JP7107737B2 - Vehicle control system - Google Patents
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Description
本発明は車両管制システムに係り、自律走行車両が走行する作業場における車両管制技術に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle control system, and more particularly to vehicle control technology in a workshop where autonomous vehicles travel.
鉱山において、積込作業や放土作業を行うために停車する位置(以下「スポット位置」という)に向かってダンプトラックを走行させるための動的経路を生成する技術として、特許文献1には「走行経路上にあって積込点の手前のスイッチバック点を、積込点の位置移動に応じて位置移動する移動地点としてその初期位置情報を指示する。指示されたスイッチバック点の初期位置情報と、積込点の位置情報とに基づいて、積込点とスイッチバック点との相対位置関係の情報を生成する。積込点の位置が移動すると、当該位置移動後の積込点の位置情報と、当該積込点における無人車両の向きの情報と、相対位置関係の情報とに基づいて、当該相対位置関係を維持できる位置に新たなスイッチバック点を設定し、新たなスイッチバック点を経て位置移動後の積込点に至る走行経路を生成する(要約抜粋)」との記載がある。 In a mine, as a technique for generating a dynamic route for driving a dump truck toward a position (hereinafter referred to as a "spot position") to stop for loading work or earth dumping work, Patent Document 1 discloses " A switchback point on the travel route before the loading point is designated as a movement point whose position is moved in accordance with the positional movement of the loading point, and the initial position information of the designated switchback point is designated. and the positional information of the loading point, the information of the relative positional relationship between the loading point and the switchback point is generated. A new switchback point is set at a position where the relative positional relationship can be maintained based on the information, the direction information of the unmanned vehicle at the loading point, and the information on the relative positional relationship, and the new switchback point is set. Generate a travel route to the loading point after moving through (summary excerpt)”.
また、特許文献2には、「両側積込みで無人車両に走行指令を与えるに際して、走行指令が指示されたときの作業機の向き又は位置と、境界線の方向又は位置とを対比して、積込機の作業機が左積込み点側に位置されたか、あるいは右積込み点側に位置されたかを判別する。また、両側積込みで積込み点の位置を設定するに際して、積込み点の位置設定が指示されたときの作業機の向き又は位置と、境界線の方向又は位置とを対比して、積込機の作業機が左積込み点側に位置されたか、あるいは右積込み点側に位置されたかを判別する(要約抜粋)」との記載がある。 In addition, Patent Document 2 describes, "When a travel command is given to an unmanned vehicle with double-sided loading, the direction or position of the work equipment when the travel command is given is compared with the direction or position of the boundary line, and the It is determined whether the work machine of the loader is positioned on the left loading point side or on the right loading point side.In addition, when setting the loading point position for double-sided loading, the loading point position setting is instructed. By comparing the direction or position of the work equipment when the load is loaded with the direction or position of the boundary line, it is determined whether the work equipment of the loader is positioned on the left loading point side or on the right loading point side. (summary excerpt)”.
積込場の掘削が進行すると、切羽が積込場入口よりも奥側に移動し、積込場が拡大する。また、崖下放土を行う放土場も、放土作業が進行すると崖が放土場入口よりも奥側に移動し、放土場が拡大する。積込場や放土場(以下「作業場」という)が拡大すると、作業場の入口・出口のそれぞれからスポット位置までの動的経路が長くなる。積込・放土を行うダンプトラックを入替えるために、通常は、次に積込・放土を行うダンプトラックが、入口からスポット位置までを結ぶ動的経路の手前で待機する。従って、作業場が拡大するにつれて動的経路の距離が長くなり、待機しているダンプトラックがスポット位置に到達するまでに必要な走行時間が長くなる。その結果、搬送効率が低下し、鉱山の作業性の低下につながることが懸念される。 As the excavation of the loading field progresses, the face moves to the back side of the loading field entrance, and the loading field expands. Also, in the dumping site where the earth is dumped under the cliff, as the dumping work progresses, the cliff moves deeper than the entrance of the dumping site, and the dumping site expands. As the loading area and the dumping area (hereinafter referred to as "working area") expand, the dynamic path from each of the entrance and exit of the working area to the spot position becomes longer. In order to replace the dump truck that loads and dumps, the next dump truck that loads and dumps normally waits before the dynamic route connecting the entrance to the spot position. Therefore, as the workplace expands, the distance of the dynamic path increases and the travel time required for the waiting dump truck to reach the spot position increases. As a result, there is concern that the transportation efficiency will decrease, leading to a decrease in the workability of the mine.
上記特許文献1、2によれば、いずれも切返し位置の設定を工夫し動的経路の探索を容易にすることが可能であるが、作業場の入口・出口位置の更新方法については言及されておらず、作業場の拡大によって発生する上記の問題には対応できない。 According to the above Patent Documents 1 and 2, it is possible to easily search for a dynamic route by devising the setting of the switching position, but there is no mention of a method of updating the entrance and exit positions of the workplace. Therefore, it is not possible to deal with the above problems caused by the expansion of the workshop.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、鉱山内の作業場の拡大に追従してダンプトラックの動的経路を効率よく生成する車両管制システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle control system that efficiently generates a dynamic route for a dump truck following the expansion of a working area in a mine.
上記目的を達成するために、本発明は鉱山内の作業場で掘削及び積込を行う作業機械と、当該作業場に連結する搬送路を走行して積荷を搬送する少なくとも1つの自律走行ダンプトラックとの其々を、前記自律走行ダンプトラックが走行する動的経路を前記鉱山の地図情報に設定して運行管理を行う管制サーバに無線通信回線を介して通信接続して構成された車両管制システムであって、前記作業機械は、前記作業機械の現在位置を算出する作業機側位置算出装置と、前記無線通信回線に接続する作業機側無線通信装置と、前記地図情報に設定された動的エリアであって、前記動的経路の生成が許容される範囲である前記動的エリアの更新要求操作、及び前記自律走行ダンプトラックを呼び込むために指定するスポット位置の指定操作を受け付ける作業機側入力装置と、前記作業機側位置算出装置、前記作業機側無線通信装置、及び前記作業機側入力装置の其々に接続された作業機側コントローラと、を備え、前記管制サーバは、前記地図情報を記憶する管制側記憶装置と、前記無線通信回線に接続する管制側無線通信装置と、前記管制側記憶装置及び前記管制側無線通信装置の其々に接続された管制側コントローラと、を備え、前記作業機側コントローラは、前記スポット位置を示すスポット位置情報を前記管制サーバに送信すると共に、前記作業機側入力装置が前記動的エリアの更新要求操作を受け付けると前記作業機械の現在位置を含む更新要求情報を前記管制サーバに送信し、前記管制側コントローラは、前記スポット位置を受信すると前記スポット位置に追従する前記動的経路を地図情報に設定し、前記作業機械が過去に指定した前記スポット位置及び指定時における前記作業機械の位置を、前記作業機械から複数回分受信して蓄積しておき、前記更新要求情報を受信すると、蓄積された少なくとも2つ以上の前記作業機械の位置を結ぶ作業機械移動線と、前記更新要求情報に含まれる前記作業機械の現在位置との距離を求め、蓄積された少なくとも2つ以上の前記スポット位置の其々を、前記距離と同じ距離からなるベンチ推定移動距離で前記作業機械移動線に向かって平行移動させた少なくとも2つ以上の予測スポット位置を算出し、前記地図情報に設定されている現在の動的エリアを前記ベンチ推定移動距離と同じ距離で前記作業機械移動線に向かって移動させて動的エリア候補を設定し、前記地図情報に前記動的経路の更新頻度よりも更新頻度が低い静的経路を設定し、前記静的経路は、前記動的エリアの入口点に接続する入口側静的経路と前記動的エリアの出口点に接続する出口側静的経路とを含み、前記管制側コントローラは、前記動的エリア候補を設定すると、前記動的エリア候補の入口点候補と前記現在の動的エリアの入口点とを結ぶ延長入口側静的経路と、前記動的エリア候補の出口点候補と前記現在の動的エリアの出口点とを結ぶ延長出口側静的経路とを生成し、前記動的エリア候補を新たな動的エリアとして前記地図情報を書き換えると共に、前記延長入口側静的経路及び前記延長出口側静的経路を含む静的経路を新たな静的経路として前記地図情報を書き換え、書き換えられた前記地図情報を用いて前記自律走行ダンプトラックの運行管理を行う、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a working machine that excavates and loads at a work site in a mine, and at least one autonomously traveling dump truck that travels on a transport path connected to the work site to transport a load. A vehicle control system configured by connecting each of them via a wireless communication line to a control server that sets the dynamic route on which the autonomously traveling dump truck travels in the map information of the mine and performs operation management. The work machine includes a work machine-side position calculation device that calculates the current position of the work machine, a work machine-side wireless communication device that is connected to the wireless communication line, and a dynamic area set in the map information. a working machine side input device that receives an update request operation of the dynamic area within which the dynamic route is allowed to be generated and an operation of specifying a spot position to call in the autonomous traveling dump truck; , a work machine controller connected to each of the work machine position calculation device, the work machine wireless communication device, and the work machine input device, wherein the control server stores the map information. a control-side storage device, a control-side wireless communication device connected to the wireless communication line, and a control-side controller connected to each of the control-side storage device and the control-side wireless communication device; The machine-side controller transmits spot position information indicating the spot position to the control server, and when the work machine-side input device receives an update request operation of the dynamic area, an update request including the current position of the work machine. information is transmitted to the control server, and when the control-side controller receives the spot position, the control-side controller sets the dynamic route following the spot position in the map information, and the spot position and The position of the work machine at the specified time is received from the work machine for a plurality of times and accumulated, and when the update request information is received, the work machine moves connecting at least two or more accumulated positions of the work machine. A distance between the line and the current position of the work machine included in the update request information is obtained, and each of the at least two spot positions accumulated is calculated by an estimated moving distance of the bench having the same distance as the distance. calculating at least two or more predicted spot positions translated in parallel toward the work machine movement line, and moving the work machine over the current dynamic area set in the map information by the same distance as the estimated bench movement distance; Set the dynamic area candidate by moving toward the line of movement , and A static route whose update frequency is lower than the update frequency of the dynamic route is set, and the static route is an entrance-side static route connected to the entrance point of the dynamic area and an exit point of the dynamic area. When the dynamic area candidate is set, the control-side controller connects the entrance point candidate of the dynamic area candidate and the entrance point of the current dynamic area. a side static route and an extension exit side static route connecting the exit point candidate of the dynamic area candidate and the exit point of the current dynamic area, and converting the dynamic area candidate into a new dynamic area and rewrite the map information as a new static route including the extension entrance side static route and the extension exit side static route, and use the rewritten map information and managing the operation of the autonomously traveling dump truck.
