御する。
走行制御部104は、ステアリングセンサ75の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の操舵角が目標操舵角になるように、走行装置51を制御する。
また、走行制御部104は、無人車両2の発進制御を実施する。発進制御とは、停止状態の無人車両2を発進させる制御をいう。ダンプボディ52が積載姿勢で、無人車両2の発進制御が開始される。
発進制御において、走行制御部104は、無人車両2を所定の進行方向に発進させる発進指令Caを出力する。実施形態において、所定の進行方向は、無人車両2の前方である。すなわち、発進指令Caは、無人車両2を前進させる。
発進条件生成部105は、無人車両2の発進制御に使用される発進条件を生成する。発進条件は、発進制御に係る制御プログラムを含む。発進条件生成部105で生成された発進条件は、発進条件記憶部112に記憶される。走行制御部104は、発進条件記憶部112に記憶されている発進条件に基づいて、無人車両2の発進制御を実施する。
図7は、実施形態に係る発進条件を説明するための図である。無人車両2を発進させる場合、走行制御部104から発進指令Caが出力される。図7において、縦軸は、発進指令Caの指令値を示し、横軸は、発進指令Caの出力が開始された時点taからの経過時間を示す。時点taは、発進指令Caによる発進制御の開始時点である。発進条件は、無人車両2を発進させる発進指令Caと、発進制御の時点taからの経過時間との関係を示す。発進指令Caは、時点taから時点tbまでの規定時間Tだけ出力される。時点tbは、発進指令Caによる発進制御の終了時点である。
発進指令Caは、無人車両2の駆動装置55に駆動力Daを発生させる駆動指令を含む。発進指令Caの指令値が大きいほど、駆動装置55が発生する駆動力Daは大きくなり、発進指令Caの指令値が小さいほど、駆動装置55が発生する駆動力Daは小さくなる。指令値が100[%]である場合、駆動装置55は、駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値を出力する。すなわち、指令値が100[%]である場合、駆動装置55は、フルアクセル状態で作動する。
図7に示す例において、発進条件は、発進指令Caの指令値が100[%]に到達しないように設定される。時点taの発進指令Caの指令値Vaは、50[%]よりも小さい。なお、時点taの発進指令Caの指令値Vaは、50[%]でもよいし、50[%]よりも大きくてもよい。時点tbの発進指令Caの指令値Vbは、指令値Vaよりも大きく100[%]よりも小さい。発進指令Caの指令値は、時点taから時点tbまで単調増加するように設定される。発進指令Caの出力が開始されてから規定時間Tが経過した時点tbにおいて、発進指令Caの出力が停止される。
停止状態の無人車両2が時点taにおいて発進するように、発進指令Caの指令値Vaが算出される。発進条件生成部105は、コースデータにより規定される無人車両2の目標走行速度に基づいて、無人車両2の目標加速度を算出する。発進条件生成部105は、無人車両2及び走行エリア4のそれぞれをモデル化した運動方程式に基づいて、目標加速度を発生させる駆動装置55の目標駆動力を算出する。目標駆動力と指令値との関係を示す相関データ(テーブル)が予め定められている。発進条件生成部105は、相関データに基づいて、時点taにおいて目標駆動力を発生させる指令値Vaを決定する。
発進条件に基づいて発進制御する場合、走行制御部104は、時点taにおいて発進指令Caの出力を開始する。発進指令Caが出力されることにより、無人車両2は、発進することができる。駆動装置55は、発進指令Caに基づいて、駆動力Daを発生する。
なお、時点taにおける指令値Vaは、上述の運動方程式に基づいて算出される理論値である。例えば無人車両2の実際の状態又は走行エリア4の実際の状態により、発進指令Caの出力が開始されても、時点taにおいて無人車両2が発進できない可能性がある。実施形態においては、発進指令Caの指令値が時点taから時点tbまで単調増加するので、無人車両2は、規定時間Tにおいて発進することができる。
なお、発進指令Caの指令値は、100[%]に到達してもよい。例えば、時点tbの発進指令Caの指令値Vbが100[%]でもよい。時点taの発進指令Caの指令値Vaが100[%]でもよい。
発進判定部106は、発進指令Caで無人車両2が発進したか否かを判定する。発進判定部106は、規定時間T及び速度センサ74の検出データに基づいて、無人車両2が発進したか否かを判定する。発進判定部106は、速度センサ74の検出データに基づいて、無人車両2が加速を開始したか否かを判定することができる。発進判定部106は、規定時間Tにおいて無人車両2が加速を開始したと判定した場合、無人車両2が発進したと判定する。発進判定部106は、規定時間Tにおいて無人車両2が加速を開始しないと判定した場合、無人車両2が発進しないと判定する。
なお、発進判定部106は、無人車両2の走行速度、無人車両2の加速度、及び無人車両2の移動距離に基づいて、無人車両2が発進したか否かを判定してもよい。発進判定部106は、パルスセンサを含む速度センサ74の検出データ、GNSS受信機を含む位置センサ71の検出データ、及び慣性計測装置を含む傾斜センサ73の検出データの少なくとも一つの検出データから、無人車両2の走行速度を推定してもよい。発進判定部106は、タイヤ54のスリップ状況を考慮して、無人車両2が発進したか否かを判定してもよい。
図8は、実施形態に係る発進制御される無人車両2の状態を示す図である。無人車両2の状態は、通常状態と異常状態とを含む。無人車両2が発進前において、ダンプボディ52は、積載姿勢である。
図8(A)に示すように、無人車両2の通常状態は、タイヤ54の下端部54Bが路面81に接触している状態を含む。すなわち、無人車両2が通常状態とは、タイヤ54が路面81の下に埋没していない状態又はタイヤ54が路面81に存在する溝に入り込んでいない状態をいう。路面81が強固である場合、無人車両2は、通常状態になる可能性が高い。
図8(B)に示すように、無人車両2の異常状態は、タイヤ54の少なくとも一部が路面81の下に埋没している状態又は路面81に存在する溝に入り込んでいる状態を含む。路面81が軟弱である場合、無人車両2は、異常状態になる可能性が高い。また、ダンプボディ52に積荷82が積載され、無人車両2の重量が大きい場合、無人車両2は、異常状態になる可能性が高い。軟弱な路面81として、オイルサンドの路面又は雨水によりぬかるんだ路面が例示される。
図7に示す発進条件は、無人車両2が通常状態のときに使用される発進条件である。すなわち、発進指令Caは、通常状態の無人車両2を発進させる場合に使用される。無人車両2が異常状態である場合、発進指令Caで無人車両2が発進しない可能性がある。
ダンプボディ制御部107は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ制御部107は、ホイストシリンダ62によりダンプボディ52がダンプ動作するように、バルブ装置64にダンプ指令Cdを出力する。
図9は、実施形態に係る発進制御においてダンプ指令Cdが出力されたときの無人車両2の状態を示す図である。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52は、ダンプ指令Cdに基づいて、積載姿勢からダンプ動作する。
ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52に積荷82が積載されている状態で、ダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52が積載姿勢からダンプ姿勢に変化するようにダンプ動作することにより、積荷82がダンプボディ52から排出される。積荷82は、車両本体50の後方に排出される。
ダンプボディ52は、ダンプ方向である後方に傾斜するようにダンプ動作する。ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生する。なお、アシスト力Dcは、水平面に対するダンプボディ52の傾斜角度θ及び積荷82の重量M等に基づいて規定される。発進指令Caにより無人車両2が前進しなくても、ダンプボディ52がダンプ動作することにより無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生するので、無人車両2は発進することができる。タイヤ54が路面81の下に埋没又は路面81に存在する溝に入り込んでいる埋没状態においても、ダンプボディ52がダンプ動作することにより、タイヤ54は、埋没状態から脱出することができる。タイヤ54が埋没状態から脱出することにより、無人車両2は、発進することができる。
走行制御部104は、ダンプボディ制御部107からダンプ指令Cdが出力されている状態で、無人車両2を発進させる発進指令Cbを出力する。無人車両2を発進させる発進指令Cbは、無人車両2の駆動装置55に駆動力Dbを発生させる駆動指令を含む。すなわち、ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生するので、タイヤ54が路面81の下に埋没している状態又はタイヤ54が路面81に存在する溝に入り込んでいる状態においても、無人車両2は、発進することができる。
発進指令Cbにより発生する駆動力Dbは、無人車両2を所定の進行方向に発進させる。ダンプ動作は、ダンプボディ52を無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させることを含む。実施形態において、無人車両2の進行方向は、前方である。ダンプ方向は、無人車両2の後方である。
発進指令Caは、ダンプボディ52が積載姿勢において出力される。発進指令Cbは、ダンプボディ52がダンプ姿勢において出力される。発進指令Caと発進指令Cbとは連続的に出力されてもよい。なお、発進指令Caが出力され、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定されたときに発進指令Caの出力が停止され、発進指令Caの出力が停止され後に、発進指令Cbが出力されてもよい。
発進指令Cbにより出力される駆動力Dbは、発進指令Caにより出力される駆動力Daと等しくてもよい。駆動力Dbは、駆動力Daよりも大きくてもよい。実施形態において、駆動力Dbは、無人車両2の駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値である。すなわち、発進指令Cbの指令値は、100[%]である。
駆動力Dbが発生する期間は、駆動力Daが発生する規定時間Tよりも長くてもよい。実施形態においては、発進判定部106により無人車両2が発進したと判定されるまで、走行制御部104は、駆動力Dbの発生を継続させる。
ダンプ動作において、ダンプボディ52は、回動軸AXを中心に回動する。回動軸AXは、ダンプボディ52の後部に規定される。回動軸AXは、車幅方向に延伸する。ダンプボディ52が積載姿勢からダンプ動作することにより、ダンプボディ52の重心が後方に移動する。ダンプボディ52の重心が後方に移動することにより、後輪53Rに掛かる鉛直方向の荷重Ldは大きくなる。すなわち、ダンプ動作の開始後のダンプ姿勢おいて後輪53Rに掛かる荷重Ldは、ダンプ動作の開始前の積載姿勢において後輪53Rに掛かる荷重Ldよりも大きい。ダンプ動作により後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなるので、後タイヤ54Rと路面81との摩擦力が大きくなる。これにより、発進制御において、後タイヤ54Rのスリップが抑制される。
発進制御において、ダンプボディ52がダンプ動作する場合、走行制御部104は、前輪53Fが直進状態になるように、ステアリング装置58を制御する。走行制御部104は、ステアリングセンサ75の検出データに基づいて、前輪53Fが直進状態になるように、ステアリング装置58を制御する。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力する。前輪53Fが非直進状態でダンプボディ52がダンプ姿勢になると、無人車両2の重量バランスが不安定になる可能性がある。無人車両2の重量バランスが不安定になると、無人車両2の円滑な発進が困難になる可能性がある。前輪53Fが直進状態でダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2は円滑に発進することができる。
車両状況判定部108は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する。ダンプボディ制御部107は、車両状況判定部108の判定結果に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。
図10は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況を示す図である。車両状況は、ダンプボディ52を支持する無人車両2の車両本体50の姿勢を含む。車両本体50の姿勢は、水平面に対する車両本体50の傾斜角度を含む。実施形態において、水平面に対する車両本体50の傾斜角度は、水平面に対する車両本体50のロール角Rθを含む。図10に示すように、ダンプ動作の開始前において、車両本体50がロール軸RAを中心とする回転方向に傾斜する可能性がある。車両本体50がロール軸RAを中心とする回転方向に傾斜している状態で、ダンプ動作が開始されると、無人車両2の重量バランスが不安定になる可能性がある。無人車両2の重量バランスが不安定になると、無人車両2の円滑な発進が困難になり、無人車両2の作業効率が低下する可能性がある。
車両状況判定部108は、傾斜センサ73の検出データに基づいて、ロール角Rθを認識する。ロール角Rθについて閾値が予め定められている。ロール角Rθが閾値未満である場合、車両状況判定部108は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。ロール角Rθが閾値以上である場合、車両状況判定部108は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。車両状況判定部108によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。車両状況判定部108によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、無人車両2の作業効率の低下が抑制される。
なお、車両状況は、水平面に対する車両本体50のピッチ角Pθを含んでもよい。車両状況判定部108は、ピッチ角Pθが閾値未満である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定し、ピッチ角Pθが閾値以上である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定してもよい。なお、車両状況は、油圧装置60の状況を含んでもよい。車両状況判定部108は、油圧装置60が正常である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定し、油圧装置60が異常である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定してもよい。
