JP4463757B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、教示された走行コースのデータにしたがい当該走行コースに沿って自車両を走行させる走行制御手段が備えられた各無人車両を、隣接する往復の車線を備えた走行路において対面走行させる、車両の走行制御装置に関する。
採石現場、鉱山などの広域の作業現場で土砂運搬作業を行うに際して、作業者の疲労による事故の回避、省人化、作業時間の延長による生産性の向上を図るべく、有人の車両(オフロードダンプトラック)の代わりに無人の車両を稼動させるという無人車両走行システムが導入されている。複数の無人ダンプトラックを運行管理するために、地上局として監視局を設営して、この監視局により、これら複数の無人ダンプトラックを統括して管理、監視するように、無人車両走行システムが構築されている。
しかし、作業現場を走行する車両のすべてを無人車両とすることは、実際上は不可能である。すなわち、作業現場では、無人のダンプトラック以外に、グレーダ、散水車、ホイールローダ、エスカベータ、トレーラ、オペレータ送迎車、計測用車両などの有人車両を走行させる必要がある。
作業現場では、図1に示すように、掘削現場Aと処理施設Bとを繋ぐ走行路Rに、互いに隣接する往復の車線Ra、Rbが設けられており、それぞれの車線Ra、Rbに予め設定した走行コースのデータ(コースデータ)と、GPS等の位置計測システムを利用して得られる車両の走行に関するデータ(走行データ;車両位置、速度等)とに基づいて、各車両T1、T2が自律誘導走行され、車両T1、T2がそれぞれ往復車線Ra、Rb上を対面走行する。
ここで、たとえば往復車線のうちいずれか一方の車線、たとえば車線Ra上で、有人のモータグレーダT3が、道路工事を行っていたとする。道路工事は、低速若しくは停止状態で行われ、同じ車線Raを走行する後方の車両T1にとって高速走行の妨げとなり、搬送効率、作業効率の低下を招く。
ここで、仮に、対面走行する各車両T1、T2が有人車両同士である場合には、搭乗するオペレータ同士で直接コミュニケーションをとって、車両T1が、グレーダT3を追い越して自車両T1にとって対面側の車線Rbを通るような迂回コースCaに沿って走行することにより、車両同士の干渉を防止しつつ高速走行を続行することができる。
また、仮に、迂回コースCaを通ってグレーダT3を追い越そうとする車両T1が有人車両であって、対面側の車両T2が無人車両である場合にも、有人車両T1のオペレータが対面側の車両T2の動きに注意しながら迂回コースCaを走行することができるため、車両同士の干渉を防止しつつ高速走行を続行することができる。
さらには、有人車両T1のオペレータは、追い越そうとするグレーダT3の動きをみきわめ、必要に応じて無線機などを通してグレーダT3のオペレータからの追い越し許可を得るため、グレーダT3の突然の挙動(たとえば転回のために対向車線Rbにはみ出した場合など)を防ぎつつ、グレーダT3と干渉することなく追い越しを行うことができる。
しかし、迂回コースCaを通ってグレーダT3を追い越そうとする車両T1が無人車両である場合(対面側の車両T2が、無人または有人の車両である場合)には、無人車両T1自体には、対面側の車両T2の動きをみきわめつつ迂回コースCaに沿って対面側を走行するという能力やオペレータから追い越し許可を得る能力が備わっていないため、何らかの制御を付加しなければ、車両同士の干渉を防止しつつ高速走行を続行することは不可能である。さらには、無人車両T1自体には、追い越そうとするグレーダT3の動きをみきわめつつ迂回コースCaに沿ってグレーダT3を追い越すという能力が備わっていないため、何らかの制御を付加しなければ、グレーダT3を追い越し中に、グレーダT3の突然の挙動(たとえば転回を行うために対向車線Rbにはみ出した場合など)によって、グレーダT3と干渉するおそれが生じる。
下記特許文献1には、車両同士の干渉防止を目的として、各車両の現在の位置と車両最大速度とに基づいて、各車両毎に、現在位置から最大速度で移動した場合の距離を半径とする円を、存在可能エリアとして求め、存在可能エリア同士が干渉する場合に、対応する車両同士が干渉する可能性があると判定して、一方の車両を減速若しくは停止させるという発明が記載されている。
また、下記特許文献2には、同一走行方向に、無人車両と有人車両とがフリート走行する場合に、これら同一方向を走行する車両同士の接近による干渉防止を目的として、有人車両と後方の無人車両との距離が所定距離以下になるまで接近すると、後方の無人車両を減速若しくは停止させるという発明が記載されている。
また、下記特許文献3には、車両と走行路上の障害物との干渉防止を目的として、車両にビデオカメラ等の障害物センサを搭載し、障害物センサによって走行路上で障害物を検出すると、障害物センサの検出情報に基づいて、障害物を避けて迂回するための迂回コースを作成し、この迂回コースに沿って車両を走行させるという発明が記載されている。
特開2000−339029号 特開平9−231500号公報 特開平11−242520号公報
特許文献1記載の発明によれば、車両同士が近接した場合に、一方の車両を減速または停止させているため、車両同士の干渉を確実に防止することができる。
しかし、図1のように、車両T1を迂回コースCaに沿って走行させてグレーダT3を追い越すような状況に、この発明を適用したとすると、車両T1が追い越し中にグレーダT3に近接することで、車両T1が減速または停止することになってしまい、追い越し自体が不可能になる。また、この発明では、対面走行する車両同士の連携は、何ら考慮されていない。このため、迂回コースCaに沿って対面側車線Rbを走行中の車両T1が、同じ車線Rbを反対側に走行する車両T2に近接してしまう状況も生み出される。この場合には、車両T1が車両T2に近接することで車両T1が減速または停止することになってしまい、対面通行する車両同士の干渉は防止できても、追い越し自体が不可能になるおそれがある。
また、特許文献2記載の発明は、そもそも、同一走行方向に、複数の車両がフリート走行する場合のみを想定しており、対面走行する状況は、何ら想定されていない。このため図1のように、車両T1を迂回コースCaに沿って走行させてグレーダT3を追い越すような状況に、この発明を適用したとすると、車両T1がグレーダT3に追い越すために所定距離まで近接した時点で、車両T1が減速または停止することになってしまい、追い越し自体が不可能になる。
また、特許文献3記載の発明は、そもそも、走行路上の障害物を回避する場合のみを想定しており、対面走行する車両のことは、何ら考慮されていない。このため図1のように、車両T1を迂回コースCaに沿って走行させてグレーダT3を追い越すことはできても、車両T1が、対面走行する車両T2と干渉してしまうおそれがある。また、特許文献3記載の発明は、障害物センサの検出情報に基づいて迂回コースCaを作成するというものであり、障害物であるグレーダT3の将来の挙動までは何ら考慮されていない。このため車両T1がグレーダT3を追い越し中に、グレーダT3の突然の挙動(たとえば転回を行うために対向車線Rbにはみ出した場合など)によって、グレーダT3と干渉するおそれが生じる。また、雨などにより滑りやすくなっている場所など、障害物センサでは見ることができないが、回避すべきものがあった場合にも対処できない。
また、鉱山などの走行路Rは、未舗装道路であり、グレーダT3が路面の切削作業を行うことでウインドローなど、車両T1の走行にとって支障のある障害物が路面に形成される。このため、場合によっては、車両T1がグレーダT3を追い越す際にウインドローに乗り上げるなどの問題が発生するおそれがある。
以上のように従来技術は、いずれも、車両同士の干渉は防止できても高速での追い越しが不可能であるか、あるいは、追い越しが可能であっても車両同士の干渉は避けられないというものであり、両方を満足させるものではなかった。
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、車両を対面走行させるに際して、車両同士の干渉を防止しつつも、後方を走行する車両にとって高速走行に支障のある車両(作業車両、低速車両、故障車両等)を高速で迂回するようにして、安全を確実に保障しつつ、搬送効率、作業効率を向上させることを解決課題とするものである。
第1発明は、
教示された走行コースのデータにしたがい当該走行コースに沿って自車両を走行させる走行制御手段が備えられた無人車両を、隣接する往復の車線を備えた走行路において対面走行させる、車両の走行制御装置であって、
往復車線のうちいずれか一方の車線の車両の位置情報に基づいて、当該車両を囲む立入禁止領域を作成する立入禁止領域作成手段と、
立入禁止領域に基づいて、当該立入禁止領域を回避して対面側の車線を通り自車両の車線に戻る迂回コースを作成する迂回コース作成手段と、
迂回コースの情報を各車両に教示する迂回コース教示手段と、
立入禁止領域を挟んで対面走行する各車両の位置情報に基づいて、立入禁止領域の対面側車線の車両をブロックしつつ、立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、迂回コースを走行させることを許可する走行許可指令を与える走行許可指令出力手段と
が備えられ、
走行許可指令が与えられた無人車両の走行制御手段は、教示された迂回コースのデータにしたがい当該迂回コースに沿って自車両を走行させる制御を行うこと
を特徴とする。
第2発明は、
第1発明の車両の走行制御装置において、
立入禁止領域に存在する車両の位置情報を入力する入力手段が設けられ、
立入禁止領域作成手段は、入力された車両位置情報に基づいて、立入禁止領域を作成するものであること
を特徴とする。
第3発明は、
第1発明の車両の走行制御装置において、