上記発明によれば、鉱山における掘削・放土作業の進行に伴う作業場の拡大に追従してダンプトラックの動的経路を効率よく生成する車両管制システムを提供することができる。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。 According to the above invention, it is possible to provide a vehicle control system that efficiently generates a dynamic route for a dump truck following the expansion of a working area accompanying the progress of excavation and dumping work in a mine. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、本発明の実施形態を図面に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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in all the drawings for describing the embodiments, members having the same function are denoted by the same or related reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. In addition, in the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
<第1実施形態>
図1は、車両管制システム1の概略構成図である。図1に示す車両管制システム1は、鉱山で掘削及び積込作業を行うショベル10と、積荷を搬送する少なくとも1台以上の鉱山用の自律走行ダンプトラック(以下「ダンプトラック」と略記する)20と、ダンプトラック20の運行管理を行う管制センタ30に設置された管制サーバ31とを、無線通信回線40を介して互いに通信接続して構成される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle control system 1. As shown in FIG. The vehicle control system 1 shown in FIG. 1 includes a
鉱山には、ショベル10が掘削及び積込作業を行う積込場61と、崖下放土場62と、積込場及び崖下放土場62を連結する搬送路60とが設置されている。搬送路60は、ダンプトラック20が同じ走行経路を繰り返し走行するため、予め高速で走行の容易な経路を設定するのが良い。一方で、積込場61や崖下放土場62では、スポット位置1402(図11A参照;積込、放土時の停車位置)が高頻度に変化するので、スポット位置1402の変化に追従して積込場61や崖下放土場62の入口からスポット位置1402への経路、またスポット位置1402から出口への経路を必要時にその都度生成するのが良い。本明細書では、更新頻度の違いから、搬送路60の経路は静的経路、積込場61や崖下放土場62の経路は動的経路と呼ぶ。崖下放土場62ではドーザ90が稼働しており、ドーザ90も管制サーバ31に接続される。ショベル10は掘削及び積込を行う作業機械に相当する。
The mine is provided with a
ショベル10及びダンプトラック20の其々は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)の測位電波を受信して自車両の位置を取得するGNSSセンサからなる第1位置算出装置120、及び第3位置算出装置220(図3参照)を備える。各位置算出装置は、GNSSセンサに慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)を組み合わせてもよい。またGNSSセンサに代えて地上に設置された基地局からの電波を用いて、ショベル10とダンプトラック20とに共通する座標系で各位置を特定できるシステムを用いてもよい。
Each of the
ショベル10は、左右のクローラからなる下部走行体11と、その上に旋回自在に搭載された上部旋回体12と、上部旋回体12に搭載された運転室13と、俯仰可能に取り付けられた多関節のフロント作業機械17とを備える。フロント作業機械17は、上部旋回体12に一端が取り付けられたブーム14と、ブーム14の先端に回動可能に取り付けられたアーム15と、アーム15の先端に回動可能に取り付けられたアタッチメント(本実施形態ではバケット16を用いる)とを備える。
The
更にショベル10は、ダンプトラック20が停止するスポット位置1402、及び積込時のショベル10の位置を示す積込位置1401(図11A参照)を管制サーバ31に送信する第1コントローラ100を搭載する。
Furthermore, the
上記積込位置1401は、ショベル10に搭載された第1位置算出装置120が算出したショベル10の基準部位の位置であり、例えば上部旋回体12の代表点(回転中心点)である。これに対し、上記スポット位置1402とは、ショベル10がダンプトラック20を呼び込むために指定した位置であり、本実施形態では積込点にバケット16を移動して指定した位置を、スポット位置1402(図11A参照)として用いる。バケット16の上部旋回体12に対する位置は、フロント作業機械17の姿勢、即ちブーム角、アーム角、バケット角によって変わる。よって、ショベル10の積込位置が不変であっても、スポット位置1402は変わることがある。
The
積込位置1401(図11A参照)は第1位置算出装置120が算出したGNSS座標系で表される。スポット位置1402は、フロント作業機械17の姿勢を基に上部旋回体12に対するバケット16の相対位置に、ブーム14の基端(上部旋回体12との連結点)から基準部位までの位置と積込位置1401とを加算することにより、GNSS座標系で表された位置情報として定義される。
A loading position 1401 (see FIG. 11A) is expressed in the GNSS coordinate system calculated by the first
管制サーバ31は、無線通信回線40に接続するためのアンテナ32に接続され、ショベル10及びダンプトラック20の其々と通信する。
The
図2は、ダンプトラック20の外観図である。図2に示すように、ダンプトラック20は、本体を形成する車体フレーム(vehicle frame)21と、左前輪22L、右前輪22R、左後輪23L及び右後輪と、車体フレーム21の後方部分に設けられたヒンジピンを回動中心として上下方向に回動可能な荷台(vessel)24と、車体フレーム21の前部に搭載されたキャブ25と、無線通信回線40に接続するためのアンテナ26と、GNSSアンテナ27と、路肩や路面を検出する左ライダー28L,右ライダー28Rと、管制サーバ31からの指示に従ってダンプトラック20を自律走行させる第3コントローラ200とを備える。図2において、左ライダー28L,右ライダー28Rの各スキャン範囲は左スキャン面281L及び右スキャン面281Rで示す。
FIG. 2 is an external view of the
図3は第1実施形態における車両管制システム1のハードウェア構成図である。ショベル10は、第1コントローラ100と、第1コントローラ100に其々接続された第1車体駆動装置110、第1位置算出装置120、第1姿勢センサ130、第1無線通信装置140、第1表示装置160、及び第1入力装置170を備える。第1コントローラ100、第1位置算出装置120、第1無線通信装置140、第1表示装置160及び第1入力装置170の其々は、鉱山内の作業場で掘削及び積込を行う作業機械に搭載される作業機側コントローラ、作業機側位置算出装置、作業機側無線通信装置、作業機側表示装置、及び作業機側入力装置の其々に相当する。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the vehicle control system 1 in the first embodiment. The
第1車体駆動装置110は、下部走行体11を構成するクローラや、ブーム14、アーム15、バケット16を俯仰、回転駆動させる油圧駆動装置(油圧シリンダや油圧ポンプ)を含む。
The first vehicle
第1姿勢センサ130は、ブーム14、アーム15及びバケット16の各角度を検出する角度センサである。なお、第1姿勢センサ130は、これらに代えて、バケット16のGNSS位置を直接的に取得するバケットGNSS位置センサでもよいし、地面に固定設置されて光や超音波を用いてバケット16の地表高さ位置や上部旋回体12に対する相対位置を検出するものでもよい。
The
管制サーバ31は、第2コントローラ310と、第2コントローラ310に其々接続された第2無線通信装置340、第2記憶装置350、第2表示装置360、及び第2入力装置370を含んで構成される。第2コントローラ310、第2無線通信装置340、第2記憶装置350、第2表示装置360、及び第2入力装置370の其々は、管制側コントローラ、管制側無線通信装置、管制側記憶装置の其々に相当する。
The
ダンプトラック20は、第3コントローラ200と、第3コントローラ200に其々接続された走行駆動装置210、第3位置算出装置220、車載センサ230、第3無線通信装置240、及び第3記憶装置250を含んで構成される。第3コントローラ200、第3位置算出装置220、第3無線通信装置240、及び第3記憶装置250の其々は、ダンプトラック側コントローラ、ダンプトラック側位置算出装置、ダンプトラック側無線通信装置の其々に相当する。
The
走行駆動装置210は、制動装置、操舵モータ、及び走行モータを含む。
車載センサ230は、ダンプトラック20の走行路面を検出するセンサである。本実施形態では左ライダー28L及び右ライダー28Rを用いるが、これらに代えてカメラやミリ波レーダセンサを用いてもよい。
The in-
第1コントローラ100、第2コントローラ310及び第3コントローラ200の其々は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)を含み、これらがバスを介して接続されたコンピュータにより構成される。
Each of the
第1無線通信装置140、第2無線通信装置340、及び第3無線通信装置240の其々は、無線通信回線40に接続されるWi-Fi機器等により構成される。
Each of the first
第3記憶装置250、及び第2記憶装置350の其々は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体、例えばHDDにより構成され、搬送路60、積込場61、崖下放土場62の地図情報(境界情報を含む)が記憶される。
Each of the
第1表示装置160、及び第2表示装置360の其々は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)により構成される。
Each of the
第1入力装置170、及び第2入力装置370の其々は、例えばマウス、キーボードやLCDに積層されたタッチパネルや、ハードボタン(例えばショベル10の操作レバーに備えられ、スポット位置1402(図11A参照)を指定するボタン)を用いて構成される。
Each of the
図4は、車両管制システム1の機能ブロック図である。 FIG. 4 is a functional block diagram of the vehicle control system 1. As shown in FIG.
