JP6356534B2 - 作業用車両 - Google Patents

Description

本発明は、複数台が隣接し、作業用の駆動アームで遠隔操作により作業をする作業用車両に関する。

隣接した複数台の作業用車両で同時に作業することは、作業能率を上げる目的で一般に行われている。そのような複数台の作業用車両が安全に作業を進めるためには、互いの干渉を防ぐための機構が必要となる。このような機構は、例えば特許文献１〜３に開示されている。

特許文献１には、アーム旋回方向から、アームの動く先の映像にカメラ映像を切り替えることで操縦者がアームと干渉するおそれのある対象の有無をチェックし、干渉を防ぐ干渉防止装置が開示されている。

特許文献２には、複数の作業用車両の回転位置を検出するセンサを装備し、旋回範囲を相手側建設機械と干渉しないようにアーム旋回角度範囲を設定し、その範囲から外れるおそれのある位置に近づいた場合に停止または減速処理を行う干渉防止装置が開示されている。

特許文献３には、複数台のクレーン相互間での衝突の発生をシミュレーションモデルから予想し、その予想結果から複数台のクレーンのそれぞれにおいて警報を発生させるクレーン接近警報装置が開示されている。

特開２００９−２０２６８９号公報 特開２０１０−１４３７２７号公報 特開２００３−１１８９８１号公報

遠隔操作で駆動する作業用車両に、上述の特許文献１の干渉防止装置を使用すると、遠隔操作で通信遅延が生じる場合、操縦者が画像を見て判断するタイミングが遅くなり、安全確保が不十分となるおそれがあった。

また、特許文献２の干渉防止装置を遠隔操作で駆動する作業用車両に使用する場合は互いの位置や方位が正確に計測されている必要がある。しかし地面の起伏がある現場で移動する車両が正確な位置を短時間で把握するのは困難である。
また複数台の作業用車両のそれぞれのアームを相手と干渉するおそれのある空間に移動させる場合、その干渉防止装置を解除しなければならないため、安全にその空間を駆動させるのは困難であった。

また特許文献３のクレーン接近警報装置は、ＧＰＳ等の位置検出装置で得た情報のみを使用してシミュレーションモデルを構築しており、設置位置が固定されているクレーンに使用されている。しかし、このクレーン接近警報装置を移動可能な作業用車両に使用した場合、複数の位置情報のうち一つでも取得が遅れたり、複数の位置情報を取得する時間がずれたりするだけで、車両の姿勢を誤って認識する可能性がある。そのため、このクレーン接近警報装置を、移動可能な作業用車両に使用するには、安全面で問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、地面の起伏がある場所であっても隣接した複数台が互いに干渉せずに遠隔操作で駆動することができる作業用車両を提供することにある。

本発明によれば、作業用の駆動アームと、
前記駆動アームを遠隔操作させる操作信号を受信する操作用通信装置と、
自身の姿勢を検出し自身の姿勢情報として出力する自車両位置センサと、
自身の前記駆動アームの位置を検出し自身のアーム位置情報として出力するアーム位置センサと、をそれぞれが備え、互いに隣接して前記作業を行う複数の作業用車両であって、
各作業用車両は、独立して移動可能であり、他車両の方向の障害物を検出しその障害物情報を出力する障害物認識センサと、
前記他車両と通信可能な相互通信装置と、
自車両と前記他車両との干渉を防止する干渉防止装置と、を備え、
前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性がある場合には前記駆動アームの駆動を停止または減速する旨の抑制指令を前記自車両へ出力し、前記他車両への警報もしくは前記抑制指令を前記相互通信装置へ出力する、ことを特徴とする作業用車両が提供される。

また前記干渉防止装置は、前記自車両の前記姿勢情報及び前記アーム位置情報と前記操作信号とから前記自車両の前記駆動アームの位置を予測しその予測値を前記自車両のアーム位置予測値として出力するアーム動作モデルと、
前記障害物情報と前記他車両から受信した前記他車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両の前記駆動アームの位置を同定しその同定結果を出力するアーム位置同定処理部と、
前記同定結果と前記自車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両と前記自車両との位置関係を算出し前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性の有無を検査する干渉チェック部と、を有する。

もしくは前記相互通信装置は、前記自車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報を他車両へ送信し、他車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報を受信し、
前記作業用車両は、自車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報と前記相互通信装置を介して他車両から受信した前記障害物情報とを入力し重ね合わせ複合障害物情報として出力する障害物情報処理装置、を備え、
前記干渉防止装置は、前記自車両の前記姿勢情報及び前記アーム位置情報と前記操作信号とから前記自車両の前記駆動アームの位置を予測しその予測値を前記自車両のアーム位置予測値として出力するアーム動作モデルと、
前記複合障害物情報と前記他車両から受信した前記他車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両の前記駆動アームの位置を同定しその同定結果を出力するアーム位置同定処理部と、
前記同定結果と前記自車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両と前記自車両との位置関係を算出し前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性の有無を検査する干渉チェック部と、を有する。