迂回コース作成手段と、迂回コース教示手段と、走行許可指令出力手段は、車両の走行を監視する監視局に設けられ、
監視局と各車両には、監視局と車両との間で相互に情報を送受信する送受信手段が設けられ、
監視局から各車両に対して、迂回コースの情報が送信され、
監視局から立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、走行許可指令が送信されること
を特徴とする。
第4発明は、
第2発明の車両の走行制御装置において、
入力手段は、立入禁止領域に存在する有人または無人の車両に設けられ、
迂回コース作成手段と、迂回コース教示手段と、走行許可指令出力手段は、車両の走行を監視する監視局に設けられ、
監視局と各車両には、監視局と車両との間で相互に情報を送受信する送受信手段が設けられ、
立入禁止領域に存在する有人または無人の車両から監視局に対して、立入禁止領域の情報が送信され、
監視局から各車両に対して、迂回コースの情報が送信され、
監視局から立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、走行許可指令が送信されること
を特徴とする。
第5発明は、
第1発明の車両の走行制御装置において、
立入禁止領域は、車両が作業を行う領域または車両が低速で走行する領域または故障している車両が存在する領域であること
を特徴とする。
第6発明は、
第1発明の車両の走行制御装置において、
立入禁止領域に存在する車両は、有人車両であって、
当該有人車両から、迂回コースを走行することを許諾する許諾指令を受け取ることを条件に、走行許可指令を、立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して与えること
を特徴とする。
第1発明によれば、図4に示すように、往復車線51、52のうちいずれか一方の車線(車線51)の有人車両20の位置情報60A、60Bに基づいて、立入禁止領域60が作成され、この立入禁止領域60の情報に基づいて、迂回コース72が作成される。この迂回コース72の情報は各無人車両10、11、有人車両20…に教示される。そして、立入禁止領域60を挟んで対面走行する無人車両10、無人車両11の位置情報に基づいて、立入禁止領域60の対面側車線52の無人車両11をブロック位置61Bでブロックしつつ、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、迂回コース72に対して走行許可指令が与えられ、無人車両10は、迂回コース72を走行する。このため、本発明によれば、無人車両10、無人車両11を対面走行させるに際して、車両同士の干渉を確実に防止することができると同時に、低速車両などの後方の車両10にとって高速走行に支障のある有人車両20を高速で迂回することができ、安全を確実に保障しながらも、搬送効率、作業効率が向上する。
第2発明によれば、図4(a)、(b)に示すように、立入禁止領域60に存在する有人車両20の作業範囲の始点60A、終点60の位置情報が、入力手段から入力される。そして、図4(c)に示すように、入力された作業範囲の始点60A、終点60Bの位置情報に基づいて、立入禁止領域60が作成される。
第3発明によれば、図2に示すように、監視局40から各車両10、11…、20に対して、無線通信S1、S2、S3にて迂回コース72の情報が送信され、監視局40から立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、無線通信S1にて、迂回コース72の走行を許可する走行許可指令が送信される。
第4発明によれば、図2に示すように、立入禁止領域60に存在する有人車両20から監視局40に対して、無線通信S3にて、立入禁止領域60の情報(作業範囲の始点60A、終点60Bの位置情報)が送信され、監視局40から各車両10、11…、20に対して、無線通信S1、S2、S3にて迂回コース72の情報が送信され、監視局40から立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、無線通信S1にて、迂回コース72の走行を許可する走行許可指令が送信される。
第5発明によれば、図4あるいは図7あるいは図11に示すように、立入禁止領域60は、有人車両20が作業を行う領域あるいは有人車両20が低速で走行する領域あるいは無人車両12が低速で走行する領域であるものとして作成される。また、立入禁止領域60を、故障している車両が存在する領域であるものとして作成することもできる。
第6発明によれば、図4に示すように、立入禁止領域60に存在する車両は、有人車両20であって、有人車両20から、迂回コース72を走行することを許諾する許諾指令を受け取ることを条件に、走行許可指令が、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して与えられる。これにより、立入禁止領域60をはみでる可能性がなくなった時点で有人車両20から許諾指令が与えられるため、有人車両20が無人車両10と干渉してしまうことを確実に回避することができる。
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図2は、本発明に係る車両の走行制御装置を、鉱山での無人車両走行システムに採用した一実施例を示している。また、本実施例の無人車両走行システムでは、無人車両としてダンプトラックを想定している。
同図2に示すように、鉱山の掘削現場50Aと処理施設50Bとを繋ぐ走行路50には、互いに隣接する往復の車線51、52が設けられており、それぞれの車線51、52に予設定した走行コース70、71のデータ(コースデータ)と、GPS等の位置計測システムを利用して得られる車両の走行に関するデータ(走行データ;車両位置、速度等)とに基づいて、各無人車両10、11…が自律誘導走行される。図2では、無人車両10、11がそれぞれ、往復車線51、52上を、走行コース70、71に沿って対面走行している場合を示している。なお、無人車両とは、オペレータが搭乗しないで稼動する車両のことである。
また、走行路50には、各有人車両20…が存在している。なお、有人車両とは、オペレータが搭乗している車両のことである。図2では、有人のモータグレーダ20が、走行路50の一方の車線51において道路工事を行っている場合を示している。
道路工事は、始点60A、終点60B間を作業範囲として、低速若しくは停止状態で行われる。また有人車両20は、これら始点60A、終点60B間で車線51を逆走することもある。このため後方を走行する車両(無人車両10)にとって高速走行の障害となる。しかも、鉱山の走行路50は、未舗装道路であり、グレーダ20が路面の切削作業を行うことでウインドローなど、無人車両10、11…の走行にとって支障のある障害物が路面に形成される。このため、後述するように、始点60Aと終点60Bを結ぶ作業範囲よりも広い領域であって、ウインドローが形成されるであろう領域が立入禁止領域60として設定される。さらに、後述するように、立入禁止領域60よりも広い領域が、対面走行する車両10、11同士の干渉を防止するために、安全確保領域61として設定される。また、後述するように、立入禁止領域60と安全確保領域61に基づいて、後方を走行する無人車両10の予定コース70から外れた迂回コース72が作成される。迂回コース72とは、安全確保領域61内において形成される走行コースであって、立入禁止領域60を回避して対面側の車線52を通り自車両10の車線51に戻るコースのことである。
鉱山には、広域作業現場内の複数の無人車両10、11…および複数の有人車両20…を管理、監視する監視局40が設けられている。
無人車両10、11…には、自己の車両位置を計測する位置計測装置1、監視局40との間でデータを無線通信にて送受信する通信装置2が搭載されている。また、有人車両20…には、自己の車両位置を計測する位置計測装置31、監視局40との間でデータを無線通信にて送受信する通信装置32が搭載されている。位置計測装置1、31は、GPS等の位置計測システムを利用することができる。
監視局40には、無人車両10、11…および有人車両20との間でデータを無線通信にて送受信する通信装置42が搭載されている。
無人車両10と監視局40との間は、無線通信S1にてデータが送受信され、無人車両11と監視局40との間は、無線通信S2にてデータが送受信され、有人車両12と監視局40との間は、無線通信S3にてデータが送受信される。
図3(a)、(b)、(c)はそれぞれ有人車両20(グレーダ)、監視局40、無人車両10、11に搭載される装置の構成をブロック図にて示している。
まず、無人車両10、11の構成について説明する。なお、無人車両10、11に搭載される装置は同じであるので、無人車両10の構成を代表させて説明する。
図3(c)に示すように、無人車両10には、前述の位置計測装置1と、前述の通信装置2と、運行データ共有装置3と、有人車混走コントローラ4と、制御装置5とが搭載されている。
運行データ共有装置3は、監視局40から通信装置2を介して与えられる立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72のデータなど、自己車両10の運行に必要なデータであって、全車両10、11…、20…および監視局40間で共有している運行データを記憶しており、これら運行データに基づいて、自己車両10が迂回コース72を走行することを許可する走行許可指令を制御装置5に出力して、対面走行している他の無人車両11と干渉しないように自車両10の走行を制御させるものである。
