JP7012769B2 - 自律走行システム - Google Patents

自律走行システム Download PDF

Info

Publication number
JP7012769B2
JP7012769B2 JP2020055527A JP2020055527A JP7012769B2 JP 7012769 B2 JP7012769 B2 JP 7012769B2 JP 2020055527 A JP2020055527 A JP 2020055527A JP 2020055527 A JP2020055527 A JP 2020055527A JP 7012769 B2 JP7012769 B2 JP 7012769B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
offset
loading
autonomous
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020055527A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021157374A (ja
Inventor
政樹 金井
朋之 ▲濱▼田
幹雄 板東
裕人 森實
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2020055527A priority Critical patent/JP7012769B2/ja
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to US17/909,455 priority patent/US20230121070A1/en
Priority to EP21774653.6A priority patent/EP4130917A4/en
Priority to PCT/JP2021/011329 priority patent/WO2021193412A1/ja
Priority to CN202180018847.0A priority patent/CN115244485A/zh
Priority to AU2021241931A priority patent/AU2021241931B2/en
Priority to CA3170573A priority patent/CA3170573A1/en
Publication of JP2021157374A publication Critical patent/JP2021157374A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7012769B2 publication Critical patent/JP7012769B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0214—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0289—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling with means for avoiding collisions between vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0297—Fleet control by controlling means in a control room
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/69—Coordinated control of the position or course of two or more vehicles
    • G05D1/693—Coordinated control of the position or course of two or more vehicles for avoiding collisions between vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Description

本発明は、自律走行システムに係り、特に自律走行する無人車両が搬送路上を対向して走行する作業現場における自律走行システムに関する。
露天掘り鉱山等においては、搬送路を走行して土砂や鉱石などを運搬するダンプトラックが稼働している。一般的にダンプトラックは重量が大きく、また搬送路も舗装されていないことが多いため、ダンプトラックの走行軌跡には轍が発生しやすい。轍の存在は、路面抵抗の増加や車体の安定性低下等の悪影響を及ぼすため、通常、グレーダ等の整備車両が整地を行い搬送路をメンテナンスする。しかし、搬送路上で整地作業を行うとダンプトラックの走行が妨害されるため、搬送効率が低下するという問題がある。このため、ダンプトラックの走行時には、できるだけ轍の発生を抑制することが望ましい。さらに、オペレータが搭乗することなく自律走行するダンプトラック（以下「無人車両」という）により搬送作業を行う自律走行システムが知られているが、複数の無人車両が同一の軌道を走行する場合は、より深い轍が発生しやすいため、本課題への対応がより重要になる。
従来技術として、例えば下記特許文献１などには、鉱山の積込場において、無人車両がショベルの積込作業地点に向かって走行するための目標走行経路をあらかじめ複数生成し、その中から走行経路を選択する方法が開示されている。また、例えば下記特許文献２などには、定められた走行路を自動走行する車両が、轍を検出した場合に、轍の段差上に車輪を通過させるように通過位置を制御する方法が開示されている。
特許第６１５９０３１号公報 特許第５９９４６５６号公報
上記特許文献１に開示される方法では、個々の車両の走行軌道をずらして分散することで轍の発生を抑制しようとしている。また、上記特許文献２に開示される方法では、車両が走行時に轍を検知して段差を滑らかにするように走行軌道をずらすことで、発生した轍の影響を低減しようとしている。これらはいずれも１台の車両が稼働する際の轍の発生を抑制するためのものである。一方、上記特許文献１、２のように、鉱山等の作業現場において稼働する複数台の車両に個別に走行指示を与えると、計算負荷が大きくなる、計算処理が複雑になるなどの問題がある。また、搬送路においては、対向する車線を走行する無人車両がそれぞれ対向車線側に軌道をずらすと、すれ違い時に車両の距離が接近して、衝突リスクが高まるという問題がある。このため、搬送路においては、対向車線の車両と適切な距離を保って軌道をずらす必要がある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、轍の発生を効果的に抑制することのできる自律走行システムを提供することを目的とする。また、さらなる目的として、対向する車線で構成される搬送路を走行する無人車両を含む自律走行システムにおいて、対向車両への接近を防止しつつ、轍の発生を抑制することのできる自律走行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、本発明に係る自律走行システムは、車体を駆動する走行駆動装置と、自車位置を取得する位置センサと、地図情報を格納した記憶装置と、前記自車位置と前記地図情報に基づいて前記地図情報に基づく走行経路に追従するように前記走行駆動装置に車体の走行制御を行う走行指示を出力する車載制御装置と、外部と情報通信が可能な無線通信装置と、を備えた車両を複数有する自律走行システムであって、前記自律走行システム内の異なる地点で走行する複数の車両は、共通のタイミングで前記無線通信装置を介して共通のオフセット情報を受信し、前記複数の車両の前記車載制御装置は、前記無線通信装置を介して受信した共通のオフセット情報に基づき前記地図情報に基づく走行経路のオフセット量を決定して目標軌道を生成し、前記目標軌道と前記自車位置に基づいて前記オフセット量を付加した前記目標軌道に追従するように前記車体の走行制御を行う走行指示を出力することを特徴とする。