第1コントローラ100は、第1走行指令部101、第1姿勢指令部102、第1地図情報管理部103、及び積込位置取得部104を含む。
The
ショベル10のオペレータが左右の操作レバー等からなる第1入力装置170を操作すると、その操作量に従って第1走行指令部101や第1姿勢指令部102が第1車体駆動装置110に対して走行、旋回等の制御信号を出力する。
When the operator of the
第3コントローラ200は、自律走行制御部201及び走行可能エリア取得部202を含む。自律走行制御部201は、管制サーバ31から第3無線通信装置240を介して走行経路やスポット位置1402を含む管制指令を受信すると、第3地図情報記憶部251に記憶された地図情報と第3位置算出装置220が算出した現在位置を基に、管制指令に従ってダンプトラック20を走行させるための制御信号を走行駆動装置210に対して出力する。
The
第3記憶装置250は搬送路60、積込場61、及び崖下放土場62の地図情報を格納した第3地図情報記憶部251を含む。
The
第2コントローラ310は、管制制御部311、第2地図情報管理部312、動的経路生成部313、スポット範囲設定部314、及び走行可能エリア設定部315を含む。
The
第2記憶装置350は、第2地図情報記憶部351、走行可能エリア記憶部352、及び管制制御情報記憶部353を含む。第2地図情報記憶部351に記憶される地図情報は第3地図情報記憶部251に格納されるものと同じである。
The
これら各機能構成部は、各コントローラを構成するコンピュータがソフトウェアを実行することにより協働して構成される。また、各機能構成部を実現する回路により構成されてもよい。各機能構成部の詳細説明は、動作フローに沿って後述する。 Each of these functional components is configured in cooperation with a computer that configures each controller by executing software. Moreover, it may be configured by a circuit that realizes each functional configuration unit. A detailed description of each functional configuration unit will be given later along with the operation flow.
次に、図5から図7を参照して、動的経路生成部313が、スポット位置情報と動的エリア情報(動的エリアの入口点及び出口点を含む)とに基づき、動的経路を生成する処理の動作手順を説明する。ここでいう「動的エリア」とは、作業場内の内、動的経路の生成が許容されたエリアである。
Next, referring to FIGS. 5 to 7, the dynamic
図5は、動的経路生成の一例を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of dynamic route generation.
ケース1は、スポット位置804が入口点802から見て左側にあり、左側に切返し点806を設定できる場合の入口側経路を示す。
Case 1 shows an entrance path where the
ケース2は、スポット位置804が入口点802から見て右側にあり、右側に切返し点806を設定できる場合の入口側経路を示す。
Case 2 shows an entry-side path when the
ケース3は、スポット位置804が入口点802から見て左側にあり、左側に切返し点806を設定できず、右側に設定した場合の入口側経路を示す。
Case 3 shows an entrance-side route in which the
ケース4は、出口点808とスポット位置804とを結ぶ出口側動的経路を表す図である。
Case 4 represents an exit-side dynamic path connecting
図6は入口側動的経路を生成処理の流れを示すフローチャートである。図7は出口側の動的経路を生成する処理の流れである。本実施形態においては以下に説明する流れで動的経路を生成する処理としたが、これに限らず、例えば動的エリア内に仮定したポテンシャル場に基づいて動的経路を生成する方法や、評価関数に基づいた解析的な最適化により各部分のパラメータを決定して動的経路を生成する方法などを用いても良い。 FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing for generating an entrance-side dynamic route. FIG. 7 is a flow of processing for generating a dynamic route on the exit side. In the present embodiment, the processing for generating a dynamic route is performed according to the flow described below. A method of determining the parameters of each part by analytical optimization based on a function and generating a dynamic path may be used.
まず、入口側動的経路を生成する処理の流れを、図5及び図6を用いて説明する。 First, the flow of processing for generating an entrance-side dynamic route will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
入口側動的経路の生成においては、まず入口側静的経路801、入口点802、スポット位置804、スポット位置角度が与えられている前提で、スポット位置804を通る直線(スポット直線とする)805が与えられているものとする。その上で、動的経路生成部313は、生成される動的経路の一部となる円弧1、円弧2、接線1を仮定し、円弧1の半径と円弧2の半径、及び接線1の傾きをパラメータとして変化させて順次入口側動的経路候補を探索・保存し、最終的に走行所要時間の最も短いものを入口側経路として採用する。以下、図6の各ステップ順に沿って説明する。
In generating the entrance-side dynamic path, first, on the premise that the entrance-side
まず、動的経路生成部313は、パラメータとして円弧1の半径、円弧2の半径、接線の傾きを決定する(S901)。これは予め設定した探索範囲の中で、初めに探索するものとして決定されていたものを取得する。
First, the dynamic
次に、動的経路生成部313は、円弧1をスポット位置804に対して左右どちら側に設定するかを決定する(S902)。
Next, the dynamic
次に、動的経路生成部313は、スポット直線805に接し、スポット位置804を通るように、円弧1の中心位置を決定し(S903)、スポット位置804と入口点802の間を通り円弧1に接するように接線1の位置を決定し(S904)、接線1と入口側静的経路延長線803の両方に接するように円弧2の中心位置を決定する(S905)。この時点における接線1の円弧1、円弧2に対する位置関係に基づいて、接線1上で切返し点806を決定する(S906)。例えば、スポット位置804から円弧1と接線1の接点へ向かうベクトルと、円弧1と接線1の接点から接線1と円弧2の接点に向かうベクトルを算出し、両ベクトルの内積が負であれば、円弧1と接線1の接点に切返し点806を設定し、内積が正であれば、接線1と円弧2の接点に切返し点806を設定する。そして、動的経路生成部313は、切返し点806の位置と、入口側静的経路延長線803、円弧2、接線1、円弧1の各部分とを用いて、入口点802からスポット位置804までの連続で最短の経路を、座標点列として生成する(S907)。
Next, the dynamic
次に、動的経路生成部313は、座標点列の各点について、前後の点との位置関係から、ダンプトラック20が走行した場合の各点における姿勢を推定し、その時の車両位置範囲を計算する(S908)。つまり、車両位置の代表点である後輪車軸中心点を対象点上の位置とし、前後の点を含めた3点に外接する円の接線の方向を姿勢角と仮定して、ダンプトラック20の長さと幅を用いて、車両位置範囲を計算する。
Next, the dynamic
動的経路生成部313は、計算した全ての点における車両位置範囲が動的エリア内であると判定すると(S909/Yes)、座標点列を構成する各点の曲率から速度を算出し、走行所要時間を計算した上で、入口側動的経路候補として一時保存する(S910)。
When the dynamic
各点の速度は曲率に応じて、走行時の遠心力による横加速度によってダンプトラック20が横転しない速度を、理論計算式によって求める。そして、各点において次の点までの距離と速度に基づき走行所要時間を求めることが可能なため、これを積算することで、生成した入口側動的経路候補全体の走行所要時間を算出することができる。
The speed at each point is calculated according to the curvature, and the speed at which the
動的経路生成部313は、いずれかの車両位置範囲が動的エリア外であると判定すると(S909/No)、生成した座標点列は入口側動的経路候補として保存せず、次のステップに進む。
When the dynamic
動的経路生成部313は、探索において変更可能なパラメータが残っていると判定すると(S911/Yes)、円弧1の半径、円弧2の半径、接線1の傾き、円弧1のスポット位置1402に対する位置関係等を変更し(S912)、ステップS903に戻る。一方、動的経路生成部313は変更可能なパラメータが残っていないと判定すると(S911/No)、次のステップに進む。
When the dynamic
動的経路生成部313が探索した結果、入口側動的経路候補がある場合(S913/Yes)、動的経路生成部313は入口側動的経路候補の中から走行所要時間が最短のものを選択し、入口側動的経路として確定し(S914)、出口側動的経路の生成処理に進む(S916)。
As a result of the search by the dynamic
動的経路生成部313が探索した結果、入口側動的経路候補がひとつも無い場合(S913/No)、動的経路生成部313は入口側動的経路生成不可と判定する。
As a result of the search by the dynamic
図5において、ケース3はケース1よりも入口点802から見て左側の動的エリア形状が狭いため、切返し点806を向かって右側に生成したケースである。各パラメータを変更して探索を行い、走行所要時間が最短となる入口側動的経路を選択するため、動的エリアの範囲内で生成可能な、最適な入口側動的経路を生成することができる。
In FIG. 5, case 3 has a narrower dynamic area shape on the left side as seen from the
次に、出口側動的経路を生成する処理の流れを、図5のケース4と図7を用いて説明する。図7は、出口側動的経路を生成処理の流れを示すフローチャートである。出口側動的経路の生成も、入口側動的経路の生成手順と大部分が同様であり、同様の部分については説明を省略する。概要としては、まずスポット位置804、スポット直線805、出口点808、出口側静的経路809が与えられているものとする。その上で、動的経路生成部313は、生成される出口側動的経路の一部となる円弧3、円弧4、接線2を仮定し、円弧3の半径と円弧4の半径、及び接線2の傾きをパラメータとして変化させて順次出口側動的経路候補を探索、車両位置範囲が動的エリア内のものを候補として保存し、最終的に走行所要時間の最も短いものを出口側動的経路として採用する。以下、図7の各ステップ順に沿って説明する。
Next, the flow of processing for generating an exit-side dynamic route will be described using case 4 of FIG. 5 and FIG. FIG. 7 is a flow chart showing the flow of processing for generating an exit-side dynamic route. The procedure for generating the dynamic path on the exit side is also mostly the same as the procedure for generating the dynamic path on the entrance side, and the description of the same part will be omitted. As an overview, first, a
まずステップS1001からS1005までは、入口側動的経路生成におけるステップS901からS905において、円弧1、円弧2、接線1をそれぞれ円弧3、円弧4、接線2としたものと同様である。出口側動的経路では切返し点は不要であるため、入口側動的経路生成におけるステップS906に対応するステップは存在しない。次に、動的経路生成部313は、円弧3、接線2、円弧4、出口側静的経路延長線810の各部分を用いて、スポット位置804から出口点808までの連続で最短の経路を、座標点列として生成する(S1007)。
First, steps S1001 to S1005 are the same as steps S901 to S905 in entrance-side dynamic path generation, where arc 1, arc 2, and tangent line 1 are replaced with arc 3, arc 4, and tangent line 2, respectively. There is no step corresponding to step S906 in the entry-side dynamic route generation because the exit-side dynamic route does not require a turnaround point. Next, the