有人車混走コントローラ4は、有人車両20…の現在位置のデータ、監視局40から通信装置2を介して与えられる迂回コース72の走行許可指令のデータなど、自己車両10が有人車両20…と混走して走行路50を走行する際に必要となるデータを記憶しており、これらデータと位置計測装置1で計測される自車両10の現在位置のデータに基づいて、自己車両10が、迂回コース72を走行して、有人車両20が存在する立入禁止領域60に接近することを許可する走行許可指令を制御装置5に出力して、有人車両20…と干渉しないように自車両10の走行を制御させるものである。
制御装置5は、逐次、運行データ共有装置3からコースデータを、有人車混走コントローラ4から走行継続許可を受け取りながら走行する。走行コースは、監視局40の無人車運行管理装置48が運行データ共有装置43に入れるものを、運行データ共有装置3が受け取る。例えば迂回コースを走る場合、監視局40の無人車運行管理装置48は、走行コース70の迂回コース72との切り替え点まで、迂回コース72、走行コース70の迂回コース72以降を運行データ共有装置43に入れる。運行データ共有装置43は、通信装置を介して、各有人車両20や無人車両10、11への走行コースを配信する。制御装置5は、この指示内容に従い、コース70、コース72、コース70のように走行する。
また、図4(d)のように、61Bの位置をブロックする場合、監視局40の無人車運行管理装置48は、無人車両11への61Bの位置での停止要求を運行データ共有装置43に入れる。無人車両11は、運行データ共有装置43を介してこれを受け取り、制御装置5へと伝達する。制御装置5は指令位置での停止は不能と判断すると、そのまま通過する。この間、監視局40の無人車運行管理装置48は、無人車両10への迂回コース72の走行指示を出さずに待つ。また、無人車両11の制御装置5は、停止可能と判断すると、「61B以降のコース71の走行予定をとりやめる」旨のデータを運行データ共有装置3へ入れる。監視局40の無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43を介して受け取り、無人車両10への迂回コース72の走行指示を運行データ共有装置43に入れる。
なお、予定走行コース70のコースデータは、実際の走行に先だって実施されるティーチング作業等によって得られる。コースデータは、予定走行コース上の各地点の位置、指定進行方向のデータからなる。ただし、迂回コース72のコースデータが監視局40を介して自車両10に教示され、制御装置5に、その迂回コース72の走行許可指令が入力されている場合には、制御装置5は、走行コース70から外れて迂回コース72を走行させるように自車両10の走行を制御する。すなわち、制御装置5は、位置計測装置1で計測される自車両10の現在位置と、走行コース70(あるいは迂回コース72)の上のつぎに進行すべき地点の位置とを比較するとともに、同地点における指定進行方向と、現在の進行方向とを比較して、目標とする地点に対する位置ずれ量、目標とする地点における指定方向からの進行方向ずれ量が最小となるように、ステアリング角度、ブレーキ、トランスミッションの速度段、エンジン回転数などを調整して、自車両10の走行を制御する。
つぎに、有人車両20…の構成について説明する。なお、各有人車両20…に搭載される装置は同じであるので、そのうちの1台の有人車両20の構成を代表させて説明する。
図3(a)に示すように、有人車両20には、前述の位置計測装置31と、前述の通信装置32と、運行データ共有装置33と、有人車混走コントローラ34と、立入禁止領域コントローラ35と、入力装置36と、表示装置37とが搭載されている。
運行データ共有装置33は、監視局40から通信装置32を介して与えられる立入禁止領域60および迂回コース72のデータ、監視局40から通信装置32を介して無人車両10、11…に与えられる迂回コース72の走行許可指令のデータなど、自己車両20の運行に必要なデータであって、全車両10、11…、20…および監視局40間で共有している運行データを記憶しており、これら運行データに基づいて、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72、走行許可された車両の位置などを表示させるための表示指令を表示装置37に出力して、有人車両あるいは無人車両が他の無人車両10、11…と干渉しないようにするものである。
入力装置36は、キーボード等で構成され、自車両20の作業範囲の始点60A、終点60Bの位置データを入力するとともに、無人車両10、11が迂回コース72を走行することを許諾する走行許諾指令のデータを入力し、さらに作業が終了した場合には作業終了通知のデータを入力する装置である。
有人車混走コントローラ34は、自車両20の入力装置36より入力された迂回コース72の走行を許諾するための走行許諾指令のデータあるいは監視局40からの走行許諾を求める指令のデータを、通信装置32との間で入出力して、無人車両10、11…と干渉しないようにするものである。
立入禁止領域コントローラ35は、立入禁止領域60、安全確保領域61を監視局40で作成させるために、自車両20の入力装置36より入力された作業範囲の始点60A、60Bの位置データを通信装置32に出力するとともに、作業終了通知が入力装置36から入力された場合に、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72を監視局40で削除させるために、作業終了通知を、通信装置32に出力するものである。
表示装置37は、入力された表示指令に基づいて、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72、走行許可された車両の位置などを、位置計測装置31で計測される自車両20の現在位置とともに、表示画面上に表示するものである。
つぎに、監視局40の構成について説明する。監視局40におけるデータの入力操作は、監視局40側のオペレータによって行われる。
図3(b)に示すように、監視局40には、コース生成装置41と、通信装置42と、運行データ共有装置43と、有人車混走コントローラ44と、立入禁止領域コントローラ45と、入力装置46と、表示装置47と、無人車運行管理装置48が搭載されている。
立入禁止領域コントローラ45は、通信装置42を介して入力された有人車両20の作業範囲の始点60A、60Bの位置データに基づいて、立入禁止領域60、安全確保領域61を作成し、これら各データを、運行データ共有装置43に出力するとともに、通信装置42を介して入力された作業終了通知に基づいて、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72を削除するための立入禁止領域削除指令を、運行データ共有装置43に出力するものである。
有人車混走コントローラ44は、通信装置42を介して入力された走行許諾指令のデータなど、有人車両20が無人車両10、11…と混走して走行路50を走行する際に必要となるデータを記憶し、走行許諾指令のデータを、無人車運行管理装置48に出力する。
運行データ共有装置43は、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72のデータ、無人車両10、11…に与えるべき迂回コース72の走行許可指令のデータ、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72を削除するための立入禁止領域削除指令のデータなど、各車両の運行に必要なデータを通信装置32に出力して、全車両10、11…、20…に教示するものである。これにより監視局40の運行データ共有装置43の記憶データは、全車両10、11…、20…および監視局40間で共有する運行データとなる。
無人車運行管理装置48は、無人車両10、11…の運行を管理する装置であり、立入禁止領域60、安全確保領域61に基づいて迂回コース72をコース生成装置41で作成させる。作成された迂回コース72は、運行データ共有装置43に記憶される。また無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43の記憶データと有人車混走コントローラ34を介して得られる走行許諾指令とに基づいて、無人車両10が対面走行する無人車両11や有人車両20と干渉することなく安全に迂回コース72を走行させるための走行許可指令を生成して、運行データ共有装置43に出力する。また無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域削除指令に基づいて、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72のデータを削除するとともに、削除された迂回コース72に無人車両10、11…が進入することを禁止する指令を運行データ共有装置43に出力する。
入力装置46は、有人車両20の入力装置36と同様に立入禁止領域の定義を行うために設けられている。ただし、監視局40は直接の作業者ではないため、立入禁止領域の定義は、範囲の始点60A、終点60Bの位置データの入力、有人または無人の故障車両を指定して、その存在領域を立入禁止区間として設定、図形を描いて立入禁止領域として設定などとなる。さらに、入力装置46には、定義した立入禁止領域を無人車両10、11が走行しても安全となったと判断した場合には立入禁止領域削除通知のデータが入力される。また、有人車両20と同様に、監視局40から通過許諾がなければ、無人車両10、11が迂回コース72を通過できないように構成してもよい。
表示装置47は、表示指令に基づいて、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72、走行許可された車両の位置などを表示画面上に表示して、全車両の運行を監視するために設けられている。
(第1実施例;有人車が作業を行っている場合の迂回)