本発明によれば、作業現場において稼働する複数の車両が共通のオフセット情報に基づいて目標軌道をずらすことで、轍の発生を効果的に抑制することが可能である。また、対向する車線を含む搬送路を複数の無人車両が走行する際、共通のオフセット情報に基づいて目標軌道をずらすことで、すれ違い時にも安全な距離を保ちつつ、走行軌道を分散し、轍の発生を抑制することが可能である。
なお、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。
第１実施形態における自律走行システムの概略構成を示す図。 第１実施形態における自律走行システムの構成図。 第１実施形態における地図情報のテーブル例を示す図。 オフセット量決定部により目標軌道を生成する方法を説明する図であり、（ａ）はノード単体、（ｂ）は走行経路全体を説明する図。 オフセット量決定部によるカーブにおける目標軌道の生成例（X軸方向へオフセットした場合）を示す図。 オフセット量決定部によるカーブにおける目標軌道の生成例（Y軸方向へオフセットした場合）を示す図。 道幅に応じたオフセット量に基づき目標軌道を生成する例を示す図。 固定作業地点を考慮してオフセット量を決定して目標軌道を生成する例を示す図。 第１実施形態におけるオフセット量決定部の処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態における自律走行制御部の処理手順を示すフローチャート。 無人車両の走行軌跡を示す図であり、（ａ）はある無人車両の放土時刻、（ｂ）は後続の無人車両がスイッチバック地点にいる時刻、（ｃ）は後続の無人車両の放土時刻を示す図。 第１実施形態におけるオフセット情報配信部の処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態におけるオフセット量決定部が保持するオフセット情報の更新処理の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態における地図情報のテーブル例を示す図。 第２実施形態におけるオフセット量決定部の処理手順を示すフローチャート。 積載状態によってオフセット量を変化させる例を示す図。 第３実施形態における自律走行システムの概略構成を示す図。 第３実施形態における自律走行システムの構成図。 第３実施形態における配車情報のテーブル例を示す図。 第３実施形態におけるオフセット情報配信部の処理手順を示すフローチャート。
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。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分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実施形態）
図１は、第１実施形態における自律走行システム１の概略構成を示す図である。図１に示す自律走行システム１は、露天掘り鉱山などの作業現場で、掘削及び積込作業を行うショベル１０から積み込まれた土砂や鉱石等の積荷を搬送するための少なくとも１台以上の無人車両（ダンプトラック等）２０と、それらを互いに通信接続可能とする無線通信回線４０によって構成される。また、無人車両２０が走行する作業現場には、搬送路整備などのための有人車両（グレーダ等）９０も存在する。なお、図中、自律走行可能な各無人車両２０を、２０－１、２０－２…として示している。本実施形態の自律走行システム１では、各無人車両２０は、走行経路６０を示すあらかじめ座標が定められた図示しない点（ノード）によって構成される地図情報を参照し、自車位置の座標がノードの座標に近づくように走行することで、走行経路６０に追従して自律走行を行う。
図２は、第１実施形態における自律走行システム１における無人車両２０の構成図である。自律走行システム１においては、複数の無人車両２０が存在するが、全て同様の構成である。
無人車両２０は、ハードウェア構成として、車載制御装置２００、記憶装置２５０、無線通信装置２４０、走行駆動装置２１０、位置センサ２２０、速度センサ２３０、操舵角センサ２６０、積載センサ２７０、時刻管理装置２８０を備える。
走行駆動装置２１０は、無人車両２０（の車体）を自律的に走行（駆動）させるためのものであり、無人車両２０を走行させるための走行モータ、ブレーキ、及び無人車両２０の操舵角を変更するための操舵モータを含む。
位置センサ２２０は、無人車両２０の位置（自己位置）を取得するためのものであり、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などであってもよい。あるいはＧＰＳ装置の他に慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を組み合わせて位置を算出するものや、地上に設置された基地局からの電波を用いて位置を特定するシステムであってもよい。
速度センサ２３０は、無人車両２０の速度を取得するためのものであり、例えばＧＰＳ装置や車輪速センサでもよい。
操舵角センサ２６０は、無人車両２０の操舵角度を取得するためのものであり、例えば車体の操舵機構に取り付けたエンコーダなどであってもよい。
積載センサ２７０は、無人車両２０の積載状態を取得するためのものであり、例えば重量を計測するセンサなどであってもよい。あるいは車体のサスペンション圧力を測定するセンサで、計測した圧力に基づき積載重量を推定するシステムであってもよい。
時刻管理装置２８０は、後述するオフセット情報の更新タイミングの同期を取るためのものであり、オフセット情報配信部２０３が各無人車両２０の放土時などの車体の状態変化を検知した際に、オフセット情報配信部２０３から自車の時刻を保持するとともに、その時刻を無線通信装置２４０を介して他車に通知する。また、時刻管理装置２８０は、無線通信装置２４０を介して他車から時刻を受信した際には、時刻管理装置２８０で保持する自車の時刻を受信した時刻に一致させる。
車載制御装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、これらがそれぞれプログラムの演算、作業領域への情報の読み書き、プログラムの一時的な格納を行い、無人車両２０の動作を制御する。本実施形態の自律走行システム１では、車載制御装置２００は、走行経路６０に追従して自律走行を行うために走行駆動装置２１０に対して車体の走行制御を行う走行指示を出力する。
記憶装置２５０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種制御プログラム、アプリケーション・プログラム、データベース等が格納されている。本実施形態の自律走行システム１では、記憶装置２５０は、走行経路６０を示す地図情報２５１を格納する。
無線通信装置２４０は、無線通信回線４０に接続するための、外部と情報通信が可能な無線機である。
無人車両２０の車載制御装置２００は、機能ブロックとして、自律走行制御部２０１、オフセット量決定部２０２、オフセット情報配信部２０３を備える。また、記憶装置２５０は、地図情報２５１を備える。
図３は、地図情報２５１として格納されるデータの例である。地図情報２５１は、自車の走行経路６０を示す一連のノードの情報であり、各ノードに対し、ノードID、鉱山内の位置を示す座標、無人車両２０の目標速度、後述する各ノードのオフセット量を決定するためのオフセット係数が定められている。地図情報２５１は、無人車両２０が走行するために必要な区間分があらかじめ与えられており、例えば外部の管制局などが無人車両２０同士が干渉しないように排他的な走行区間のノードを各無人車両２０に対して設定し、無線通信装置２４０を介して受信したものを、都度格納するようにしてもよい。あるいは、あらかじめ走行すべき経路の一連のノードを、全て保持するようにしてもよい。その場合、他車両との干渉を回避するために、他車両の位置を無線通信装置２４０を介して周期的に受信して、必要時に減速・停止するように走行制御してもよい。