また前記障害物認識センサは、他車両の形状やその周辺の障害物を計測しその三次元形状を把握するレーザレンジファインダである。

また前記駆動アームを駆動するアクチュエータと、
前記駆動アームの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記相互通信装置を介して前記他車両から出力された前記警報もしくは前記抑制指令を受信したときは、前記駆動アームの前記駆動を停止または減速する。

また前記駆動アームを駆動するアクチュエータと、
前記駆動アームの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、を備え、
前記干渉チェック部は、前記他車両と前記自車両とが干渉する前記可能性が無い場合には前記操作信号に基づく前記駆動アームの動作を許可する旨の動作継続許可信号を前記相互通信装置と前記アクチュエータ制御部とに出力する。

また前記相互通信装置を介して前記他車両から出力された前記動作継続許可信号を受信したときは、前記駆動アームの前記駆動を継続する。

また前記作業用車両の本体と前記駆動アームとにＧＰＳを備え、
前記姿勢情報と前記アーム位置情報とは、ＧＰＳにより得られる位置情報に基づき算出される。

前記操作用通信装置は、前記操作信号を送信する操縦装置に前記複合障害物情報を送信する。

上述した本発明の作業用車両によれば、作業用車両を遠隔操作する際に通信遅延時間に関係なく停止または減速動作をするため、早急な状況判断が可能であり、作業用車両同士の干渉を防いで安全に作業用車両の駆動アームを駆動できる。また本発明の作業用車両は、自車両位置センサやアーム位置センサで得た情報だけでなく、他車両の方向の障害物を検出して得た障害物情報を使用して干渉の可能性を検査するので、確実な状況判断が可能であり、作業用車両同士の干渉を防いで安全に作業用車両の駆動アームを駆動できる。
すなわち本発明の作業用車両は、障害物認識センサを備えることにより、自車両位置センサやアーム位置センサの検出がたとえ遅くなったとしても、他車両（相手車両）の位置や姿勢、及びその周辺の障害物について障害物認識センサで正確に検出することができ、干渉を未然に防ぐことができる。そのため複数の作業用車両が互いに移動したとしても、互いの作業用車両の位置関係を把握することができる。

また各作業用車両が自車両へ抑制指令を出力し、警報もしくは抑制指令を他車両へ出力するので、たとえ自車両の作業領域と他車両の作業領域とが重なっていても、互いの駆動アームを干渉させずにその作業領域を双方の車両が作業することができる。

本発明の作業用車両の斜視図である。 本発明の第１実施形態の作業用車両のシステム構成図である。 本発明の第１実施形態の作業用車両の動作フローチャートである。 本発明の第１実施形態と第２実施形態の作業用車両の動作フローチャートである。 本発明の第２実施形態の作業用車両のシステム構成図である。 本発明の第２実施形態の作業用車両の動作フローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の作業用車両１の斜視図であり、図２は、本発明の第１実施形態の作業用車両１のシステム構成図である。

本発明の作業用車両１は、互いに隣接して作業を行う複数の作業用車両である。図１に示す作業用車両１の台数は２台であるが、それに限らず３台以上でもよい。本発明の作業用車両１は、それぞれの車両１について遠隔操縦者が別個に操縦する遠隔操作用の作業用車両である。しかしそれに限らず作業用車両１は自動操縦される作業用車両でもよい。
また作業用車両１は、キャタビラ式、もしくはクローラ式のバックホウ又はクレーン、等であることが好ましい。

また各作業用車両１は、独立して移動可能であり、駆動アーム３、アクチュエータ５、アクチュエータ制御部７を備える。さらに本発明の作業用車両１は、操作用通信装置９、自車両位置センサ１１、アーム位置センサ１３、障害物認識センサ１５、相互通信装置１７、及び干渉防止装置２０を備える。また作業用車両１は、作業用車両１の本体と駆動アーム３とにＧＰＳ１９を備えてもよい。

駆動アーム３は、作業用車両１が作業に使用する作業用の駆動アームである。作業は、掘削、運搬、吊上げ、等、駆動アーム３を使用して出来る作業であればいかなるものでもよい。

アクチュエータ５は、駆動アーム３を駆動するアクチュエータである。アクチュエータ５は、油圧シリンダ、空圧シリンダ、水圧シリンダ、電動シリンダのいずれでもよく、またその他のアクチュエータでもよい。

