JP6684254B2

JP6684254B2 - 路面状況演算装置及び鉱山の路面管理システム

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Publication number: JP6684254B2
Application number: JP2017171544A
Authority: JP
Inventors: 啓範石井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2037-09-06
Also published as: JP2019044538A

Description

本発明は路面状況演算装置及び鉱山の路面管理システムに係り、特に鉱山内に設けられた未舗装路面の凹凸状況を管理する路面状況演算装置及び鉱山の路面管理システムに関する。

鉱山の採掘現場では、ダンプトラックなどの運搬車両が走行する路面は舗装されていないため、運搬車両が繰り返し走行することで、路面が劣化してくる。路面が悪化すると走行速度、燃料消費量、車体へのダメージ、全ての面において悪影響が出るため、鉱山ではブルドーザーやモーターグレーダーなどの路面補修機械を投入し、定期的に走行路面の保守を行っている。そこで、鉱山現場では走行路面の保守管理の効率化を行いたい要求がある。

走行路面の保守管理を効率的に行う従来例として、特許文献１には、運搬車両が路面情報を取得し、取得した路面情報を鉱山管理装置に送信し、鉱山管理装置の路面状況解析部において、路面情報から凹凸イベントを算出し、路面凹凸イベントの発生頻度から路面の整備に関する指標を作成する記載がある。

特開２０１３−１０５２７８号公報

走行路面の凹凸が運搬車両の走行そのものに支障を来すほど大きな場合、オペレータの判断により運搬車両が凹凸の大きい部分を迂回して走行することが考えられる。しかしながら、特許文献１では運搬車両が走行した経路の凹凸のみが認識でき、運搬車両が迂回走行した場合、迂回された路面の凹凸状況は把握できない。

そこで本発明は、前記実情に鑑み、迂回された路面の凹凸を推定する路面状況演算装置及び鉱山の路面管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を備える。その一例をあげるならば、作業車両が走行する路面の凹凸状況を演算する路面状況演算装置であって、前記作業車両は、自車の位置を検出して車両位置情報を出力する車両位置検出装置、及び走行中に前記作業車両の車体に発生する振動を検出して車体振動情報を出力する車体振動検出装置を搭載し、前記車両位置検出装置及び前記車体振動検出装置の其々は前記路面状況演算装置に接続され、前記路面状況演算装置は、予め規定された前記作業車両の基準走行路を示す基準走行路地図を記憶する基準走行路地図記憶部と、前記車両位置情報及び前記車体振動情報に基づいて、前記作業車両が実際に走行した路面の前記自車の位置における走行路面凹凸レベルを演算する走行路面凹凸演算部と、前記自車の位置及び前記基準走行路地図の比較結果を基づいて、前記基準走行路から迂回したか否かを判定し、迂回したと判定した場合には前記基準走行路において迂回のために離脱し始めた迂回開始点及び前記基準走行路に復帰した迂回終了点を演算する迂回判定部と、前記迂回中に得られた前記走行路面凹凸レベルよりも高い凹凸レベルを、前記基準走行路における前記迂回開始点から前記迂回終了点までの区間に相当する迂回区間の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる迂回路面凹凸推定部と、前記走行路面凹凸レベル及び前記迂回路面凹凸レベルを合成して、前記基準走行路の路面の凹凸を示す路面凹凸地図を生成する路面凹凸地図生成部とを備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、迂回された路面の凹凸を推定する路面状況演算装置及び鉱山の路面管理システムを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

鉱山全体を示す概念図第１の実施形態に係る鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図第１の実施形態に係る交通管制装置の構成を示すブロック図路面状況演算装置のハードウェア構成を示すブロック図鉱山の路面管理システムで実行される処理の概要を示すフローチャート基準走行路地図の例を示す図迂回判定部の処理の流れを示すフローチャート迂回開始判定処理の流れを示すフローチャート迂回終了判定処理の流れを示すフローチャート迂回開始判定の基準を表す概念図迂回終了判定の基準を表す概念図路面凹凸地図を表す概念図本発明の変形例に係わる鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図本発明の変形例に係わる鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜鉱山現場＞
図１は、本発明の第１の実施形態における鉱山現場の概略構成を示す図である。鉱山現場では、図１で示すように、掘削作業や積込作業等を行う複数台の積込機械１と、積込機械１で掘削された砕石や土砂等の掘削物を、積込機械１が位置する積込場から放土場へ運搬する複数の運搬車両２とが稼働している。運搬車両２が走行する路面は舗装されておらず、運搬車両２の重量が大きいため、運搬車両２の走行に伴い路面状況が悪化してくる。そのため、悪化した路面を修復する複数の整地車両３が稼働している。本実施形態では作業車両の例として運搬車両２を用いているが、作業車両は運搬車両２に限らず、ライトビークルであってもよい。