オフセット量決定部２０２は、自車が配信あるいは他車が配信して無線通信装置２４０を介して受信したオフセット情報と、無人車両２０の走行経路６０を示す地図情報２５１に基づき、走行経路６０の各ノードに対するオフセット量を決定し、ノードの座標にオフセット量を加えることで、無人車両２０が走行する際の目標軌道となる座標点列を生成し、目標軌道および目標速度を、自律走行制御部２０１に指示する。
自律走行制御部２０１は、オフセット量決定部２０２から指示された目標軌道と、位置センサ２２０から取得した自車位置と、操舵角センサ２６０から取得した操舵角度に基づき、自車位置が目標軌道に近づくように操舵指令値を生成する。また、自律走行制御部２０１は、目標軌道の目標速度と、速度センサ２３０から取得した自車速度に基づき、自車速度が目標速度に近づくように加減速指令値を生成する。これらの処理により生成された操舵指令値および加減速指令値（これらを纏めて走行指示という）を、走行駆動装置２１０の操舵モータ、ブレーキ、走行モータへ指示することで、目標軌道への追従制御を行う。
オフセット情報配信部２０３は、各無人車両２０の放土時などの車体の状態変化（例えば、車体重量の変化）をトリガに、無人車両２０のオフセット量決定部２０２が各ノードのオフセット量を決定する際に用いるオフセット情報を決定し、無線通信装置２４０を介して全ての無人車両２０に配信する。オフセット情報は、本実施形態の以降の説明においては、オフセット量（ベクトル量）の方向を決定するための角度として説明するが、これに限らず、その角度を決定するためのパラメータや、オフセット量そのものであってもよい。あるいは、各無人車両２０においてオフセット量を更新するトリガとなるメッセージであってもよい。
以下では、図４（ａ）、（ｂ）、図５、図６、図９、図１０を用いて、オフセット量決定部２０２がオフセット量を決定して目標軌道を生成する動作、および自律走行制御部２０１が無人車両２０が目標軌道を用いて走行する追従制御を行う動作について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、オフセット量決定部２０２により走行経路をオフセットした目標軌道を生成する方法を説明する図であり、図４（ａ）はノード単体、図４（ｂ）は走行経路全体をそれぞれオフセットする様子を示した図である。本実施形態では、自車または他車のオフセット情報配信部２０３が配信するオフセット情報は、図４（ａ）に示す角度θであるとする。ここで、θはX軸を起点とした反時計回りの回転角度とする。また、白丸６０は地図情報２５１の走行経路上のあるノード（ノードID：i）の座標（Xi,Yi）であり、黒丸６２はそれにオフセット量（ΔXi,ΔYi）を加えた目標軌道の座標（Xi+ΔXi,Yi+ΔYi）を示している。ノードiに関するオフセット量（ΔXi,ΔYi）は、オフセット情報の角度θと、地図情報２５１に記載（保持）されたオフセット係数αiを用いて、以下の式で計算する。
［数１］
ΔXi = αi×cosθ （数１）
［数２］
ΔYi = αi×sinθ （数２）
上記の計算によって、図４（ｂ）に示すように、各無人車両２０の走行経路６０の各ノードは、共通の角度θの方向に、ノード毎のオフセット係数αiの大きさだけオフセットされ、無人車両２０の目標軌道６２となる。
図５、図６は、オフセット量決定部２０２によるカーブにおける目標軌道の生成例を示す図である。図５はX軸方向へオフセットした場合（θ＝０deg）、図６はY軸方向へオフセットした場合（θ＝２７０deg）を示している。本来の走行経路６０の進行方向と角度θの関係によっては、目標軌道６２が元の走行経路６０と重なってしまう場合がある。例えば図５の状況においては、区間７１の走行経路６０の進行方向がX軸と平行であり、各ノードのオフセット量の方向もX軸方向であるため、走行経路６０に対してオフセットされた目標軌道６２が重なってしまう。一方で、区間７０においては、走行経路６０に対して幅方向にずれた位置に目標軌道６２が生成される。また、別の図６の状況では、今度は区間７１については走行経路６０に対して幅方向にずれた位置に目標軌道６２が生成され、区間７０については走行経路６０とほぼ重なる位置に目標軌道６２が生成されている。このように、一時的には本来の走行経路６０に対して目標軌道６２がオフセットされないように見えても、角度θが変化することで、別の時刻には必ず走行経路６０に対して幅方向にずれた位置に目標軌道６２を生成することができる。
図９は、オフセット量決定部２０２の処理手順を説明する図である。オフセット量決定部２０２は、まず記憶装置２５０の地図情報２５１から走行経路６０のノード情報（座標：（Xi,Yi）,i=1,…,N）を取得する（Ｓ９０１）。次に、取得した走行経路６０のノード情報と、自車または他車のオフセット情報配信部２０３から配信された最新の（共通の）オフセット情報とを用いて、各ノードのオフセット量（ΔXi,ΔYi）を決定する（Ｓ９０２）。そして、元のノードの座標にオフセット量を加えた座標点列（Xi+ΔXi,Yi+ΔYi）を目標軌道６２として、自律走行制御部２０１に送信する（Ｓ９０３）。
図１０は、自律走行制御部２０１の処理手順を説明する図である。自律走行制御部２０１は、まずオフセット量決定部２０２から目標軌道と目標速度を取得する（Ｓ１００１）。次に、位置センサ２２０と速度センサ２３０と操舵角センサ２６０から、自車位置と自車速度と操舵角度をそれぞれ取得する（Ｓ１００２）。そして、目標軌道と自車位置を比較して、自車位置が目標軌道に近づくように操舵角指令値を、また目標速度と自車速度を比較して、自車速度が目標速度に近づくように加減速指令値をそれぞれ生成する（Ｓ１００３）。最後に、生成した操舵角指令値および加減速指令値（走行指示）を、走行駆動装置２１０に送信する（Ｓ１００４）。
以上のように、走行経路６０の各ノードに対してノード毎にオフセット量を決定して目標軌道６２を生成すれば、オフセット情報配信部２０３が角度θを毎回変化（例えば、オフセット量の現在の方向から数十度毎に変化）させるように決定して配信することにより（後で説明）、走行経路６０を中心として無人車両２０が実際に追従して走行する目標軌道６２を分散させることができ、無人車両２０がその目標軌道６２に追従するように走行することで、轍の発生を抑制することが可能である。また、共通のオフセット情報を用いて全ての無人車両２０の走行経路６０のオフセット量を決定することで、搬送路上ですれ違う無人車両２０が同じ方向にずれて走行するため、相互に接近することによる衝突の危険も回避することが可能である。
次に、図７と図８を用いて、各ノードに対して異なるオフセット量を設定可能であることの利点について説明する。
図７は、道幅に応じたオフセット量に基づき目標軌道を生成する例を示す図である。地図情報２５１においてあらかじめ設定される各ノードのオフセット係数αiは、各地点における路肩までの距離（道幅に対応）を考慮して走行経路６０をオフセット可能な距離として決定する。例えば、道幅が広い区間７２では、各ノードのオフセット係数αiを相対的に大きく、道幅が狭い区間７４では、各ノードのオフセット係数αiを相対的に小さく設定する。そして、その間の区間７３は、例えば緩衝区間としてオフセット係数αiが前後の区間の値を線形補間するように、各ノードのオフセット係数αiを連続的に変化させて設定してもよい。例えば区間７２から区間７４に向かう走行経路６０において、区間７２と区間７４におけるオフセット係数を、各区間の道幅に基づきそれぞれαw、αnと設定する。そして、緩衝区間７３内のノード数がN個である場合、緩衝区間７３のk番目のノードにおけるオフセット係数をαk（k=1,…,N）とすると、αkは次式で計算可能である。