以下、図4(a)、(b)、(c)、(d)に示す走行路50を示す図、図5に示すフローチャートを併せ参照して実施例の処理の手順について説明する。
本実施例では、走行路50上の有人車両20が道路工事などの作業を行う場合を想定している。
まず、鉱山における作業開始に先だって予め走行路50の地図データが監視局40の入力装置46から入力されて運行データ共有装置43に記憶される。この地図データは、走行路50の路肩の位置などの地形を示すデータを含む。走行路50の地図データは、監視局40の通信装置42を介して全ての無人車両10、11…に対して無線通信S1、S2…にて送信され、無人車両10、11…の通信装置2で受信され、運行データ共有装置3に記憶される。また、地図データは、監視局40の通信装置42を介して全ての有人車両20…に対して無線通信S3…にて送信され、有人車両20…の通信装置32で受信され、運行データ共有装置33に記憶される。
なお、鉱山における作業開始に先だって、無人車両、あるいは、有人車両で、無人車両10、11…が走行する予定の走行コース70、71…を教示する作業が行われ、監視局40の無人車運行管理装置48に、無人車両10、11…で共用する予定の走行コース70,71…のデータが記憶されておかれる。
各無人車両10、11の制御装置5は、自車の走行コース70、71のコースデータに従い走行コース70、71に沿って自車両10、11を走行させるように制御している(ステップ101)。
有人車両20の表示装置37の表示画面には、運行データ共有装置33に記憶された地図データと位置計測装置31で計測された現在位置のデータに基づいて、図4(a)、(b)に示すように、走行路50とともに、走行路50上の自車20の位置が表示される。
有人車両20のオペレータが、道路工事の作業を行おうとするときには、表示装置37の表示画面をみながら、図4(a)、(b)に示すように、走行路50の自車の車線51のうちで、道路工事を行おうとする作業範囲の始点60A、終点60Bのデータ(自車20の車線51の立入禁止領域60の情報)を入力装置36によって順次入力する。この場合、有人車両20を、実際に走行させて、有人車両20が作業範囲の始点60A、終点60Bに位置する毎に、「始点」、「終点」と指定して入力すると、その入力時点において位置計測装置31で計測された位置が、立入禁止領域コントローラ35に記憶される。立入禁止領域コントローラ35は、自車20の作業範囲の始点60A、終点60Bの位置データを、通信装置32に出力する。これを受けて通信装置32は、始点60A、終点60Bの位置データを無線通信S3にて監視局40の通信装置42に送信する(ステップ102)。
監視局40の通信装置42では、有人車両20の作業範囲の始点60A、終点60Bの位置データが受信され、立入禁止領域コントローラ45に送出する。立入禁止領域コントローラ45では、有人車両20の作業範囲の始点60A、60Bの位置データに基づいて、図4(c)に示すように、始点60Aと終点60Bを結ぶ作業範囲よりも広い領域であって、ウインドローなどの障害物が形成されるであろう領域が、有人車両20が存在する車線51側に、マージンをとって立入禁止領域60として作成される。また、立入禁止領域60よりも広い領域が、両車線51、52にまたがって、安全確保領域61として作成される。立入禁止領域60は、全ての無人車両10、11…が立ち入ることが禁止される領域のことである。安全確保領域61は、立入禁止領域60の周囲の領域であり、走行許可が与えられた無人車両の走行を許容する領域である。
作成された立入禁止領域60、安全確保領域61のデータは、運行データ共有装置43に送出される。
無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、安全確保領域61のデータに基づいて、迂回コース72をコース生成装置41で作成させる。
迂回コース72は、立入禁止領域60側の車線51にあって有人車両20の後方を走行する無人車両(無人車両10)の予定走行コース70から外れた走行コースであって、安全確保領域61の入口地点72Aで走行コース70から外れ、立入禁止領域60を回避するように、対面側車線52の地点72B(立入禁止領域60の入口に対応する地点)、対面側車線52の地点72C(立入禁止領域60の出口に対応する地点)を通って、立入禁止領域60側の車線51に戻り、安全確保領域61の出口地点72Dで自車10の走行コース70に復帰するコースのことである。迂回コース72は、安全確保領域61内において作成される。またブロック位置61A、61Bのデータが作成される。図4(d)に示すように、走行許可が得られていない場合には、安全確保のために、安全確保領域61の入口地点72Aに相当するブロック位置61A(車線51側)、安全確保領域61の出口地点71Dに相当するブロック位置61B(車線52側)で無人車両10、11がそれぞれ待機されることになる。
迂回コース72は、同コース72を走行する無人車両10の内輪差、外輪差などの車体データ、走行路50の地図データ(走行路50の路肩位置等)、立入禁止領域60、安全確保領域61の位置データを考慮し、無人車両10が走行路50の路肩から外れたり、無人車両10が立入禁止領域60内の有人車両20と干渉したりしないように設定される。なお、図4(c)では、安全確保領域61の入口地点72Aから、立入禁止領域60の入口に対応する対面側車線52の地点72Bに進行するまでの間に、走行車線51から対面側車線52へのレーン変更が行われ、立入禁止領域60の出口に対応する対面側車線52の地点72Cから、安全確保領域61の出口地点72Dに進行するまでの間に、対面側車線52から元の走行車線51へのレーン変更が行われるように迂回コース72が作成される場合を例示している。前輪がステアリング操作される前輪ステアの無人車両10の場合、小さな曲率raで走行車線51から離れ、大きな曲率rbで対面側車線52に移行し、また、小さな曲率rcで対面側車線52から離れ、大きな曲率rdで走行車線51に戻るような経路の迂回コース72を作成することが望ましい。
監視局40の無人車運行管理装置48は、こうして作成された迂回コース72のデータ、ブロック位置61A、61Bのデータを、運行データ共有装置43に送出する。
こうして運行データ共有装置43には、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72、ブロック位置61A、61Bのデータが記憶される。運行データ共有装置43は、これら迂回コース72等のデータを通信装置42に出力する。これを受けて通信装置42は、迂回コース72等のデータを無線通信S1、S2にて無人車両10、11の通信装置2に送信するとともに、無線通信S3にて有人車両20の通信装置32に送信する。これにより、無人車両10、11の運行データ共有装置3、有人車両20の運行データ共有装置33には、迂回コース72等のデータが記憶されて、迂回コース72等の共有データが全車両10、11…、20…に教示されることになる(ステップ103)。
有人車両20の表示装置37の表示画面には、図4(d)に示すように、立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72が、位置計測装置で計測された自車両20の現在位置とともに、表示される。これにより有人車両20のオペレータは、無人車両10が迂回コース72を通って自車両20が作業している領域60の近傍を通過する可能性があることを認識することができる。
各有人車両20…の位置計測装置31で計測される自車両20…の現在位置は、逐次、通信装置32を介して無線通信S3にて、監視局40に送信されて、監視局40の通信装置42で受信され、自局40の有人車混走コントローラ44に送られる。監視局40の有人車混走コントローラ44は、各有人車両20…の現在位置を自局40の通信装置42に出力する。これにより各有人車両20…の現在位置は、監視局40の通信装置42によって無線通信S1、S2にて各無人車両10、11…に送信され、各無人車両10、11の通信装置2で受信され、自車両10、11…の有人車混走コントローラ4に送られる。
また、無人車両10、11の位置計測装置1で計測される自車両10、11の現在位置は、逐次、通信装置2から無線通信S1、S2にて、監視局40に送信され、監視局40の通信装置42で受信され、自局40の無人車運行管理装置48に送られる。
監視局40の無人車運行管理装置48は、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10の位置と、ブロック位置61Aとを対比して、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10が、立入禁止領域60を通過する可能性があるか否かを予測し判定する。
この結果、無人車両10が立入禁止領域60を通過する可能性があると予測した場合には、同無人車両10が迂回コース72を走行することの許諾を求める指令を、自局40の有人車混走コントローラ44に送出する。有人車混走コントローラ44は、これを受けて、走行許諾を求める指令を、自局40の通信装置42に対して出力する。これにより、走行許諾を求める指令は、無線通信S3にて、その立入禁止領域60の情報、つまり始点60A、終点60Bのデータを入力した有人車両20の通信装置32に対して送信される(ステップ104)。
有人車両20の通信装置32では、走行許諾を求める指令が受信され、自車両20の有人車混走コントローラ34に送出される。有人車混走コントローラ34は、走行許諾を求める指令を、表示指令として表示装置37に出力する。これにより有人車両20の表示装置37の表示画面には、「走行許諾の求めあり」の表示がなされる。