管理端末４は、無線中継局５を介し、積込機械１や運搬車両２や整地車両３の車両位置情報やセンサ情報などの稼働情報を収集したり、各車両の運行を管理する。収集した情報は表示装置４１（図２参照）に表示される。鉱山管理者は管理端末４を介して、各積込機械や各作業車両の稼働情報をモニタリングしている。

＜構成＞
図２〜図３を参照して鉱山の路面管理システムの構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図である。図３は、第１の実施形態に係る交通管制装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る鉱山の路面管理システムは、図２に示すように、運搬車両２と、管理端末４とを無線通信接続して構成される。

運搬車両２は、路面の凹凸状況を演算する路面状況演算装置１０と、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ衛星データを受信するＧＮＳＳ受信アンテナ１１と、運搬車両２の加速度、特に上下方向加速度を計測する加速度センサ１２と、管理端末４との通信を行う車両側無線通信装置１３とを備える。加速度センサ１２は車体振動検出装置の一例であり、上下方向加速度は車体振動情報の一例である。

＜路面状況演算装置＞
路面状況演算装置１０は、ＧＮＳＳ受信アンテナ１１から得たＧＮＳＳ衛星データを基に運搬車両２の現在位置を演算する自己位置演算部１４と、鉱山内において予め規定された運搬車両２の基準走行路地図情報を記憶する基準走行路地図記憶部１５と、運搬車両２の自車の位置及び基準走行路地図の比較結果を基づいて、基準走行路から迂回したか否かを判定し、迂回したと判定した場合には基準走行路において迂回のために離脱し始めた迂回開始点及び基準走行路に復帰した迂回終了点を演算する迂回判定部１６と、運搬車両２が走行している自車の位置における走行路面凹凸レベルを演算する走行路面凹凸演算部１７と、迂回中に得られた走行路面凹凸レベルよりも高い凹凸レベルを、基準走行路における迂回開始点から迂回終了点までの区間に相当する迂回区間の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる迂回路面凹凸推定部１８と、走行路面凹凸レベル及び迂回路面凹凸レベルを合成して基準走行路及び迂回して走行した路面の路面凹凸レベルを表す路面凹凸地図を生成する路面凹凸地図生成部１９と、迂回判定距離記憶部２０と、を備える。ＧＮＳＳ受信アンテナ１１は車両位置検出装置のパーツであり、慣性計測装置を用いてもよい。

＜管理端末＞
管理端末４は、運搬車両２との通信を行う管理側無線通信装置４０と、路面状況演算装置１０から受信した路面凹凸地図情報を表示する表示装置４１と、交通管制装置４２とを備える。管理端末４の管理側無線通信装置４０及び運搬車両２の車両側無線通信装置１３は、無線通信回線を介して通信接続される。

図３に示すように、交通管制装置４２は、車両位置情報取得部５１と、取得した車両位置情報を記憶する車両位置情報記憶部５２と、ＲＴＣ(Real-Time Clock)５３と、ＲＴＣ５３から時間情報を取得して車両位置情報が示す運搬車両２の位置が変化するまでの経過時間を計測する経過時間計測部５４と、車両が停止していると判定するための時間により定義された停止判定閾値を記憶する停止判定閾値記憶部５５と、運搬車両２の位置が変化するまでの経過時間が停止判定閾値以上であるかを判定する停止判定部５６と、停止判定部５６により経過時間が停止判定閾値以上であると判定された場合に、停止車両がいる位置を示す停止車両情報を生成して管理側無線通信装置４０に出力する停止車両情報生成部５７と、車両位置情報記憶部５２に記憶された車両位置情報を基に、鉱山内に存在する運搬車両２の位置をマッピングした交通管制情報を生成し、表示装置４１に出力する交通管制部５８とを含む。