［数３］
αk = k×(αn-αw)/N+αw （数３）
以上のようにすることで、各区間の道幅に応じて可能な範囲で無人車両２０の目標軌道６２の分散度合いを調整できるので、道幅の広い区間ではより轍の発生を抑制し、道幅の狭い区間では無人車両２０が路肩に干渉することを防止できる。また、その間の区間に関してもオフセット量の大きさを連続的に変化させることで、目標軌道６２を滑らかに接続することが可能である。
図８は、ショベル１０の積込地点等の固定作業地点を考慮してオフセット量を決定して目標軌道を生成する例を示す図である。ノード６０－２は、ショベル１０が無人車両２０に対して積込作業を行うために、無人車両２０が自車位置を一致させて停車すべき、固定作業地点の座標である。また、走行経路６０の区間７５から区間７８のうち、区間７５と区間７８は搬送路上にあり、区間７６と区間７７は開けた積込場内にある。区間７６に関しては、無人車両２０がショベル１０に後進で接近するために、スイッチバックするためのノードも含んでいる。
このような固定作業地点を含む走行経路６０では、固定作業地点のノードにおいてオフセット係数をαi＝０とすれば、当該ノードにおける目標軌道６２と本来の走行経路６０を一致させ、本制御においても無人車両２０を所望の位置に停車させることができる。例えば線形補完により区間７６，７７の各ノードにおけるオフセット係数を決定する場合、まず、区間７６のノード数をN個（最終ノードが固定作業地点）、区間７７のノード数を（M-N）個とし、区間７６，７７内の通算ｋ番目のノードにおけるオフセット係数をαk（k=1,…,N,…,M）とする。また、区間７５の最終ノード６０－１のオフセット係数を形式的にα0とし、α0と区間７７の最終ノード６０－３のオフセット係数αM（区間７８のオフセット係数に一致）を定数とすると、それらの間のオフセット係数αk（k=1,…,N,…,M-1）は次式で計算可能である。
［数４］
αk = α0×(N-k)/N, 1≦k≦N （数４）
［数５］
αk = αM×(k-N)/(M-N), N<k≦M-1 （数５）
以上のように固定作業地点を含む走行経路６０におけるオフセット係数を決定すれば、無人車両２０を所望の位置に停止させたい地点（固定作業地点）では目標軌道６２を本来の走行経路６０に一致させることができる。また、その前後の地点では、軌道を分散して轍の発生を抑制しつつ、目標軌道６２を滑らかに接続することが可能である。
次に、図１１（ａ）～（ｃ）と図１２を用いて、オフセット情報配信部２０３がオフセット情報を更新する動作について説明する。
オフセット情報配信部２０３は、あらかじめ定めた車体の状態変化を検知した場合に、現在保持しているオフセット情報に基づいてオフセット情報を決定し、無線通信装置２４０を介して全ての無人車両２０に最新のオフセット情報を配信する。全ての無人車両２０（詳しくは、最新のオフセット情報を配信した無人車両２０以外の無人車両２０）は、ある無人車両２０（のオフセット情報配信部２０３）から送信された最新の（共通の）オフセット情報を無線通信装置２４０を介して受信して自車のオフセット量決定部２０２が使用するオフセット情報を更新することで、上記した各ノード（走行経路６０）のオフセット量の決定、目標軌道６２の生成、および目標軌道６２への追従制御を行う。なお、前記の最新のオフセット情報を配信する無人車両２０は、その最新のオフセット情報を利用して、自車のオフセット量決定部２０２が使用するオフセット情報を更新することができる。本実施形態では、無人車両２０は、積載センサ２７０によって放土完了（放土動作の完了）が検知された場合に、オフセット情報を更新する例について説明する。
図１１（ａ）～（ｃ）は、放土場およびその周辺の搬送路における無人車両２０の走行軌跡を示す図である。図１１（ａ）はある無人車両２０－３が放土する時刻、図１１（ｂ）はその後続の無人車両２０－４がスイッチバック地点にいる時刻、図１１（ｃ）はその後続の無人車両２０－４が放土する時刻における状況をそれぞれ示している。
図１１（ａ）においては、無人車両２０－３が放土完了すると同時に、現在保持しているオフセット情報である角度θにあらかじめ定めた変化分Δθ（例えば数十度）を加えたθ＋Δθを新しいオフセット情報として、無線通信装置２４０を介して全ての無人車両２０に配信する。すなわち、無人車両２０－３のオフセット情報配信部２０３は、オフセット情報を送信する際に、現在保持しているオフセット情報である角度θ（オフセット量の方向）を現在の方向から所定角度Δθ変化させて更新する。そのため、走行経路６０を中心として無人車両２０が実際に追従して走行する目標軌道６２を分散させることができる。次に、図１１（ｂ）は、無人車両２０－３の後続車両である無人車両２０－４がスイッチバック地点におり、このとき、図１１（ａ）の時刻から現在時刻までに無人車両２０－２、２０－３、２０－４、２０－５が走行した区間はそれぞれ、破線で示した２２－２、２２－３、２２－４、２２－５となる。これらの区間は走行経路の全体をカバーできていないため、もしこのタイミングでオフセット情報を再度更新すると、それまでのオフセット情報に基づく目標軌道を無人車両２０が実際に走行した区間と、走行していない区間がそれぞれ発生するため、走行経路の進行方向における実際の走行軌道が不均一に分散することになる。一方、さらに時刻が進んだ図１１（ｃ）では、無人車両２０－４が放土完了した時刻であり、この時、図１１（ｂ）で示した区間２２－２、２２－３、２２－４、２２－５はさらに延長され、走行経路の区間全域をカバーしている。図１１（ａ）の時刻の後、図１１（ｃ）のタイミングでオフセット情報を再度更新できれば、それまでのオフセット情報に基づく目標軌道を無人車両２０が実際に走行した区間が搬送路全体をカバーできるため、走行経路の進行方向においても、実際の走行軌道を均一に分散させることができる。したがって、無人車両２０－４が放土完了すると同時に、現在保持しているオフセット情報である角度θにあらかじめ定めた変化分Δθ（例えば数十度）を加えたθ＋Δθを新しいオフセット情報として、無線通信装置２４０を介して全ての無人車両２０に配信する。すなわち、無人車両２０－４のオフセット情報配信部２０３は、オフセット情報を送信する際に、現在保持しているオフセット情報である角度θ（オフセット量の方向）を現在の方向から所定角度Δθ変化させて更新する。
このように、無人車両２０の放土完了タイミングに合わせてオフセット情報を更新すれば、各無人車両２０間の走行時間間隔とオフセット情報の更新時間間隔を同期することができる。それによってオフセット情報を用いた目標軌道６２を無人車両２０が実際に走行する区間が走行経路６０の全体をカバーができるため、経路進行方向に対しても均一に走行軌道を分散することができ、轍の発生をより抑制することができる。
図１２は、オフセット情報配信部２０３の処理手順を説明する図である。オフセット情報配信部２０３は、まず積載センサ２７０によって計測される積載物の重量変化に基づき、積荷状態から空荷状態に変化したと判定された場合に、放土完了を検知する（Ｓ１２０１）。次に、オフセット量決定部２０２から現在使用しているオフセット情報θを取得し（Ｓ１２０２）、オフセット量決定部２０２が現在使用しているオフセット情報θに基づき新しいオフセット情報（更新値）θ＋を決定する（Ｓ１２０３）。例えば、現在使用中の角度θに対して、あらかじめ定めた変化分Δθを加え、角度θ＋Δθ（つまり、オフセット量の方向を現在の方向から所定角度変化させた方向）を新しいオフセット情報（更新値）θ＋として決定する。そして、自車のオフセット量決定部２０２に新しいオフセット情報θ＋を配信し、自車のオフセット量決定部２０２が使用するオフセット情報を更新するとともに（Ｓ１２０４）、無線通信装置２４０を介して他車のオフセット量決定部２０２に対しても当該新しいオフセット情報θ＋を配信する（Ｓ１２０５）。本実施形態では、自車から他車へのオフセット情報の配信、他車でのオフセット情報の受信は、管制局を経由しない車々間通信によって行うことが可能である。