周辺状況判定部109は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する。ダンプボディ制御部107は、周辺状況判定部109の判定結果に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。
周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始前において、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83を算出する。推定エリア83とは、ダンプ動作により推定される路面81における積荷82の占有エリアをいう。周辺状況判定部109は、無人車両2の位置及び方位に基づいて、推定エリア83を算出することができる。無人車両2の位置は、位置センサ71により検出される。無人車両2の方位は、方位センサ72により検出される。周辺状況判定部109は、位置センサ71の検出データ及び方位センサ72の検出データに基づいて、推定エリア83を算出することができる。
周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の移動体の位置が例示される。移動体として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。また、周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の非移動体の位置が例示される。非移動体として、作業現場に存在する電灯、石、土手、給油設備、及び標識が例示される。また、周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の他の無人車両2Aのコースデータが例示される。
図11は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況を示す図である。図11は、周辺状況が他の無人車両2Aのコースデータである例を示す。図11に示すように、ダンプ動作の開始前において、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている可能性がある。走行コース15が推定エリア83に設けられている状態でダンプ動作が開始されると、排出された積荷82により他の無人車両2Aの進行が妨げられる可能性がある。その結果、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
周辺状況判定部109は、コースデータ生成部211から他の無人車両2Aのコースデータを取得する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていない場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
また、ダンプ動作の開始前において、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近している状態で、ダンプ動作が開始されると、排出された積荷82により他の無人車両2A又は補助車両3の進行が妨げられる可能性がある。その結果、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
他の無人車両2Aの位置は、他の無人車両2Aが有する位置センサ71により検出される。補助車両3の位置は、位置センサ41により検出される。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの位置センサ71の検出データ及び補助車両3の位置センサ41の検出データに基づいて、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近しているか否かを判定することができる。他の無人車両2A及び補助車両3が推定エリア83に接近していない場合、又は他の無人車両2A及び補助車両3が推定エリア83から離隔している場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近している場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
許可エリア変更要求部110は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア設定部212に許可エリア16の拡大を要求する。許可エリア変更要求部110は、許可エリア16の拡大を要求する要求指令Crを、通信システム24を介して許可エリア設定部212に送信する。ダンプボディ制御部107は、許可エリア16の拡大後、ダンプ指令Cdを出力する。
図12は、実施形態に係る許可エリア16を示す模式図である。図12に示すように、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、許可エリア変更要求部110は、ダンプ動作の開始前に、許可エリア16が初期状態から拡大状態に変更されるように、要求指令Crを出力する。
走行制御部104から発進指令Caが出力されるときにおいて、初期状態の許可エリア16が設定される。また、無人車両2が走行エリア4を通常走行しているときにおいて、初期状態の許可エリア16が設定される。許可エリア設定部212は、ダンプ動作の開始前に、無人車両2に初期状態の許可エリア16を設定する。
発進指令Caで無人車両2が発進せず、ダンプ動作が実施されるときにおいて、拡大状態の許可エリア16が設定される。拡大状態の許可エリア16は、初期状態の許可エリア16よりも大きい。許可エリア設定部212は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア変更要求部110からの要求指令Crに基づいて、初期状態の許可エリア16を拡大して、拡大状態の許可エリア16を設定する。
無人車両2の進行方向において、拡大状態の許可エリア16の寸法は、初期状態の許可エリア16の寸法よりも大きい。また、無人車両2の車幅方向において、拡大状態の許可エリア16の寸法は、初期状態の許可エリア16の寸法よりも大きい。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、許可エリア設定部212は、許可エリア変更要求部110からの要求指令Crに基づいて、初期状態の許可エリア16を進行方向及び車幅方向のそれぞれに拡大する。なお、許可エリア設定部212は、初期状態の許可エリア16を進行方向及び車幅方向のいずれか一方に拡大してもよい。
発進制御においてダンプ動作が開始されることにより、駆動力Dbにアシスト力Dcが付加される。そのため、無人車両2が勢い良く発進する可能性がある。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入を禁止する。許可エリア16が拡大されることにより、無人車両2が勢い良く発進しても、許可エリア16の外側に出てしまうことが抑制される。したがって、無人車両2と他の無人車両2Aとの接触が抑制される。
通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。
無人車両2の外部の対象として、管理装置21のコースデータ生成部211が例示される。また、無人車両2の外部の対象として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。