アクチュエータ制御部７は、アクチュエータ５を制御する制御装置である。またアクチュエータ制御部７は、相互通信装置１７を介して他車両１Ｂから出力された警報もしくは抑制指令２７ａを受信したときに、駆動アーム３の駆動を停止または減速する。
またアクチュエータ制御部７は、相互通信装置１７を介して他車両１Ｂから出力された動作継続許可信号２７ｂを受信したときには、駆動アーム３の駆動を継続する。

操作用通信装置９は、駆動アーム３を遠隔操作させる操作信号９ａを受信する。本発明の作業用車両１の遠隔操縦者は、作業用車両１毎に少なくとも１名ずつ配置され、各遠隔操縦者が担当の作業用車両１を操縦する。そのため、例えば自車両１Ａに送信される操作信号９ａと他車両１Ｂに送信される操作信号９ａとは、異なる。遠隔操縦者は、作業用車両１から離れた位置に設置される操縦装置９ｂから操作用通信装置９に操作信号９ａを送信する。
また操作用通信装置９は、自車両位置センサ１１、アーム位置センサ１３、障害物認識センサ１５で検出した情報（姿勢情報１１ａ、アーム位置情報１３ａ、障害物情報１５ａ）、または干渉チェック部２７から出力された後述する抑制指令２７ａもしくは動作継続許可信号２７ｂを操縦装置９ｂへ送信してもよい。

自車両位置センサ１１は、自身の姿勢（すなわち自身の車両の姿勢）を検出し、それを自身の姿勢情報１１ａとして出力する。本発明の自車両位置センサ１１は、方位磁石のような磁気センサを有していることが好ましい。または本発明の自車両位置センサ１１は、離れた位置やアーム上に２台以上のＧＰＳ１９を有し、それらのＧＰＳ１９で検出した位置情報に基づいて自車両１Ａの姿勢を検出してもよい。もしくは本発明の自車両位置センサ１１は、位置情報に加え方向も検出できるＧＰＳ１９を有していてもよい。つまり姿勢情報１１ａは、ＧＰＳ１９により得られる位置情報に基づき算出されてもよい。
それにより、本発明の自車両位置センサ１１は、自車両１Ａが向く方位や傾きを複数の位置情報の相対距離から求めることができる。

アーム位置センサ１３は、自身の駆動アーム３の位置や角度を検出し自身のアーム位置情報１３ａとして出力する。アーム位置情報１３ａは、ＧＰＳ１９により得られる位置情報に基づき算出されてもよい。

障害物認識センサ１５は、自車両１Ａに隣接する作業用車両１である他車両１Ｂの方向の障害物Ｃを検出しその障害物情報１５ａを出力する。
すなわち障害物認識センサ１５は、他車両１Ｂの形状やその周辺の障害物Ｃをレーザレンジファインダで計測し、その三次元形状を把握することで、ＧＰＳ１９の誤差を補足する。後述する干渉チェック部２７は、姿勢情報１１ａ、アーム位置情報１３ａ、及び操作信号９ａから導き出したアーム位置予測値２３ａと障害物情報１５ａから干渉の有無を検査する。

言い換えると、本発明の作業用車両１は、自車両位置センサ１１及びアーム位置センサ１３で検出する情報と障害物認識センサ１５で検出する情報とで自車両１Ａの周辺の位置情報や障害物情報１５ａをダブルチェックしている。
なお、障害物情報１５ａは、例えば、レーザレンジファインダで計測した他車両１Ｂの形状の三次元形状やその周辺の障害物Ｃの三次元形状等の三次元データを含んでもよい。

本発明の作業用車両１は、障害物認識センサ１５を備えることにより、ＧＰＳ１９等による位置情報の検出がたとえ遅くなったとしても、他車両１Ｂ（相手車両）の位置や姿勢、及びその周辺の障害物Ｃについて正確に検出することができる。そのため複数の作業用車両１が互いに移動したとしても、互いの作業用車両１の位置関係を把握することができる。
また、地面の起伏がある現場で一方の作業用車両１が傾いたとしても、その傾いた状態で障害物認識センサ１５が障害物情報１５ａを取得するため、傾いた作業用車両１にとって正確な周辺の障害物情報１５ａを得ることができる。

相互通信装置１７は、他車両１Ｂと通信可能な通信装置である。通信方法は無線が好ましい。

干渉防止装置２０は、自車両１Ａと他車両１Ｂとの干渉を防止する装置であり、アーム動作モデル２３、アーム位置同定処理部２５、及び干渉チェック部２７を有する。

アーム動作モデル２３は、自車両１Ａの姿勢情報１１ａ及びアーム位置情報１３ａと操作信号９ａとから自車両１Ａの駆動アーム３の位置を逐一（例えば１０ミリ秒ごとに）予測しその予測値を自車両１Ａのアーム位置予測値２３ａとして逐一（例えば１０ミリ秒ごとに）出力する。