図１３は、他車からオフセット情報を受信する場合の、オフセット量決定部２０２が保持するオフセット情報の更新処理の処理手順を説明する図である。オフセット量決定部２０２は、まず所定のタイミング（例えば起動時など）で自車のオフセット情報を初期化（θ＝θ０）する（Ｓ１３０１）。次に、自車または他車のオフセット情報配信部２０３から新しいオフセット情報（更新値）θ＋を受信したか否かを判定し（Ｓ１３０２）、受信した場合（Ｓ１３０２／Ｙｅｓ）、その更新値θ＋を用いて自車のオフセット情報を更新（θ＝θ＋）する（Ｓ１３０３）。
図１２および図１３に示した更新処理により、各車両が生成するオフセット情報を共通化（共有）することができる。
なお、本実施形態では、オフセット情報の更新・配信を放土完了タイミングに合わせるものとしたが、オフセット情報の更新・配信のタイミングは、積込開始時、積込完了時、放土開始時、走行経路上の特定地点を通過時など、無人車両２０の作業周期に合わせたタイミングであれば、無人車両２０の走行時間間隔と同期してオフセット情報を更新することができ、同様の効果を得ることができる。積込開始時、積込完了時、放土開始時などのタイミングは、放土完了タイミングと同様に、積載センサ２７０によって取得した車体の積載状態、詳しくは、積載センサ２７０によって取得した車体重量の変化に基づき検知することが可能である。ただし、本例においては、走行経路上の特定地点を通過時などよりも、積載センサ２７０によって取得した車体の積載状態に基づく（連動した）所定のタイミング、より詳しくは、積載センサ２７０によって放土動作の完了、放土動作の開始、積込動作の開始、または積込動作の完了に関する車体重量の変化を検知した時に、オフセット情報を更新・配信するとともに、他車にて当該オフセット情報を無線通信装置２４０を介して受信することが望ましい。
また、オフセット情報が配信されるタイミングで無線通信が途絶していて、オフセット情報を受信できない状況を回避するため、各無人車両２０において、内部で保持する時刻に基づき、オフセット情報を更新するタイミングを管理してもよい。その場合、各無人車両２０のオフセット情報の更新タイミングの同期を取るため、上記と同様に放土完了時にオフセット情報更新メッセージを他車両に送信し、各無人車両２０において更新周期の同期を取ればよい。
以上で説明したように、本実施形態によれば、無人車両２０の走行経路６０を示す地図情報２５１を基準として、自律走行システム１内の全ての無人車両２０において共通のオフセット情報を用いて走行経路６０をオフセットした目標軌道６２を生成できる。また、所定のタイミングでオフセット情報が変化（更新）することにより、目標軌道６２を分散することができるため、無人車両２０の走行経路６０に対する走行位置を経路の幅方向に分散することができ、それにより、轍の発生を効果的に抑制することができる。また、全ての無人車両２０の間で、共通のオフセット情報を用いた目標軌道６２を生成することにより、目標軌道６２を同一の方向へオフセットすることができるため、対向車線をすれ違う無人車両２０が相互に接近することなく、安全な距離を保ってすれ違いを行うことが可能である。
また、本実施形態によれば、走行経路６０上の各地点に対してオフセット係数を定めることで、例えば各地点における道幅に応じてオフセット量の大きさを設定することができるため、道幅の広い場所ではオフセット量を大きくして轍の発生をより抑制し、道幅の狭い場所ではオフセット量を小さくして路肩への干渉を回避することができる。さらに、例えば積込位置などの固定作業地点においてはオフセット量を０にすることで本来の走行経路６０に一致した目標軌道６２を生成することができるため、無人車両２０が必要な作業地点を通行するように設定することも可能である。
また、本実施形態によれば、各無人車両２０が所定のタイミング（例えば、放土完了するタイミングなど）でオフセット情報を更新することで、無人車両２０の走行時間間隔とオフセット情報の更新時間間隔を同期させることができ、これによって、各オフセット情報に基づく目標軌道６２が走行経路全体をカバーすることができるので、走行経路の進行方向に対しても均一に走行軌道を分散することができ、轍の発生をさらに抑制することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の方法を応用し、オフセット量決定部２０２が無人車両２０の積載状態に応じてオフセット量を決定する方法について説明する。以下、第１実施形態と構成・動作が重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
図１４は、第２実施形態における地図情報２５１のデータの例を示す図である。本実施形態では、地図情報２５１の各ノードは、それぞれ空荷時オフセット係数と積荷時オフセット係数を保持する。
図１５は、本実施形態におけるオフセット量決定部２０２の処理手順を説明する図である。オフセット量決定部２０２は、まず記憶装置２５０の地図情報２５１から走行経路６０のノード情報（座標：（Xi,Yi）,i=1,…,N）を取得する（Ｓ１５０１）。次に、積載センサ２７０の情報に基づき、自車の積載状態、すなわち積荷状態または空荷状態のいずれであるかを判定する（Ｓ１５０２）。そして、取得した走行経路６０のノード情報において、自車の積載状態に応じたオフセット係数、すなわち積荷状態であれば積荷時オフセット係数を、空荷状態であれば空荷時オフセット係数をそれぞれ取得（選択）し、取得したオフセット係数と、自車または他車のオフセット情報配信部２０３から配信された最新の（共通の）オフセット情報とを用いて、各ノードのオフセット量（ΔXi,ΔYi）を決定する（Ｓ１５０３）。そして、最後に、元のノードの座標にオフセット量を加えた座標点列（Xi+ΔXi,Yi+ΔYi）を目標軌道６２として、自律走行制御部２０１に送信する（Ｓ１５０４）。
図１６は、無人車両２０の積載状態に応じたオフセット量を用いた目標軌道を示す図である。図１６中、無人車両２０－１は（放土場から積込場へ向かう）空荷状態の車両、無人車両２０－２は（積込場から放土場へ向かう）積荷状態の車両をそれぞれ示している。積荷時オフセット係数（つまり、車体重量が相対的に重い時のオフセット係数）を空荷時オフセット係数（つまり、車体重量が相対的に軽い時のオフセット係数）よりも大きく設定することで、積荷時の無人車両２０に対し、走行経路６０に対して目標軌道６２をより大きく分散することができる。ただし、この場合、オフセット係数の設定においては、道幅および対向車線までの距離を考慮して、オフセットしても対向車までの距離が十分に保てるような値に設定する必要がある。
本実施形態によれば、無人車両２０の積載状態（車体重量の変化）に応じてオフセット量を決定する、詳しくは、地図情報２５１として各ノード（各地点）における空荷時と積荷時のオフセット係数をあらかじめ保持しておき、オフセット量の決定に用いるオフセット係数を、無人車両２０の積載状態（車体重量の変化）に基づき選択することで、より路面への負荷が高く、轍を発生させやすい積荷状態の車両に関して、空荷時よりも大きく目標軌道６２を分散させることができる。よって、搬送路において積荷車両が頻繁に走行する側の走行経路、すなわち積込場から放土場へ向かう走行経路などにおいて、対向車線の空荷車両が頻繁に走行する走行経路、すなわち放土場から積込場へ向かう走行経路と比較して轍が発生しやすくなってしまうことを回避することができる。
また、本実施形態のように、積載状態に応じたオフセット係数を独立して持たずに、オフセット量決定部２０２は、図３のように単独のオフセット係数を用いて、車体総重量を考慮（加味）して各ノードのオフセット量を決定してもよい。その場合、ノードiに関するオフセット量（ΔXi,ΔYi）は、オフセット係数αiと積載センサ２７０を用いて取得した車体総重量Ｍを用いて、以下の式で計算可能である。
