JP5997364B2 - 鉱山機械、鉱山機械の管理システム、及び鉱山機械の管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉱山機械、鉱山機械の管理システム、及び鉱山機械の管理方法に関する。

鉱山機械が鉱山の走行路を走行する場合、走行路の傍らの土手のような壁部と鉱山機械との距離が検出される場合がある。無人車両と路側帯との距離を検出して、無人車両の走行を制御する技術の一例が特許文献１に開示されている。

特開２００２−２１５２３６号公報

壁部と鉱山機械との距離を検出するセンサに泥又は埃のような異物が付着したり、センサが壁部に接触したりすると、センサの検出精度が低下する可能性がある。

本発明の態様は、壁部との距離の検出精度の低下を抑制できる鉱山機械、鉱山機械の管理システム、及び鉱山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、鉱山の走行路を走行可能な走行装置と、走行装置に支持される車体と、車体の前部に設けられ、検出エリアの物体を非接触で検出可能であり、走行装置の走行において車体の前方の走行路及び走行路の傍らが検出エリアに配置される非接触センサと、非接触センサの出力信号に基づいて、車体の前方の走行路の障害物を検出する障害物検出部と、非接触センサの出力信号に基づいて、走行路の傍らの壁部との距離を検出する距離検出部と、障害物検出部及び距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、走行装置を制御する走行制御部と、を備える鉱山機械が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、鉱山の走行路を走行可能な走行装置及び走行装置に支持される車体を有する鉱山機械の管理システムであって、車体の前部に設けられ、検出エリアの物体を非接触で検出可能であり、走行装置の走行において車体の前方の走行路及び走行路の傍らが検出エリアに配置される非接触センサと、非接触センサの出力信号に基づいて、車体の前方の走行路の障害物を検出する障害物検出部と、非接触センサの出力信号に基づいて、走行路の傍らの壁部と車体との距離を検出する距離検出部と、障害物検出部及び距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、走行装置を制御する走行制御部と、を備える鉱山機械の管理システムが提供される。

本発明の第３の態様に従えば、鉱山の走行路を走行可能な走行装置及び走行装置に支持される車体を有する鉱山機械の管理方法であって、車体の前部に設けられ、物体を非接触で検出可能な非接触センサの検出エリアに、車体の前方の走行路及び走行路の傍らを配置させながら、走行装置で前記車体を走行させることと、非接触センサの出力信号に基づいて、車体の前方の走行路の障害物を検出することと、非接触センサの出力信号に基づいて、走行路の傍らの壁部と車体との距離を検出することと、障害物の検出結果及び距離の検出結果の少なくとも一方に基づいて、走行装置を制御することと、を含む鉱山機械の管理方法が提供される。

本発明の態様によれば、壁部との距離の検出精度の低下を抑制できる鉱山機械、鉱山機械の管理システム、及び鉱山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示す図である。 図２は、本実施形態に係る管理装置の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係るダンプトラックの一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係るダンプトラックの一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係る非接触センサの一例を説明するための図である。 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８は、本実施形態に係る走行経路を説明するための図である。 図９は、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法の一例を説明するための図である。 図１１は、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法の一例を説明するための図である。 図１２は、本実施形態に係る前方エリアの一例を示す模式図である。 図１３は、本実施形態に係る非接触センサの一例を説明するための図である。 図１４は、本実施形態に係る非接触センサの一例を説明するための図である。 図１５は、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法の一例を示すフローチャートである。

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。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。

＜鉱山機械の管理システムの概要＞
図１は、本実施形態に係る鉱山機械２の管理システム１の一例を示す図である。図１は、管理システム１及び管理システム１が適用される鉱山の採掘現場を模式的に示す。

管理システム１は、鉱山機械２の管理を行う。鉱山機械２の管理は、鉱山機械２の運行管理、鉱山機械２の生産性の評価、鉱山機械２のオペレータの操作技術の評価、鉱山機械２の保全、及び鉱山機械２の異常診断の少なくとも一つを含む。

鉱山機械２は、鉱山の作業に使用される。鉱山機械２は、運搬車両、掘削機械、及び積込機械の少なくとも一つを含む。本実施形態においては、鉱山機械２が、鉱山を走行可能なダンプトラック２である例について説明する。ダンプトラック２は、運搬車両の一種であり、鉱山において積荷を運搬する。ダンプトラック２は、車両３と、車両３に設けられたベッセル４とを有する。ダンプトラック２は、ベッセル４に積載された積荷を運搬する。積荷は、砕石の採掘で発生した土砂又は岩石を含む。

鉱山の採掘現場において、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方に通じる走行路ＨＬが設けられる。ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬを走行可能である。ダンプトラック２は、走行路ＨＬを走行して、積込場ＬＰＡと排土場ＤＰＡとの間を移動可能である。鉱山の走行路ＨＬは、未舗装路である場合が多い。

積込場ＬＰＡにおいて、ベッセル４に積荷が積み込まれる。積込機械ＬＭにより、ベッセル４に積荷が積み込まれる。積込機械ＬＭとして油圧ショベル又はホイールローダが用いられる。積荷が積み込まれたダンプトラック２は、積込場ＬＰＡから排土場ＤＰＡまで走行路ＨＬを走行する。排土場ＤＰＡにおいて、ベッセル４から積荷が排出される。積荷が排出されたダンプトラック２は、排土場ＤＰＡから積込場ＬＰＡまで走行路ＨＬを走行する。なお、ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡから所定の待機場まで走行してもよい。

図１に示すように、管理システム１は、鉱山の管制施設８に配置されダンプトラック２の管理を行う管理装置１０と、データを伝達可能な通信システム９とを備えている。

管理装置１０は、コンピュータシステムを含む。通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２との間において、指令信号を含むデータを伝達する。管理装置１０とダンプトラック２とは、通信システム９を介して通信可能である。通信システム９は、無線通信システムを含む。管理装置１０とダンプトラック２とは、通信システム９を介して無線通信可能である。

本実施形態において、ダンプトラック２は、管理装置１０からの指令信号により作動する、所謂、無人ダンプトラックである。通常の運搬作業において、ダンプトラック２に運転者は搭乗しない。なお、駐機場からのダンプトラック２の出し入れ時又はダンプトラック２の非常停止時などにおいては、ダンプトラック２に運転者が搭乗する場合がある。

ダンプトラック２の位置は、全方位測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）により検出される。ＧＰＳは、ＧＰＳ衛星ＳＴを有する。ＧＰＳによって検出される位置は、絶対位置である。以下の説明においては、ＧＰＳ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、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。

＜管理装置＞
次に、管理装置１０について説明する。図２は、本実施形態に係る管理装置１０の一例を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、管理装置１０は、コンピュータシステム１１と、表示装置１６と、入力装置１７と、無線通信装置１８とを備えている。

コンピュータシステム１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部１５とを有する。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、コンピュータシステム１１と接続される。

処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む。処理装置１２は、ダンプトラック２の管理に関する各種の処理を実行する。処理装置１２は、データ処理部１２Ａと、走行条件データ生成部１２Ｂとを含む。データ処理部１２Ａは、例えば、ダンプトラック２の位置を示す位置データを処理する。走行条件データ生成部１２Ｂは、ダンプトラック２の走行条件を示す走行条件データを生成する。ダンプトラック２の走行条件は、ダンプトラック２の走行速度、及び走行経路を含む。ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬの少なくとも一部において、走行条件データ生成部１２Ｂにより生成された走行条件に従って走行する。

記憶装置１３は、処理装置１２と接続される。記憶装置１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブのようなメモリを含む。記憶装置１３は、ダンプトラック２の管理に関する各種のデータを記憶する。記憶装置１３は、データが登録されるデータベース１３Ｂを含む。記憶装置１３は、処理装置１２に各種の処理を実行させるためのコンピュータプログラムを記憶する。走行条件データ生成部１２Ｂは、記憶装置１３に記憶されているコンピュータプログラムを用いて、走行条件データを生成する。