管理側無線通信装置４０は、鉱山内を走行する全ての運搬車両２に向けて停止車両情報をブロードキャスト送信してもよい。

又は停止車両情報生成部５７は交通管制情報を参照し、停止車両情報が示す停止車両位置から予め定めた範囲内に存在する運搬車両２を特定して、特定した運搬車両２に向けて管理側無線通信装置４０を介して停止車両情報を送信してもよい。

図４は、路面状況演算装置のハードウェア構成を示すブロック図である。路面状況演算装置１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、出力Ｉ／Ｆ１０６を含みこれらがバス１０７を介して互いに接続された制御装置を用いて構成される。管理端末４も上記と同様の構成を含む。図２に示す路面状況演算装置１０の各機能部及び図３に示す交通管制装置４２は、各機能を実現するソフトウェアと図４に示すハードｓウェアとが協働することで構成されてもよいし、各機能を実現する集積回路により構成されてもよい。

＜処理＞
図５及び図６を参照して鉱山の路面管理システムの処理の概要について説明する。図５は、鉱山の路面管理システムで実行される処理の概要を示すフローチャートである。図６は、基準走行路地図の例を示す図である。鉱山の路面管理システムが起動すると一連の処理が開始する（Ｓ１）。運搬車両２が走行中、路面状況演算装置１０は自車の位置を検出して車両位置情報及び走行中の車体振動を示す車体振動情報を取得する（Ｓ２）。走行路面凹凸演算部１７は、車体振動情報を基に走行路面凹凸レベルを演算し（Ｓ３）、走行路面凹凸レベルを示す走行路面凹凸レベル情報を路面凹凸地図生成部１９に出力する。

一方、迂回判定部１６は、車両位置情報と基準走行路地図とを比較して迂回判定を行う（Ｓ４）。迂回している場合には、迂回路面凹凸推定部１８が迂回路の迂回路面凹凸レベルを予め定められた条件に従って推定し（Ｓ５）、迂回路面凹凸レベルを示す走行路面凹凸レベル情報を路面凹凸地図生成部１９へ出力する。

ステップ５の後、又は迂回していない場合にはステップ６へ移行する。路面凹凸地図生成部１９は走行路面凹凸レベル及び迂回路面凹凸レベルを合成して路面凹凸地図を生成する（Ｓ６）。これらの処理は、鉱山の路面管理システムがシャットダウンされると終了する（Ｓ７）。

以下、上記各ステップの処理について詳細に説明する。

＜自己位置演算部１４：Ｓ２＞
自己位置演算部１４は、ＧＮＳＳ受信アンテナ１１から複数のＧＮＳＳ衛星データを取得し、車両位置１４１（図１０Ａ、図１０Ｂ参照）を算出する。ここで算出する車両位置は、鉱山現場を平面と仮定し高さを無視した２次元情報である。自己位置演算部１４は、車両位置１４１を示す車両位置情報を迂回判定部１６と走行路面凹凸演算部１７とに渡す。

＜走行路面凹凸演算部１７：Ｓ３＞
走行路面凹凸演算部１７は、加速度センサ１２から運搬車両２の上下方向加速度を取得し、走行路面凹凸レベルを演算する。運搬車両２の上下方向加速度から走行路面凹凸レベルを算出する方法例として、例えば特許文献（特許第４２２０９２９号）に記載の方法を用いてもよい。本実施形態では、図１１に示すように上下方向加速度から算出する走行路面凹凸レベルを５段階とし、凹凸の大きい方をレベル５、小さい方をレベル１とする。

更に、走行路面凹凸演算部１７は、自己位置演算部１４から車両位置情報を取得し、車両位置と走行路面凹凸レベルとを関連付けた走行路面凹凸レベル情報を生成し、路面凹凸地図生成部１９に渡す。

＜基準走行路地図記憶部１５＞
基準走行路地図記憶部１５は、前もって作成された鉱山における運搬車両２の基準走行路地図を保持している。図６に示すように、基準走行路地図で鉱山現場を平面と仮定し高さを無視した２次元情報により構成され、基準走行路２０１と、積込機械１から運搬車両２への積込み作業をおこなう積込エリア２０２と、運搬車両２が土砂の放土作業を行う放土エリア２０３とが其々規定されている。基準走行路地図記憶部１５は、基準走行路地図を迂回判定部１６と迂回路面凹凸推定部１８とに渡す。