アーム位置同定処理部２５は、障害物情報１５ａと他車両１Ｂから受信した他車両１Ｂのアーム位置予測値２３ａとから他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を同定しその同定結果２５ａを出力する。

干渉チェック部２７は、同定結果２５ａと自車両１Ａのアーム位置予測値２３ａとから他車両１Ｂと自車両１Ａとの位置関係を算出し他車両１Ｂと自車両１Ａとが干渉する可能性の有無を検査する。

また干渉チェック部２７は、他車両１Ｂと自車両１Ａとが干渉する可能性がある場合には駆動アーム３の駆動を停止または減速する旨の抑制指令２７ａを自車両１Ａのアクチュエータ制御部７に出力し、他車両１Ｂへの警報もしくは抑制指令２７ａを相互通信装置１７へ出力する。

反対に他車両１Ｂと自車両１Ａとが干渉する可能性が無い場合には、干渉チェック部２７は、操作信号９ａに基づく駆動アーム３の動作を許可する旨の動作継続許可信号２７ｂを相互通信装置１７とアクチュエータ制御部７とに出力する。

このように本発明の作業用車両１は障害物認識センサ１５を備えることにより、移動する他車両１Ｂに対して位置計測に時間をかけることなく精度良い干渉チェックが可能である。
また本発明の作業用車両１は、他車両１Ｂから受信した他車両１Ｂの姿勢情報１１ａとアーム位置情報１３ａだけに頼るのではなく、障害物認識センサ１５で自車両１Ａ独自に検出した障害物情報１５ａをも使用して他車両１Ｂからの情報をダブルチェックする。そのため、自車両１Ａを主体としたときの他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を正確かつ早急に把握することができ安全性が向上する。

また本発明の作業用車両１は、他車両１Ｂから受信したアーム位置予測値２３ａと、自車両１Ａが独自に他車両１Ｂとその周辺を監視して得た障害物情報１５ａとから、他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を同定する。そしてその同定結果２５ａと自車両１Ａのアーム位置予測値２３ａとから自車両１Ａと他車両１Ｂとが干渉する可能性の有無を検査した上で駆動アーム３を作動させる。この作業を、複数の作業用車両１がそれぞれに行うことにより、複数の作業用車両１が干渉するおそれのある空間を作業する場合でも、従来の作業用車両のように干渉防止機能を解除する必要も無く、安全に作動することができる。

また本発明の作業用車両１は、それぞれの作業用車両１が自律的に干渉する可能性の有無を検査し、駆動アーム３を停止又は減速するので、たとえ相互通信装置１７に通信遅延が発生した場合でも、安全を確保することができる。

また互いに隣接して作業を行う複数の作業用車両１が情報をやり取りするので、たとえ１つの作業用車両１のセンサ（自車両位置センサ１１、アーム位置センサ１３、もしくは障害物認識センサ１５）や干渉防止装置２０が不動作をおこした場合でも、他の作業用車両１のセンサや干渉防止装置２０が補うことで互いに安全に操作を続けることができる。

次に図２〜図４を使用して、本発明の第１実施形態の作業用車両１の動作について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態の作業用車両１の動作フローチャートである。図４は、本発明の第１実施形態と第２実施形態の作業用車両１の動作フローチャートである。図３はＳ１〜Ｓ７までを説明する動作フローチャートであり、図４はＳ７〜Ｓ１５までを説明する動作フローチャートである。

Ｓ１ まず、複数台の作業用車両１の相互通信装置１７が、互いに周囲の他車両１Ｂと通信を確立する。そして通信が確立すると、相互通信装置１７からその旨の信号をアーム動作モデル２３と障害物認識センサ１５とに出力する。

Ｓ２ 障害物認識センサ１５は、周囲の作業用車両１との通信が確立した旨の信号を相互通信装置１７から入力すると他車両１Ｂの方向にある周囲の障害物Ｃを検出し、その障害物情報１５ａをアーム位置同定処理部２５に出力する。

Ｓ３ 一方、周囲の作業用車両１との通信が確立した旨の信号をアーム動作モデル２３が受信すると、アーム動作モデル２３が自車両１Ａの駆動アーム３の位置を予測する。その駆動アーム３の位置の予測は、操作用通信装置９を介して入力された遠隔操縦者の操作信号９ａ、自車両位置センサ１１から入力される姿勢情報１１ａ、及びアーム位置センサ１３から入力されるアーム位置情報１３ａに基づいてなされる。そしてアーム動作モデル２３は、その予測値を自車両１Ａのアーム位置予測値２３ａとして、相互通信装置１７と（Ｓ３ａ）、干渉チェック部２７とに（Ｓ３ｂ）、出力する。