表示装置１６は、例えば、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。表示装置１６は、例えば、ダンプトラック２の位置を示す位置データを表示可能である。

入力装置１７は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。入力装置１７は、処理装置１２に操作信号を入力可能な操作部として機能する。管制施設８の管理者は、入力装置１７を操作して、処理装置１２に操作信号を入力可能である。

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、管制施設８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。無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有する。無線通信装置１８は、ダンプトラック２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で受信したデータは、処理装置１２に出力される。無線通信装置１８で受信したデータは、記憶装置１３に記憶される。無線通信装置１８は、ダンプトラック２に指令信号を含むデータを送信可能である。

＜ダンプトラック＞
次に、ダンプトラック２について説明する。図３及び図４はそれぞれ、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、車両３と、車両３に設けられるベッセル４と、物体を非接触で検出する非接触センサ３０と、ダンプトラック２の走行速度を検出する速度センサ２７と、ダンプトラック２の位置を検出する位置センサ２８と、無線通信装置２９とを備えている。

車両３は、鉱山の走行路ＨＬを走行可能な走行装置５と、走行装置５に支持される車体６と、動力を発生する動力発生装置７とを有する。車体６の少なくとも一部は、走行装置５の上方に配置される。ベッセル４は、車体６に支持される。車体６は、前部６Ｆと、後部６Ｒと、側部６Ｓとを有する。

ベッセル４は、積荷が積載される部材である。ベッセル４は、傾動装置により、車両３に対して傾動可能である。傾動装置は、ベッセル４と車体６との間に配置された油圧シリンダ（ホイストシリンダ）のようなアクチュエータを含む。傾動装置によりベッセル４が傾動することによって、ベッセル４の積荷が排出される。

走行装置５は、車輪２０と、車輪２０を回転可能に支持する車軸２１と、走行を停止可能なブレーキ装置２２と、走行方向を調整可能な操舵装置２３とを有する。

車輪２０は、車軸２１に支持されるホイールと、ホイールに支持されるタイヤとを含む。車輪２０は、前輪２０Ｆと後輪２０Ｒとを含む。本実施形態において、前輪２０Ｆは、車体６の左右のそれぞれに１つずつ設けられたタイヤを含む。後輪２０Ｒは、車体６の左右のそれぞれに２つずつ設けられたタイヤを含む。車軸２１は、前輪２０Ｆを回転可能に支持する車軸２１Ｆと、後輪２０Ｒを回転可能に支持する車軸２１Ｒとを含む。

走行装置５は、動力発生装置７が発生した動力により駆動する。動力発生装置７は、電気駆動方式により走行装置５を駆動する。動力発生装置７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。電動機で発生した動力が走行装置５の車輪２０に伝達される。これにより、走行装置５が駆動される。車両３に設けられた動力発生装置７の動力によって、ダンプトラック２は自走する。動力発生装置７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、動力発生装置７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５の車輪２０に伝達されてもよい。

ブレーキ装置２２は、走行装置５の走行を停止可能である。ブレーキ装置２２が作動することにより、ダンプトラック２の走行速度が調整される。

操舵装置２３は、走行装置５の走行方向を調整可能である。走行装置５を含むダンプトラック２の走行方向は、車体６の前部６Ｆの向きを含む。操舵装置２３は、前輪２０Ｆの向きを変えることによって、ダンプトラック２の走行方向を調整する。

速度センサ２７は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２７は、車輪２０の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪２０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。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、速度センサ２７は、車軸２１の回転速度を検出してもよい。車軸２１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。なお、速度センサ２７は、前輪２０Ｆの回転速度を検出してもよいし、後輪２０Ｒの回転速度を検出してもよい。通常の走行状態においては後輪２０Ｒに設けられた速度センサ２７でダンプトラック２の走行速度が検出され、加速等により後輪２０Ｒがスリップするスリップ走行状態においては前輪２０Ｆに設けられた速度センサ２７でダンプトラック２の走行速度が検出されてもよい。

位置センサ２８は、車両３に配置される。位置センサ２８は、ＧＰＳ受信機を含み、ダンプトラック２の位置を検出する。位置センサ２８は、ＧＰＳ用のアンテナ２８Ａを有する。位置センサ２８は、アンテナ２８Ａの位置を検出する。アンテナ２８Ａは、ダンプトラック２に配置される。アンテナ２８Ａの位置が検出されることによって、ダンプトラック２の位置が検出される。アンテナ２８Ａは、ＧＰＳ衛星ＳＴからの電波を受信する。アンテナ２８Ａは、受信した電波に基づく信号を位置センサ２８に出力する。位置センサ２８は、アンテナ２８Ａからの信号に基づいて、アンテナ２８Ａの位置を検出する。位置センサ２８は、アンテナ２８Ａで受信したＧＰＳ衛星ＳＴ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２８Ａの位置を算出する。アンテナ２８Ａの位置は、ＧＰＳ位置である。アンテナ２８Ａ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、無線通信装置２９を含む。無線通信装置２９は、車両３に配置される。無線通信装置２９は、アンテナ２９Ａを有する。無線通信装置２９は、管理装置１０及び他のダンプトラック２の少なくとも一方から送信された指令信号を含むデータを受信可能である。無線通信装置２９は、管理装置１０及び他のダンプトラック２の少なくとも一方にデータを送信可能である。

非接触センサ３０は、車体６の前部６Ｆに設けられる。非接触センサ３０は、車体６の周囲の物体を非接触で検出する。非接触センサ３０は、レーザスキャナを含む。非接触センサ３０は、検出光であるレーザ光を使って、物体を非接触で検出する。非接触センサ３０は、物体の有無、物体との相対位置、及び物体との相対速度を検出可能である。物体との相対位置は、物体との相対距離、及び非接触センサ３０に対して物体が存在する方位を含む。

本実施形態において、非接触センサ３０は、複数設けられる。本実施形態において、非接触センサ３０は、第１非接触センサ３１と、第１非接触センサ３１の隣に設けられる第２非接触センサ３２とを含む。

なお、非接触センサ３０は、ミリ波レーダ装置のようなレーダ装置を含んでもよい。レーダ装置は、電波を使って、物体を非接触で検出可能である。

＜非接触センサ＞
次に、非接触センサ３０について説明する。図５は、本実施形態に係る非接触センサ３０の一例を示す模式図である。図５に示すように、非接触センサ３０は、車体６の前部６Ｆに設けられる。非接触センサ３０は、検出光であるレーザ光を射出する射出部３３を有する。なお、非接触センサ３０がレーダ装置を含む場合、射出部３３から電波が発射される。

非接触センサ３０は、車体６の前方に存在する物体、及び車体６の側方に存在する物体を検出可能である。車体６の前方とは、前進するダンプトラック２の走行方向の前側の方向であり、車体６の前方空間を含む。車体６の前方空間とは、車体６の前部６Ｆが面する空間である。前方空間の幅は、車体６の幅とほぼ等しい。車体６の側方とは、前進するダンプトラック２の走行方向の側方向であり、前方空間の傍らの空間を含む。車体６の側方は、車体６の側部６Ｓが面する空間を含んでもよい。また、車体６の側方は、左方及び右方を含む。左方は、前進するダンプトラック２の走行方向に関して左側の方向であり、前方空間に対して左側の空間及び車体６の左の側部６Ｓが面する空間を含む。右方は、前進するダンプトラック２の走行方向に関して右側の方向であり、前方空間に対して右側の空間及び右の側部６Ｓが面する空間を含む。