＜迂回判定部１６：Ｓ４＞
迂回判定部１６は、基準走行路地図記憶部１５から受け取った基準走行路地図上に、自己位置演算部１４から受け取った車両位置１４１（図１０Ａ、図１０Ｂ参照）を追加し、車両位置１４１と、基準走行路２０１と、積込エリア２０２と、放土エリア２０３とを比較することで、運搬車両２の迂回判定を行い、迂回開始点１６１と迂回終了点１６２とを算出する。

迂回判定部１６の具体的な処理ステップについて、図７〜図１１を参照して説明する。図７は、迂回判定部の処理の流れを示すフローチャートである。図８は、迂回開始判定処理の流れを示すフローチャートである。図９は、迂回終了判定処理の流れを示すフローチャートである。図１０Ａは、迂回開始判定の基準を表す概念図である。図１０Ｂは、迂回終了判定の基準を表す概念図である。図１１は、路面凹凸地図を表す概念図である。

図７に示すように、迂回判定処理（Ｓ４）が開始すると、積込放土判定処理（Ｓ４１）が実行される。積込放土判定処理（Ｓ４１）では、車両位置１４１と、積込エリア２０２と、放土エリア２０３とを比較し、運搬車両２の車両位置１４１が積込エリア２０２あるいは放土エリア２０３外にある場合、運搬車両２が走行路を走行中と判定し、迂回開始判定処理（Ｓ４２）に移行する。

一方、車両位置１４１が積込エリア２０２あるいは放土エリア２０３内にある場合、路面凹凸地図の生成ステップ（Ｓ６）に移行する。

一般的に、積込エリア２０２あるいは放土エリア２０３は、ある程度の広さを有する領域であり、運搬車両２の基準走行路２０１が無く、迂回という概念が適さない場合がある。そこで、本実施形態では、運搬車両２が積込エリア２０２あるいは放土エリア２０３内に存在する場合、迂回判定処理を終了している。なお、積込エリア２０２あるいは放土エリア２０３内においても基準走行路２０１を設定してもよく、その場合はステップ４１をスキップして、迂回開始判定処理（Ｓ４２）に移行しても良い。

本実施形態では、迂回開始判定処理（Ｓ４２）において、停止車両の有無、及び停止車両がある場合には停止車両と運搬車両２との位置関係に基づいて、迂回開始判定処理を行うか否かの判定処理を行う。

図８に示すように、迂回開始判定処理（Ｓ４２）において、迂回判定部１６は、管理端末４から停止車両情報を受信していなければ（Ｓ４２１／Ｎｏ）、停止車両に起因する迂回ではないことから、ステップ４２３へ進む。

一方、迂回判定部１６が、管理端末４から停止車両情報を受信しており（Ｓ４２１／Ｙｅｓ）、車両位置が停止車両位置から所定の距離範囲内に含まれない場合も（Ｓ４２２／Ｎｏ）、停止車両に起因する迂回ではないことから、ステップ４２３へ進む。上記「所定の距離範囲内」とは、停止車両をよけて走行するために基準走行路を逸脱しなければならない距離を基準に定められる距離範囲である。一例として、停止車両位置を中心とし、基準走行路に沿って進行方向手前に、停止車両の車体長のｎ倍の距離範囲として定めてもよい。

一方、迂回判定部１６が、運搬車両２の車両位置が、停止車両位置から所定の距離範囲内に含まれると判定した場合（Ｓ４２２／Ｙｅｓ）、停止車両に起因する迂回であるため、迂回判定をすることなく、ステップ６へ移行する。

迂回判定部１６は、停止車両に起因しない迂回があると判定すると、図１０Ａに示すように、運搬車両２の車両位置１４１と基準走行路２０１との最短距離を迂回判定距離ｄとして演算し（Ｓ４２３）、迂回判定距離ｄが予め設定した迂回開始判定距離ｄ１より大きくなった場合（ｄ＞ｄ１）（Ｓ４２４／Ｙｅｓ）、運搬車両２が迂回を開始したと判定し、迂回開始点設定処理（Ｓ４３）に移行する。

一方、迂回判定部１６は、迂回判定距離ｄが迂回開始判定距離ｄ１以下の場合（ｄ≦ｄ１）（Ｓ４２４／Ｎｏ）、運搬車両２は通常走行をしていると判定し、ステップ６へ移行する。

