JP3257845B2 - トンネル建設資材用搬送車 - Google Patents

トンネル建設資材用搬送車

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JP3257845B2
JP3257845B2 JP35463492A JP35463492A JP3257845B2 JP 3257845 B2 JP3257845 B2 JP 3257845B2 JP 35463492 A JP35463492 A JP 35463492A JP 35463492 A JP35463492 A JP 35463492A JP 3257845 B2 JP3257845 B2 JP 3257845B2
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克己 内田
田中  勉
孝 谷岡
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Nishimatsu Construction Co Ltd
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Nishimatsu Construction Co Ltd
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル坑内で資材を
搬送するための搬送車に関するもので、特に無人運転に
適したトンネル建設資材用搬送車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、トンネル坑内を走行する資材搬送
用車には、光電センサ、レーダーセンサあるいは超音波
ソニック等を備えた前方監視装置が搭載されることが知
られている。そして、資材搬送用車が走行中、進路上に
障害物があると、該前方監視装置のセンサがこれを感知
して、衝突を回避するために進路変更や走行停止の制御
が行われるようになしてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の資
材搬送用搬送車においては、いずれのセンサも計測範囲
が数m(レーダーのみ10〜15m)前後と狭く、車両
の制動距離との関係で走行速度を上げることができない
という課題を有している。
【0004】また、計測範囲が狭い結果、資材搬送車両
の無人運転がなかなか実現できず、上記のセンサと制御
装置は運転者の安全確認のための補助的監視装置として
利用されるにとどまっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿い、先述特
許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を解
決するために、トンネル坑内を走行する資材搬送車両
に、ラダー(LADAR:レーザとレーダーとの合成名
称で、レーザで長い距離を非接触でスキャニング計測を
行う装置。)を搭載し、このラダーにて進路上及びその
周辺の障害物を感知して、搬送車両を停止或いは進路変
更させ、障害物の接触を回避するように制御装置にて資
材搬送車両の運行を制御するトンネル建設資材用搬送車
であって、前記ラダーの計測範囲が3つの計測ゾーン
A、B、Cに予め設定され、前記計測ゾーンB、Cは進
路上の領域に設定され(ただし、自車両に近い方から順
にC、Bとする。)、前記計測ゾーンAは前記計測ゾー
ンBより自車両から遠い進路上の領域と、進路上の領域
の周辺領域とを加えた領域に設定され、 前記計測ゾーン
Aに障害物があると検出した場合、所定の速度に減速
し、前記計測ゾーンBに障害物があると検出した場合、
所定の速度に減速し、前記計測ゾーンCに障害物がある
と検出した場合、停止するように資材搬送車両の運行を
制御することを特徴とする技術的手段を講じたものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿い、先述特
許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を解
決するために、トンネル坑内を走行する資材搬送車両
に、ラダー(LADAR:レーザとレーダーとの合成名
称で、レーザで長い距離を非接触でスキャニング計測を
行う装置。)を搭載し、このラダーにて進路上の障害物
が予め設定された3つの計測ゾーンA、B、C(ただ
し、自車両に対して遠い方から順にA、B、Cとす
る。)のうちいずれに存在するかを感知して、計測ゾー
ンAに障害物があると検出した場合、計測ゾーンAに対
応して設定された速度に減速し、計測ゾーンBに障害物
があると検出した場合、計測ゾーンBに対応して設定さ
れた速度に減速し、計測ゾーンCに障害物があると検出
した場合、停止するように資材搬送車両の運行を制御す
ることを特徴とする技術的手段を講じたものである。