以下の説明においては、前進するダンプトラック２の走行方向を基準として、各部の位置関係を説明する。前進するダンプトラック２の車体６の前方空間に存在する物体は、前方の物体であり、前方空間の傍らの空間である側方空間に存在する物体は、側方の物体であり、前方空間に対して左側の空間である左方空間に存在する物体は、左方の物体であり、前方空間に対して右側の空間である右方空間に存在する物体は、右方の物体である。また、左とは、前進するダンプトラック２の車体６の幅方向に関して左側であり、右とは、前進するダンプトラック２の車体６の幅方向に関して右側である。

非接触センサ３０は、第１非接触センサ３１と、第１非接触センサ３１の右隣に設けられる第２非接触センサ３２とを含む。第１非接触センサ３１は、車体６の中心線Ｌの左側に設けられる。第２非接触センサ３２は、車体６の中心線Ｌの右側に設けられる。

車体６の中心線Ｌとは、走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面内において、車体６の幅方向に関する前部６Ｆの中心と後部６Ｒの中心とを結ぶ線である。走行路ＨＬの表面とは、走行路ＨＬの路面をいう。走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面とは、水平面である場合があるし、坂道の走行路ＨＬである場合、水平面に対して傾斜する傾斜面である場合もある。なお、走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面が、車体６の下面と平行な面とみなされてもよい。

第１非接触センサ３１の射出部３３と、第２非接触センサ３２の射出部３３とは、異なる方向を向く。第１非接触センサ３１の射出部３３は、左前方を向く。第２非接触センサ３２の射出部３３は、右前方を向く。

非接触センサ３０は、検出エリアＳＬを有する。検出エリアＳＬの少なくとも一部は、車体６の前方に規定される。非接触センサ３０は、検出エリアＳＬに存在する物体を非接触で検出可能である。射出部３３から射出される検出光は、検出エリアＳＬを走査する。検出エリアＳＬは、検出光の走査エリアを含む。検出エリアＳＬは、射出部３３から水平方向及び鉛直方向のそれぞれに放射状に拡がる形状を有する。

走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面内において、放射状に拡がる検出エリアＳＬの一方のエッジＥ１と他方のエッジＥ２とがなす角度θは、約１１０［°］である。なお、角度θは、１００［°］以上１２０［°］以下の範囲で、任意の値に規定されてもよい。

検出エリアＳＬは、第１非接触センサ３１の第１検出エリアＳＬ１と、第２非接触センサ３２の第２検出エリアＳＬ２とを含む。走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面内において、第１検出エリアＳＬ１のエッジＥ１は、車体６の中心線Ｌと直交する。走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面内において、第２検出エリアＳＬ２のエッジＥ２は、車体６の中心線Ｌと直交する。

第１検出エリアＳＬ１のエッジＥ１は、車体６の前部６Ｆから左方に延びる。第２検出エリアＳＬ２のエッジＥ２は、車体６の前部６Ｆから右方に延びる。本実施形態においては、走行路ＨＬの表面と実質的に平行な面内において、第１検出エリアＳＬ１のエッジＥ１と、第２検出エリアＳＬ２エッジＥ２とは、同一直線上に配置される。第１検出エリアＳＬ１のエッジＥ１と、第２検出エリアＳＬ２のエッジＥ２とがなす角度は、１８０［°］である。

第１検出エリアＳＬ１のエッジＥ２は、中心線Ｌよりも右方に延びる。第２検出エリアＳＬ２のエッジＥ１は、中心線Ｌよりも左方に延びる。車体６の前方において、第１検出エリアＳＬ１と第２検出エリアＳＬ２の一部とは重複する。

すなわち、本実施形態においては、第１非接触センサ３１及び第２非接触センサ３２を含む非接触センサ３０は、車体６の前方に規定された１８０［°］の角度を有する検出エリアＳＬに存在する物体を非接触で検出することができる。

ダンプトラック２は、走行路ＨＬを走行する。走行装置５は、車輪２０を走行路ＨＬの表面に接触させた状態で、走行路ＨＬを走行する。走行路ＨＬの傍らには、壁部Ｗが設けられている。壁部Ｗは、鉱山に設けられている土手を含む。走行路ＨＬの側方に壁部Ｗが設けられる。壁部Ｗは、走行路ＨＬの左側に設けられる場合があるし、走行路ＨＬの右側に設けられる場合があるし、走行路ＨＬの両側に設けられる場合がある。

本実施形態においては、走行路ＨＬにおける走行装置５の走行において、車体６の前方の走行路ＨＬ及び走行路ＨＬの傍らが検出エリアＳＬに配置されるように、非接触センサ３０が設けられる位置、検出エリアＳＬの形状、及び角度θを含む検出エリアＳＬの大きさが定められている。走行路ＨＬにおける走行装置５の走行において、車体６の前方の走行路ＨＬ及び走行路ＨＬの傍らが、非接触センサ３０の検出エリアＳＬに配置される。

車体６の前方の走行路ＨＬとは、走行路ＨＬのうち、車体６の前方空間に存在する走行路ＨＬをいう。走行路ＨＬの傍らとは、車体６の前方空間の傍らの側方空間をいう。非接触センサ３０は、車体６の前方空間に存在する走行路ＨＬ上の物体を非接触で検出可能である。非接触センサ３０は、前方空間の傍らの側方空間に存在する物体を非接触で検出可能である。

図５に示す例では、第１検出エリアＳＬ１に、車体６の前方の走行路ＨＬ及び走行路ＨＬの左側の壁部Ｗが配置される。第２検出エリアＳＬ２に、車体６の前方の走行路ＨＬ及び走行路ＨＬの右側の壁部Ｗが配置される。車体６の前方の走行路ＨＬに障害物ＯＢが存在する場合、第１非接触センサ３１は、車体６の前方の走行路ＨＬの障害物ＯＢ、及び走行路ＨＬの左側の壁部Ｗの両方を検出可能である。車体６の前方の走行路ＨＬに障害物ＯＢが存在する場合、第２非接触センサ３２は、車体６の前方の走行路ＨＬの障害物ＯＢ、及び走行路ＨＬの右側の壁部Ｗの両方を検出可能である。

このように、本実施形態において、非接触センサ３０は、走行するダンプトラック２の車体６の前方の走行路ＨＬに存在する障害物ＯＢ、及び走行路ＨＬの傍らに設けられている壁部Ｗの両方を検出することができる。

非接触センサ３０の出力信号は、制御装置５０に出力される。制御装置５０は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、車体６の前方の走行路ＨＬの障害物ＯＢの有無を検出する。また、制御装置５０は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、走行路ＨＬの傍らの壁部Ｗとダンプトラック２の車体６との距離を検出する。

＜制御システム＞
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１００の一例について説明する。図６は、本実施形態に係るダンプトラック２に搭載されている制御装置５０を含む制御システム１００の一例を示す機能ブロック図である。制御装置５０は、コンピュータシステムを含む。制御装置５０は、ＣＰＵのようなプロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭのようなメモリとを含む。

図６に示すように、制御装置５０は、データ取得部５１と、演算部５２と、障害物検出部５３と、距離検出部５４と、走行制御部５５と、検出エリア設定部５６と、記憶部５７とを有する。

無線通信装置２９、速度センサ２７、位置センサ２８、及び非接触センサ３０は、制御装置５０と接続される。データ取得部５１は、無線通信装置２９からの指令信号を含むデータ、速度センサ２７からの出力信号を含むデータ、位置センサ２８からの出力信号を含むデータ、及び非接触センサ３０からの出力信号を含むデータを取得する。

無線通信装置２９は、管理装置１０の無線通信装置１８からのデータを受信して、そのデータをデータ取得部５１に出力する。データ取得部５１は、管理装置１０から送信されたデータを取得する。速度センサ２７の出力信号は、データ取得部５１に出力される。データ取得部５１は、速度センサ２７の出力信号を取得する。位置センサ２８の出力信号は、データ取得部５１に出力される。データ取得部５１は、位置センサ２８の出力信号を取得する。非接触センサ３０の出力信号は、データ取得部５１に出力される。データ取得部５１は、非接触センサ３０の出力信号を取得する。