迂回開始点設定処理（Ｓ４３）では、迂回判定部１６は、基準走行路２０１上で車両位置１４１に対して最も近い点を迂回開始点１６１と設定する。その後、迂回終了判定処理（Ｓ４４）に移行する。

迂回終了判定処理（Ｓ４４）では、図１０Ｂに示すように、迂回判定部１６は、車両位置１４１と基準走行路２０１の距離を迂回判定距離ｄとして演算し（Ｓ４４１）、迂回判定距離ｄが予め設定した迂回終了判定距離ｄ２より小さくなった場合（ｄ＜ｄ２）（Ｓ４４２／Ｙｅｓ）、運搬車両２が迂回を終了したと判定し、迂回終了点設定処理（Ｓ４５）に移行する。上記迂回開始判定距離ｄ１及び迂回終了判定距離ｄ２は、迂回判定距離記憶部２０に予め記憶されている。

一方、迂回判定距離ｄが迂回終了判定距離ｄ２以上の場合（ｄ≧ｄ２）（Ｓ４４２／Ｎｏ）、迂回判定部１６は、運搬車両２は迂回を継続していると判定し、ステップ４４１へ戻る。

迂回終了点設定処理（Ｓ４５）では、迂回判定部１６は、基準走行路２０１上で車両位置１４１に対して最も近い点を迂回終了点１６２と設定する。

迂回判定部１６は、算出した迂回開始点１６１と迂回終了点１６２を迂回路面凹凸推定部１８に渡す。

＜迂回路面凹凸推定部１８：Ｓ５＞
迂回路面凹凸推定部１８は、基準走行路地図記憶部１５から受け取った基準走行路地図と、迂回判定部１６から受け取った迂回開始点１６１及び迂回終了点１６２とから、運搬車両２が迂回したため実際には走行していない基準走行路の部分区間からなる迂回区間の迂回路面凹凸レベルを推定する。

図１１に示すように、迂回路面凹凸推定部１８は、基準走行路地図上の基準走行路２０１のうち迂回開始点１６１から迂回終了点１６２までの区間に相当する迂回区間１６３に対し、事前に設定した値を迂回路面凹凸レベルとして割り当てる。ここで、割り当てる迂回路面凹凸レベルは、本実施形態では、運搬車両２が走行困難なほど凹凸が大きいと考え、走行路面凹凸演算部１７において運搬車両２の上下方向加速度から算出する走行路面凹凸レベルとして割り当てられる５段階のレベルの最大値（レベル５）を割り当てる。すなわち、迂回路面凹凸推定部１８は、迂回区間１６３の迂回路面凹凸レベルをレベル５と推定したこととなる。迂回路面凹凸推定部１８は、迂回区間１６３の位置と、迂回路面凹凸レベルとを関連付けて路面凹凸地図生成部１９に渡す。

＜路面凹凸地図生成部１９：Ｓ６＞
路面凹凸地図生成部１９は、走行路面凹凸演算部１７から車両位置１４１及び走行路面凹凸レベルを受け取り、迂回路面凹凸推定部１８から迂回区間１６３及び迂回路面凹凸レベルを受け取り、路面凹凸地図を生成する。

図１１に示すように、路面凹凸地図において、運搬車両２が実際に走行した実走行路については、車両位置１４１に走行路面凹凸レベルが割り当てられる。また運搬車両２が迂回した基準走行路２０１上の迂回区間１６３については、迂回路面凹凸レベルが割り当てられる。路面凹凸地図生成部１９は、路面凹凸地図を示す路面凹凸地図情報を車両側無線通信装置１３に渡す。

＜車両側無線通信装置１３＞
運搬車両２に搭載した車両側無線通信装置１３は、路面凹凸地図情報及び車両位置情報を管理側無線通信装置４０に送信する。

＜管理端末４＞
管理端末４の管理側無線通信装置４０は、運搬車両２の車両側無線通信装置１３から路面凹凸地図情報を受け取り、表示装置４１に渡す。表示装置４１は例えば液晶ディスプレイ等であり、管理側無線通信装置４０から取得した路面凹凸地図情報を基に、路面凹凸地図を表示する。