そして動的経路生成部313は、座標点列内の全ての点における車両位置範囲が動的エリア内であると判定すると(S1009/Yes)、走行所要時間を計算して出口側動的経路候補として一時保存する(S1010)。
Then, when the dynamic
そして、ステップS1011からS1015までも、入口側動的経路生成におけるステップS911からS915までの処理と同様であり、動的経路生成部313は、円弧3の半径、円弧4の半径、接線2の傾きなどをパラメータ変更して出口側動的経路を探索し、候補として保存された座標点列の中で、走行所要時間が最短のものを出口側動的経路として確定する。
Steps S1011 to S1015 are the same as steps S911 to S915 in entrance-side dynamic path generation, and the dynamic
以上が、入口側と出口側のそれぞれにおける動的経路生成の処理の流れである。このような処理を行うことで、動的経路上の各点においてダンプトラック20が動的エリア外にはみ出ることのないように安全を確保しつつ、動的経路の走行所要時間を最短とするように動的経路を探索することができる。なお、本実施形態においては動的経路を構成する部分として円弧と直線のみを用いたが、操舵緩和曲線として、曲率の変化率が連続となるクロソイド曲線を直線と円弧の間に挟むように動的経路を構成しても良い。そのようにすれば、ダンプトラック20の経路追従性を向上させることができる。
The above is the processing flow of dynamic route generation on each of the entrance side and the exit side. By performing such processing, while ensuring safety so that the
図8は、管制サーバ31が積込場61における動的経路の生成及び削除を管理する処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart showing the flow of processing in which the
まず、ショベル10のオペレータが、ショベル10のバケット16をスポット位置1402に移動させ、第1入力装置170を用いてスポット位置804の設定操作を行う。積込位置取得部104は、設定操作が行われた時のバケット16のGNSS位置を、第1姿勢センサ130からの出力と第1位置算出装置120からのショベル10のGNSS位置を基に算出する。このバケット16のGNSS位置が、スポット位置804に相当する。積込位置取得部104は、第1無線通信装置140を介してスポット位置804と、ショベル10のGNSS位置(積込位置に相当する)とを管制サーバ31に送信する。この送信処理は、管制サーバ31に対する動的経路の生成要求処理に相当する(S1101)。
First, the operator of the
第2地図情報管理部312が、既存の動的経路が存在しないと判定すると(S1102/No)、ステップS1106に進む。
When the second map
第2地図情報管理部312が、既存の動的経路は存在すると判定すると(S1102/Yes)、管制制御部311は、当該動的経路を走行中のダンプトラック20が存在するかを判定する(S1103)。管制制御部311は動的経路上にダンプトラック20が存在すると判定すると(S1103/Yes)、次のダンプトラック20のスポット位置804への呼び込みを中止し、動的経路上にダンプトラック20がいなくなるまで後行のダンプトラック20を待機させる(S1104)。
When the second map
管制制御部311は既存の動的経路上にダンプトラック20が存在しないと判定すると(S1103/No)、ステップS1105に進む。
When the
管制制御部311は先行ダンプトラックから現在位置情報を取得する。そして管制制御部311は、該現在位置情報を基に先行ダンプトラックが既存の動的経路から離脱したと判定すると、第2地図情報管理部312は、既存のスポット位置804と動的経路とを第2地図情報記憶部351から削除する(S1105)。
The
そして、管制サーバ31はショベルオペレータが動的経路生成を要求した時点で積込位置取得部104から送信されたスポット位置804を用いて、動的経路生成部313が前述した処理の流れで動的経路を生成する(S1106)。動的経路生成が成功したら、第2地図情報管理部312は、第2地図情報記憶部351に当該動的経路の情報を書き込むと共に、各ダンプトラック20に対して当該動的経路の情報を送信する(S1107)。
Then, the
各ダンプトラック20では動的経路の情報を受信すると、第3記憶装置250の第3地図情報記憶部251において、既存の動的経路情報を削除し、受信した動的経路情報を書き込む。
When each
このような処理を実行することで、ショベルオペレータが新しい積込位置においてスポット位置1402を設定した際に、以前のスポット位置1402と動的経路を即座に削除するため、第2記憶装置350及び第3記憶装置250の使用領域を低減することができる。
By performing such a process, when the excavator operator sets a
次に、図9A、図9B、及び図10を参照して、走行可能エリア1204を取得する処理の流れを説明する。図9Aはダンプトラック20が走行可能エリア1204を取得しながら走行する様子を示す図、図9Bは取得された走行可能エリア1204を示す図である。図10は、走行可能エリア取得の処理の流れを示すフローチャートである。
Next, with reference to FIGS. 9A, 9B, and 10, the flow of processing for acquiring
まず、図9Aに示すように、ダンプトラック20は走行中に、左ライダー28L,右ライダー28Rによって、車体の左右斜め下方向で前後に広がる左スキャン面281L及び右スキャン面281Rに交差する物体までの距離を検出し、これを基に障害物や路面の凹凸を常に検出している。ダンプトラック20が動的経路に沿って動的エリア807の入口点802からスポット位置804まで切返し点806を経由して走行し、またスポット位置804から出口点808まで走行するまでの間に、入口点802と出口点808が互いに逆向きに平行になっているならば、路面に投影した左スキャン面281L及び右スキャン面281Rは動的経路を走行する間にほぼ180度回転することになる。
First, as shown in FIG. 9A, while the
この過程で蓄積した3次元の地形座標情報を用いて、図9Bに示すように、ダンプトラック20が実際に走行して検出した点群1203とその境界を示すポリゴンデータを生成し、このポリゴンデータからなる走行可能エリア1204を推定することができる。この処理は、例えばポイントクラウドデータのクラスタリング手法などを用いて、ほぼ同一面上に存在するデータを分類し、その境界をポリゴンデータとして抽出すればよい。
Using the three-dimensional topographical coordinate information accumulated in this process, as shown in FIG. A
走行可能エリア1204の取得の処理の流れを、図10のステップに沿って説明する。まず、左ライダー28L、及び右ライダー28Rと第3位置算出装置220の情報により、走行可能エリア取得部202は、周囲の地形の各点の3次元データを蓄積する(S1301)。
The flow of processing for acquiring the
次に、走行可能エリア取得部202は、当該蓄積データから、ダンプトラック20のタイヤ接地高さの路面を推定する(S1302)。より具体的には走行可能エリア取得部202は、左ライダー28Lからのデータを基に左前輪22Lの接地高さ、右ライダー28Rからのデータを基に右前輪22Rの接地高さの路面(推定面)を推定する。そして、走行可能エリア取得部202は、推定面からの距離が小さい位置にあるデータの境界位置をポリゴンデータとして抽出し走行可能エリア情報として管制サーバ31に送信する(S1303)。走行可能エリア取得部202は、左ライダー28L及び右ライダー28Rからの出力を、第3位置算出装置220から得たダンプトラック20の現在位置を基にライダー座標系からGNSS座標系に変換した後、管制サーバ31に送信する。
Next, the travelable
最後に、第2地図情報管理部312は、走行可能エリア記憶部352の情報とダンプトラック20から受信した走行可能エリア情報を照らし合わせ、差分があれば走行可能エリア記憶部352に記憶されている走行可能エリア情報を更新する(S1304)。
Finally, the second map
このような走行可能エリア1204の取得の流れを実行することで、搬送路60や積込場61、崖下放土場62をダンプトラック20が次々と走行する中で、走行可能エリア情報を常に最新の情報に保つことができる。また、走行可能エリア情報は後述の動的エリア更新に使用され、走行可能エリア1204内に動的エリア807を設定し、更にその動的エリア内に車両位置範囲を考慮してダンプトラック20がはみ出ないように動的経路を生成するため、結果としてダンプトラック20が走行可能エリア1204からはみ出ることなく、安全な動的経路を用いて走行することが可能となる。
By executing such a flow of obtaining the
以下では、図11Aから図15を参照して、積込場61の掘削が進行した場合に動的エリア807及び静的経路を更新する手順を説明する。
A procedure for updating the
まず、図11A、図11B、図12を参照して手順を説明する。図11Aは、ベンチ推定移動距離1405を取得する様子、図11Bは、ベンチ推定移動距離1405に基づいて動的エリア807及び静的経路を更新する様子、をそれぞれ説明する図である。図12は、積込場における動的エリア807及び静的経路の更新処理の流れを示すフローチャートである。
First, the procedure will be described with reference to FIGS. 11A, 11B, and 12. FIG. FIG. 11A is a diagram illustrating how the estimated
図11Aにおいて、初期設定では入口点802、出口点808とする動的エリア807が設定されている。また現在の動的エリア807に対してショベル10が指定したスポット位置1402、及び各スポット位置指定時のショベル10の位置である積込位置1401が図示されており、これらの情報はショベル10の積込位置取得部104によって取得されて管制サーバ31に送信され、第2地図情報記憶部351に蓄積される。第2地図情報記憶部351には、ショベル10が過去に指定したスポット位置及びその時の積込位置を複数回分受信して得られた過去データが蓄積される。ベンチの掘削が進行し、動的エリア807を設定した時点を基準として走行可能エリア1204がベンチ推定移動距離1405だけ奥側に長くなっているとする。
In FIG. 11A, a
上記の状態を前提とし、図12のステップに沿って、第2地図情報管理部312において、動的エリア807及び静的経路を更新する処理の流れを説明する。
Assuming the above state, the flow of processing for updating the
まず、ショベル10が次のベンチでの積込位置に移動した後、ショベルオペレータが動的エリア807と静的経路の更新を管制サーバ31に対して要求するためボタン(第1入力装置170)を操作する。この操作が更新要求操作に相当する。第1入力装置170は、要求操作を受け付けると、管制サーバ31に対して更新要求情報を送信する(S1501)。
First, after the
管制サーバ31は、更新要求情報を受信すると、スポット範囲設定部314は蓄積されたショベル積込位置情報を線形近似し、ショベル移動直線1403(図11A参照)を算出する(S1502)。この時、ショベル移動直線1403の傾きを他のセンサ情報を使用して補正してもよい。例えば、走行可能エリア1204を用いて実際のベンチ形状に平行となるように補正してもよい。ショベル移動直線1403は作業機械移動線に相当する。この形状は直線としたが曲線でもよい。
When the
次に、スポット範囲設定部314は更新要求時のショベル位置1404をショベル10の第1位置算出装置120から取得し、ショベル移動直線1403からの距離を、ベンチ推定移動距離1405として算出する(S1503)。
Next, the spot range setting unit 314 acquires the
次に、図11Bに示すように、スポット範囲設定部314は蓄積した各スポット位置1402を、ベンチ推定移動距離1405と同じ距離だけ、ショベル移動直線1403に垂直な方向に平行移動し、動的エリア更新後の予測スポット位置1410として算出する(S1504)。予測スポット位置1410は、蓄積されたスポット位置1402を全て使用しなくてもよい。例えばスポット位置の近似直線上に代表点を数点抽出するようにして算出してもよく、あるいは平行移動したスポット位置を間引いて予測スポット位置1410としてもよい。
Next, as shown in FIG. 11B, the spot range setting unit 314 translates each accumulated
次に、動的経路生成部313はベンチ推定移動距離1405と走行可能エリア1204に基づき、更新後の動的エリア候補1411を算出する(S1505)。具体的な処理の例としては、動的エリア807の入口点802と出口点808が存在する側の直線(動的エリア入口側直線)1412を、ショベル移動直線1403と垂直な向きにベンチ推定移動距離1405だけ平行移動し、当該直線と走行可能エリア1204によって囲まれる領域を動的エリア候補1411として算出する。
Next, the dynamic
次に、動的経路生成部313は算出した動的エリア候補1411における動的エリア入口側直線1412’において、入口点候補1406及び出口点候補1407を決定し、既存の入口点802及び出口点808の其々からの延長入口側静的経路候補1408、延長出口側静的経路候補1409を生成する(S1506)。動的経路生成部313は、入口点候補1406及び出口点候補1407の位置を、予測スポット位置1410の中央の点を基準に、ダンプトラック20の車幅を考慮した対向車線間隔を踏まえて左右に設置し、既存の入口側静的経路801と出口側静的経路809から曲率が連続となるように延長入口側静的経路候補1408、延長出口側静的経路候補1409を生成する。入口点候補1406及び出口点候補1407における経路角度は動的エリア入口側直線1412’と垂直になるように設定してもよい。