演算部５２は、車輪２０の回転速度を示す速度センサ２７の出力信号に基づいて、ダンプトラック２の走行速度を算出する。また、演算部５２は、速度センサ２７の出力信号と、制御装置５０に内蔵されているタイマーからの時間データとに基づいて、ダンプトラック２の移動距離を算出する。

障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、車体６の前方の走行路ＨＬの障害物ＯＢを検出する。障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、走行装置５の走行を停止するための制御信号を走行制御部５５に出力させる。

距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、走行路ＨＬの傍らの壁部Ｗとの距離を検出する。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、車体６が壁部Ｗに接触しないように、走行装置５の走行方向を調整するための制御信号を走行制御部５５に出力させる。

走行制御部５５は、走行装置５を制御する制御信号を出力する。走行制御部５５は、管理装置１０の走行条件データ生成部１２Ｂで生成された走行条件データに従ってダンプトラック２が走行路ＨＬを走行するように、走行装置５を制御する。また、走行制御部５５は、障害物検出部５３及び距離検出部５４の少なくとも一方の検出結果に基づいて、走行装置５を制御する。

本実施形態において、走行制御部５５は、動力発生装置７に出力される制御信号Ｃ１を生成する出力制御部と、ブレーキ装置２２に出力される制御信号Ｃ２を生成するブレーキ制御部と、操舵装置２３に出力される制御信号Ｃ３を生成する走行方向制御部とを含む。

障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、車体６の前方の走行路ＨＬに障害物ＯＢが存在すると判断した場合、ダンプトラック２が障害物ＯＢに衝突しないように、走行制御部５５に指令信号を出力する。走行制御部５５は、障害物検出部５３からの指令信号に基づいて、走行装置５の走行を停止するための制御信号Ｃ１を動力発生装置７に出力する。走行制御部５５は、障害物検出部５３からの指令信号に基づいて、走行装置５の走行を停止するための制御信号Ｃ２をブレーキ装置２２に出力する。制御信号Ｃ１に基づいて、動力発生装置７の出力が低下されることによって、走行装置５は停止する。制御信号Ｃ２に基づいて、ブレーキ装置２２が作動することによって、走行装置５は停止する。

距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、壁部Ｗと車体６との距離が予め定められた閾値未満であると判断した場合、ダンプトラック２が壁部Ｗに接触しないように、走行制御部５５に指令信号を出力する。走行制御部５５は、距離検出部５４からの指令信号に基づいて、走行装置５の走行方向を調整するための制御信号Ｃ３を操舵装置２３に出力する。制御信号Ｃ３に基づいて、操舵装置２３が作動されることによって、走行装置５は、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを閾値以上の一定値に維持した状態で、走行路ＨＬを走行することができる。

検出エリア設定部５６は、検出エリアＳＬに、車体６の前方の前方エリアＦＡと、前方エリアＦＡの側方の側方エリアＳＡとを設定する。障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、前方エリアＦＡに障害物ＯＢが存在するか否かを判断する。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号に基づいて、側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在するか否かを判断する。

記憶部５７は、上述の閾値など、ダンプトラック２の走行に必要な各種のデータを記憶する。

図７は、本実施形態に係る制御システム１００の一部を抽出した機能ブロック図である。図７に示すように、本実施形態においては、非接触センサ３０の出力信号ＳＤは、障害物検出部５３及び距離検出部５４のそれぞれに同時に供給される。なお、図６を参照した例では、障害物検出部５３と距離検出部５４とは、単一の制御装置５０（コンピュータシステム）に含まれることとしたが、障害物検出部５３を含むコンピュータシステムと、距離検出部５４を含むコンピュータシステムとが、別々のコンピュータシステムでもよい。

本実施形態においては、障害物検出部５３の処理と、距離検出部５４の処理とは、別々に実行される。すなわち、障害物検出部５３による障害物ＯＢの検出処理と並行して、距離検出部５４による壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈの検出処理が実行される。

障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、走行装置５の走行を停止するための制御信号Ｃ１及び制御信号Ｃ２の少なくとも一方を走行制御部５５に出力させるための指令信号Ｒ１を、走行制御部５５に出力する。

距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、車体６が壁部Ｗに接触しないように、走行装置５の走行方向を調整するための制御信号Ｃ３を走行制御部５５に出力させるための指令信号Ｒ２を、走行制御部５５に出力する。

走行制御部５５は、障害物検出部５３からの指令信号Ｒ１及び距離検出部５４からの指令信号Ｒ２に基づいて、走行装置５を制御するための制御信号Ｃ１、制御信号Ｃ２、及び制御信号Ｃ３を出力する。

＜走行経路＞
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の走行経路について説明する。図８は、本実施形態に係るダンプトラック２の目標走行経路ＣＳｒの一例を示す図である。

図８に示すように、ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡで積荷を排出した後、排土場ＤＰＡの走行開始位置ＳＰｒから積込場ＬＰＡに向かって走行する。積込場ＬＰＡの積込位置ＬＰｒに到着したダンプトラック２のベッセル４に、積込機械ＬＭによって積荷が積み込まれる。積荷が積み込まれたダンプトラック２は、排土場ＤＰＡに向かって走行する。排土場ＤＰＡに到着したダンプトラック２は、排土場ＤＰＡの排土位置ＤＰｒで積荷を排出する。ダンプトラック２が走行開始位置ＳＰｒから積込場ＬＰＡに向かって出発し、積込場ＬＰＡの積込位置ＬＰｒで積荷を積み込まれた後、排土場ＤＰＡの排土位置ＤＰｒに到着して積荷を排出するまでの一連の作業は、ダンプトラック２の運搬作業の１サイクルと呼ばれる。

運搬作業の１サイクルにおけるダンプトラック２の走行条件が、管理装置１０の走行条件データ生成部１２Ｂによって生成される。ダンプトラック２の走行条件を示す走行条件データは、ダンプトラック２の目標走行速度、目標加速度、及び目標走行経路ＣＳｒを含む。目標走行経路ＣＳｒは、走行路ＨＬ上に定められる。走行条件データ生成部１２Ｂで生成された走行条件データは、無線通信装置１８及び無線通信装置２９を含む通信システム９により、ダンプトラック２の制御装置５０に送信される。走行制御部５５は、走行条件データ生成部１２Ｂから供給された走行条件データに従って、走行装置５を制御する。走行制御部５５は、走行条件データの目標走行速度及び目標加速度に従って走行装置５が走行するように、動力発生装置７及びブレーキ装置２２を制御する。走行制御部５５は、走行条件データの目標走行経路ＣＳｒに従って走行装置５が走行するように、操舵装置２３を制御する。本実施形態において、目標走行経路ＣＳｒは、複数のＧＰＳ位置を示す位置データＰＩの集合体である。目標走行経路ＣＳｒは、走行開始位置ＳＰｒから積込位置ＬＰｒまでの目標往路ＣＳｒ１と、積込位置ＬＰｒから排土位置ＤＰｒまでの目標復路ＣＳｒ２とを含む。

＜管理方法＞
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法の一例について説明する。図９は、本実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。図１０及び図１１は、本実施形態に係る管理方法の一例を説明するための図である。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態においては、検出エリアＳＬに、車体６の前方の前方エリアＦＡと、前方エリアＦＡの側方の側方エリアＳＡとが設定される。前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡは、検出エリア設定部５６によって設定される。側方エリアＳＡは、検出エリアＳＬよりも小さい。前方エリアＦＡの幅は、車体６の幅とほぼ等しい。側方エリアＳＡの少なくとも一部は、前方エリアＦＡから側方に突出するように設定される。

前方エリアＦＡは、車体６の前方空間に存在する物体を検出するエリアである。前方空間と重なるように、前方エリアＦＡが設定される。側方エリアＳＡは、前方空間の傍らの側方空間に存在する物体を検出するエリアである。側方空間と重なるように、側方エリアＳＡが設定される。