Ｓ４ アーム位置予測値２３ａを受信した相互通信装置１７は、そのアーム位置予測値２３ａを他車両１Ｂの相互通信装置１７に送信する。

Ｓ５ 同様に相互通信装置１７は、他車両１Ｂのアーム動作モデル２３から出力された他車両１Ｂのアーム位置予測値２３ａを受信し、アーム位置同定処理部２５に出力する。

Ｓ６ 次に、アーム位置同定処理部２５は、他車両１Ｂのアーム動作モデル２３から出力されたアーム位置予測値２３ａと自車両１Ａの障害物認識センサ１５から出力された障害物情報１５ａとから他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を同定しその同定結果２５ａを干渉チェック部２７に出力する。

Ｓ７ その後、干渉チェック部２７は、自車両１Ａのアーム動作モデル２３から出力されたアーム位置予測値２３ａとアーム位置同定処理部２５から出力された同定結果２５ａとに基づき、自車両１Ａと他車両１Ｂとの位置関係を算出する。

Ｓ８ そして干渉チェック部２７は、自車両１Ａと他車両１Ｂとが干渉する可能性があるか否かについて検査する。

Ｓ９ 自車両１Ａと他車両１Ｂが干渉する可能性がある場合、干渉チェック部２７は、抑制指令２７ａをアクチュエータ制御部７に出力し、駆動アーム３の駆動を停止または減速させる。

Ｓ１０ また、自車両１Ａと他車両１Ｂが干渉する可能性がある場合、干渉チェック部２７はＳ９と同様に他車両１Ｂへの警報もしくは抑制指令２７ａを相互通信装置１７へ出力する。

Ｓ１１ そして自車両１Ａから警報もしくは抑制指令２７ａを受信した他車両１Ｂの相互通信装置１７は、抑制指令２７ａを他車両１Ｂのアクチュエータ制御部７に出力する。そして相互通信装置１７を介して自車両１Ａから出力された警報もしくは抑制指令２７ａを受信した他車両１Ｂのアクチュエータ制御部７は、駆動アーム３の駆動を停止または減速させる。

Ｓ１２ 一方、干渉チェック部２７は、他車両１Ｂと自車両１Ａとが干渉する可能性が無い場合には、動作継続許可信号２７ｂをアクチュエータ制御部７に出力し、操作信号９ａに基づく駆動アーム３の動作を許可する。そして駆動アーム３は、操作信号９ａに基づいた駆動を継続する。

Ｓ１３ 同様に、干渉チェック部２７は、他車両１Ｂと自車両１Ａとが干渉する可能性が無い場合には、相互通信装置１７にも動作継続許可信号２７ｂを出力する。

Ｓ１４ 動作継続許可信号２７ｂを入力した相互通信装置１７は、他車両１Ｂの相互通信装置１７に動作継続許可信号２７ｂを送信する。

Ｓ１５ 他車両１Ｂの相互通信装置１７は、自車両１Ａから受信した動作継続許可信号２７ｂを他車両１Ｂのアクチュエータ制御部７に出力する。そして他車両１Ｂのアクチュエータ制御部７は、他車両１Ｂ自身に向けて送信された操作信号９ａに基づき、駆動アーム３の駆動を継続する。

このように本発明の作業用車両１は、例えば図３、４で自車両１Ａを主体としたときに、各作業用車両１で操作信号９ａやアーム動作モデル２３、等により、自車両（この場合は自車両１Ａ）の駆動アーム３の位置を予測し、ＧＰＳ１９や自車両位置センサ１１で得られた自己位置等の情報を含めて周囲の他車両１Ｂに伝送する。同様に他車両１Ｂでも、自車両（すなわち他車両１Ｂ）の駆動アーム３の位置が予測され、自車両（すなわち他車両１Ｂ）の自己位置等の情報が相手車両（すなわち自車両１Ａ）に伝送される。この情報の受信信号を受けた相手車両（この場合は自車両１Ａ）は、他車両１Ｂの方向周辺の状況を障害物認識センサ１５で計測し、これらの情報（すなわち自己位置等の情報や障害物情報１５ａ）から自車両１Ａと他車両１Ｂとの位置関係を算出し、それらが干渉する可能性があるか否かについて検査する。そして検査の結果、干渉するおそれがある場合は、作業用車両１の駆動アーム３を停止、または減速する。
そしてこれらの動作を繰り返し継続する。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態の作業用車両１のシステム構成図である。
第２実施形態の作業用車両１は、障害物情報処理装置２８を備える。