［数６］
ΔXi = αi×Ｍ×cosθ （数６）
［数７］
ΔYi = αi×Ｍ×sinθ （数７）
このようにすれば、地図情報２５１の各ノードが単独のオフセット係数を持つ場合においても、車体の積載状態を考慮したオフセット量を与えることが可能であり、走行時の路面負荷の大きい積荷状態の車両においては空荷状態の車両よりも大きく目標軌道６２を分散させ、轍の発生を抑制することができる。
また、第１実施形態と同様に、全ての無人車両２０の間で、共通のオフセット情報を用いた目標軌道６２を生成することにより、目標軌道６２を同一の方向へオフセットすることができるため、対向車線をすれ違う無人車両２０が相互に接近することなく、安全な距離を保ってすれ違いを行うことが可能である。
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態の方法を応用し、（車々間通信ではなく）管制局を介してオフセット情報が無人車両２０に配信され、全ての無人車両２０が管制局を経由してオフセット情報を受信する例について説明する。以下、第１実施形態と構成・動作が重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
図１７は、第３実施形態における自律走行システム１の概略構成を示す図である。本実施形態の自律走行システム１は、第１実施形態に加え、無人車両２０と無線通信回線４０を介して通信可能に接続された管制局３０が存在する。
図１８は、第３実施形態における自律走行システム１の構成図である。自律走行システム１は、管制局３０と複数の無人車両２０を含む。
無人車両２０について、第１実施形態（図２）と異なる点は、車載制御装置２００が、オフセット情報を決定・配信するオフセット情報配信部２０３を備えず、各種センサのデータに基づく車体情報を無線通信装置２４０を介して管制局３０に送信する車両状態通知部２０４をさらに備える点である。それら以外の構成は第１実施形態と同様である。
車両状態通知部２０４は、積載センサ２７０から取得したデータに基づき、少なくとも無人車両２０の積載状態を管制局３０に送信する。
管制局３０は、管制制御装置３１０、管制記憶装置３５０、管制無線通信装置３４０を備える。
管制制御装置３１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、これらがそれぞれプログラムの演算、作業領域への情報の読み書き、プログラムの一時的な格納を行い、管制局３０の動作を制御する。
管制記憶装置３５０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム、データベース等が格納されている。
管制無線通信装置３４０は、無線通信回線４０に接続するための、外部と情報通信が可能な無線機である。
管制制御装置３１０は、配車管理部３１１、オフセット情報配信部２０３を含む。
管制記憶装置３５０は、配車情報３５１、地図情報２５１を含む。ここで、地図情報２５１は、無人車両２０の記憶装置２５０に格納されるものと共通のものを用いる。
管制制御装置３１０の配車管理部３１１は、無人車両２０の目的地とそこへ至る目標経路を決定する。例えば無人車両２０が積込場にいる場合は、放土場に至るまでの目標経路を設定する。無人車両２０が放土場にいる場合は、積込場に至るまでの目標経路を設定する。
図１９は、配車情報３５１のテーブル例を示す図である。配車情報３５１では、各無人車両２０を固有に識別する車両IDと、前記の配車管理部３１１が定めた目標経路が記録される。配車管理部３１１は、各無人車両２０の目標経路を設定すると同時に、無線通信回線４０によって当該目標経路を対象の無人車両２０に送信する。
管制制御装置３１０のオフセット情報配信部２０３は、各無人車両２０の車両状態通知部２０４から受信した情報に基づき、オフセット情報を決定し、管制無線通信装置３４０、無線通信回線４０を介して各無人車両２０のオフセット量決定部２０２に当該オフセット情報を配信する。
図２０は、本実施形態におけるオフセット情報配信部２０３の処理の流れを示すフローチャートである。オフセット情報配信部２０３は、各無人車両２０の車両状態通知部２０４から、各無人車両２０の積載状態を受信する（Ｓ２００１）。受信した各無人車両２０の積載状態を基に、新規に放土完了した無人車両２０が存在するか否かを判定する（Ｓ２００２）。存在しない場合（Ｓ２００２／Ｎｏ）、何もせずに次の受信まで待機する。存在する場合（Ｓ２００２／Ｙｅｓ）、設定済みのオフセット情報に基づき新しいオフセット情報を決定する。例えば、現在使用中の角度θに対して、あらかじめ定めた変化分Δθ（例えば数十度）を加え、角度θ＋Δθ（つまり、オフセット量の方向を現在の方向から所定角度変化させた方向）を新しいオフセット情報として決定する（Ｓ２００３）。そして、管制無線通信装置３４０を介して、全ての無人車両２０（のオフセット量決定部２０２）に対して当該オフセット情報を配信する（Ｓ２００４）。
全ての無人車両２０は、ある無人車両２０の車両状態通知部２０４から送信された無人車両２０の積載状態（ここでは、放土完了タイミング）をトリガに、管制局３０のオフセット情報配信部２０３から送信された最新の（共通の）オフセット情報を無線通信装置２４０を介して受信して自車のオフセット量決定部２０２が使用するオフセット情報を更新することで、上記した各ノード（走行経路６０）のオフセット量の決定、目標軌道６２の生成、および目標軌道６２への追従制御を行う。
なお、本実施形態においても、上記した第１実施形態と同様に、オフセット情報の更新・配信のタイミングは、放土完了タイミングの他、積込開始時、積込完了時、放土開始時、走行経路上の特定地点を通過時など、無人車両２０の作業周期に合わせたタイミングであれば、無人車両２０の走行時間間隔と同期してオフセット情報を更新することができ、同様の効果を得ることができる。ただし、本例においても、走行経路上の特定地点を通過時などよりも、積載センサ２７０によって取得した車体の積載状態に基づく（連動した）所定のタイミング、より詳しくは、積載センサ２７０によって放土動作の完了、放土動作の開始、積込動作の開始、または積込動作の完了に関する車体重量の変化を検知した時に、管制局３０（のオフセット情報配信部２０３）にてオフセット情報を更新・配信するとともに、全ての無人車両２０にて当該オフセット情報を無線通信装置２４０を介して受信することが望ましい。
本実施形態によれば、管制局３０においてオフセット情報の決定を統括および全無人車両２０に配信し、各無人車両２０は管制局３０から配信されて無線通信装置２４０を介して受信したオフセット情報に基づきオフセット量を決定して目標軌道６２をずらすことで、轍の発生を効果的に抑制することができる。また、全ての無人車両２０において管制局３０から配信されて無線通信装置２４０を介して受信した共通のオフセット情報を用いた目標軌道６２を生成することにより、第１実施形態と同様に、目標軌道６２を同一の方向へオフセットすることができるため、対向車線をすれ違う無人車両２０が相互に接近することなく、安全な距離を保ってすれ違いを行うことが可能である。さらに、管制局３０においてオフセット情報の配信を統括することで、配車情報３５１に基づいて目標経路が同一である無人車両２０のみに対して選択的にオフセット情報を配信することも可能である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での様々な変更態様は本発明の技術的範囲に属する。
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１ ：自律走行システム
１０ ：ショベル
２０ ：無人車両（車両）
３０ ：管制局
４０ ：無線通信回線