側方エリアＳＡは、前方エリアＦＡの一部と重複する領域と、前方エリアＦＡとは重複しない領域とを含む。前方エリアＦＡは、側方エリアＳＡの一部と重複する領域と、側方エリアＳＡとは重複しない領域とを含む。

図１０及び図１１は、第１非接触センサ３１の第１検出エリアＳＬ１に設定されている前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡと、第２非接触センサ３２の第２検出エリアＳＬ２に設定されている前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡとを示す。第１検出エリアＳＬ１に設定されている前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡについて説明する。第１検出エリアＳＬ１の側方エリアＳＡは、中心線Ｌよりも左側に設定される。前方エリアＦＡのうち中心線Ｌよりも左側の領域は、側方エリアＳＡと重複する。前方エリアＦＡのうち中心線Ｌよりも右側の領域は、側方エリアＳＡと重複しない。前方エリアＦＡのうち車体６に近い領域の一部は、側方エリアＳＡと重複する。前方エリアＦＡのうち車体６から遠い領域は、側方エリアＳＡと重複しない。

第１検出エリアＳＬ１と同様、第２非接触センサ３２の第２検出エリアＳＬ２にも前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡが設定される。第２検出エリアＳＬ２の前方エリアＦＡは、第１検出エリアＳＬ１の前方エリアＦＡと重複する。第２検出エリアＳＬ２の側方エリアＳＡは、中心線Ｌよりも右側において、前方エリアＦＡから右側に突出するように設定される。

本実施形態において、障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、前方エリアＦＡに障害物ＯＢが存在するか否かを判断する。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在するか否かを判断する。

障害物検出部５３は、第１非接触センサ３１の出力信号ＳＤに基づいて、前方エリアＦＡに障害物ＯＢが存在するか否かを判断してもよいし、第２非接触センサ３２の出力信号ＳＤに基づいて、前方エリアＦＡに障害物ＯＢが存在するか否かを判断してもよい。距離検出部５４は、第１非接触センサ３１の出力信号ＳＤに基づいて、左側の側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在するか否かを判断する。距離検出部５４は、第２非接触センサ３２の出力信号ＳＤに基づいて、右側の側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在するか否かを判断する。

図９に示すように、ダンプトラック２は、非接触センサ３０で周囲の物体を検出しながら、走行路ＨＬを走行する。非接触センサ３０の検出エリアＳＬには、検出エリア設定部５６によって、前方エリアＦＡ及び側方エリアＳＡが設定されている。ダンプトラック２の制御装置５０は、走行条件データ生成部１２Ｂで生成された走行条件データに従って、走行路ＨＬを走行する（ステップＳＰ１）。

非接触センサ３０の出力信号ＳＤは、障害物検出部５３及び距離検出部５４のそれぞれに出力される。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、側方エリアＳＡに物体が有るか否かを判断する（ステップＳＰ２）。

図１０及び図１１に示すように、検出エリアＳＬに物体が存在する場合、物体の存在を示す検出点ＰＤが非接触センサ３０から出力される。本実施形態において、距離検出部５４は、物体の存在を示す検出点ＰＤが有るか否かを判断する。

ステップＳＰ２において、側方エリアＳＡに物体が無いと判定された場合（ステップＳＰ２：Ｎｏ）、走行条件データに従ってダンプトラック２の走行が継続される。

ステップＳＰ２において、側方エリアＳＡに物体が有ると判定された場合（ステップＳＰ２：Ｙｅｓ）、距離検出部５４は、検出された物体は連続しているか否かを判断する（ステップＳＰ３）。

本実施形態においては、距離検出部５４は、物体の存在を示す検出点ＰＤが、ダンプトラック２の走行方向に連続するように複数並んで存在するか否かを判断する。距離検出部５４は、検出点ＰＤがダンプトラック２の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、その物体は壁部Ｗであると判断する。

図１０及び図１１に示すように、側方エリアＳＡに存在する物体が壁部Ｗである場合、ダンプトラック２の走行方向に連続する複数の検出点ＰＤを示す出力信号ＳＤが非接触センサ３０から出力される。距離検出部５４は、検出点ＰＤがダンプトラック２の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在すると判断する。

距離検出部５４は、検出された物体が連続していると判断し、側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在すると判断した場合（ステップＳＰ３：Ｙｅｓ）、壁部Ｗとの距離Ｈを検出する（ステップＳＰ４）。

図１０及び図１１に示すように、距離検出部５４で検出される壁部Ｗとの距離Ｈは、側方エリアＳＡにおいてダンプトラック２の走行方向に配置される物体の複数の検出点ＰＤのうち、車体６に最も近い検出点ＰＤと車体６とのダンプトラック２（走行装置５）の走行方向と直交する方向の距離である。車体６に最も近い検出点ＰＤとは、複数の検出点ＰＤのうち、車体６の前部６Ｆから壁部Ｗに向かってダンプトラック２の走行方向と直交する方向に延ばした延長線に最も近い検出点ＰＤをいう。壁部Ｗと車体６との距離Ｈとは、車体６の側部６Ｓからダンプトラック２の走行方向の前方に延ばした延長線と、車体６に最も近い検出点ＰＤとの、車両３の走行方向と直交する方向に関する距離をいう。

距離検出部５４は、車体６が壁部Ｗに接触しないように、走行装置５の走行方向を調整するための指令信号Ｒ２を走行制御部５５に出力する。走行制御部５５は、走行路ＨＬを走行するダンプトラック２の車体６が壁部Ｗに接触せず、距離Ｈが予め定められた閾値以上の一定値に維持されるように、操舵装置２３を制御するための制御信号Ｃ３を出力する。操舵装置２３は、走行制御部５５によって制御される（ステップＳＰ５）。

走行制御部５５は、距離Ｈが閾値以上に維持されることを、走行装置５が目標走行経路ＣＳｒに沿って走行することよりも優先する。すなわち、走行装置５が目標走行経路ＣＳｒに沿って走行すると距離Ｈが閾値未満になると判断した場合、走行制御部５５は、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが閾値以上の一定値に維持された状態で走行路ＨＬを走行するように、操舵装置２３を制御する。これにより、ダンプトラック２は、壁部Ｗとの接触を抑制しつつ、走行を継続することができる。

側方エリアＳＡにおいて検出された物体が連続していないと判断され、その物体は壁部Ｗでないと判断された場合（ステップＳＰ３：Ｎｏ）、障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、その物体が前方エリアＳＡに有るか否かを判断する（ステップＳＰ６）。

図１０は、前方エリアＦＡのうち、側方エリアＳＡとは重複していない領域に、物体である障害物ＯＢが存在する例を示す。図１１は、前方エリアＦＡのうち、側方エリアＳＡと重複している領域に、物体である障害物ＯＢが存在する例を示す。

図１０に示す例及び図１１に示す例のいずれにおいても、前方エリアＦＡに物体が存在する場合、物体の存在を示す検出点ＰＤを示す出力信号ＳＤが非接触センサ３０から出力される。

ステップＳＰ６において、物体が前方エリアＦＡに有ると判定された場合（ステップＳＰ６：Ｙｅｓ）、障害物検出部５３は、その物体が障害物ＯＢであると認識する。障害物検出部５３は、車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、走行装置５の走行を停止するための指令信号Ｒ１を走行制御部５５に出力する。走行制御部５５は、走行路ＨＬを走行するダンプトラック２の車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、動力発生装置７を制御するための制御信号Ｃ１及びブレーキ装置２２を制御するための制御信号Ｃ２の少なくとも一方を出力する。これにより、走行装置５が停止され、ダンプトラック２と障害物ＯＢとの衝突が回避される（ステップＳＰ７）。