有人車両20のオペレータは、表示装置37の表示画面に表示された「走行許諾の求めあり」の表示をみて、たとえば図4(d)に示すように、自車両20が転回等のために立入禁止領域60をはみでて域Dで無人車両10と干渉するという問題がなければ、走行許諾の求めを承認して、入力装置36によって、走行許諾の指令を入力する。また、有人車両20のオペレータは、監視局40から走行許諾の求めがなく、表示装置37の表示画面に、走行許諾を求める旨の表示がなされていない場合でも、同じく立入禁止領域60をはみでて無人車両10と干渉するという問題がなければ、走行許諾を承認して、自主的に入力装置36から、走行許諾の指令を入力することができる。
入力装置36によって入力された走行許諾の指令は、自車両20の有人車混走コントローラ34に送られる。有人車混走コントローラ34は、自車両20の通信装置32に走行許諾指令を出力する。これを受けて有人車両20の通信装置32から、走行許諾指令が無線通信S3にて、監視局40に送信される(ステップ105)。
走行許諾指令は、監視局40の通信装置42で受信されて、自局40の有人車混走コントローラ44に送出され、さらに無人車運行管理装置48に出力される。
無人車運行管理装置48では、走行許諾指令と、立入禁止領域60を挟んで対面走行する各無人車両10、11の位置情報に基づいて、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、迂回コース72を走行させることを許可する走行許可指令を与えるべきか否かが判断される。
すなわち、有人車両20から走行許諾指令が得られても、無人車両10の対面側車線52を走行している無人車両11が、立入禁止領域60に接近している場合には、無人車両10を迂回コース72に進入させるべきではないからである。
無人車運行管理装置48では、ブロック位置61A、61Bと、無人車両10、11の現在位置とをそれぞれ対比して、無人車両10、11が立入禁止領域60に接近中であるか否かを、逐次、判定している。
有人車両20から走行許諾が得られないまま、無人車両10、11が立入禁止領域60に接近した場合には、有人車両20が立入禁止領域60をはみ出て作業を行う可能性があるため、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、ブロック位置61Aで停止させるための停止指令を与えるとともに、対面側車線52を走行する無人車両11に対しても、干渉を防止するために、対面側車線52のブロック位置61Bで停止するように停止指令を与える。
有人車両20から走行許諾が得られた場合には、対面側車線52を走行している無人車両11をブロック位置61Aで停止させるための停止指令を与えた上で、立入禁止領域60側車線51の無人車両10に対して、迂回コース72を走行を許可する走行許可指令を与える。
ただし、有人車両20から走行許諾が得られたときに、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10よりも、対面側車線52の無人車両11の方が立入禁止領域60側に先行して接近していた場合には、先行して立入禁止領域60に接近している対面側車線52の無人車両11を優先させて、安全確保領域61の側方を通過させる許可を与えるとともに、立入禁止領域60側車線51を走行している無人車両10に対しては、ブロック位置61Aで停止するように停止指令を与えるようにする。対面側車線52の無人車両11の方が立入禁止領域60付近を通過する際にも、有人車両20から通過許可を求めるようにシステムを構成してもよい。そして、対面側車線52を走行する無人車両11が、安全確保領域61の側方を過ぎた時点で、立入禁止領域60側車線51の無人車両10に対して、迂回コース72の走行を許可する走行許可指令を与える。
無人車運行管理装置48は、生成された走行許可指令(あるいは停止指令)を運行データ共有装置43に送出する。運行データ共有装置43は、走行許可指令(あるいは停止指令)を自局40の通信装置42に出力する。これにより監視局40の通信装置42から、無線通信S1にて、無人車両10に対して走行許可指令(あるいは停止指令)が送信される。なお、同様に対面側車線52の無人車両11に対しても走行を許可する指令若しくは停止指令が与えられる。
無人車両10の通信装置2では、走行許可指令(あるいは停止指令)が受信される。通信装置2は、走行許可指令(あるいは停止指令)を、自車両10の運行データ共有装置3に送出する。
一方、無人車両10の有人車混走コントローラ4では、監視局40から与えられる走行許可指令とは別に、各有人車両20…の位置データに基づいて、自己車両10が、迂回コース72を走行することを許可する走行許可指令を生成している。すなわち、監視局40から走行許可指令が得られていても、各有人車20…の不用意な行動によって、有人車両20…が無人車両10に接近して無人車両10に干渉する可能性がある場合には、走行を許可すべきではないからである。
なお、上述のように有人車混走コントローラ4で、走行許可指令を生成してもよく、また以下の手順1)〜6)で同様の処理を行ってもよい。このようにするのは、有人車両の数が増えた場合に無人車両のコントローラ内部での計算量が増大して演算処理能力に余裕がなくなることを回避するため。
1)各有人車両内の有人車混走コントローラ34でコースと自己車両位置の干渉可能性を計算する。
2)有人車両の有人車混走コントローラ34は、近傍の無人車両への速度制限と期限付き走行継続許可(近距離コントロール用の走行許可)を監視局40に送る。
3)監視局40の有人車混走コントローラ44は、充分に離れた位置の有人車と無人車間の期限付き走行許可(遠距離コントロール用の走行許可)を出す。
4)監視局40の有人車混走コントローラ44は、2)の近距離コントロール用の走行許可と3)の遠距離コントロール用の走行許可を総合し、無人車両10、11の有人車混走コントローラ4へ送る。
5)無人車両10、11の有人車混走コントローラ4は、遠距離コントロール用の走行許可と、近距離コントロール用の走行許可に従って走行継続する。
6)走行継続許可の期限が切れても、次の走行継続許可がない場合、無人車両は停止する。
無人車両10の制御装置5は、自車両10の運行データ共有装置3に対して、走行許可指令を問い合わせるとともに、自車両10の有人車混走コントローラ4に対して走行許可指令を問い合わせる。運行データ共有装置3および有人車混走コントローラ4の両方から走行許可指令が出力されることを条件に、制御装置5は、自車両10が迂回コース72を走行するように制御する。
しかし、運行データ共有装置3、有人車混走コントローラ4のいずれか一方から走行許可指令が出力されていない場合には、制御装置5は、停止指令に応じて、自車両10がブロック位置61Aに達したら停止するように、あるいは、自車両10がすでに迂回コース72を走行中であれば、状況に応じて減速若しくは停止するように、制御する。このように制御装置5は、監視局40から運行データ共有装置3を介して得られる走行許可指令のみならず、常に、有人車混走コントローラ4に走行継続の許可を問い合わせながら、迂回コース72の走行を継続する(ステップ106)。
上述したステップ104〜106の処理は、有人車両20から、立入禁止領域60を削除する旨の指令が出力されていない限り、繰り返し実行される。無人車両10の更に後方から走行してく他の無人車両に対しても同様の処理が行われる。
有人車両20による道路工事が終了すると、作業終了通知のデータが入力装置36から入力される。作業終了通知は、自車両20の立入禁止領域コントローラ35に入力され、立入禁止領域コントローラ35は、作業終了通知を、自車両20の通信装置32に出力する。これを受けて、通信装置32から、作業終了通知が、無線通信S3にて、監視局40に送信される。
監視局40の通信装置42では、作業終了通知が受信され、この作業終了通知は、自局40の立入禁止領域コントローラ45に送出する。立入禁止領域コントローラ45は、自局40の運行データ共有装置43に対して、立入禁止領域削除指令を送出する。
無人運行管理装置48は、運行データ共有装置43に、立入禁止領域削除指令が入力されたことを受けて、立入禁止領域削除指令が入力された時点以後に、新規の無人車両が迂回コース72に新たに進入することを禁止する指令を、運行データ共有装置43に出力するとともに、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、安全確保領域61、迂回コース72のデータを削除する。ただし、立入禁止領域削除指令が入力された時点で既に、無人車両が迂回コース72を走行中である場合には、その無人車両10が迂回コース72を通過するのを待ってから、立入禁止領域60等のデータを削除する(ステップ107)。
なお、上述した実施例では、有人車両20のオペレータが、道路工事等の作業開始時に、作業範囲の始点60A、60Bのデータを入力し、作業終了時に、同オペレータが作業終了通知のデータを、自車両20の入力装置36から入力するようにしているが、この入力操作は、いかなる場所で行ってもよく、たとえば、監視局40側のオペレータが、自局40の表示装置47の表示画面をみながら入力装置46から同様のデータを入力してもよい。
また、上述した実施例では、監視局40を介在させて、監視局40から無人車両10、11…に対してデータを送信したり、監視局40から有人車両20…に対してデータを送信するようにしているが、監視局40を介在させることなく、無人車両10、11…から有人車両20…に対してデータを直接、送信したり、有人車両20…から無人車両10、11…に対してデータを直接、送信するように構成してもよい。すなわち、有人車両20に、監視局40の機能をもたせて、無人車両と直接相互にデータを送受信してもよい。
(第2実施例;有人車が低速で走行している場合の迂回)