Next, the dynamic
動的経路生成部313は、全ての予測スポット位置1410に対して入口側動的経路及び出口側動的経路が動的エリア候補1411内に生成可能であるかを仮に確認し、同時に各入口側動的経路及び出口側動的経路の走行所要時間を算出する(S1507)。
The dynamic
動的経路生成部313は予測スポット位置1410の其々について入口側動的経路及び出口側動的経路が生成できないと判定すると(S1508/No)、動的エリア候補1411を入口側に拡大し(S1509)、ステップS1506に戻る。動的経路生成部313は、例えばベンチ推定移動距離1405の所定割合だけ、ステップS1505で移動した方向と反対方向に動的エリア候補1411を拡大する。
When the dynamic
動的経路生成部313は全ての予測スポット位置1410の其々について入口側動的経路及び出口側動的経路が生成可能であると判定すると(S1508/Yes)、全ての入口側動的経路及び出口側動的経路の走行所要時間を所定の走行時間閾値と比較する。走行時間閾値は、ショベル10が積込みをせずにダンプトラック20の入替えを待つのに許容できる時間を基準に予め決定する。
When the dynamic
動的経路生成部313は一つ以上の入口側動的経路及び出口側動的経路の走行所要時間が走行時間閾値以上であると判定すると(S1510/Yes)、後述する動的エリアの分割処理を実行する(S1511)。
When the dynamic
動的経路生成部313は全ての入口側動的経路及び出口側動的経路の走行所要時間が走行時間閾値よりも小さいと判定すると、動的経路生成部313は第2地図情報管理部312に動的エリア候補、延長入口側静的経路候補、及び延長出口側静的経路候補を示す情報を出力する。第2地図情報管理部312は、動的エリア候補1411、延長入口側静的経路候補1408、及び延長出口側静的経路候補1409を示す動的エリア候補情報をステップS1501で更新要求をしたショベル10に対して送信する。当該ショベル10の第1コントローラ100は、第1無線通信装置140を介して動的エリア候補情報を受信し、第1表示装置160にプレビュー表示する(S1512)。
When the dynamic
プレビュー表示の詳細は図15において後述する。ショベル10のオペレータがプレビュー表示を視認し、第1入力装置170を用いて承認操作を行うと(S1513/Yes)、第1コントローラ100は、管制サーバ31に対して承認情報を送信する。第2地図情報管理部312は、承認情報に応じて動的エリア候補1411、延長入口側静的経路候補1408、延長出口側静的経路候補1409を用いて第2地図情報記憶部351の情報を更新する(S1514)。そして、第2コントローラ310はこれまで蓄積された積込位置1401やスポット位置1402を消去する(S1515)。更に第2地図情報管理部312は、更新した地図情報を全てのダンプトラック20に対してブロードキャスト配信する。
Details of the preview display will be described later with reference to FIG. When the operator of the
ショベル10のオペレータがプレビュー画面の承認操作をしない場合(S1513/No)、第2コントローラ310は応答情報を送信してから所定の時間が経過して承認情報を受信できない。よって第2コントローラ310はタイムアウトと判定して地図の更新処理は実行せず終了する。
If the operator of the
上記において、延長入口側静的経路1408及び延長出口側静的経路1409を更新することは、搬送路60に設定された静的経路を、更新された新たな動的エリア807の入口点802及び出口点808の其々までに延長することと同義である。以下では延長入口側静的経路1408及び延長出口側静的経路1409を更新することを静的経路の更新と言い換えて説明する。
In the above, updating the extended entrance side
動的エリア807及び静的経路を更新しても、ステップS1510において走行所要時間が走行時間閾値よりも大きくなる入口側動的経路候補又は出口側動的経路候補が生成される場合、予測スポット位置1410が横に大きく広がっていることが原因として挙げられる。つまり、前述の処理では動的エリア807を奥行き方向に短くすることはできるが、横方向に広がっている場合は入口点802及び出口点808から予測スポット位置1410までの動的経路も横方向に長くなり、走行所要時間を短くすることができない。この問題に対し、動的エリア807を後述するショベル移動直線1403の軸方向に沿って複数に分割することで走行所要時間を低減する方法を、図13と図14を用いて説明する。図13は、動的エリア807を分割して更新する様子を示す説明図であり、図14は、動的エリア807の分割処理の流れを示すフローチャートである。
Even if the
以下、図14のステップに沿って処理を順に説明する。まず、動的経路生成部313は、図13に示す予測スポット位置1410を2つに分割する(S1701)。本実施形態では第1スポット位置集合1410-1、第2スポット位置集合1410-2に二等分としたが、予測スポット位置1410の範囲によってはそれ以上の組合せに分割してもよい。
Hereinafter, the processing will be described in order along the steps of FIG. 14 . First, the
そして、動的経路生成部313は、第1スポット位置集合1410-1、第2スポット位置集合1410-2のそれぞれを内包する第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2を設定する(S1702)。動的経路生成部313は、例えばショベル移動直線1403に垂直な分割基準線を既存の動的エリア候補1411に対して設定し、その分割基準線を挟んで第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2に分割する。特に分割基準線付近では、その位置にダンプトラック20が停止した場合の車両範囲を第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2の其々が包含するように、第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2を一部重複させて設定してもよい。
Then, the dynamic
動的経路生成部313は、第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2の其々における第1入口点候補1406-1、第2入口点候補1406-2、及び第1出口点候補1407-1、第2出口点候補1407-2を算出する(S1703)。これは前述のステップS1506と同様に、第1スポット位置集合1410-1、第2スポット位置集合1410-2の其々の中央に位置する予測スポット位置を基準に、ダンプトラック20の車幅を考慮した対向車線間隔を踏まえて左右に配置する。
Dynamic
動的経路生成部313は、第1入口点候補1406-1、第2入口点候補1406-2、と第1出口点候補1407-1、第2出口点候補1407-2が算出されたら、第1分割動的エリア候補1411-1、第2分割動的エリア候補1411-2に含まれる各予測スポット位置1410について入口側動的経路及び出口側動的経路(以下「動的経路」と総称する)が生成可能であるかを確認し、同時に各動的経路の走行所要時間を算出する(S1704)。
When the first candidate entry point 1406-1, the second candidate entry point 1406-2, the first candidate exit point 1407-1, and the second candidate exit point 1407-2 are calculated, the dynamic
動的経路生成部313は、全ての予測スポット位置1410に対する動的経路が生成できないと判定すると(S1705/No)、動的エリア候補1411は分割不可と判定して(S1713)、処理を終了する。
When the dynamic
動的経路生成部313は、全ての動的経路が生成可能であると判定すると(S1705/Yes)、以降の静的経路分岐点探索処理に進む。
When the dynamic
まず、動的経路生成部313は、動的エリア候補1411の分割前の入口点候補1406及び出口点候補1407を基準に所定距離内を探索範囲として設定し、探索範囲内において、入口側静的経路の分岐点である入口側分岐点候補1601、及び出口側静的経路の分岐点である出口側合流点候補1602を取得する(S1706)。
First, the dynamic
次に、動的経路生成部313は、入口側分岐点候補1601と第1入口点(本例では第1入口点候補1406-1であった点に相当する)及び第2入口点(同様に第2入口点候補1406-2に相当)の其々とを滑らかに接続する経路の座標点列を計算する。また動的経路生成部313は、出口側合流点候補1602と第1出口点(同様には第1出口点候補1407-1に相当)及び第2出口点(同様に第2出口点候補1407-2に相当)の其々とを滑らかに接続する経路の座標点列(分岐経路に相当する)を計算する(S1707)。この経路の計算は、例えば動的経路の出口側動的経路を算出する方法と同様の方法で実現できる。
Next, the dynamic
そして、動的経路生成部313は、座標点列に含まれる各点において、前後の点との位置関係から、各点における車両位置範囲(ダンプトラック20をタイヤ接地面に投影した範囲)を計算する(S1708)。
Then, the dynamic
動的経路生成部313は、全ての車両位置範囲が走行可能エリア1204の内側に収まっていると判定すると(S1709/Yes)、探索範囲終了点(第1入口点又は第2入口点、第1出口点又は第2出口点の其々から最も遠い点)から、各入口点又は出口点までの走行所要時間を計算し、入口側分岐点候補又は出口側合流点候補として一時保存する。
When the dynamic
動的経路生成部313は、少なくとも一つ以上の車両位置範囲が走行可能エリア1204からはみ出ていると判定すると(S1709/No)、候補には含めずスキップする。
If the dynamic
動的経路生成部313が探索範囲において入口側分岐点候補又は出口側合流点候補がまだ取得できる場合(S1711/No)、ステップS1706に戻る。
If the dynamic
動的経路生成部313が全ての分岐点候補についての探索処理を終了すると(S1711/Yes)、入口側分岐点候補、及び出口側合流点候補の中で走行所要時間が最小のものを選択する(S1712)。
When the dynamic
このような処理を行うことで、動的エリア候補1411を分割して各動的経路の走行所要時間を低減し、ダンプトラック20の入替え時間を低減することができる。
By performing such processing, it is possible to divide the
また動的エリア候補1411を分割して複数の入口点802及び出口点808が形成される場合に、静的経路の分岐点、合流点から各入口点、各出口点までの走行所要時間が最短となるように分岐点、合流点を設定できるので、ダンプトラック20が走行所要時間を減らし、ショベル10の待機時間を短縮でき、ひいては鉱山の生産性の向上に役立つ。
Also, when a plurality of entry points 802 and exit points 808 are formed by dividing the
また、動的エリア807はダンプトラック20が取得した走行可能エリア1204内に設定されるので、動的エリア807内に生成される動的経路は、ダンプトラック20が物理的に走行可能で安全なものとなる。
In addition, since the
次に、図15A、図15Bを参照して、ショベルオペレータへの動的エリア候補1411及び静的経路更新のプレビュー表示を行う画面について説明する。図15Aは動的エリア候補1411の分割を実行しない場合のプレビュー画面、図15Bは動的エリア候補1411の分割を実行する場合のプレビュー画面である。
Next, with reference to FIGS. 15A and 15B, screens for previewing
図15Aに示すプレビュー画面は、ショベル10の第1表示装置160に表示される。プレビュー画面には現在の動的エリア1411cと静的経路に重畳して、更新する場合の動的エリア候補1411と延長入口側静的経路候補1408及び延長出口側静的経路候補1409が表示される。また、画面の一部に走行所要時間情報1801が表示され、静的経路情報として基準点P,Qからそれぞれ更新後の入口点P’、出口点Q’までの合計所要時間(例:54.7秒)、及び予測スポット位置における動的経路の最大走行所要時間、すなわち最大ダンプトラック入替え時間(例:109.1秒)が表示される。更に、画面下部には現在のプレビュー画面の更新を承認する承認ボタン1802及び更新を取りやめる取消ボタン1803、そして動的エリア候補1411の分割が可能な場合には分割時の情報をプレビュー表示する画面に切り替える分割切替ボタン1804が表示され、タッチパネルからの入力によってこれらのボタンを操作することができる。
A preview screen shown in FIG. 15A is displayed on the
分割切替ボタン1804を押す(分割操作に相当)と、管制サーバ31に対する分割処理の要求を示す分割情報が送信され、図15Bのプレビュー画面に切り替わる。図15Aのプレビュー画面との違いは、走行所要時間情報1801の静的経路情報に、基準点P,Qから、分割したそれぞれの入口点P1’、P2’、出口点Q1’、Q2’までの合計所要時間(例:56.2秒、56.4秒)、及び最大ダンプトラック入替え時間(例:64.4秒)が表示されることである。
When the
このように、走行所要時間情報1801を表示することによって、分割した場合の走行所要時間の低減度合いをショベル10のオペレータが定量的に把握することができる。
By displaying the required