また管理側無線通信装置４０は、車両位置情報を交通管制装置４２に渡す。交通管制装置４２は取得した車両位置情報を用いて交通管制処理を行う。また交通管制装置４２は、停止車両が存在していると判定した場合は、停止車両情報を管理側無線通信装置４０に出力し、運搬車両２に対して送信する。

本実施形態によれば、迂回開始判定処理及び迂回終了判定処理を行うことにより、運搬車両が迂回走行をしているか否かをより詳細に把握することが可能となる。

また運搬車両が迂回したために実際には走行していない路面の凹凸レベルを推定することが可能となり、路面整備をより効果的に実施することが可能となる。

更に本実施形態によれば、運搬車両が停止車両を回避するために迂回した場合には、迂回路面凹凸レベルの判定を行わないので、実際には基準走行路の路面が荒れていないにも関らず、停止車両を迂回した結果、迂回路面の凹凸レベルが高いと誤判定することを抑止できる。

＜変形例＞
＜凹凸演算の一部を管理端末で行う変形例＞
鉱山の路面管理システムの変形例について、図１２を用いて述べる。図１２は、本発明の変形例に係わる鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図である。第１の実施形態においては、路面状況演算装置１０を運搬車両２に設けていたが、管理端末４に管理側路面状況演算装置６０を設け、路面凹凸に関する演算の全て、もしくは一部を管理側路面状況演算装置６０で実施する変形例がある。

図１２に示す変形例では、運搬車両２に設けた車両側路面状況演算装置１０ａは、自己位置演算部１４及び走行路面凹凸演算部１７のみを備え、管理端末４に設けた管理側路面状況演算装置６０は、基準走行路地図記憶部１５と、迂回判定部１６と、迂回路面凹凸推定部１８と、路面凹凸地図生成部１９とを備えている。車両側路面状況演算装置１０ａは、自己位置演算部１４で算出した車両位置と、走行路面凹凸演算部１７で算出した各車両位置における走行路面凹凸レベル情報を、車両側無線通信装置１３及び管理側無線通信装置４０を介して管理側路面状況演算装置６０に送信する。管理側路面状況演算装置６０の各部における処理内容は第１の実施形態に準ずる。

上記変形例によれば、管理端末にて、複数台の運搬車両から得られた情報を基に、路面の凹凸レベルを集約して把握することが可能となり、一台の運搬車両の測定結果だけを用いて路面の凹凸レベルを測定するよりもより信頼性が高い路面凹凸地図を生成することができる。

＜迂回路の路面凹凸レベルの推定に関する変形例＞
迂回区間１６３の路面凹凸レベル推定の変形例について、図１３を用いて述べる。図１３は、本発明の変形例に係わる鉱山の路面管理システムの構成を示すブロック図である。第１の実施形態の迂回路面凹凸推定部１８においては、迂回区間１６３に対し、事前に設定した値（上記の説明では走行路面凹凸レベルに適用する最大値）を迂回路面凹凸レベルとして割り当てているが、迂回区間１６３の迂回路面凹凸レベルの推定には、迂回区間１６３周辺の運搬車両２が実際に走行した走行路面の走行路面凹凸レベルを利用する変形例がある。

図１３に示す変形例では、走行路面凹凸演算部１７が、算出した車両位置１４１の走行路面凹凸レベルを迂回路面凹凸推定部１８に渡す。迂回路面凹凸推定部１８では、迂回区間１６３の周辺の車両位置における走行路面凹凸レベルを参照し、周辺の走行路面凹凸レベルよりも高いレベルを迂回区間１６３の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる。例えば走行路面凹凸レベルがレベル１〜３の場合、迂回路面凹凸レベルとしてレベル３以上を適用する。これにより、迂回路面凹凸レベルをより詳細に推定することが可能となり、路面整備をより効果的に実施することが可能となる。

＜連続した凹凸レベル＞
第１の実施形態では、走行路面凹凸レベルとして５段階のレベルを設定したが、走行路面凹凸レベルとして連続値を用いても良い。この場合、上記図１３の変形例において、迂回路面凹凸レベルとして連続値を適用してもよい。