ステップＳＰ６において、物体が前方エリアＦＡに無いと判定された場合（ステップＳＰ６：Ｎｏ）、障害物検出部５３は、その物体は障害物ＯＢでも壁部Ｗでもないと判断する。すなわち、障害物検出部５３は、その物体によってダンプトラック２の走行に支障をきたすことは無いと判断する。ダンプトラック２の走行は継続される。

なお、上述したように、本実施形態において、障害物検出部５３と距離検出部５４とは、単一のコンピュータシステムに含まれてもよいし、障害物検出部５３を含むコンピュータシステムと距離検出部５４を含むコンピュータシステムとが別々のコンピュータシステムでもよい。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、走行路ＨＬの傍らに設けられた壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを検出する非接触センサ３０が、車体６の前部６Ｆに設けられる。そのため、非接触センサ３０が車体６の側部６Ｓに設けられる場合に比べて、非接触センサ３０に泥又は埃のような異物が付着することが抑制される。ダンプトラック２が未舗装路である走行路ＨＬを走行する場合、車体６の側部６Ｓに非接触センサ３０が設けられていると、走行路ＨＬから飛散した泥又は埃が非接触センサ３０に付着する可能性が高い。また、車体６の側部６Ｓに非接触センサ３０が設けられていると、壁部Ｗが設けられている走行路ＨＬをダンプトラック２が走行するとき、非接触センサ３０が壁部Ｗに接触する可能性が高い。非接触センサ３０に異物が付着したり、非接触センサ３０が壁部Ｗに接触したりすると、非接触センサ３０の検出精度が低下し、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを安定して検出することが困難となる可能性がある。

本実施形態によれば、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを検出する非接触センサ３０がダンプトラック２の車体６の前部６Ｆに設けられ、その非接触センサ３０の検出エリアＳＬに走行路ＨＬの傍らが配置されるように、非接触センサ３０の位置、検出エリアＳＬの形状、及び検出エリアＳＬの大きさが調整されている。そのため、非接触センサ３０の検出精度の低下が抑制され、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが安定して検出される。したがって、距離Ｈが閾値以上の一定値に維持された状態でダンプトラック２が走行路ＨＬを走行するように、走行装置５を制御することができる。

また、本実施形態によれば、車体６の前部６Ｆに設けられた非接触センサ３０の検出エリアＳＬに車体６の前方の走行路ＨＬが配置されるように、非接触センサ３０の位置、検出エリアＳＬの形状、及び検出エリアＳＬの大きさが調整されている。そのため、非接触センサ３０は、ダンプトラック２の前方の障害物ＯＢを検出することができる。したがって、障害物ＯＢが検出された場合、制御装置５０は、ダンプトラック２と障害物ＯＢとの衝突を回避するための措置を講ずることができる。

また、本実施形態において、非接触センサ３０は、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを検出する距離センサの機能と、ダンプトラック２の前方の障害物ＯＢを検出する障害物センサの機能とを併せ持つ。そのため、装置の簡素化及びコスト削減が図られる。

また、本実施形態においては、非接触センサ３０が、車体６の前部６Ｆに設けられ、ダンプトラック２の前方の障害物ＯＢを検出する前方障害物検出機能を有することにより、車体６の前部６Ｆに設置された非接触センサ３０を含む機器が保護される。

また、本実施形態において、走行装置５は、走行を停止可能なブレーキ装置２２、及び走行方向を調整可能な操舵装置２３を含む。障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、走行装置５の走行を停止するための制御信号Ｃ１及び制御信号Ｃ２の少なくとも一方を走行制御部５５に出力させるための指令信号Ｒ１を生成する。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、車体６が壁部Ｗに接触しないように、走行装置５の走行方向を調整するための制御信号Ｃ３を走行制御部５５に出力させるための指令信号Ｒ２を生成する。これにより、ダンプトラック２は、壁部Ｗとの距離Ｈを維持しつつ、障害物ＯＢとの衝突を回避することができる。

また、本実施形態においては、非接触センサ３０は、第１非接触センサ３１と、第１非接触センサ３１の隣に設けられる第２非接触センサ３２とを含む。これにより、一方の非接触センサ３０（例えば第２非接触センサ３２）の動作不良が発生しても、他方の非接触センサ３０（例えば第１非接触センサ３１）で物体を検出し続けることができる。なお、非接触センサ３０の数は、単数でもよいし、３つ以上の複数でもよい。

また、本実施形態においては、検出エリアＳＬに、車体６の前方の前方エリアＦＡと、前方エリアＦＡの側方の側方エリアＳＡとを設定する検出エリア設定部５６が設けられる。障害物検出部５３は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、前方エリアＦＡに障害物ＯＢが存在するか否かを判断する。距離検出部５４は、非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、側方エリアＳＡに壁部Ｗが存在するか否かを判断する。したがって、壁部Ｗ及び障害物ＯＢのそれぞれを高精度に検出することができる。

また、本実施形態によれば、距離検出部５４で検出される壁部Ｗとの距離Ｈは、側方エリアＳＡの物体の複数の検出点ＰＤのうち車体６に最も近い検出点ＰＤと車体６との、ダンプトラック２の走行方向と直交する方向の距離を含む。これにより、距離Ｈに基づいて、壁部Ｗにダンプトラック２を接触させないための制御を高精度に行うことができる。

本実施形態においては、管理装置１０の走行条件データ生成部１２Ｂから出力され、走行装置５の走行条件を示す走行条件データが、無線通信装置２９を介してデータ取得部５１に取得される。検出エリア設定部５６は、データ取得部５１で取得された走行条件データに基づいて、前方エリアＦＡを変形させてもよい。例えば、図１２に示すように、目標走行経路ＣＳｒが曲がっている場合、その目標走行経路ＣＳｒに沿って、前方エリアＦＡが曲がってもよい。これにより、走行路ＨＬ上に障害物ＯＢが存在していても、その障害物ＯＢがダンプトラック２の進路に存在しない場合、その障害物ＯＢは、前方エリアＦＡに配置されない。これにより、障害物検出部５３は、走行装置５を停止させるための指令信号Ｒ１を出力しなくて済む。したがって、ダンプトラック２を無駄に停止することが回避され、鉱山の生産性の低下が抑制される。

なお、図１０及び図１１などに示したように、走行路ＨＬの両側に壁部Ｗが設けられている場合、走行装置５は、右側の壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが一定値に維持されるように制御されてもよいし、左側の壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが一定値に維持されるように制御されてもよい。走行路ＨＬの両側に設けられている壁部Ｗのうち、いずれか一方の壁部Ｗが選択され、その選択された壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが一定値に位置されるように走行装置５が制御されてもよい。管理装置１０からの指令に基づいて、走行路ＨＬの両側に設けられている壁部Ｗのうち、いずれか一方の壁部Ｗが選択されてもよい。走行路ＨＬの両側に設けられている壁部Ｗのうち、予め決定されているいずれか一方の壁部Ｗが選択されてもよい。また、走行装置５は、左側の壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが一定値に維持され、右側の壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈが一定値に維持されるように制御されてもよい。

なお、図１３に示すように、非接触センサ３０は、１つでもよい。１つの非接触センサ３０の検出エリアＳＬの一方のエッジＥ１と他方のエッジＥ２とがなす角度θが１８０［°］に設定されることにより、非接触センサ３０は、左右両側の壁部Ｗを検出することができる。

なお、上述の実施形態においては、距離検出部５４で検出される壁部Ｗとの距離Ｈは、側方エリアＳＡの物体の複数の検出点ＰＤのうち車体６に最も近い検出点ＰＤとの距離であることとした。図１４に示すように、距離検出部５４は、ダンプトラック２の走行方向に配置される複数の検出点ＰＤを通る最小二乗近似直線ＪＬを求め、最小二乗近似直線ＪＬと車体６の前部６Ｆを通る直線との交点ＬＸを求めてもよい。図１４に示す例において、距離Ｈは、交点ＬＸと車体６との距離である。