本実施形態によれば、車両管制システム1はショベル10によって取得されたスポット範囲とダンプトラック20によって取得された走行可能エリア1204に基づいて地図情報を書き換えるので、今後のスポット位置1402の変化に合わせて積込場61の入口点と出口点を適切な位置に移動するように地図情報を更新することができる。その結果、積込場61の掘削が進行し、ベンチが入口側からみて奥側方向に移動することによる地形変化に追従して、動的エリア及び静的経路を更新することができる。
According to this embodiment, the vehicle control system 1 rewrites the map information based on the spot range acquired by the
また、スポット範囲が横に広がっている場合には動的エリア候補1411の分割を実行し、合わせて静的経路を走行所要時間が最短となるように分岐して決定することで、静的経路の走行所要時間増大によるデメリットを最低限にし、ダンプトラック20の入替え時間、すなわちショベル積込待ち時間を低減して、生産効率向上に貢献することができる。
In addition, when the spot range spreads horizontally, the
<第2実施形態>
第2実施形態は、崖下放土場62に本発明を適用した実施形態である。以下、第1実施形態と構成・動作の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。
<Second embodiment>
The second embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a
図16は、第2実施形態に係る車両管制システム1aのハードウェア構成図である。車両管制システム1aは、第1実施形態のショベル10に代わり、ドーザ90が管制サーバ31に接続される。ドーザ90は崖下放土場で駆動する作業機械に相当する。
FIG. 16 is a hardware configuration diagram of a
ドーザ90に搭載される第4コントローラ900は、制御指示に従ってドーザ90を走行駆動及び姿勢駆動するための第4車体駆動装置910、第4位置算出装置920、第4姿勢センサ930、第4無線通信装置940、第4表示装置960、第4入力装置970の其々を接続して構成される。第4コントローラ900、第4位置算出装置920、第4姿勢センサ930、第4無線通信装置940、及び第4入力装置970の其々は、崖下放土場で駆動する作業機械に搭載される作業機側コントローラ、作業機側位置算出装置、作業機側無線通信装置、作業機側入力装置の其々に相当する。
A
第4コントローラ900は、第4走行指令部901、第4姿勢指令部902、第4地図情報管理部903、及び放土位置算出部904を備える。
The
放土位置算出部904は、第4位置算出装置920からドーザ90のGNSS位置を取得し、第4姿勢センサ930からブレードを含むフロント作業機械の姿勢情報を取得し、フロント作業機先端のGNSS位置を算出する。ドーザ90のオペレータは、ブレードを崖下放土の放土位置2002に合わせて第4入力装置970で指定することにより、次の放土作業でダンプトラック20が停車するスポット位置2001を指定する。
The dumping
図17A、図17B、図18を参照して、崖下放土場62が拡大した場合に、動的エリア及び静的経路を更新する手順を説明する。図17Aは放土位置が移動した距離を取得する様子を示す図である。図17Bは取得した距離に基づいて動的エリア及び静的経路を更新する様子を示す図である。図18は、放土場における処理の流れを示したフローチャートである。
With reference to FIGS. 17A, 17B, and 18, procedures for updating the dynamic area and static route when the under-cliff
図17Aにおいて、現在使用されている動的エリア807に対して、崖下放土が進行したことにより走行可能エリア1204が入口点802、出口点808に対して奥側に長くなっている。また現在の動的エリア807に対してドーザ90が指定したスポット位置2001、及び各スポット位置2001からダンプトラック20が放土エッジ(崖下放土場62の境界線)に向かって後退し、各スポット位置2001とこのスポット位置2001に停車して実際に停止・放土を行った放土位置2002の間の距離2005が図示されている。管制サーバ31のスポット範囲設定部314は、第2地図情報記憶部351に過去の放土作業が行われた際のスポット位置2001及び放土位置2002の組を複数回分蓄積されている。
In FIG. 17A, with respect to the currently used
上記の状態を前提とし、図18のステップに沿って、崖下放土場62における動的エリア及び静的経路を更新する処理の流れを説明する。この処理は基本的に図12で説明した積込場における動的エリア及び静的経路を更新する処理の流れと同様である。異なる点として、積込場61はベンチがほぼ直線の列で順に掘削されて拡大していくのに対し、崖下放土場62では、放射状に近い形状で拡大していく傾向がある。このため、第1実施形態におけるベンチ推定移動距離の算出とは異なる処理を実施している。
Assuming the above state, the flow of processing for updating the dynamic area and static route in the under-cliff
まず、ドーザオペレータが第4入力装置970から動的エリアと静的経路の更新を要求する(S2101)。またドーザオペレータから放土位置2002の指定操作を第4入力装置970が受け付けると、放土位置を示す情報(放土位置情報)が逐次管制サーバ31に送信される。
First, the dozer operator requests update of the dynamic area and static route from the fourth input device 970 (S2101). Further, when the
スポット範囲設定部314は蓄積されたスポット位置2001と放土位置2002に基づき、各点の組合せの距離2005をそれぞれ算出し、その平均値をエッジ推定移動距離2006として算出する(S2103)。
The spot range setting unit 314 calculates the
次に、図17Bに示すように、スポット範囲設定部314は蓄積した各放土位置2002を、そのまま動的エリア更新後の予測スポット位置2010とする(S2104)。
Next, as shown in FIG. 17B, the spot range setting unit 314 uses the accumulated
そして、スポット範囲設定部314はエッジ推定移動距離2006と走行可能エリア1204に基づき、更新後の動的エリア候補1411を算出する(S2105)。具体的な処理の例としては、動的エリア入口側直線1412を、動的エリア入口側直線1412に対して垂直方向にエッジ推定移動距離2006だけ移動し、当該直線と走行可能エリア1204によって囲まれる領域を動的エリア候補1411として算出する。
Then, the spot range setting unit 314 calculates the updated
以降のステップS2106からS2115の説明は、第1実施形態で説明した積込場61に関する更新処理におけるステップS1506からS1515と同様である。
The description of subsequent steps S2106 to S2115 is the same as that of steps S1506 to S1515 in the update process regarding the
本実施形態によれば、崖下放土場62においても、ダンプトラック20の実際の放土位置を参照してエリアの拡大距離を推定することにより、崖下放土場62の地形変化に追従して動的エリア及び静的経路を更新することが可能である。これによって崖下放土場62においても、動的経路が長くなって生産効率が悪化することを防止することができる。
According to the present embodiment, in the under-
上記実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の様々な変更態様は本発明に含まれる。例えば、本実施形態では、車両管制システム1をショベル10又はドーザ90と、管制サーバ31と、ダンプトラック20とを無線通信回線40を介して接続して構成したが、管制サーバ31の第2コントローラ310の機能を第1コントローラ100に搭載し、ショベル10とダンプトラック20とを通信接続して車両管制システム1を構成してもよい。
The above embodiments do not limit the present invention, and various modifications are included in the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the vehicle control system 1 is configured by connecting the
1、1a :車両管制システム
10 :ショベル
20 :ダンプトラック
31 :管制サーバ
32 :アンテナ
40 :無線通信回線
60 :搬送路
61 :積込場
62 :放土場
90 :ドーザ
1, 1a: Vehicle control system 10: Excavator 20: Dump truck 31: Control server 32: Antenna 40: Wireless communication line 60: Transport path 61: Loading site 62: Land dumping site 90: Dozer
Claims (8)
前記作業機械は、
前記作業機械の現在位置を算出する作業機側位置算出装置と、
前記無線通信回線に接続する作業機側無線通信装置と、
前記地図情報に設定された動的エリアであって、前記動的経路の生成が許容される範囲である前記動的エリアの更新要求操作、及び前記自律走行ダンプトラックを呼び込むために指定するスポット位置の指定操作を受け付ける作業機側入力装置と、
前記作業機側位置算出装置、前記作業機側無線通信装置、及び前記作業機側入力装置の其々に接続された作業機側コントローラと、を備え、
前記管制サーバは、
前記地図情報を記憶する管制側記憶装置と、
前記無線通信回線に接続する管制側無線通信装置と、
前記管制側記憶装置及び前記管制側無線通信装置の其々に接続された管制側コントローラと、を備え、
前記作業機側コントローラは、
前記スポット位置を示すスポット位置情報を前記管制サーバに送信すると共に、前記作業機側入力装置が前記動的エリアの更新要求操作を受け付けると前記作業機械の現在位置を含む更新要求情報を前記管制サーバに送信し、
前記管制側コントローラは、
前記スポット位置を受信すると前記スポット位置に追従する前記動的経路を地図情報に設定し、
前記作業機械が過去に指定した前記スポット位置及び指定時における前記作業機械の位置を、前記作業機械から複数回分受信して蓄積しておき、
前記更新要求情報を受信すると、蓄積された少なくとも2つ以上の前記作業機械の位置を結ぶ作業機械移動線と、前記更新要求情報に含まれる前記作業機械の現在位置との距離を求め、
蓄積された少なくとも2つ以上の前記スポット位置の其々を、前記距離と同じ距離からなるベンチ推定移動距離で前記作業機械移動線に向かって移動させた少なくとも2つ以上の予測スポット位置を算出し、
前記地図情報に設定されている現在の動的エリアを前記ベンチ推定移動距離と同じ距離で前記作業機械移動線に向かって平行移動させて動的エリア候補を設定し、
前記地図情報に前記動的経路の更新頻度よりも更新頻度が低い静的経路を設定し、
前記静的経路は、前記動的エリアの入口点に接続する入口側静的経路と前記動的エリアの出口点に接続する出口側静的経路とを含み、
前記管制側コントローラは、前記動的エリア候補を設定すると、前記動的エリア候補の入口点候補と前記現在の動的エリアの入口点とを結ぶ延長入口側静的経路と、前記動的エリア候補の出口点候補と前記現在の動的エリアの出口点とを結ぶ延長出口側静的経路とを生成し、
前記動的エリア候補を新たな動的エリアとして前記地図情報を書き換えると共に、前記延長入口側静的経路及び前記延長出口側静的経路を含む静的経路を新たな静的経路として前記地図情報を書き換え、
書き換えられた前記地図情報を用いて前記自律走行ダンプトラックの運行管理を行う、
ことを特徴とする車両管制システム。 The autonomously traveling dump truck runs a working machine that excavates and loads in a worksite in the mine, and at least one autonomously traveling dump truck that travels on a conveying path connected to the worksite to transport a load. A vehicle control system configured by communicating and connecting via a wireless communication line to a control server that performs operation management by setting a dynamic route to the map information of the mine,
The working machine is
a work machine side position calculation device that calculates the current position of the work machine;
a work machine side wireless communication device connected to the wireless communication line;