第２実施形態の自車両１Ａの障害物認識センサ１５は、自車両１Ａに隣接する作業用車両１である他車両１Ｂの方向の障害物Ｃを検出し、その障害物情報１５ｂを自車両１Ａの障害物情報処理装置２８と相互通信装置１７へ出力する。同様に、第２実施形態の他車両１Ｂの障害物認識センサ１５は、自車両１Ａの方向の障害物Ｃを検出し、その障害物情報１５ｃを他車両１Ｂの障害物情報処理装置２８と相互通信装置１７へ出力する。
なお、説明のため、第２実施形態において、自車両１Ａから出力された障害物情報を障害物情報１５ｂとし、他車両１Ｂから出力された障害物情報を障害物情報１５ｃとする。

障害物情報１５ｂは、例えば、レーザレンジファインダで計測した他車両１Ｂの周辺の障害物Ｃの三次元形状の三次元データであってよい。また障害物情報１５ｂは、自車両１Ａのレーザレンジファインダで計測した他車両１Ｂの三次元形状（すなわち自車両１Ａからみたときの他車両１Ｂの三次元形状）の三次元データを含んでいてもよい。
なお、障害物情報が障害物情報１５ｃであり、他車両１Ｂで検出された三次元データである場合も同様である。

自車両１Ａの相互通信装置１７は、自車両１Ａの障害物認識センサ１５から出力された障害物情報１５ｂを、他車両１Ｂへ送信する。同様に、他車両１Ｂの相互通信装置１７は、他車両１Ｂの障害物認識センサ１５から出力された障害物情報１５ｃを、自車両１Ａへ送信する。

自車両１Ａの障害物情報処理装置２８は、自車両１Ａの障害物認識センサ１５が出力した障害物情報１５ｂと、相互通信装置１７を介して受信した他車両１Ｂから出力された障害物情報１５ｃとを受信し、障害物情報１５ｂと障害物情報１５ｃとを重ね合わせた新たな障害物情報（以下、複合障害物情報２８ａ）をアーム位置同定処理部２５へ出力する。他車両１Ｂの障害物情報処理装置２８についても、同様である。

第２実施形態のアーム位置同定処理部２５は、第１実施形態の障害物情報１５ａとして複合障害物情報２８ａを使用し、複合障害物情報２８ａと他車両１Ｂから受信した他車両１Ｂのアーム位置予測値２３ａとから他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を同定しその同定結果２５ａを出力する。

第２実施形態の操作用通信装置９は、自車両位置センサ１１、アーム位置センサ１３、障害物認識センサ１５で検出した情報（姿勢情報１１ａ、アーム位置情報１３ａ、障害物情報１５ａ）、干渉チェック部２７から出力された抑制指令２７ａ、動作継続許可信号２７ｂ、または複合障害物情報２８ａを操縦装置９ｂへ送信してもよい。
なお、操作用通信装置９が操縦装置９ｂへ送信する情報に複合障害物情報２８ａを含む場合、操縦装置９ｂへ送信する情報に障害物情報１５ａを含んでも含まなくてもよい。

その他の第２実施形態の作業用車両１の構成は、第１実施形態と同様である。

次に本発明の第２実施形態の作業用車両１の動作について説明する。
次に図５、図６と、図４を使用して、本発明の第２実施形態の作業用車両１の動作について説明する。なお、Ｓ７〜Ｓ１５までの第２実施形態の作業用車両１の動作は、図４に表す第１実施形態のＳ７〜Ｓ１５までの動作と同様である。

図６は、本発明の第２実施形態の作業用車両１の動作フローチャートである。図６の動作フローチャートはＳ１〜Ｓ７までを表す。

第２実施形態の作業用車両１の動作において、Ｓ１は、第１実施形態と同様である。

Ｓ２ａ 第２実施形態の障害物認識センサ１５は、周囲の作業用車両１との通信が確立した旨の信号を相互通信装置１７から入力すると他車両１Ｂの方向にある周囲の障害物Ｃを検出し、その障害物情報１５ｂを相互通信装置１７と障害物情報処理装置２８に出力する。
なお、障害物認識センサ１５は、障害物情報１５ｂを操作用通信装置９に出力してもよい。その場合、障害物情報１５ｂは、操作用通信装置９を介して操縦装置９ｂへ送信される。

Ｓ２ｂ 障害物情報１５ｂを受信した相互通信装置１７は、その障害物情報１５ｂを他車両１Ｂの相互通信装置１７に送信する。

Ｓ２ｃ 同様に相互通信装置１７は、他車両１Ｂの障害物認識センサ１５から出力された他車両１Ｂの障害物情報１５ｃを受信し、障害物情報処理装置２８に出力する。

Ｓ２ｄ 障害物情報処理装置２８は、自車両１Ａの障害物認識センサ１５から出力された障害物情報１５ｂと、相互通信装置１７を介して他車両１Ｂから受信した障害物情報１５ｃとを入力する。そして障害物情報処理装置２８は、障害物情報１５ｂと障害物情報１５ｃとを重ね合わせ、複合障害物情報２８ａとしてアーム位置同定処理部２５へ出力する。
また障害物情報処理装置２８は、複合障害物情報２８ａを、操作用通信装置９に出力してもよい。この場合、複合障害物情報２８ａは、操作用通信装置９を介して操縦装置９ｂへ送信される。