＜振動検出：サスペンションシリンダ圧＞
第１の実施形態では、運搬車両２の走行路面凹凸レベルを算出するために、加速度センサ１２から取得した上下方向加速度を使用したが、車体に発生する振動を検出して数値化し、走行路面凹凸レベルに変換できるものであれば、方式はこの限りではない。変形例として、例えば特許文献（特開２０１３−１６６４２５）記載の方法により、運搬車両２のサスペンションシリンダ圧を検出する圧力センサを搭載し、サスペンションシリンダ圧を測定して走行路面の凹凸レベルを演算する方法を採用しても良い。又はサスペンションシリンダのストローク長を測定するストローク長センサを搭載し、サスペンションシリンダのストローク長を基に走行路面の凹凸レベルを演算してもよい。

＜３次元データ＞
第１の実施形態では、地図情報を、高さを無視した２次元情報として取り扱ったが、高さ情報を含む３次元情報として取り扱っても良い。

１：積込機械
２：運搬車両
３：整地車両
４：管理端末
５：無線中継局
１０：路面状況演算装置
１０ａ：車両側路面状況演算装置
１１：ＧＮＳＳ受信アンテナ
１２：加速度センサ
１３：車両側無線通信装置
４０：管理側無線通信装置
４１：表示装置
４２：交通管制装置