以下、図6(a)、(b)、(c)に示す構成図、図7(a)、(b)、(c)、(d)に示す走行路50を示す図、図8、図9に示すフローチャートを併せ参照して実施例の処理の手順について説明する。
図6(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図3(a)、(b)、(c)に対応する図であり、図6と同じ符合は同じ構成要素であるとして、適宜、説明を省略する。
ただし、図6(a)に示すように、有人車両20には、立入禁止領域コントローラ35の代わりに、追い越しコントローラ35′が設けられている。
また、監視局40には、図3(b)に示す入力装置46、表示装置47は設けられておらず、立入禁止領域コントローラ45の代わりに、追い越しコントローラ45′が設けられている。
無人車両10、11の構成は、図3(c)に示すものと同じである。
本実施例では、走行路50上の有人車両20が低速で走行している場合を想定している。本実施例では、前述した第1実施例の迂回コース72と同様に、低速の有人車両20を追い越すための迂回コース72が作成される。
まず、第1実施例のステップ101と同様に、鉱山における作業開始に先だって予め走行路50の地図データが運行データ共有装置43に記憶される。走行路50の地図データは、監視局40の通信装置42を介して全ての無人車両10、11…に対して無線通信S1、S2…にて送信され、無人車両10、11…の通信装置2で受信され、運行データ共有装置3に記憶される。また、地図データは、監視局40の通信装置42を介して全ての有人車両20…に対して無線通信S3…にて送信され、有人車両20…の通信装置32で受信され、運行データ共有装置33に記憶される。
なお、鉱山における作業開始に先だって、無人車両、あるいは、有人車両で、無人車両10、11…が走行する予定の走行コース70、71…を教示する作業が行われ、監視局40の無人車運行管理装置48に、無人車両10、11…で共用する予定の走行コース70、71…のデータが記憶されておかれる。各無人車両10、11の制御装置5は、自車の走行コース70、71のコースデータに従い走行コース70、71に沿って自車両10、11を走行させるように制御している(ステップ201)。
各有人車両20…の位置計測装置31で計測される自車両20…の現在位置は、逐次、通信装置32を介して無線通信S3にて、監視局40に送信されて、監視局40の通信装置42で受信され、自局40の運行データ共有装置33に送られる。監視局40の運行データ共有装置33は、各有人車両20…の現在位置を自局40の通信装置42に出力する。これにより各有人車両20…の現在位置は、監視局40の通信装置42によって無線通信S1、S2にて各無人車両10、11…に送信され、各無人車両10、11の通信装置2で受信され、自車両10、11…の有人車混走コントローラ4に送られる。
また、無人車両10、11の位置計測装置1で計測される自車両10、11の現在位置は、逐次、通信装置2から無線通信S1、S2にて、監視局40に送信され、監視局40の通信装置42で受信され、自局40の運行データ共有装置43に送られる。
監視局40の無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された各無人車両10、11…の位置データ、各有人車両20の位置データに基づいて、同じ車線51を走行する無人車両10、有人車両20の各位置あるいは単位時間当たりの位置変化(速度)を対比して、無人車両10が、同じ車線51を走行する低速の有人車両20に追いつく可能性があるか否かを予測し判定する。
この結果、無人車両10が同じ車線51を走行する有人車両20に追いつく可能性があると予測した場合には、同無人車両10が有人車両20を追い越してもよいとの走行許諾を有人車両20に対して求める指令を、自局40の追い越しコントローラ45′に送出する。追い越しコントローラ45′は、これを受けて、走行許諾を求める指令を、自局40の通信装置42に対して出力する。これにより、走行許諾を求める指令は、無線通信S3にて、その無人車両10に追いつかれる可能性のある有人車両20の通信装置32に対して送信される(ステップ202)。
有人車両20の通信装置32では、走行許諾を求める指令が受信され、自車両20の追い越しコントローラ35′に送出される。追い越しコントローラ35′は、走行許諾を求める指令を、表示指令として表示装置37に出力する。これにより有人車両20の表示装置37の表示画面には、「走行許諾(追い越し許諾)の求めあり」の表示がなされる。
有人車両20のオペレータは、表示装置37の表示画面に表示された「走行許諾の求めあり」の表示をみて、自車両20が高速走行に移行したり、転回等を行うために対面側車線52にはみでて後方の無人車両10と干渉するなどの問題がなければ、走行許諾の求めを承認して、入力装置36によって、走行許諾の指令を入力する。また、有人車両20のオペレータは、監視局40から走行許諾の求めがなく、表示装置37の表示画面に、走行許諾を求める旨の表示がなされていない場合でも、同じく自車両20が高速走行に移行する等の問題がなければ、走行許諾を承認して、自主的に入力装置36から、走行許諾の指令を入力することができる。
入力装置36によって入力された走行許諾の指令は、自車両20の追い越しコントローラ35′に送られる。追い越しコントローラ35′は、自車両20の通信装置32に走行許諾指令を出力する。これを受けて有人車両20の通信装置32から、走行許諾指令が無線通信S3にて、監視局40に送信される。
走行許諾指令は、監視局40の通信装置42で受信されて、自局40の追い越しコントローラ45′に送出され、さらに無人車運行管理装置48に出力される。
無人車運行管理装置48では、追い越しコントローラ45′から走行許諾指令が入力されているか否か(有人車両20は追い越しを許諾中であるか否か)を判断している(ステップ203)。
この判断の結果、追い越しコントローラ45′から走行許諾指令が入力されており、有人車両20が追い越しを許諾中であるという判断がなされた場合には(ステップ203の判断YES)、つぎに、低速の有人車両20を挟んで、無人車両10に対して対面走行している無人車両11の位置情報に基づいて、無人車両10が迂回コース72を走行する際に、干渉を回避できる安全なブロック位置61Bで停止させる処理を行う。すなわち、有人車両20から走行許諾(追い越し許諾)指令が得られても、無人車両10の対面側車線52を走行している無人車両11が、有人車両20に接近している場合には、無人車両10を迂回コース72に進入させるべきではないからである(ステップ204)。
対面側車線52を走行する無人車両11をブロック位置61Bで停止させる対面側車線ブロック処理は、図9に示される。
すなわち、追い越しコントローラ45′では、運行データ共有装置43に記憶された無人車両10の位置データおよび有人車両20の位置データに基づいて、図7(b)に示すように、無人車両10が有人車両20を追い越すのに必要な予測追い越し距離Lが演算される。そして、この予測追い越し距離Lに基づいて、立入禁止領域60が作成される。立入禁止領域60は、無人車両10が有人車両20を追い越し中に有人車両20が走行し得る領域であって、第1実施例の立入禁止領域60と同様に、無人車両10が有人車両20を迂回して走行しているときに無人車両10の立入が禁止される領域である。そして、立入禁止領域60に基づいて、対面側車線52の無人車両11を停止させるためのブロック位置61Bが第1実施例と同様に作成される。ブロック位置61Bは、無人車両10が立入禁止領域60を迂回して走行したときに対面側車線52の無人車両11と干渉しないような位置に設定される。
予測追い越し距離Lは、走行路50の斜度、無人車両10と有人車両20の最高車速の差、無人車両10と有人車両20の現在の速度、車線変更に要する距離、安全マージン、処理遅れマージン等に基づいて演算される。
ただし、立入禁止領域60は、つぎのようにして逐次更新される。すなわち、車線変更開始位置は、無人車両10の位置に伴い、随時再計算される。また、対面側車線52のブロック位置61Bは、有人車両20の移動や走行速度の変化等に伴い再計算され、処理遅れマージンを使い切った場合にも、再計算される。
図7(b)、(c)に示すように、有人車両20が図中左方に移動中の場合には、立入禁止領域60、ブロック位置61Bは、図中左方に逐次移動することになる。
監視局40の無人車運行管理装置48は、こうして作成された立入禁止領域60のデータ、ブロック位置61Bのデータを、運行データ共有装置43に送出する。
こうして運行データ共有装置43には、立入禁止領域60、ブロック位置61Bのデータが記憶される。運行データ共有装置43は、これらブロック位置61B等のデータを通信装置32に出力する。これを受けて通信装置32は、ブロック位置61B等のデータを無線通信S1、S2にて無人車両10、11の通信装置42に送信するとともに、無線通信S3にて有人車両20に送信する。これにより、無人車両10、11の運行データ共有装置3、有人車両20の運行データ共有装置33に、ブロック位置61B等のデータが記憶されることになる。
ブロック位置61Bが作成されると、以後、監視局40の通信装置42から、対面側車線52を走行する各無人車両に対して、ブロック位置61Bを含む区間の走行許可指令の送信が停止される(ステップ301)。
以下のステップ302〜308の処理は、監視局40から無人車両に対してブロック位置61Bを含む区間の走行許可指令が既に出力されている場合を考慮してなされる。
すなわち、無人車運行管理装置48は、ブロック位置61Bを通過する予定の無人車両が存在するか否かを判断する(ステップ302)。この結果、ブロック位置61Bを通過する予定の無人車両(たとえば無人車両11)が存在した場合には、ブロック位置61Bで停止するように停止要求指令を生成する。