第２実施形態のＳ３は、第１実施形態のそれと同様である。なお、自車両位置センサ１１からは姿勢情報１１ａが、アーム位置センサ１３からはアーム位置情報１３ａが、操作用通信装置９に出力され、操作用通信装置９を介して操縦装置９ｂへ送信されてもよい。

第２実施形態のＳ４とＳ５は、第１実施形態のそれらと同様である。

Ｓ６ 次に、アーム位置同定処理部２５は、他車両１Ｂのアーム動作モデル２３から出力されたアーム位置予測値２３ａと、障害物情報処理装置２８から出力された複合障害物情報２８ａと、から、他車両１Ｂの駆動アーム３の位置を同定しその同定結果２５ａを干渉チェック部２７に出力する。

その他の第２実施形態の作業用車両１の動作は、第１実施形態の作業用車両１の動作と同様である。

第２実施形態の作業用車両１は、障害物情報処理装置２８を備え、自車両１Ａで得た障害物情報１５ｂと他車両１Ｂから受信した障害物情報１５ｃとを重ね合わせた複合障害物情報２８ａを、第１実施形態の障害物情報１５ａとして使用する。それにより第２実施形態の作業用車両１は、他車両１Ｂの視点から障害物Ｃをみたときの障害物情報１５ｃを、自車両１Ａが得ることができるため、干渉チェック部２７でより正確に干渉の有無を検査することができる。

また複合障害物情報２８ａが操作用通信装置９を介して操縦装置９ｂへ送信されるため、自車両１Ａで得られる障害物情報１５ｂからは死角となって把握できない場所を表す他車両１Ｂからの障害物情報１５ｃを、自車両１Ａの遠隔操縦者が把握することができる。そのため第２実施形態の作業用車両１は、より安全に作業用車両１の駆動アーム３を駆動することができる。

上述した本発明の作業用車両１によれば、作業用車両１を遠隔操作する際に通信遅延時間に関係なく停止または減速動作をするため、早急な状況判断が可能であり、作業用車両１同士の干渉を防いで安全に作業用車両１の駆動アーム３を駆動できる。また本発明の作業用車両１は、自車両位置センサ１１やアーム位置センサ１３で得た情報だけでなく、他車両１Ｂの方向の障害物Ｃを検出して得た障害物情報１５ａを使用して干渉の可能性を検査するので、確実な状況判断が可能であり、作業用車両１同士の干渉を防いで安全に作業用車両１の駆動アーム３を駆動できる。
すなわち本発明の作業用車両１は、障害物認識センサ１５を備えることにより、自車両位置センサ１１やアーム位置センサ１３の検出がたとえ遅くなったとしても、他車両１Ｂ（相手車両）の位置や姿勢、及びその周辺の障害物Ｃについて障害物認識センサ１５で正確に検出することができ、干渉を未然に防ぐことができる。そのため複数の作業用車両１が互いに移動したとしても、互いの作業用車両１の位置関係を把握することができる。

また本発明の作業用車両１は、障害物認識センサ１５を有するので、自車両１Ａからみた他車両１Ｂの方向の障害物Ｃを検出し、把握できる。そのため、例えば作業用車両１が地面の起伏がある現場で使用されたとしても、自車両１Ａの傾斜を踏まえた正確な位置を短時間で把握することができる。
すなわち、地面の起伏がある現場で一方の作業用車両１が傾いたとしても、その傾いた状態で障害物認識センサ１５が障害物情報１５ａを取得するため、その傾いた作業用車両１にとっての正確な周辺の障害物情報１５ａを得ることができる。

また各作業用車両１が自車両１Ａへ抑制指令２７ａを出力し、警報もしくは抑制指令２７ａを他車両１Ｂへ出力するので、たとえ自車両１Ａの作業領域と他車両１Ｂの作業領域とが重なっていても、互いの駆動アーム３を干渉させずにその作業領域を双方の車両が作業することができる。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 作業用車両、１Ａ 自車両、１Ｂ 他車両、
３ 駆動アーム、５ アクチュエータ、
７ アクチュエータ制御部、
９ 操作用通信装置、９ａ 操作信号、９ｂ 操縦装置、
１１ 自車両位置センサ、１１ａ 姿勢情報、
１３ アーム位置センサ、１３ａ アーム位置情報、
１５ 障害物認識センサ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 障害物情報、
１７ 相互通信装置、１９ ＧＰＳ、
２０ 干渉防止装置、
２３ アーム動作モデル、２３ａ アーム位置予測値、
２５ アーム位置同定処理部、２５ａ 同定結果、
２７ 干渉チェック部、２７ａ 抑制指令、２７ｂ 動作継続許可信号、
２８ 障害物情報処理装置、２８ａ 複合障害物情報、Ｃ 障害物