【0007】
【作用】本発明のトンネル建設用搬送車は、ラダーが前
方にレーザを発しながら走行し、進路上又はその周辺
障害物があると、ラダーがこれを感知し、予め設定され
ている3つの計測ゾーンA、B、Cのいずれに障害物が
存在するかをラダー情報として受けた制御装置が、計測
ゾーンAに障害物があると検出した場合、所定の速度に
減速し、計測ゾーンBに障害物があると検出した場合、
所定の速度に減速し、計測ゾーンCに障害物があると検
出した場合、停止するように資材搬送車両の運行を制御
し、搬送車両を停止或いは進路変更させて障害物の接触
を回避するように制御装置にて資材搬送車両の運行を制
御する 計測ゾーンB、Cは進路上の領域に設定され
(ただし、自車両に近い方から順にC、Bとする。)、
計測ゾーンAは前記計測ゾーンBより自車両から遠い進
路上の領域と、進路上の領域の周辺領域とを加えた領域
に設定される。 したがって、進路周辺領域に対し障害物
との接触の危険性が高い進路上の領域については、計測
ゾーンA、B、Cに対応した3段階の目標速度値により
速度制限され、特に、計測ゾーンCの目標速度値は0と
された上で、車両の停止或いは進路変更が行われるの
で、障害物との接触が確実に回避される。 それと共に、
進路上の領域に対し障害物との接触の危険性が低い進路
周辺領域については、計測ゾーンAに対応する目標速度
値により速度制限されるので、運行の安全を害すること
なく、制御の容易、車両走行の安定化をより追求するこ
とができる。 さらに、計測ゾーンBより自車両から遠い
進路上の領域は、進路上の領域の中でも比較的接触の危
険性が低く、これと進路周辺領域とを加えた領域を1つ
の計測ゾーンAとしたことにより、それぞれ別々とする
より計測ゾーンが少なくなり、制御の容易、車両走行の
安定化をより追求することができる。
【0008】ラダーはアイセーフ・クラスのレーザービ
ームを使用し、二次元(平面プロファイル)計測を行
い、遠方の障害物を早期に感知し、制動等の対処に十分
な猶予時間が得られる。従って、走行速度を上げること
ができる作用を呈するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1において、1は図示しない資材搬送車
両に搭載される前方監視装置で、この前方監視装置1に
は、車両側制御ユニット2及びラダー3を備えている。
【0010】上記車両側制御ユニット2は、ラダー3に
計測指令を発し、予め設定されている3段階の計測ゾー
ンA、B、C(ただし、計測ゾーンB、Cは進路上の領
域に、自車両に近い方から順にC、Bと設定され、計測
ゾーンAは計測ゾーンBより自車両から遠い進路上の領
域と、進路の周辺領域とを加えた領域に設定される。)
のいずれに障害物が位置するのかを感知したラダー3か
らの情報を受けて、計測ゾーンA、Bに障害物があると
検出した場合、それぞれ所定の速度に減速し、計測ゾー
ンCに障害物があると検出した場合、停止するように車
両の運行を制御する。
【0011】また、上記ラダー3は、レーザLで車両の
進路上及びその周辺の障害物を感知して、障害物が予め
設定した三段階の計測ゾーンA,B,Cの何れに位置す
るかについての情報を車両側制御ユニット2に送る。計
測ゾーンA,B,Cの範囲は別体のコンピュータ7によ
って適宜変更することができる。
【0012】さらに、上記ラダー3は、コントローラ4
及びこれにより制御されるスキャナ5を備えている。ス
キャナ5は、前部のスキャナヘッド6からレーザLを発
し、これを水平に走査させるものである。このスキャナ
ヘッド6は、「図2」乃至「図4」に示すように、上方
にレーザLを発するレーザ発生部6aと、レーザ発生部
6aの上部に設けられた反射板6bとを備えている。こ
の反射板6bは、下方から発せられたレーザLを水平に
反射させるように傾いており、レーザLが走査するよう
に水平に回転往復動する(駆動源8によって回動する垂
直駆動軸8aによって回転往復動する。)ことができ
る。なお、図示例での該反射板6bの回動範囲は、車両
の進路を中心線とする中心角270°である。また、レ
ーザLは、スキャナヘッド6から数十m〜数百mまで到
達可能である。
【0013】この実施例のトンネル建設資材用搬送車
は、作業者又はロボットにより資材が載せられてトンネ
ル坑内を走行する。前方監視装置1は、車両側制御ユニ
ット2がラダー3のコントローラ4に制御指令を送り、
これを受けたコントローラ4がスキャナ5を動作させて
レーザLを走査する。
【0014】上記レーザLは、スキャナ5のスキャナヘ
ッド6により毎秒8回転の速度で回転往復動し、毎秒3
600回検出動作し、従って1.25パルス/degの
密度で走査する。
【0015】車両の進路上及びその周辺に障害物があれ
ば、その障害物の位置が計測ゾーンA,B,Cの何れに
あるかを車両側制御ユニット2に出力する。該車両側制
御ユニット2は、ラダー3から入力された計測ゾーンの