An update request operation of the dynamic area set in the map information, which is a range within which the dynamic route is allowed to be generated, and a spot position designated for calling the autonomous dump truck. a working machine side input device that receives a designated operation of
a work implement controller connected to each of the work implement position calculation device, the work implement wireless communication device, and the work implement input device;
The control server is
a control-side storage device that stores the map information;
a control-side wireless communication device connected to the wireless communication line;
a control-side controller connected to each of the control-side storage device and the control-side wireless communication device;
The work machine side controller includes:
Spot position information indicating the spot position is transmitted to the control server, and when the work machine side input device receives an update request operation of the dynamic area, update request information including the current position of the work machine is transmitted to the control server. send to
The control-side controller,
setting the dynamic route following the spot position in map information when the spot position is received;
receiving and accumulating the spot positions designated in the past by the work machine and the position of the work machine at the time of designation from the work machine a plurality of times;
when the update request information is received, obtaining a distance between a work machine movement line connecting at least two or more accumulated positions of the work machines and the current position of the work machine included in the update request information;
calculating at least two or more predicted spot positions by moving each of the at least two or more accumulated spot positions toward the line of movement of the work machine by an estimated bench movement distance equal to the distance; ,
moving the current dynamic area set in the map information in parallel toward the work machine movement line by the same distance as the estimated bench movement distance to set a dynamic area candidate;
setting a static route whose update frequency is lower than that of the dynamic route in the map information;
the static route includes an entry-side static route connecting to an entry point of the dynamic area and an exit-side static route connecting to an exit point of the dynamic area;
When the dynamic area candidate is set, the control-side controller creates an extended entrance-side static route connecting the entrance point candidate of the dynamic area candidate and the entrance point of the current dynamic area, and the dynamic area candidate. generating an extended exit-side static path that connects the exit point candidate of and the exit point of the current dynamic area;
The map information is rewritten with the dynamic area candidate as a new dynamic area, and the static route including the extended entrance side static route and the extended exit side static route is used as a new static route in the map information. and rewrite
using the rewritten map information to manage the operation of the autonomously traveling dump truck;
A vehicle control system characterized by:
前記管制側コントローラは、
前記入口点候補と前記予測スポット位置の其々とを結ぶ全ての入口側動的経路候補、及び前記予測スポット位置の其々と前記出口点候補とを結ぶ全ての出口側動的経路候補について、前記自律走行ダンプトラックが走行するために必要な走行所要時間を求め、前記作業機械の待ち時間を基準に定められた走行時間閾値以上の走行所要時間を要する前記入口側動的経路候補又は前記出口側動的経路候補が1つ以上ある場合、前記動的エリア候補を前記作業機械移動線の軸方向に沿って複数に分割し、分割された各分割動的エリア候補に含まれる前記予測スポット位置の其々と各分割動的エリア候補の入口点候補とを結ぶ入口側動的経路候補の其々についての走行所要時間、及び前記予測スポット位置の其々と前記分割動的エリア候補の出口点候補とを結ぶ出口側動的経路候補の其々についての走行所要時間を求め、各分割動的エリア候補について算出された全ての走行所要時間が前記走行時間閾値未満であれば、前記複数の分割動的エリア候補を新たな動的エリアとして前記地図情報を書き換える、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 1,
The control-side controller,
For all entrance-side dynamic path candidates connecting the entrance point candidates and the predicted spot positions, and all exit-side dynamic path candidates connecting the predicted spot positions and the exit point candidates, A travel time necessary for the autonomously traveling dump truck to travel is obtained, and the entrance-side dynamic route candidate or the exit requiring a travel time equal to or greater than a travel time threshold determined based on the waiting time of the work machine. When there are one or more side dynamic path candidates, the dynamic area candidate is divided into a plurality of candidates along the axial direction of the work machine movement line, and the predicted spot positions included in each of the divided dynamic area candidates are calculated. and the entry point candidate of each divided dynamic area candidate. A travel time is calculated for each of the exit-side dynamic route candidates connecting the candidates, and if all the travel times calculated for each divided dynamic area candidate are less than the travel time threshold, the plurality of divisions rewriting the map information with the dynamic area candidate as a new dynamic area;
A vehicle control system characterized by:
前記管制側コントローラは、
前記延長入口側静的経路の上に各分割動的エリアの入口点の其々に向かって走行経路が分岐する入口側分岐点候補を少なくとも1つ以上設定し、各入口側分岐点候補と各分割動的エリアの入口点とを結ぶ分岐経路の其々の走行所要時間を算出し、当該分岐経路の走行所要時間が最小となる点を入口側分岐点として選択し、
前記延長出口側静的経路の上に各分割動的エリアの出口点の其々からの走行経路が合流する出口側合流点候補を少なくとも1つ以上設定し、各出口側合流点候補と各分割動的エリアの出口点との其々を結ぶ走行経路の其々の走行所要時間を算出し、当該走行経路の走行所要時間が最小となる点を出口側合流点として選択する、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 2,
The control-side controller,
At least one or more entrance-side branch point candidates are set on the extended entrance-side static route, at which the travel route branches toward the entrance points of each divided dynamic area, and each entrance-side branch point candidate and each Calculate the required travel time for each of the branch routes connecting the entry point of the divided dynamic area, and select the point at which the required travel time of the branch route is the minimum as the entrance-side branch point;
At least one or more exit-side confluence candidates are set on the extended exit-side static route, at which the travel routes from each of the exit points of each divided dynamic area merge, and each exit-side confluence candidate and each division Calculate the travel time required for each of the travel routes that connect the exit points of the dynamic area, and select the point that minimizes the travel time required for the travel route as the exit-side confluence point;
A vehicle control system characterized by:
前記自律走行ダンプトラックは、
前記自律走行ダンプトラックの現在位置を検出するダンプトラック側位置算出装置と、
前記無線通信回線に接続するダンプトラック側無線通信装置と、
前記自律走行ダンプトラックの走行路面を検出する車載センサと、