無人車運行管理装置48は、生成された停止要求指令を自局40の運行データ共有装置43を介して自局40の通信装置42に出力する。これにより監視局40の通信装置42から、無線通信S2にて、対面側車線52の無人車両11に対して停止要求指令が送信される(ステップ303)。
無人車両11の通信装置2では、停止要求指令が受信される。通信装置2は、停止要求指令を、自車両11の運行データ共有装置3を介して制御装置5に送出する。無人車両11の制御装置5は、停止要求指令を受け取ると、運行データ共有装置3に記憶されたブロック位置61Bと、位置計測装置1で計測される自己車両11の現在位置とを対比して、ブロック位置61Bで停止可能であるか否かを判断する(ステップ304)。この結果、ブロック位置61Bで停止可能である場合には(ステップ304の判断YES)、制御装置5は、自車両11がブロック位置61Bで停止するように、走行を制御し(ステップ305)、ブロック位置61Bで停止可能であることを示すデータを通信装置2を介して監視局40に送信して(ステップ306)、対面側車線ブロック処理を完了させる。一方、ブロック位置61Bで停止不可能であると判断された場合には(ステップ304の判断NO)、ブロック位置61Bで停止不可能であることを示すデータを通信装置2を介して監視局40に送信し(ステップ307)、制御装置5は、ブロック位置61Bを含む区間をそのまま通過させるように、自車両11の走行を制御する。自車両11が、立入禁止領域60の側方を通過し、立入禁止領域60を迂回しようとする無人車両10と干渉しない位置に達したことを確認すると(ステップ308)、対面側車線ブロック処理を完了させる。ステップ307で停止不能通知を受け取った監視局40は、追い越しコントローラ45′に入力し、追い越しコントローラ45′は有人車両20と無人車両11のすれ違い完了位置を予測し、これをもとに無人車両11通過後の追い越しのための立入禁止領域と、無人車両11の後続車両のブロック位置を計算し、あらかじめブロックしておくように構成してもよい。
ステップ302で、ブロック位置61Bを通過する予定の無人車両が存在しないと判断された場合も(ステップ302の判断NO)、対面側車線ブロック処理を完了させる。
以上のようにして対面側車線ブロック処理が行われ(ステップ204)、対面側車線ブロック処理が完了すると(ステップ205の判断YES)、無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、ブロック位置61Bのデータに基づいて、迂回コース72をコース生成装置41で作成させる。
迂回コース72は、前述の迂回コース72と同様に、立入禁止領域60側の車線51にあって有人車両20の後方を走行する無人車両(無人車両10)の予定走行コース70から外れた走行コースであって、立入禁止領域60を回避するように、対面側車線52を通って、ブロック位置61Bに対応する地点で自車10の走行コース70に復帰するコースのことである。
監視局40の無人車運行管理装置48は、こうして作成された迂回コース72のデータを、運行データ共有装置43に送出する。
こうして運行データ共有装置43には、迂回コース72のデータが記憶される。運行データ共有装置43は、迂回コース72のデータを通信装置32に出力する。これを受けて通信装置32は、迂回コース72のデータを無線通信S1、S2にて無人車両10、11の通信装置42に送信するとともに、無線通信S3にて有人車両20に送信する。これにより、無人車両10、11の運行データ共有装置3、有人車両20の運行データ共有装置33に、迂回コース72のデータが記憶されて、迂回コース72の共有データが全車両10、11…、20…に教示されることになる。
有人車両20の表示装置37の表示画面には、立入禁止領域60、ブロック位置61B、迂回コース72が、位置計測装置で計測された自車両20の現在位置とともに、表示される。これにより有人車両20のオペレータは、無人車両10が迂回コース72を通って自車両20を追い越す可能性があることを認識することができる(ステップ206)
監視局40の無人車運行管理装置48は、迂回コース72が作成されると、無人車両10が迂回コース72の走行を開始してもよいとの許諾を、再度、有人車両20に対して求める指令を、自局40の追い越しコントローラ45′に送出する。追い越しコントローラ45′は、これを受けて、走行開始許諾を求める指令を、自局40の通信装置42に対して出力する。これにより、走行開始許諾を求める指令は、無線通信S3にて、迂回コース72によって追い越される有人車両20の通信装置32に対して送信される。
有人車両20の通信装置32では、走行開始許諾を求める指令が受信され、自車両20の追い越しコントローラ35′に送出される。追い越しコントローラ35′は、走行開始許諾を求める指令を、表示指令として表示装置37に出力する。これにより有人車両20の表示装置37の表示画面には、「迂回コース72の走行開始許諾(追い越し開始許諾)の求めあり」の表示がなされる。
有人車両20のオペレータは、表示装置37の表示画面に表示された「迂回コース72の走行開始許諾の求めあり」の表示をみて、自車両20が高速走行に移行したり、図7(d)に示すように転回等を行うために対面側車線52にはみでて領域Dで後方の無人車両10と干渉するなどの問題がなければ、走行開始許諾の求めを承認して、入力装置36によって、走行開始許諾の指令を入力する。
入力装置36によって入力された走行開始許諾の指令は、自車両20の追い越しコントローラ35′に送られる。追い越しコントローラ35′は、自車両20の通信装置32に走行開始許諾指令を出力する。これを受けて有人車両20の通信装置32から、走行開始許諾指令が無線通信S3にて、監視局40に送信される。
走行開始許諾指令は、監視局40の通信装置42で受信されて、自局40の追い越しコントローラ45′に送出され、さらに無人車運行管理装置48に出力される。
無人車運行管理装置48では、追い越しコントローラ45′から走行開始許諾指令が入力されているか否か(有人車両20が迂回コース72の走行開始を許諾中であるか否か)を判断している。この判断の結果、追い越しコントローラ45′から走行開始許諾指令が入力されており、有人車両20が迂回コース72の走行開始を許諾中であるという判断がなされた場合には、無人車運行管理装置48は、無人車両10が迂回コース72を走行することを許可する走行許可指令を運行データ共有装置43に送出する。運行データ共有装置43は、走行許可指令を自局40の通信装置42に出力する。
なお、有人車両20から走行開始許諾指令が得られない場合、監視局40の無人運行管理装置48は、有人車両の位置に応じて、随時、立入禁止領域60、ブロック位置61B、迂回コース72の予定データを更新しながら、許諾を待つ。
また、明示的に有人車両から追い越し禁止入力を受けた場合や、有人車両の走行速度、対向車の位置など、状況の変化により追い越し不能と判断した場合は、監視局40の無人車運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、ブロック位置61B、迂回コース72の予定データを削除する。
有人車両20より走行開始許諾指令が得られ、それに応じて監視局40で走行許可指令が生成されると、監視局40の通信装置42から、無線通信S1にて、無人車両10に対して走行許可指令が送信される。また、監視局40の通信装置42から、無線通信S3にて、有人車両20に対して、無人車両10に走行を許可した旨の走行許可中通知が送信される。
無人車両10の通信装置2では、走行許可指令が受信される。通信装置2は、走行許可指令を、自車両10の運行データ共有装置3に送出する。
一方、無人車両10の有人車混走コントローラ4では、監視局40から与えられる走行許可指令とは別に、各有人車両20…の位置データに基づいて、自己車両10が、迂回コース72を走行することを許可する走行許可指令を生成している。すなわち、監視局40から走行許可指令が得られていても、各有人車20…の不用意な行動によって、無人車両10に干渉する可能性がある場合には、走行を許可すべきではないからである。また、第1実施例のように、この処理を有人車両20の有人車混走コントローラ34で行うように構成してもよい。
無人車両10の制御装置5は、自車両10の運行データ共有装置3に対して、走行許可指令を問い合わせるとともに、自車両10の有人車混走コントローラ4に対して走行許可指令を問い合わせる。運行データ共有装置3および有人車混走コントローラ4の両方から走行許可指令が出力されることを条件に、制御装置5は、自車両10が迂回コース72を走行するように制御する。
しかし、運行データ共有装置3、有人車混走コントローラ4のいずれか一方から走行許可指令が出力されていない場合には、制御装置5は、低速の有人車両20を追い越さないように、状況に応じて減速若しくは停止するように、自車両10の走行を制御する。このように制御装置5は、監視局40から運行データ共有装置3を介して得られる走行許可指令のみならず、常に、有人車混走コントローラ4に走行継続の許可を問い合わせながら、迂回コース72の走行を継続する。
一方、有人車両20の通信装置32では、無人車両10の走行が許可された旨の走行許可中通知が受信され、自車両20の追い越しコントローラ35′に送出される。追い越しコントローラ35′は、走行許可中通知を、表示指令として表示装置37に出力する。これにより有人車両20の表示装置37の表示画面には、「無人車両10の走行許可中(追い越し中)」の表示がなされ、オペレータに対して、追い越し中であるとの警告がなされる。この警告によって、自車両20が高速走行に移行したり、転回等を行うために対面側車線52にはみでて領域D(図7(d))にて後方の無人車両10と干渉するなどの問題を引き起こさないように注意を喚起することができる(ステップ207)。