情報を認識して、計測ゾーンAに障害物があると検出し
た場合、所定の速度に減速するように車両の運行を制御
し、計測ゾーンBに障害物があると検出した場合、所定
の速度に減速するように車両の運行を制御し、進路上の
計測ゾーンCに障害物があると検出した場合、停止する
ように車両の運行を制御する。これによって、障害物と
の接触が回避される。レーザLは遠方まで届くので障害
物が早期に感知され、制動等の対処動作に十分な猶予時
間が得られる。従って、走行速度を上げることができ
る。
【0016】なお、本実施例では、障害物に対して車両
を減速しあるいは停止させたが、障害物の位置に応じて
進路を変更する等の制御シーケンスを車両側制御ユニッ
ト2に組み込んでもよく、また必要に応じて計測ゾーン
の範囲を適宜変更してもよい。
【0017】なお、図中9はフード板を示すものであ
る。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ラダーにて進
路上及びその周辺の障害物を感知して、搬送車両を停止
或いは進路変更させ、障害物の接触を回避するように制
御するにあたって、ラダーの計測範囲が3つの計測ゾー
ンA、B、Cに予め設定され、前記計測ゾーンB、Cは
進路上の領域に設定され(ただし、自車両に近い方から
順にC、Bとする。)、計測ゾーンAは前記計測ゾーン
Bより自車両から遠い進路上の領域と、進路上の領域の
周辺領域とを加えた領域に設定され、計測ゾーンAに障
害物があると検出した場合、所定の速度に減速し、計測
ゾーンBに障害物があると検出した場合、所定の速度に
減速し、計測ゾーンCに障害物があると検出した場合、
停止するように資材搬送車両の運行を制御するトンネル
建設資材用搬送車を構成したため、進路周辺領域に対し
障害物との接触の危険性が高い進路上の領域について
は、計測ゾーンA、B、Cに対応した3段階の目標速度
値により速度制限され、特に、計測ゾーンCの目標速度
値は0とされた上で、車両の停止或いは進路変更が行わ
れるので、障害物との接触が確実に回避される。 それと
共に、進路上の領域に対し障害物との接触の危険性が低
い進路周辺領域については、計測ゾーンAに対応する目
標速度値により速度制限されるので、運行の安全を害す
ることなく、制御の容易、車両走行の安定化をより追求
することができる。 さらに、計測ゾーンBより自車両か
ら遠い進路上の領域は、進路上の領域の中でも比較的接
触の危険性が低く、これと進路周辺領域とを加えた領域
を1つの計測ゾーンAとしたことにより、それぞれ別々
とするより計測ゾーンが少なくなり、制御の容易、車両
走行の安定化をより追求することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトンネル内前方監視装置付き搬送車の
前方監視装置の概略的構成図である。
【図2】スキャナヘッドの正面視断面図である。
【図3】スキャナヘッド側面視断面図である。
【図4】「図2」のD−D線断面図である。
【符号の説明】
1 前方監視装置 2 車両側制御ユニット 3 ラダーシステム 4 コントローラ 5 スキャナ L レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−263400(JP,A) 特開 平2−48707(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/00 - 1/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル坑内を走行する資材搬送車両に、
    ラダー(LADAR:レーザとレーダーとの合成名称
    で、レーザで長い距離を非接触でスキャニング計測を行
    う装置。)を搭載し、このラダーにて進路上及びその周
    の障害物を感知して、搬送車両を停止或いは進路変更
    させ、障害物の接触を回避するように制御装置にて資材
    搬送車両の運行を制御するトンネル建設資材用搬送車で
    あって、前記ラダーの計測範囲が3つの計測ゾーンA、B、Cに
    予め設定され、前記計測ゾーンB、Cは進路上の領域に
    設定され(ただし、自車両に近い方から順にC、Bとす
    る。)、前記計測ゾーンAは前記計測ゾーンBより自車
    両から遠い進路上の領域と、進路上の領域の周辺領域と
    を加えた領域に設定され、 前記計測ゾーンAに障害物があると検出した場合、所定
    の速度に減速し、前記計測ゾーンBに障害物があると検
    出した場合、所定の速度に減速し、前記計測ゾーンCに
    障害物があると検出した場合、停止するように資材搬送
    車両の運行を制御する ことを特徴とするトンネル建設資
    材用搬送車。
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