なお、上述の実施形態においては、ダンプトラック２に、障害物検出部５３、距離検出部５４、走行制御部５５、及び検出エリア設定部５６が設けられることとした。管理装置１０の処理装置１２が、障害物検出部５３、距離検出部５４、走行制御部５５、及び検出エリア設定部５６の少なくとも一つの機能を有してもよい。非接触センサ３０の出力信号ＳＤは、通信システム９を介して、処理装置１２に出力されてもよい。例えば、処理装置１２が障害物検出部５３を含む場合、処理装置１２の障害物検出部５３は、通信システム９を介して取得した非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、車体６の前方の走行路ＨＬの障害物ＯＢを検出する。また、処理装置１２が距離検出部５４を含む場合、処理装置１２の距離検出部５４は、通信システム９を介して取得した非接触センサ３０の出力信号ＳＤに基づいて、壁部Ｗとダンプトラック２との距離Ｈを検出する。処理装置１２が走行制御部５５を含む場合、処理装置１２の走行制御部５５は、障害物検出部５３及び距離検出部５４の少なくとも一方の検出結果に基づいて走行装置５を制御する制御信号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を生成し、その生成した制御信号を、通信システム９を介して、ダンプトラック２に送信する。ダンプトラック２の走行装置５は、通信システム９を介して取得された処理装置１２からの制御信号に基づいて、車体６が障害物ＯＢに衝突しないように、又は、車体６が壁部Ｗに接触しないように制御される。

なお、上述の実施形態においては、検出点ＰＤが連続して存在することにより、壁部Ｗの存在を判断し（ステップＳＰ３）、壁部Ｗとの距離Ｈを検出することとしたが、ステップＳＰ３の処理は省略されてもよい。すなわち、検出された複数の検出点ＰＤのうち、車体６に最も近い検出点ＰＤとの距離を検出して、その距離を、壁部Ｗと車体６との距離Ｈとしてもよい。

＜他の実施形態＞
なお、ダンプトラック２は、図１５のフローチャートに示す管理方法で管理されてもよい。図１５を参照して説明する管理方法において、非接触センサ３０で壁部Ｗと車体６との距離（路側計測距離）Ｈが検出される。制御装置５０は、距離Ｈが一定値に維持されるように走行装置５を制御する。目標走行経路ＣＳｒは、壁部Ｗから一定距離（本例では、一例として６ｍ）に設定される。制御装置５０は、非接触センサ３０を使って検出された距離Ｈと一定距離（６ｍ）とを比較し、その差に基づいて、車両３の位置を補正する（ＲＥＧ補正）。

なお、ＲＥＧ補正とは、目標走行経路ＣＳｒが壁部Ｗから一定距離（６ｍ）に設定されているという前提の下で、距離Ｈと一定距離（６ｍ）とを比較し、その差に基づいて、ダンプトラック２の位置を補正することをいう。

制御装置５０は、推測航法によりダンプトラック２（自車）が目標走行経路ＣＳｒに沿って走行するように、操舵装置２３を制御する（ステップＳＱ１）。

推測航法（ＤＲ：Dead-Reckoning)とは、ダンプトラック２（自車）の方位（例えばジャイロにより計測した角速度の積分から算出）と移動距離（例えばタイヤパルスセンサのパルス数とタイヤ径とにより算出される車速の積分）とによりダンプトラック２の位置を推測し、目標走行経路ＣＳｒを維持するように操舵制御して走行する方法をいう。計測周波数は高いが、積分誤差が溜まるため、なんらかの位置補正が必要である。制御装置５０は、推測航法走行距離を積算する。

制御装置５０は、ＧＰＳデータのステータス（ダンプトラック２の位置データの信頼度）を判定する（ステップＳＱ２）。

ステップＳＱ２において、位置データの信頼度が高いと判定された場合（ステップＳＱ２：Ｎｏ）、制御装置５０は、ＧＰＳから取得した位置データに基づいて、走行装置５を制御して、ダンプトラック２の位置を補正する(ＧＰＳ補正)（ステップＳＱ３）。制御装置５０は、推測航法走行距離をリセットし、ステップＳＱ１に戻る。

ＧＰＳ補正とは、ＧＰＳ衛星ＳＴから取得した絶対位置データでダンプトラック２の位置を補正することをいう。位置取得周波数は比較的遅い（推測航法による計測周波数よりも遅い）。

ステップＳＱ２において、位置データの信頼度が低いと判定された場合（ステップＳＱ２：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、ダンプトラック２の走行速度を制限する。具体的には、制御装置５０は、位置データの信頼度が低いと判定した時点でのダンプトラック２の走行速度の目標値が２０ｋｍ／ｈ以上である場合、ダンプトラック２の走行速度の上限値を２０ｋｍ／ｈに再設定する（ステップＳＱ４）。

制御装置５０は、ダンプトラック２の位置がＲＥＧ補正を許可されている領域か否かを、管理装置１０からの情報に基づいて判定する（ステップＳＱ５）。なお、許可されている領域とは、土手（壁部Ｗ）が整備されたほぼ直線の走行路ＨＬをいう。

ステップＳＱ５において、ダンプトラック２の位置がＲＥＧ補正を許可されている領域でないと判定された場合（ステップＳＱ５：Ｎｏ）、制御装置５０は、推測航法走行距離が２００ｍを超えているかどうかを判定する（ステップＳＱ６）。

ステップＳＱ５において、ダンプトラック２の位置がＲＥＧ補正を許可されている領域であると判定された場合（ステップＳＱ５：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、距離Ｈと一定距離（６ｍ）とを比較し、その差に基づいて、ダンプトラック２の位置を補正する。すなわち、制御装置５０は、ＲＥＧ補正を実行する（ステップＳＱ８）。制御装置５０は、推測航法走行距離をリセットし、ステップＳＱ１に戻る。

ステップＳＱ６において、推測航法走行距離が２００ｍを超えていないと判定された場合（ステップＳＱ６：Ｎｏ）、制御装置５０は、ステップＳＱ１に戻る。

ステップＳＱ６において、推測航法走行距離が２００ｍを超えていると判定された場合（ステップＳＱ６：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、位置累積誤差が大きくなっている可能性が高いと判断し、ダンプトラック２の走行を中止する（ステップＳＱ７）。すなわち、制御装置５０は、ダンプトラック２を停車させる。

また、ダンプトラック２の走行において、路側計測距離Ｈが３ｍ以下であると判定された場合、制御装置５０は、ダンプトラック２と壁部Ｗとの衝突の可能性が高いと判断し、ダンプトラック２の走行を中止する。すなわち、制御装置５０は、ダンプトラック２を停車させる。

本実施形態によれば、前の実施形態による効果の他に、推測航法走行時にＧＰＳ補正が不可能である場合でも、壁部Ｗとの距離Ｈに基づいて、自車（ダンプトラック２）の位置を補正して、推測航法走行を継続することができる。

なお、上述の実施形態においては、障害物ＯＢとの衝突を回避するため、ダンプトラック２が停止することとしたが、これに限定されない。障害物ＯＢとの衝突を回避するため、ダンプトラック２が減速するとともに、ダンプトラック２の操舵装置２３の作動によりダンプトラック２が障害物ＯＢを回避するように走行してもよい。

なお、上述の実施形態においては、無人車両であるダンプトラック２が管制施設８からの指令信号に基づいて作動することとした。無人車両は、自律式の無人車両でもよい。

なお、上述の実施形態で説明した構成要素は、有人車両に適用されてもよい。例えば、有人車両と壁部Ｗとの距離Ｈが所定値に維持されるように、距離Ｈに基づいて、有人車両の運転室にいる運転者に、ブザー、ランプ、及び表示装置を含む警報装置で警報が発せられてもよいし、有人車両のブレーキ装置及び操舵装置の一方又は両方が介入制御されてもよい。