６０ ：走行経路
６２ ：目標軌道
９０ ：有人車両
２００ ：車載制御装置
２０１ ：自律走行制御部
２０２ ：オフセット量決定部
２０３ ：オフセット情報配信部
２０４ ：車両状態通知部
２１０ ：走行駆動装置
２２０ ：位置センサ
２３０ ：速度センサ
２４０ ：無線通信装置
２５０ ：記憶装置
２５１ ：地図情報
２６０ ：操舵角センサ
２７０ ：積載センサ
２８０ ：時刻管理装置
３１０ ：管制制御装置
３１１ ：配車管理部
３４０ ：管制無線通信装置
３５０ ：管制記憶装置
３５１ ：配車情報

Claims (15)

  1. 車体を駆動する走行駆動装置と、自車位置を取得する位置センサと、地図情報を格納した記憶装置と、前記自車位置と前記地図情報に基づいて前記地図情報に基づく走行経路に追従するように前記走行駆動装置に車体の走行制御を行う走行指示を出力する車載制御装置と、外部と情報通信が可能な無線通信装置と、を備えた車両を複数有する自律走行システムであって、
    前記自律走行システム内の異なる地点で走行する複数の車両は、共通のタイミングで前記無線通信装置を介して共通のオフセット情報を受信し、
    前記複数の車両の前記車載制御装置は、前記無線通信装置を介して受信した共通のオフセット情報に基づき前記地図情報に基づく走行経路のオフセット量を決定して目標軌道を生成し、前記目標軌道と前記自車位置に基づいて前記オフセット量を付加した前記目標軌道に追従するように前記車体の走行制御を行う走行指示を出力することを特徴とする自律走行システム。
  2. 請求項１に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車両は、車体の積載状態を取得する積載センサをさらに備え、
    前記複数の車両は、前記複数の車両のうちのいずれかの前記積載センサによって取得した前記車体の積載状態に基づく所定のタイミングで、前記無線通信装置を介して前記共通のオフセット情報を受信することを特徴とする自律走行システム。
  3. 請求項２に記載の自律走行システムにおいて、
    前記複数の車両は、前記複数の車両のうちのいずれかの前記積載センサによって放土動作の完了、放土動作の開始、積込動作の開始、または積込動作の完了に関する車体重量の変化を検知した時に、前記無線通信装置を介して前記共通のオフセット情報を受信することを特徴とする自律走行システム。
  4. 請求項１に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車両は、車体の積載状態を取得する積載センサをさらに備え、
    前記車載制御装置は、前記積載センサによって取得した前記車体の積載状態に基づく所定のタイミングで、前記無線通信装置を介して自車のオフセット情報を送信することを特徴とする自律走行システム。
  5. 請求項４に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車載制御装置は、前記積載センサによって放土動作の完了、放土動作の開始、積込動作の開始、または積込動作の完了に関する車体重量の変化を検知した時に、前記無線通信装置を介して前記自車のオフセット情報を送信することを特徴とする自律走行システム。
  6. 請求項４に記載の自律走行システムにおいて、
    前記自車のオフセット情報は、前記オフセット量の方向を含むことを特徴とする自律走行システム。
  7. 請求項６に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車載制御装置は、前記自車のオフセット情報を送信する際に、前記オフセット量の方向を現在の方向から所定角度変化させることを特徴とする自律走行システム。
  8. 請求項６に記載の自律走行システムにおいて、
    前記地図情報は、各地点におけるオフセット係数を保持し、
    前記車載制御装置は、前記オフセット量の方向と前記オフセット係数に基づいて各地点における前記オフセット量を決定することを特徴とする自律走行システム。
  9. 請求項８に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車載制御装置は、各地点における道幅に応じて、もしくは、前記車両が停車すべき固定作業地点を考慮して、各地点における前記オフセット量を決定することを特徴とする自律走行システム。
  10. 請求項１に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車両は、車体の積載状態を取得する積載センサをさらに備え、
    前記車載制御装置は、前記積載センサによって取得した前記車体の積載状態に基づいて、前記オフセット量を決定することを特徴とする自律走行システム。
  11. 請求項１０に記載の自律走行システムにおいて、
    前記地図情報は、各地点における空荷時と積荷時のオフセット係数を保持し、
    前記車載制御装置は、前記オフセット量の決定に用いるオフセット係数を、前記積載センサによって取得した前記車体の積載状態に基づき選択することを特徴とする自律走行システム。
  12. 請求項１０に記載の自律走行システムにおいて、
    前記地図情報は、各地点におけるオフセット係数を保持し、
    前記車載制御装置は、前記オフセット係数に前記積載センサによって取得した車体総重量を考慮して各地点における前記オフセット量を決定することを特徴とする自律走行システム。
  13. 請求項１に記載の自律走行システムにおいて、
    前記複数の車両は、管制局を経由して前記無線通信装置を介して前記共通のオフセット情報を受信することを特徴とする自律走行システム。
  14. 請求項１３に記載の自律走行システムにおいて、
    前記車両は、車体の積載状態を取得する積載センサをさらに備えるとともに、前記積載センサによって取得した前記車体の積載状態を前記管制局に送信し、
    前記管制局は、前記車両から受信した前記車体の積載状態に基づく所定のタイミングで、前記複数の車両に対して前記共通のオフセット情報を送信することを特徴とする自律走行システム。
  15. 請求項１４に記載の自律走行システムにおいて、
    前記管制局は、前記車両から受信した前記車体の積載状態に基づいて、前記車両の放土動作の完了、放土動作の開始、積込動作の開始、または積込動作の完了に関する車体重量の変化を検知した時に、前記複数の車両に対して前記共通のオフセット情報を送信することを特徴とする自律走行システム。
JP2020055527A 2020-03-26 2020-03-26 自律走行システム Active JP7012769B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020055527A JP7012769B2 (ja) 2020-03-26 2020-03-26 自律走行システム
EP21774653.6A EP4130917A4 (en) 2020-03-26 2021-03-19 AUTONOMOUS DRIVING SYSTEM
PCT/JP2021/011329 WO2021193412A1 (ja) 2020-03-26 2021-03-19 自律走行システム
CN202180018847.0A CN115244485A (zh) 2020-03-26 2021-03-19 自主行驶系统
US17/909,455 US20230121070A1 (en) 2020-03-26 2021-03-19 Autonomous Travel System
AU2021241931A AU2021241931B2 (en) 2020-03-26 2021-03-19 Autonomous travel system