Claims

作業車両が走行する路面の凹凸状況を演算する路面状況演算装置であって、
前記作業車両は、自車の位置を検出して車両位置情報を出力する車両位置検出装置、及び走行中に前記作業車両の車体に発生する振動を検出して車体振動情報を出力する車体振動検出装置を搭載し、前記車両位置検出装置及び前記車体振動検出装置の其々は前記路面状況演算装置に接続され、
前記路面状況演算装置は、
予め規定された前記作業車両の基準走行路を示す基準走行路地図を記憶する基準走行路地図記憶部と、
前記車両位置情報及び前記車体振動情報に基づいて、前記作業車両が実際に走行した路面の前記自車の位置における走行路面凹凸レベルを演算する走行路面凹凸演算部と、
前記自車の位置及び前記基準走行路地図の比較結果を基づいて、前記基準走行路から迂回したか否かを判定し、迂回したと判定した場合には前記基準走行路において迂回のために離脱し始めた迂回開始点及び前記基準走行路に復帰した迂回終了点を演算する迂回判定部と、
前記迂回中に得られた前記走行路面凹凸レベルよりも高い凹凸レベルを、前記基準走行路における前記迂回開始点から前記迂回終了点までの区間に相当する迂回区間の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる迂回路面凹凸推定部と、
前記走行路面凹凸レベル及び前記迂回路面凹凸レベルを合成して、前記基準走行路の路面の凹凸を示す路面凹凸地図を生成する路面凹凸地図生成部と、を備える、
ことを特徴とする路面状況演算装置。
請求項１に記載の路面状況演算装置において、
前記車体振動検出装置は、前記作業車両の上下方向加速度を検出する加速度センサ、前記作業車両に搭載されたサスペンションシリンダのストローク長を検出するストローク長センサ、又は前記サスペンションシリンダを検出する圧力センサを用いて構成され、
前記走行路面凹凸演算部は、前記上下方向加速度、前記ストローク長、又は前記サスペンションシリンダの圧力の少なくとも一つを基に、前記走行路面凹凸レベルを演算する、
ことを特徴とする路面状況演算装置。
請求項１に記載の路面状況演算装置において、
前記迂回判定部は、前記作業車両の前記自車の位置と前記基準走行路との最短距離を迂回判定距離として算出し、
前記迂回判定距離が予め定められた迂回開始判定距離よりも大きくなった場合に、前記作業車両が迂回を開始したと判定して前記迂回開始点を設定し、
前記迂回判定距離が予め定められた迂回終了判定距離よりも小さくなった場合に、前記作業車両が迂回を終了したと判定して前記迂回終了点を設定する、
ことを特徴とする路面状況演算装置。
請求項１記載の路面状況演算装置において、
前記基準走行路地図には、積込エリアの位置及び放土エリアの位置が其々規定されており、
前記迂回判定部は、前記自車の位置が前記積込エリア又は前記放土エリアの内側に存在したと判定した場合は、前記作業車両が前記基準走行路から迂回したか否かの判定を行わない、
ことを特徴とする路面状況演算装置。
作業車両と当該作業車両の運行を管理する管理端末とを無線通信回線を介して接続した鉱山の路面管理システムであって、
前記作業車両は、自車の位置を検出して車両位置情報を出力する車両位置検出装置と、走行中に前記作業車両の車体に発生する振動を検出して車体振動情報を出力する車体振動検出装置と、
車両側無線通信装置と、
作業車両が走行する路面の凹凸状況を演算する路面状況演算装置であって、前記車両位置検出装置、前記車体振動検出装置、及び前記車両側無線通信装置の其々に接続された路面状況演算装置と、を備え、
前記路面状況演算装置は、
予め規定された前記作業車両の基準走行路を示す基準走行路地図を記憶する基準走行路地図記憶部と、
前記車両位置情報及び前記車体振動情報に基づいて、前記作業車両が実際に走行した路面の前記自車の位置における走行路面凹凸レベルを演算する走行路面凹凸演算部と、
前記自車の位置及び前記基準走行路地図の比較結果を基づいて、前記基準走行路から迂回したか否かを判定し、迂回したと判定した場合には前記基準走行路において迂回のために離脱し始めた迂回開始点及び前記基準走行路に復帰した迂回終了点を演算する迂回判定部と、
前記迂回中に得られた前記走行路面凹凸レベルよりも高い凹凸レベルを、前記基準走行路における前記迂回開始点から前記迂回終了点までの区間に相当する迂回区間の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる迂回路面凹凸推定部と、
前記走行路面凹凸レベル及び前記迂回路面凹凸レベルを合成して、前記基準走行路の路面の凹凸を示す路面凹凸地図を生成する路面凹凸地図生成部と、を備え、
前記管理端末は、管理側無線通信装置に接続され、
前記管理端末は、前記基準走行路に停止中の車両がある場合は、停止車両位置を示す停止車両情報を生成し、前記管理側無線通信装置を介して前記作業車両に対して送信し、
前記車両側無線通信装置が前記停止車両情報を受信すると、前記迂回判定部は、前記停止車両情報に含まれる前記停止車両位置を参照し、前記自車の位置が前記停止車両位置から所定の距離範囲内に含まれる場合は、前記作業車両が前記基準走行路から迂回したか否かを判定しない、
ことを特徴とする鉱山の路面管理システム。
作業車両と当該作業車両の運行を管理する管理端末とを無線通信回線を介して接続した鉱山の路面管理システムであって、
前記作業車両は、
自車の位置を検出して車両位置情報を出力する車両位置検出装置と、
走行中に前記作業車両の車体に発生する振動を検出して車体振動情報を出力する車体振動検出装置と、
前記作業車両が実際に走行した路面の走行路面凹凸レベルを示す走行路面凹凸レベル情報及び前記車両位置情報を前記管理端末に送信する車両側無線通信装置と、
前記車両位置検出装置、前記車体振動検出装置、及び前記車両側無線通信装置に接続された車両側路面状況演算装置と、を搭載し、
車両側路面状況演算装置は、
前記車両位置情報及び前記車体振動情報に基づいて、前記作業車両が実際に走行した路面の前記自車の位置における走行路面凹凸レベルを演算して、その走行路面凹凸レベルを示す走行路面凹凸レベル情報を前記車両側無線通信装置に出力する走行路面凹凸演算部を備え、
前記管理端末は、前記走行路面凹凸レベル情報及び前記車両位置情報を受信する管理側無線通信装置及び当該管理側無線通信装置に接続された管理側路面状況演算装置を備え、
前記管理側路面状況演算装置は、
予め規定された前記作業車両の基準走行路を示す基準走行路地図を記憶する基準走行路地図記憶部と、
前記車両位置情報に含まれる前記自車の位置及び前記基準走行路地図の比較結果を基づいて、前記基準走行路から迂回したか否かを判定し、迂回したと判定した場合には前記基準走行路において迂回のために離脱し始めた迂回開始点及び前記基準走行路に復帰した迂回終了点を演算する迂回判定部と、
前記迂回中に得られた前記走行路面凹凸レベルよりも高い凹凸レベルを、前記基準走行路における前記迂回開始点から前記迂回終了点までの区間に相当する迂回区間の迂回路面凹凸レベルとして割り当てる迂回路面凹凸推定部と、
前記走行路面凹凸レベル及び前記迂回路面凹凸レベルを合成して、前記基準走行路の路面の凹凸を示す路面凹凸地図を生成する路面凹凸地図生成部と、を備える、
ことを特徴とする鉱山の路面管理システム。