なお、無人運行管理装置48は、無人車両10が迂回コース72の走行を終えたか否かを判断している。無人車両10が迂回コース72の走行を終えたと判断された場合には、監視局40の無人運行管理装置48は、運行データ共有装置43に記憶された立入禁止領域60、ブロック位置61B、迂回コース72のデータを削除する。
なお、この第2実施例では、監視局40を介在させて、監視局40から無人車両10、11…に対してデータを送信したり、監視局40から有人車両20…に対してデータを送信するようにしているが、監視局40を介在させることなく、無人車両10、11…から有人車両20…に対してデータを直接、送信したり、有人車両20…から無人車両10、11…に対してデータを直接、送信するように構成してもよい。すなわち、低速の有人車両20に、監視局40の機能をもたせて、無人車両と直接相互にデータを送受信してもよい。
(第3実施例;無人車両が低速で走行している場合の迂回)
以下、図10(a)、(b)、(c)に示す構成図、図11(a)、(b)、(c)に示す走行路50を示す図を併せ参照して実施例の処理の手順について説明する。
本実施例は、第2実施例における低速走行している有人車両20を、低速走行している無人車両12に置換した実施例であり、第2実施例と重複する説明は、省略して説明する。
図10(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図6(a)、(b)、(c)に対応する図である。図6と同じ符合は同じ構成要素であるとして、適宜、説明を省略する。
無人車両10、11の構成は、図10(c)に示すように、第2実施例の図6(c)の構成と同じである。
追い越される低速の無人車両12の構成は、図10(a)に示すように、他の無人車両10、11の構成(図10(c))と同じである。
監視局40には、第2実施例の図6(b)の構成に示す有人車混走コントローラ44は設けられていない他は、同図6(b)の構成と同じである。
本実施例では、走行路50上の無人車両12が低速で走行している場合を想定している。本実施例では、第2実施例と同様に、低速の無人車両12を追い越すための迂回コース72が作成される。
すなわち、図11(a)に示すように、監視局40で、無人車両10が同じ車線51を低速で走行している無人車両12に追いつく可能性があることを判断すると、図11(b)に示すように、対面側車線52にブロック位置61Bを作成するとともに、立入禁止領域60を作成して、対面側車線52を走行中の無人車両11に対して、ブロック位置61Bで停止するように停止指令を無人車両11に対して与える。立入禁止領域60は、無人車両12が走行する予定の走行コース73のデータに基づき作成される。
対面側車線52の無人車両11がブロック位置61Bで確実に停止することが確認されたならば、迂回コース72を作成し、低速の無人車両12に対しては、走行コース73に沿って減速して走行させる旨の走行指令を与える。
迂回コース72が作成されると、監視局40は、図11(c)に示すように、無人車両10に対して走行許可の指令を与えて、迂回コース72を走行させる。
監視局40は、無人車両10が迂回コース72の走行を終えたと判断すると、対面側車線52のブロック位置61B、迂回コース72のデータを削除する。
なお、以上の各実施例の説明では、対面側車線52の車両が、無人車両11である場合を想定して説明したが、対面側車線52の車両は、有人車両であってもよい。
また、以上の実施例では、追い越される車両が、作業車両である場合、あるいは低速車両である場合を想定して説明したが、追い越される車両としては、後方を走行する無人車両にとって高速走行に支障のある車両であればよく、故障した車両であってもよい。
以上のように、実施例によれば、往復車線51、52のうちいずれか一方の車線51の有人車両20(あるいは無人車両12)の位置情報(作業範囲の始点60A、終点60Bあるいは走行コース73のデータ)に基づいて、立入禁止領域60を作成し、この立入禁止領域60の情報に基づいて、迂回コース72を作成し、この迂回コース72の情報を各無人車両10、11、12…有人車両20…に教示し、立入禁止領域60を挟んで対面走行する無人車両10、無人車両11(あるいは有人車両)の位置情報に基づいて、立入禁止領域60の対面側車線52の無人車両11(あるいは有人車両)をブロック位置61Bでブロックしつつ、立入禁止領域60側の車線51を走行する無人車両10に対して、走行許可指令を与えて迂回コース72を走行させるようにしている。このため、無人車両10、無人車両11(あるいは有人車両)を対面走行させるに際して、車両同士の干渉を確実に防止することができると同時に、低速車両などの後方の無人車両10にとって高速走行に支障のある有人車両20(あるいは無人車両12)を高速で迂回することができ、安全を確実に保障しながらも、搬送効率、作業効率が向上する。
図1は、従来技術の説明のために用いた図で、往復車線を有した走行路を車両が対面走行している様子を示す図である。 図2は、実施例の説明のために用いた図で、往復車線を有した走行路を車両が対面走行している様子を示す図である。 図3(a)、(b)、(c)は第1実施例の構成図である。 図4(a)、(b)、(c)、(d)は第1実施例において迂回コースを作成する処理を説明する図である。 図5は第1実施例の処理手順を示すフローチャートである。 図6(a)、(b)、(c)は第2実施例の構成図である。 図7(a)、(b)、(c)、(d)は第2実施例において迂回コースを作成する処理を説明する図である。 図8は第2実施例の処理手順を示すフローチャートである。 図9は第2実施例における対面側車線ブロック処理の手順を示すフローチャートである。 図10(a)、(b)、(c)は第3実施例の構成図である。 図11(a)、(b)、(c)は第3実施例において迂回コースを作成する処理を説明する図である。
符号の説明
10、11、12 無人車両 20 有人車両 40 監視局 50 走行路 51、52 車線 60 立入禁止領域 61A、61B ブロック位置 70、71、73 走行コース 72 迂回コース

Claims (5)

  1. 教示された走行コースのデータにしたがい当該走行コースに沿って自車両を走行させる走行制御手段が備えられた無人車両を、隣接する往復の車線を備えた走行路において対面走行させる、車両の走行制御装置であって、
    往復車線のうちいずれか一方の車線の車両の位置情報に基づいて、当該車両を囲む立入禁止領域を作成する立入禁止領域作成手段と、
    立入禁止領域に基づいて、当該立入禁止領域を回避して対面側の車線を通り自車両の車線に戻る迂回コースを作成する迂回コース作成手段と、
    迂回コースの情報を各車両に教示する迂回コース教示手段と、
    立入禁止領域を挟んで対面走行する各車両の位置情報に基づいて、立入禁止領域の対面側車線の車両をブロックしつつ、立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、迂回コースを走行させることを許可する走行許可指令を与える走行許可指令出力手段であって、立入禁止領域に存在する有人車両から、迂回コースを走行することを許諾する許諾指令を受け取ることを条件に、走行許可指令を、立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して与える走行許可指令出力手段と
    が備えられ、
    走行許可指令が与えられた無人車両の走行制御手段は、教示された迂回コースのデータにしたがい当該迂回コースに沿って自車両を走行させる制御を行うこと
    を特徴とする車両の走行制御装置。
  2. 請求項1記載の車両の走行制御装置において、
    立入禁止領域に存在する有人車両の位置情報を入力する入力手段が設けられ、
    立入禁止領域作成手段は、入力された車両位置情報に基づいて、立入禁止領域を作成するものであること
    を特徴とする車両の走行制御装置。
  3. 請求項1記載の車両の走行制御装置において、
    迂回コース作成手段と、迂回コース教示手段と、迂回コース教示手段と、走行許可指令出力手段は、車両の走行を監視する監視局に設けられ、
    監視局と各車両には、監視局と車両との間で相互に情報を送受信する送受信手段が設けられ、
    監視局から各車両に対して、迂回コースの情報が送信され、
    監視局から立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、走行許可指令が送信されること
    を特徴とする車両の走行制御装置。
  4. 請求項2記載の車両の走行制御装置において、
    入力手段は、立入禁止領域に存在する有人車両に設けられ、
    迂回コース作成手段と、迂回コース教示手段と、迂回コース教示手段と、走行許可指令出力手段は、車両の走行を監視する監視局に設けられ、
    監視局と各車両には、監視局と車両との間で相互に情報を送受信する送受信手段が設けられ、
    立入禁止領域に存在する有人車両から監視局に対して、立入禁止領域の情報が送信され、
    監視局から各車両に対して、迂回コースの情報が送信され、
    監視局から立入禁止領域側の車線を走行する無人車両に対して、走行許可指令が送信されること
    を特徴とする車両の走行制御装置。
  5. 請求項1記載の車両の走行制御装置において、
    立入禁止領域は、有人車両が作業を行う領域または有人車両が低速で走行する領域または故障している有人車両が存在する領域であること
    を特徴とする車両の走行制御装置。
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