Claims (9)

1. 作業用の駆動アームと、
   前記駆動アームを遠隔操作させる操作信号を受信する操作用通信装置と、
   自身の姿勢を検出し自身の姿勢情報として出力する自車両位置センサと、
   自身の前記駆動アームの位置を検出し自身のアーム位置情報として出力するアーム位置センサと、をそれぞれが備え、互いに隣接して前記作業を行う複数の作業用車両であって、
   各作業用車両は、独立して移動可能であり、他車両の三次元形状をレーザレンジファインダで検出しその三次元データを障害物情報として出力する障害物認識センサと、
   前記他車両と通信可能な相互通信装置と、
   前記他車両から受信した該他車両の前記姿勢情報及び前記アーム位置情報を自車両で独自に検出した前記障害物情報でダブルチェックすることで前記自車両と前記他車両との干渉を防止する干渉防止装置と、を備え、
   前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性がある場合には前記駆動アームの駆動を停止または減速する旨の抑制指令を前記自車両へ出力し、前記他車両への警報もしくは前記抑制指令を前記相互通信装置へ出力する、ことを特徴とする作業用車両。
2. 前記干渉防止装置は、前記自車両の前記姿勢情報及び前記アーム位置情報と前記操作信号とから前記自車両の前記駆動アームの位置を予測しその予測値を前記自車両のアーム位置予測値として出力するアーム動作モデルと、
   前記自車両で独自に検出した前記障害物情報と前記他車両から受信した前記他車両の前記アーム位置予測値とから該アーム位置予測値の誤差を前記障害物情報で補足することで前記他車両の前記駆動アームの位置を同定しその同定結果を出力するアーム位置同定処理部と、
   前記同定結果と前記自車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両と前記自車両との位置関係を算出し前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性の有無を検査する干渉チェック部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の作業用車両。
3. 前記相互通信装置は、前記自車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報を他車両へ送信し、他車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報を受信し、
   前記作業用車両は、自車両の前記障害物認識センサから出力された前記障害物情報と前記相互通信装置を介して他車両から受信した前記障害物情報とを入力し重ね合わせ複合障害物情報として出力する障害物情報処理装置、を備え、
   前記干渉防止装置は、前記自車両の前記姿勢情報及び前記アーム位置情報と前記操作信号とから前記自車両の前記駆動アームの位置を予測しその予測値を前記自車両のアーム位置予測値として出力するアーム動作モデルと、
   前記複合障害物情報と前記他車両から受信した前記他車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両の前記駆動アームの位置を同定しその同定結果を出力するアーム位置同定処理部と、
   前記同定結果と前記自車両の前記アーム位置予測値とから前記他車両と前記自車両との位置関係を算出し前記他車両と前記自車両とが干渉する可能性の有無を検査する干渉チェック部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の作業用車両。
4. 前記障害物認識センサは、他車両の形状を計測しその三次元形状を把握するレーザレンジファインダである、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の作業用車両。
5. 前記駆動アームを駆動するアクチュエータと、
   前記駆動アームの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、を備え、
   前記アクチュエータ制御部は、前記相互通信装置を介して前記他車両から出力された前記警報もしくは前記抑制指令を受信したときは、前記駆動アームの前記駆動を停止または減速する、ことを特徴とする請求項１に記載の作業用車両。
6. 前記駆動アームを駆動するアクチュエータと、
   前記駆動アームの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、を備え、
   前記干渉チェック部は、前記他車両と前記自車両とが干渉する前記可能性が無い場合には前記操作信号に基づく前記駆動アームの動作を許可する旨の動作継続許可信号を前記相互通信装置と前記アクチュエータ制御部とに出力する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の作業用車両。
7. 前記相互通信装置を介して前記他車両から出力された前記動作継続許可信号を受信したときは、前記駆動アームの前記駆動を継続する、ことを特徴とする請求項６に記載の作業用車両。
8. 前記作業用車両の本体と前記駆動アームとにＧＰＳを備え、
   前記姿勢情報と前記アーム位置情報とは、ＧＰＳにより得られる位置情報に基づき算出される、ことを特徴とする請求項１に記載の作業用車両。
9. 前記操作用通信装置は、前記操作信号を送信する操縦装置に前記複合障害物情報を送信する、ことを特徴とする請求項３に記載の作業用車両。

Images