図13は、実施形態に係る通知部111からの通知により他の無人車両2Aのコースデータが変更されることを説明するための図である。
通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、ダンプ動作が開始されることをコースデータ生成部211に通知する。また、通知部111は、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83をコースデータ生成部211に通知する。
コースデータ生成部211は、通知部111から通知された推定エリア83に基づいて、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。実施形態において、コースデータ生成部211は、通知部111から通知された推定エリア83の位置に基づいて、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられているか否かを判定する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていると判定した場合、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83から離隔するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。他の無人車両2Aの走行コース15は、推定エリア83を回避するように変更される。また、他の無人車両2Aの走行コース15は、走行コース15に従って走行する他の推定エリア83と重複しないように変更される。コースデータ生成部211は、変更後のコースデータを他の無人車両2Aに送信する。他の無人車両2Aは、変更後の走行コース15に従って走行する。変更後の走行コース15は、推定エリア83から離隔しているので、他の無人車両2Aは、推定エリア83を回避するように走行することができる。ダンプボディ制御部107は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83から離隔するように変更後、積荷82が推定エリア83に排出されるように、ダンプ指令Cdを出力することができる。積荷82が他の無人車両2Aの進行を妨げることが予防されるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
なお、通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作の開始前に、ダンプ動作が開始されること及び積荷82の推定エリア83を補助車両3に通知してもよい。補助車両3の制御装置40は、通知部111から通知された推定エリア83の位置を補助車両3の出力装置42に出力させる。補助車両3の運転者は、出力装置42に出力された推定エリア83の位置を確認して、推定エリア83を回避するように、走行エリア4を走行することができる。積荷82が補助車両3の進行を妨げることが予防されるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
また、通知部111は、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。
無人車両2の外部の対象として、管理装置21のコースデータ生成部211及び出力制御部213が例示される。また、無人車両2の外部の対象として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。
図14は、実施形態に係る通知部111からの通知により他の無人車両2Aのコースデータが生成されることを説明するための図である。
通知部111は、発進制御においてダンプ動作が実施された場合、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したことをコースデータ生成部211に通知する。周辺状況判定部109は、ダンプ動作の終了後において、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出された積荷82の排出エリア84を算出する。排出エリア84とは、ダンプ動作により生成された路面81おける積荷82の占有エリアをいう。周辺状況判定部109は、ダンプ動作が実施されたときの位置センサ71の検出データ及び方位センサ72の検出データに基づいて、積荷82の排出エリア84を算出することができる。通知部111は、排出エリア84を、コースデータ生成部211に通知する。
コースデータ生成部211は、通知部111から通知された積荷82の排出エリア84に基づいて、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。実施形態において、コースデータ生成部211は、通知部111から通知された積荷82の排出エリア84の位置に基づいて、他の無人車両2Aの走行コース15が排出エリア84から離隔するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。他の無人車両2Aの走行コース15は、排出エリア84を回避するように生成される。コースデータ生成部211は、生成されたコースデータを他の無人車両2Aに送信する。他の無人車両2Aは、走行コース15に従って走行する。他の無人車両2Aの走行コース15は、排出エリア84から離隔しているので、他の無人車両2Aは、排出エリア84を回避するように走行することができる。これにより、排出エリア84の積荷82が他の無人車両2Aの進行を妨げることが抑制される。
なお、通知部111は、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したこと及び積荷82の排出エリア84を補助車両3に通知してもよい。補助車両3の制御装置40は、通知部111から通知された排出エリア84の位置を補助車両3の出力装置42に出力させる。補助車両3の運転者は、出力装置42に出力された排出エリア84の位置を確認して、排出エリア84を回避するように、走行エリア4を走行することができる。これにより、排出エリア84の積荷82が補助車両3の進行を妨げることが抑制される。
図15は、実施形態に係る通知部111からの通知により積荷82の排出エリア84が出力装置23に出力されることを説明するための図である。
通知部111は、発進制御においてダンプ動作が実施された場合、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したこと及び積荷82の排出エリア84を出力制御部213に通知する。
出力制御部213は、通知部111から送信された積荷82の排出エリア84を出力装置23に出力させる。図15に示すように、出力制御部213は、走行エリア4における排出エリア84の位置を示すマップ画像を出力装置23に表示させる。排出エリア84を示すマップ画像が出力装置23に表示されることにより、管制施設13の管理者は、排出エリア84の位置を認識することができる。
また、出力制御部213は、ダンプ動作が終了したことを出力装置23に出力させてもよい。出力制御部213は、排出エリア84における走行エリア4の整備が必要であることを出力装置23に出力させてもよい。なお、出力制御部213は、モータグレーダ又はドーザのオペレータに排出エリア84における走行エリア4の整備が必要であることを通知してもよい。
[制御方法]
図16は、実施形態に係る無人車両2の制御方法を示すフローチャートである。以下の説明においては、作業現場1において停止状態の無人車両2が前進を開始するときの発進制御について説明する。