CA3170573A CA3170573A1 (en) 2020-03-26 2021-03-19 Autonomous travel system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020055527A JP7012769B2 (ja) 2020-03-26 2020-03-26 自律走行システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021157374A JP2021157374A (ja) 2021-10-07
JP7012769B2 true JP7012769B2 (ja) 2022-01-28

Family

ID=77891721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020055527A Active JP7012769B2 (ja) 2020-03-26 2020-03-26 自律走行システム

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230121070A1 (ja)
EP (1) EP4130917A4 (ja)
JP (1) JP7012769B2 (ja)
CN (1) CN115244485A (ja)
AU (1) AU2021241931B2 (ja)
CA (1) CA3170573A1 (ja)
WO (1) WO2021193412A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4386709A1 (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Volvo Autonomous Solutions AB Longitudinal offsets to a predefined path
CN118033703B (zh) * 2024-04-12 2024-07-12 华能信息技术有限公司 一种基于地图融合的无人驾驶矿车定位方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005242460A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Kubikino Gis Kyodo Kumiai 道路除雪支援装置及び除雪車管理装置
WO2019142322A1 (ja) 2018-01-19 2019-07-25 三菱電機株式会社 自動運転システム、自動運転方法および自動運転プログラム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3289565B2 (ja) * 1995-08-23 2002-06-10 トヨタ自動車株式会社 自動操舵システム
US6442456B2 (en) * 2000-03-07 2002-08-27 Modular Mining Systems, Inc. Anti-rut system for autonomous-vehicle guidance
US9165470B2 (en) * 2011-07-25 2015-10-20 GM Global Technology Operations LLC Autonomous convoying technique for vehicles
JP5994656B2 (ja) 2013-01-24 2016-09-21 株式会社豊田自動織機 車両
JP6353322B2 (ja) * 2014-09-04 2018-07-04 日立建機株式会社 運搬車両及びその走行制御装置
JP6247622B2 (ja) * 2014-09-29 2017-12-13 日立建機株式会社 管制制御装置
AU2016248873B2 (en) 2016-04-28 2018-01-04 Komatsu Ltd. Work machine management apparatus
US9898005B2 (en) * 2016-06-24 2018-02-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Driving path determination for autonomous vehicles
WO2018026603A1 (en) * 2016-08-02 2018-02-08 Pcms Holdings, Inc. System and method for optimizing autonomous vehicle capabilities in route planning

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005242460A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Kubikino Gis Kyodo Kumiai 道路除雪支援装置及び除雪車管理装置
WO2019142322A1 (ja) 2018-01-19 2019-07-25 三菱電機株式会社 自動運転システム、自動運転方法および自動運転プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021193412A1 (ja) 2021-09-30
US20230121070A1 (en) 2023-04-20
CN115244485A (zh) 2022-10-25
EP4130917A4 (en) 2024-04-17
JP2021157374A (ja) 2021-10-07
AU2021241931B2 (en) 2023-11-30
AU2021241931A1 (en) 2022-09-29
EP4130917A1 (en) 2023-02-08
CA3170573A1 (en) 2021-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6247622B2 (ja) 管制制御装置
CA2960470C (en) Map generation device
AU2002247079B2 (en) Anti-rut system for autonomous-vehicle guidance
US10339806B2 (en) Traffic control server and system
WO2021193412A1 (ja) 自律走行システム
JP2016071568A5 (ja)
US9298188B2 (en) Machine control system having autonomous edge dumping
CA2817816C (en) Machine control system having autonomous dump queuing
WO2016195040A1 (ja) 無線通信システム、管制サーバ、及び基地局切替動作制御方法
AU2014200190B2 (en) Machine control system having autonomous edge dumping
WO2015182208A1 (ja) 交通管制サーバ
JP2017049172A (ja) 作業機械の地図作成装置及び方法
US9244464B2 (en) Machine control system having autonomous edge dumping
CN116057596A (zh) 车辆管理系统
JP2020086779A (ja) 作業車両、作業エリア管理システム
WO2024106134A1 (ja) 無人ダンプトラックの管理システム及び無人ダンプトラックの管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7012769

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150