上述した各実施形態の構成要件は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものを含む。また、上述した各実施形態の構成要件は、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。

１ 管理システム
２ ダンプトラック（鉱山機械）
３ 車両
４ ベッセル
５ 走行装置
６ 車体
６Ｆ 前部
６Ｒ 後部
６Ｓ 側部
７ 動力発生装置
８ 管制施設
９ 通信システム
１０ 管理装置
１１ コンピュータシステム
１２ 処理装置
１２Ａ データ処理部
１２Ｂ 走行条件データ生成部
１３ 記憶装置
１５ 入出力部
１６ 表示装置
１７ 入力装置
１８ 無線通信装置
２０ 車輪
２０Ｆ 前輪
２０Ｒ 後輪
２１ 車軸
２１Ｆ 車軸
２１Ｒ 車軸
２２ ブレーキ装置
２３ 操舵装置
２７ 速度センサ
２８ 位置センサ
２８Ａ アンテナ
２９ 無線通信装置
２９Ａ アンテナ
３０ 非接触センサ
３１ 第１非接触センサ
３２ 第２非接触センサ
３３ 射出部
５０ 制御装置
５１ データ取得部
５２ 演算部
５３ 障害物検出部
５４ 距離検出部
５５ 走行制御部
５６ 検出エリア設定部
５７ 記憶部
１００ 制御システム
ＣＳｒ 目標走行経路
ＤＰＡ 排土場
Ｅ１ エッジ
Ｅ２ エッジ
ＦＡ 前方エリア
ＨＬ 走行路
ＬＭ 積込機械
ＬＰＡ 積込場
ＯＢ 障害物
ＳＡ 側方エリア
ＳＤ 出力信号
ＳＴ ＧＰＳ衛星
Ｗ 壁部

Claims (9)

1. 鉱山の走行路を走行可能な走行装置と、
   前記走行装置に支持される車体と、
   前記車体の前部に設けられ、前記車体の前部から水平方向に拡がる検出空間を有し、前記検出空間のエッジが前記車体の中心線に対して車幅方向の一方側及び他方側のそれぞれに延び、前記車体の前方空間及び前記車体の側方空間における物体を検出する非接触センサと、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の前方空間の障害物を検出する障害物検出部と、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の側方空間の壁部との距離を検出し、物体の存在を示す検出点が前記走行装置の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、前記物体を壁部であると判断する距離検出部と、
   前記障害物検出部及び前記距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記走行装置を制御する走行制御部と、
   を備える鉱山機械。
2. 前記走行装置は、走行を停止可能なブレーキ装置、及び走行方向を調整可能な操舵装置を含み、
   前記障害物検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体が前記障害物に衝突しないように、前記走行装置の走行を停止するための制御信号を前記走行制御部に出力させ、
   前記距離検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体が前記壁部に接触しないように、前記走行装置の走行方向を調整するための制御信号を前記走行制御部に出力させる、
   請求項１に記載の鉱山機械。
3. 前記非接触センサは、第１非接触センサ及び第２非接触センサのそれぞれであり、前記第１非接触センサの隣に第２非接触センサが設けられる、
   請求項１又は請求項２に記載の鉱山機械。
4. 前記距離検出部で検出される前記壁部との距離は、前記側方空間の物体の複数の検出点のうち前記車体に最も近い検出点との前記走行装置の走行方向と直交する方向の距離を含む、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の鉱山機械。
5. 鉱山の走行路を走行可能な走行装置と、
   前記走行装置に支持される車体と、
   前記車体の前部に設けられ、前記車体の前方エリア及び前記車体の側方エリアにおける物体を検出する非接触センサと、
   前記非接触センサの検出エリアに、前記車体の前方エリアと側方エリアとを設定する検出エリア設定部と、
   前記非接触センサの出力信号及び前記検出エリア設定部により設定された前記前方エリアに基づいて、前記車体の前方エリアの障害物を検出する障害物検出部と、
   前記非接触センサの出力信号及び前記検出エリア設定部により設定された前記側方エリアに基づいて、前記車体の側方エリアの壁部との距離を検出し、物体の存在を示す検出点が前記走行装置の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、前記物体を壁部であると判断する距離検出部と、
   前記障害物検出部及び前記距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記走行装置を制御する走行制御部と、を備え、
   前記障害物検出部は、前記非接触センサが前記車体の前方エリアに前記物体を検出したときには前記物体を障害物と認識し、
   前記距離検出部は、前記非接触センサが前記車体の側方エリアに前記物体を検出したときには前記物体を壁部と認識する、
   鉱山機械。
6. 鉱山の走行路を走行可能な走行装置と、
   前記走行装置に支持される車体と、
   前記車体の前部に設けられ、検出エリアの物体を非接触で検出可能であり、前記走行装置の走行において前記車体の前方の前記走行路及び前記走行路の傍らが前記検出エリアに配置される非接触センサと、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の前方の前記走行路の障害物を検出する障害物検出部と、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記走行路の傍らの壁部との距離を検出する距離検出部と、
   前記障害物検出部及び前記距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記走行装置を制御する走行制御部と、
   前記検出エリアに、前記車体の前方の前方エリアと、前記前方エリアの側方の側方エリアとを設定する検出エリア設定部と、を備え、
   前記障害物検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記前方エリアに前記障害物が存在するか否かを判断し、
   前記距離検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記側方エリアに前記壁部が存在するか否かを判断し、
   前記距離検出部で検出される前記壁部との距離は、前記側方エリアの物体の複数の検出点のうち前記車体に最も近い検出点との前記走行装置の走行方向と直交する方向の距離を含む、
   記載の鉱山機械。
7. 鉱山の走行路を走行可能な走行装置及び前記走行装置に支持される車体を有する鉱山機械の管理システムであって、
   前記車体の前部に設けられ、前記車体の前部から水平方向に拡がる検出空間を有し、前記検出空間のエッジが前記車体の中心線に対して車幅方向の一方側及び他方側のそれぞれに延び、前記車体の前方空間及び前記車体の側方空間における物体を検出する非接触センサと、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の前方空間の障害物を検出する障害物検出部と、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の側方空間の壁部と前記車体との距離を検出し、物体の存在を示す検出点が前記走行装置の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、前記物体を壁部であると判断する距離検出部と、
   前記障害物検出部及び前記距離検出部の少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記走行装置を制御する走行制御部と、
   を備える鉱山機械の管理システム。
8. 前記走行装置は、走行を停止可能なブレーキ装置、及び走行方向を調整可能な操舵装置を含み、
   前記障害物検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体が前記障害物に衝突しないように、前記走行装置の走行を停止するための制御信号を前記走行制御部に出力させ、
   前記距離検出部は、前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体が前記壁部に接触しないように、前記走行装置の走行方向を調整するための制御信号を前記走行制御部に出力させる、
   請求項７に記載の鉱山機械の管理システム。
9. 鉱山の走行路を走行可能な走行装置及び前記走行装置に支持される車体を有する鉱山機械の管理方法であって、
   前記車体の前部に設けられ、前記車体の前部から水平方向に拡がる検出空間を有し、前記検出空間のエッジが前記車体の中心線に対して車幅方向の一方側及び他方側のそれぞれに延び、前記車体の前方空間及び前記車体の側方空間における物体を検出する非接触センサの前記検出空間に、前記車体の前方空間及び前記車体の側方空間を配置させながら、前記走行装置で車体を走行させることと、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の前方空間の障害物を検出することと、
   前記非接触センサの出力信号に基づいて、前記車体の側方空間の壁部と前記車体との距離を検出し、物体の存在を示す検出点が前記走行装置の走行方向に連続するように複数並んで存在すると判断した場合、前記物体を壁部であると判断することと、
   前記障害物の検出結果及び前記距離の検出結果の少なくとも一方に基づいて、前記走行装置を制御することと、
   を含む鉱山機械の管理方法。

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