走行制御部104は、無人車両2の発進を開始するために、駆動装置55に発進指令Caを出力する(ステップS1)。
発進判定部106は、規定時間T及び速度センサ74の検出データに基づいて、発進指令Caで無人車両2が発進したか否かを判定する(ステップS2)。
ステップS2において、発進指令Caで無人車両2が発進したと判定された場合(ステップS2:Yes)、発進制御が終了する。無人車両2は、コースデータに従って作業現場1を走行する。
ステップS2において、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合(ステップS2:No)、車両状況判定部108は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況を認識する(ステップS3)。
実施形態において、車両状況判定部108は、車両状況として、傾斜センサ73から車両本体50のロール角Rθを取得する。車両状況判定部108は、車両本体50のロール角Rθを認識する。
車両状況判定部108は、認識した車両状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS4)。
車両状況判定部108は、ロール角Rθが閾値未満である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。車両状況判定部108は、ロール角Rθが閾値以上である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。
ステップS4において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップS4:Yes)、周辺状況判定部109は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況を認識する(ステップS5)。
周辺状況判定部109は、無人車両2の位置及び方位に基づいて、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83を算出する。周辺状況判定部109は、周辺状況として、推定エリア83に対する他の無人車両2Aのコースデータを認識する。
周辺状況判定部109は、認識した周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS6)。
周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていない場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている場合、ダンプ動作の開始が可能ではない判定する。
なお、周辺状況判定部109は、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近又は存在する場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定し、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83から離隔する場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定してもよい。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの位置センサ71の検出データに基づいて、他の無人車両2Aが推定エリア83に接近又は存在するか否かを判定することができる。周辺状況判定部109は、補助車両3の位置センサ41の検出データに基づいて、補助車両3が推定エリア83に接近又は存在するか否かを判定することができる。
ステップS6において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップSA6:Yes)、許可エリア変更要求部110は、許可エリア16の拡大を要求する要求指令Crを許可エリア設定部212に出力する(ステップS7)。
許可エリア16の拡大後、ダンプボディ制御部107は、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。実施形態において、ダンプボディ制御部107は、走行制御部104からの発進指令Cbの出力と並行して、ダンプ指令Cdを出力する(ステップS8)。
発進指令Cbの出力により、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生する。ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を発進させるアシスト力Dcが発生する。これにより、無人車両2は、発進することができる。
ダンプボディ52がダンプ動作するときに発生する駆動力Dbは、ステップS1において発生する駆動力Daよりも大きくてもよいし、同じでもよい。実施形態においては、駆動装置55は、駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値を出力する。駆動装置55は、フルアクセル状態で作動する。
無人車両2が発進した後、許可エリア変更要求部110は、許可エリア16が初期状態になるように、許可エリア設定部212に要求指令Crを出力する(ステップS9)。
また、無人車両2が発進した後、ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52を下げ動作させる下げ指令Ceを出力する(ステップS10)。
通知部111は、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が終了したことをコースデータ生成部211及び出力制御部213に通知する(ステップS11)。
これにより、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aが排出エリア84を回避するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成することができる。出力制御部213は、排出エリア84を出力装置23に出力させることができる。
発進制御により発進した無人車両2は、コースデータに従って作業現場1を走行する。
ステップS6において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS6:No)、通知部111は、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83をコースデータ生成部211に通知する。また、実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83を補助車両3に通知する(ステップS12)。
ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83がコースデータ生成部211に通知されることにより、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aが推定エリア83を回避するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成することができる。
ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83が補助車両3に通知されることにより、補助車両3は、推定エリア83を回避するように走行することができる。
ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83が通知された後、周辺状況判定部109は、無人車両2の周辺状況を認識する(ステップS13)。
周辺状況判定部109は、認識した周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS14)。
例えば、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83の通知により、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83を回避するように生成された場合、他の無人車両2Aが推定エリア83から離隔するように走行する場合、又は補助車両3が推定エリア83を回避するように走行する場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。
ステップS14において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップS14:Yes)、ステップS7からステップS11の処理が実施される。
ステップS14において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS14:No)、ステップS12の処理が実施される。ダンプ動作の開始が可能であると判定されるまで、ステップS12の処理、ステップS13の処理、及びステップS14の処理が実施される。
ステップS4において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS4:No)、ダンプ動作は実施されない。発進制御は終了する。
[効果]
以上説明したように、実施形態によれば、ダンプボディ制御部107は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を発進させるアシスト力Dcが発生する。アシスト力Dcが発生することにより、発進指令Caでは発進できなかった無人車両2は、発進することができる。無人車両2を発進させることができるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52に積荷82が積載されている状態で、ダンプ指令Cdを出力する。これにより、大きいアシスト力Dcが発生する。
ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。これにより、無人車両2は、駆動力Db及びアシスト力Dcに基づいて、発進することができる。
駆動力Dbは、無人車両2を所定の進行方向に発進させる。ダンプ動作は、ダンプボディ52を無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させる。実施形態において、駆動力Dbは、無人車両2を前方に発進させる。ダンプ方向は、無人車両2の後方である。これにより、無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生する。
実施形態においては、ダンプボディ52は、積荷82が積載された状態で、ダンプ動作する。ダンプボディ52に積荷82が積載された状態でダンプ動作が開始されると、積荷82の重心が無人車両2の後部に移動する。積荷82の重心が無人車両2の後部に移動すると、車両本体50の重心を中心とするモーメントが変化したり、ホイストシリンダ62に作用する荷重分布が変化したりして、前輪53Fと後輪53Rとに掛かる荷重が変化し、駆動輪である後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなる。すなわち、実施形態においては、ダンプ動作の開始後に後輪53Rに掛かる荷重Ldが、ダンプ動作の開始前に後輪53Rに掛かる荷重Ldよりも大きくなるように、後輪53Rとダンプボディ52の回動軸AXとの相対位置が定められている。ダンプ動作により、後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなるので、後タイヤ54Rと路面81との摩擦力が大きくなる。これにより、発進制御において、後タイヤ54Rのスリップが抑制される。
無人車両2は、操舵輪である前輪53Fを有する。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力する。前輪53Fが直進状態でダンプボディ52がダンプ姿勢になるので、無人車両2の重量バランスが不安定になることが抑制される。そのため、無人車両2は円滑に発進することができる。
ダンプボディ制御部107は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプボディ52のダンプ動作の適否が判定される。ダンプ動作が不適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施されない。ダンプ動作が適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施される。これにより、無人車両2の作業効率の低下が抑制される。
ダンプボディ制御部107は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプボディ52のダンプ動作の適否が判定される。ダンプ動作が不適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施されない。ダンプ動作が適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施される。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア16が拡大される。ダンプ動作によりアシスト力Dcが発生すると、無人車両2が勢い良く発進する可能性がある。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入を禁止する。許可エリア16が拡大されることにより、無人車両2が勢い良く発進しても、許可エリア16の外側に出てしまうことが抑制される。したがって、無人車両2と他の無人車両2Aとの接触が抑制される。
通知部111は、ダンプ動作の開始前において、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。これにより、積荷82が他の無人車両2A又は補助車両3の進行を妨げることが予防される。したがって、作業現場の生産性の低下が抑制される。
通知部111は、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。これにより、積荷82が他の無人車両2A又は補助車両3の進行を妨げることが抑制される。したがって、作業現場の生産性の低下が抑制される。
[その他の実施形態]
図17は、実施形態に係る発進制御を説明するための図である。上述の実施形態においては、駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52がダンプ動作することとした。走行制御部104は、ダンプ動作の終了後、無人車両2を発進させる駆動力Dbを発生させてもよい。
発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。ダンプ指令Cdが出力されることにより、ダンプボディ52は、積載姿勢からダンプ動作する。ダンプボディ52に積載されていた積荷82は、ダンプボディ52から排出される。ダンプ動作において、発進指令Cbは出力されない。すなわち、ダンプ動作において、駆動力Dbは発生しない。
ダンプ動作が終了し、ダンプボディ52がダンプ姿勢になることにより、後輪53Rに掛かる荷重Ldは大きくなる。
ダンプ動作が終了し、ダンプボディ52がダンプ姿勢になった後、走行制御部104は、発進指令Cbを出力する。発進指令Cbが出力されることにより、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生する。後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きい状態で、駆動力Dbが発生することにより、無人車両2は、発進することができる。
上述の実施形態においては、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ52は、積荷82が積載されている状態で、ダンプ動作することとした。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ52は、積荷82が積載されていない状態で、ダンプ動作してもよい。ダンプボディ52に積荷82が積載されてなくても、積載姿勢のダンプボディ52がダンプ動作することにより、車両本体50の重心を中心とするモーメントが変化したり、ホイストシリンダ62に作用する荷重分布が変化したりして、前輪53Fと後輪53Rとに掛かる荷重が変化し、駆動輪である後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなる。
上述の実施形態においては、ダンプボディ制御部107は、無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52を後方に傾斜させて、無人車両2を前進させるアシスト力Dcを発生させることとした。ダンプボディ52のダンプ方向は、車両本体50の後方でなくてもよい。ダンプボディ52は、駆動力Dbによる無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向にダンプ動作すればよい。
上述の実施形態においては、ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力することとした。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが非直進状態で、ダンプ指令Cdを出力してもよい。
上述の実施形態においては、駆動輪が後輪53Rであり、操舵輪が前輪53Fであることとした。駆動輪は、前輪53Fでもよいし、前輪53F及び後輪53Rの両方でもよい。操舵輪は、後輪53Rでもよいし、前輪53F及び後輪53Rの両方でもよい。
上述の実施形態においては、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプボディ制御部107がダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力することとした。ダンプボディ制御部107は、管理装置21から送信された制御指令に基づいて、ダンプ指令Cdを出力してもよい。例えば、発進指令Caで無人車両2が発進しないことを管制施設13の管理者が判定した場合、ダンプボディ制御部107は、管理装置21から送信された制御指令に基づいて、ダンプボディ52をダンプ動作させることができる。また、ダンプボディ制御部107は、補助車両3から送信された操作指令に基づいて、ダンプ指令Cdを出力してもよい。例えば、発進指令Caで無人車両2が発進しないことを補助車両3の運転者が判定した場合、ダンプボディ制御部107は、補助車両3の制御装置40から送信された制御指令に基づいて、ダンプボディ52をダンプ動作させることができる。
上述の実施形態においては、発進条件が発進条件生成部105により生成されることとした。発進条件は、制御装置30とは異なる演算処理装置で生成されてもよい。演算処理装置で生成された発進条件が発進条件記憶部112に記憶されてもよい。走行制御部104は、発進条件記憶部112に記憶されている発進条件を使用して、無人車両2の発進制御を実施することができる。
上述の実施形態において、制御装置30の機能の少なくとも一部が管理装置21に設けられてもよいし、管理装置21の機能の少なくとも一部が制御装置30に設けられてもよい。例えば、上述の実施形態において、管理装置21が、発進条件生成部105の機能を有してもよい。発進条件が、通信システム24を介して管理装置21から無人車両2の制御装置30に送信されてもよい。走行制御部104は、管理装置21から送信された発進条件を使用して、無人車両2の発進制御を実施することができる。また、管理装置21が、例えば発進判定部106、車両状況判定部108、及び周辺状況判定部109の機能を有してもよい。
上述の実施形態において、コースデータ取得部101、許可エリアデータ取得部102、センサデータ取得部103、走行制御部104、発進条件生成部105、発進判定部106、ダンプボディ制御部107、車両状況判定部108、周辺状況判定部109、許可エリア変更要求部110、通知部111、及び発進条件記憶部112のそれぞれが、別々のハードウエアにより構成されてもよい。
上述の実施形態において、無人車両2は、機械駆動式ダンプトラックでもよいし、電気駆動式ダンプトラックでもよい。
1…作業現場、2…無人車両、2A…他の無人車両、3…補助車両、4…走行エリア、5…積込場、6…排土場、7…駐機場、8…給油場、9…走行路、10…交差点、11…積込機、12…破砕機、13…管制施設、14…コース点、15…走行コース、16…許可エリア、17…停止点、20…管理システム、21…管理装置、21A…プロセッサ、21B…メインメモリ、21C…ストレージ、21D…インタフェース、21E…コンピュータプログラム、22…入力装置、23…出力装置、24…通信システム、24A…無線通信機、24B…無線通信機、24C…無線通信機、30…制御装置、30A…プロセッサ、30B…メインメモリ、30C…ストレージ、30D…インタフェース、30E…コンピュータプログラム、40…制御装置、40A…プロセッサ、40B…メインメモリ、40C…ストレージ、40D…インタフェース、40E…コンピュータプログラム、41…位置センサ、42…出力装置、50…車両本体、51…走行装置、52…ダンプボディ、53…車輪、53F…前輪、53R…後輪、54…タイヤ、54B…下端部、54F…前タイヤ、54R…後タイヤ、55…駆動装置、56…ブレーキ装置、57…トランスミッション装置、58…ステアリング装置、59…動力伝達機構、60…油圧装置、61…ステアリングシリンダ、62…ホイストシリンダ、63…油圧ポンプ、64…バルブ装置、71…位置センサ、72…方位センサ、73…傾斜センサ、74…速度センサ、75…ステアリングセンサ、81…路面、82…積荷、83…推定エリア、84…排出エリア、100…制御システム、101…コースデータ取得部、102…許可エリアデータ取得部、103…センサデータ取得部、104…走行制御部、105…発進条件生成部、106…発進判定部、107…ダンプボディ制御部、108…車両状況判定部、109…周辺状況判定部、110…許可エリア変更要求部、111…通知部、112…発進条件記憶部、211…コースデータ生成部、212…許可エリア設定部、213…出力制御部、Ca…発進指令、Cb…発進指令、Cd…ダンプ指令、Ce…下げ指令、Cr…要求指令、Da…駆動力、Db…駆動力、Dc…アシスト力、Ld…荷重、PA…ピッチ軸、Pθ…ピッチ角、RA…ロール軸、Rθ…ロール角、T…規定時間、ta…時点、tb…時点、Va…指令値、Vb…指令値、YA…ヨー軸、Yθ…ヨー角、θ…傾斜角度。

Claims (19)

  1. 無人車両を発進させる発進指令を出力する走行制御部と、
    前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力するダンプボディ制御部と、を備える、
    無人車両の制御システム。
  2. 前記ダンプボディ制御部は、前記ダンプボディに積荷が積載されている状態で、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1に記載の無人車両の制御システム。
  3. 前記ダンプボディ制御部は、前記無人車両を発進させる駆動力が発生している状態で、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1又は請求項2に記載の無人車両の制御システム。
  4. 前記走行制御部は、前記ダンプ動作の終了後、前記無人車両を発進させる駆動力を発生させる、
    請求項1又は請求項2に記載の無人車両の制御システム。
  5. 前記駆動力は、前記無人車両を所定の進行方向に発進させ、
    前記ダンプ動作は、前記ダンプボディを前記進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させることを含む、
    請求項3又は請求項4に記載の無人車両の制御システム。
  6. 前記無人車両は、駆動輪を有し、
    前記ダンプ動作の開始後に前記駆動輪に掛かる荷重は、前記ダンプ動作の開始前に前記駆動輪に掛かる荷重よりも大きい、
    請求項5に記載の無人車両の制御システム。
  7. 前記無人車両は、操舵輪を有し、
    前記ダンプボディ制御部は、前記操舵輪が直進状態で、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  8. 前記ダンプ動作を開始前の前記無人車両の車両状況に基づいて、前記ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する車両状況判定部を備え、
    前記ダンプボディ制御部は、前記車両状況判定部の判定結果に基づいて、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  9. 前記車両状況は、前記ダンプボディを支持する前記無人車両の車両本体の姿勢を含む、
    請求項8に記載の無人車両の制御システム。
  10. 前記ダンプ動作を開始前の前記無人車両の周辺状況に基づいて、前記ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する周辺状況判定部を備え、
    前記ダンプボディ制御部は、前記周辺状況判定部の判定結果に基づいて、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  11. 前記周辺状況判定部は、前記ダンプ動作の開始前において、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出される積荷の推定エリアを算出し、
    前記周辺状況は、前記推定エリアに対する前記無人車両の周辺の移動体のコースデータ、及び前記推定エリアに対する前記無人車両の周辺の移動体の位置の少なくとも一方を含む、
    請求項10に記載の無人車両の制御システム。
  12. 前記無人車両の走行を許可する許可エリアが設定され、
    前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記許可エリアの拡大を要求する許可エリア変更要求部を備え、
    前記ダンプボディ制御部は、前記許可エリアの拡大後、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  13. 前記ダンプ動作の開始前において、前記ダンプ動作が開始されることを前記無人車両の外部の対象に通知する通知部を備える、
    請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  14. 前記対象は、移動体のコースデータを生成するコースデータ生成部を含み、
    前記通知部は、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出される積荷の推定エリアを通知し、
    前記コースデータ生成部は、前記推定エリアに基づいて、前記コースデータを生成する、
    請求項13に記載の無人車両の制御システム。
  15. 前記ダンプ動作が終了したことを前記無人車両の外部の対象に通知する通知部を備える、
    請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  16. 前記対象は、移動体のコースデータを生成するコースデータ生成部を含み、
    前記通知部は、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出された積荷の排出エリアを通知し、
    前記コースデータ生成部は、前記排出エリアに基づいて、前記コースデータを生成する、
    請求項13に記載の無人車両の制御システム。
  17. 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の無人車両の制御システムを備える、
    無人車両。
  18. 無人車両を発進させる発進指令を出力することと、
    前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力することと、を含む、
    無人車両の制御方法。
  19. 前記ダンプボディに積荷が積載されている状態で、前記ダンプ指令を出力する、
    請求項18に記載の無人車両の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127242A (en) * 1979-03-22 1980-10-01 Yasuo Hirano Jack for dump truck
JPS5627138U (ja) * 1979-08-07 1981-03-13
JPH0435203Y2 (ja) * 1985-12-26 1992-08-20
JP2923228B2 (ja) * 1995-04-01 1999-07-26 清臣 井上 ダンプトラック
JPH11296229A (ja) * 1998-02-13 1999-10-29 Komatsu Ltd 車両の誘導装置
JP2001109519A (ja) * 1999-10-05 2001-04-20 Komatsu Ltd 車両の走行管制装置
JP2004009978A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Komatsu Ltd 貨物運搬車両の荷降ろし装置
CA2877997C (en) * 2013-07-30 2018-04-17 Masanori Tojima Management system and management method of mining machine
JP6354090B2 (ja) * 2013-09-19 2018-07-11 本田技研工業株式会社 接触回避制御装置および接触回避制御方法
JP2015116920A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 長沢 昭一 トラックに積載可能なダンプ装置

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