前記ダンプトラック側位置算出装置、前記ダンプトラック側無線通信装置、及び前記車載センサの其々に接続されたダンプトラック側コントローラと、を備え、
前記ダンプトラック側コントローラは、
前記車載センサの出力及び前記自律走行ダンプトラックの現在位置を基に、前記自律走行ダンプトラックが実際に走行した走行路面の位置を蓄積して定義した走行可能エリアの位置を取得して前記管制サーバに送信し、
前記管制側コントローラは、
前記地図情報において前記走行可能エリア内に前記動的エリアを設定する、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 1 ,
The autonomous traveling dump truck is
a dump truck side position calculation device that detects the current position of the autonomously traveling dump truck;
a dump truck side wireless communication device connected to the wireless communication line;
an in-vehicle sensor that detects a road surface on which the autonomously traveling dump truck travels;
a dump truck side controller connected to each of the dump truck side position calculation device, the dump truck side wireless communication device, and the in-vehicle sensor;
The dump truck side controller
Based on the output of the vehicle-mounted sensor and the current position of the autonomously traveling dump truck, the position of the travelable area defined by accumulating the position of the road surface on which the autonomously traveling dump truck actually traveled is acquired, and the control server acquires the position of the travelable area. send to
The control-side controller,
setting the dynamic area within the drivable area in the map information;
A vehicle control system characterized by:
前記作業機械は、
前記作業機側コントローラに接続された作業機側表示装置を更に備え、
前記管制側コントローラは、
前記動的経路が全て生成された動的エリア候補の位置を示す動的エリア候補情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機側コントローラは、
前記動的エリア候補情報が示す動的エリア候補の位置と、当該動的エリア候補を承認する操作を受け付ける承認ボタンと、を含む画面を前記作業機側表示装置に表示し、前記承認ボタンが承認操作を受け付けると、前記動的エリア候補が承認されたことを示す承認情報を前記管制サーバに送信し、
前記管制側コントローラは、
前記承認情報を受信すると、前記地図情報の動的エリアを前記動的エリア候補に書き換える、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 1,
The working machine is
further comprising a work machine side display device connected to the work machine side controller;
The control-side controller,
transmitting dynamic area candidate information indicating positions of dynamic area candidates for which all the dynamic routes are generated to the work machine;
The work machine side controller includes:
a screen including a position of the dynamic area candidate indicated by the dynamic area candidate information and an approval button for accepting an operation for approving the dynamic area candidate is displayed on the working machine side display device, and the approval button is accepted when the operation is accepted, sending approval information indicating that the dynamic area candidate has been approved to the control server;
The control-side controller,
Rewriting the dynamic area of the map information to the dynamic area candidate when the approval information is received;
A vehicle control system characterized by:
前記画面には、前記動的エリア候補を複数の分割動的エリア候補の分割操作を受け付ける分割切替ボタンが更に表示され、
前記作業機側コントローラは、
前記分割切替ボタンが分割操作を受け付けると、前記動的エリア候補を分割させる分割情報を前記管制サーバに送信し、
前記管制側コントローラは、
前記分割情報を受信すると、前記動的エリア候補を前記作業機械移動線の軸方向に沿って複数に分割し、分割された各分割動的エリア候補に含まれる前記予測スポット位置の其々と各分割動的エリア候補の入口点候補とを結ぶ入口側動的経路候補の其々についての走行所要時間、及び前記予測スポット位置の其々と前記分割動的エリア候補の出口点候補とを結ぶ出口側動的経路候補の其々について走行所要時間を求め、各分割動的エリア候補について算出された全ての走行所要時間が、前記作業機械の待ち時間を基準に定められた走行時間閾値未満であれば、前記複数の分割動的エリア候補を示す情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機側コントローラは、
全ての前記分割動的エリア候補を前記画面に表示し、前記承認ボタンが承認操作を受け付けると前記管制サーバに対して分割動的エリア候補を承認する承認情報を送信し、
前記管制側コントローラは、
前記承認情報に応じて前記地図情報の動的エリアを前記分割動的エリア候補に書き換え
る、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 5 ,
dividing the dynamic area candidate into a plurality of division on the screen, further displaying a division switching button for accepting a division operation of the dynamic area candidate;
The work machine side controller includes:
When the division switching button receives a division operation, division information for dividing the dynamic area candidate is transmitted to the control server;
The control-side controller,
When the division information is received, the dynamic area candidate is divided into a plurality of pieces along the axial direction of the work machine movement line, and each of the predicted spot positions included in each of the divided dynamic area candidates is The travel time required for each of the entrance-side dynamic route candidates connecting with the entrance point candidate of the divided dynamic area candidate, and the exit connecting each of the predicted spot positions and the exit point candidate of the divided dynamic area candidate. A required travel time is obtained for each of the side dynamic route candidates, and all the travel time calculated for each divided dynamic area candidate is less than a travel time threshold determined based on the waiting time of the work machine. for example, transmitting information indicating the plurality of divided dynamic area candidates to the work machine;
The work machine side controller includes:
displaying all the divided dynamic area candidates on the screen, and when the approval button receives an approval operation, transmitting approval information for approving the divided dynamic area candidates to the control server;
The control-side controller,
Rewriting the dynamic area of the map information to the divided dynamic area candidate according to the approval information
Ru
A vehicle control system characterized by:
前記作業機械はショベルであり、
前記スポット位置は、前記ショベルが前記自律走行ダンプトラックに対して積込作業を行うために指定する位置である、
ことを特徴とする車両管制システム。 In the vehicle control system according to claim 1 ,
the working machine is a shovel,
The spot position is a position designated by the excavator for loading the autonomous dump truck.
A vehicle control system characterized by:
前記作業機械は、
前記作業機械の現在位置を算出する作業機側位置算出装置と、
前記無線通信回線に接続する作業機側無線通信装置と、
前記地図情報に設定された動的エリアであって、前記動的経路の生成が許容される範囲である前記動的エリアの更新要求操作、及び前記自律走行ダンプトラックの放土位置の指定操作を受け付ける作業機側入力装置と、
前記作業機側位置算出装置、前記作業機側無線通信装置、及び前記作業機側入力装置の其々に接続された作業機側コントローラと、を備え、
前記管制サーバは、
前記地図情報を記憶する管制側記憶装置と、
前記無線通信回線に接続する管制側無線通信装置と、
前記管制側記憶装置及び前記管制側無線通信装置の其々に接続された管制側コントローラと、を備え、
前記作業機側コントローラは、
前記放土位置を示す放土位置情報を前記管制サーバに送信すると共に、前記作業機側入力装置が前記動的エリアの更新要求操作を受け付けると前記作業機械の現在位置を含む更新要求情報を前記管制サーバに送信し、
前記自律走行ダンプトラックは、
前記自律走行ダンプトラックの現在位置を検出するダンプトラック側位置算出装置と、
前記無線通信回線に接続するダンプトラック側無線通信装置と、
前記ダンプトラック側位置算出装置及び前記ダンプトラック側無線通信装置の其々に接続されたダンプトラック側コントローラと、を備え、
前記ダンプトラック側コントローラは、
前記自律走行ダンプトラックが崖下放土を行うため停車したスポット位置を前記管制サーバに送信し、
前記管制側コントローラは、
前記自律走行ダンプトラックが過去に崖下放土を行った放土位置及びその時のスポット位置の組を複数回分蓄積し、
前記作業機械から前記放土位置情報を受信すると前記放土位置に合わせて前記自律走行ダンプトラックが停車するスポット位置に追従する前記動的経路を前記地図情報に設定し、
前記作業機械から更新要求情報を受信すると、蓄積された過去の複数の組の其々について、スポット位置及びそのときの放土位置の距離を求め、これらの距離の平均値を崖下放土のエッジ推定移動距離として算出し、
過去のスポット位置を、前記エッジ推定移動距離と同じ距離で前記崖下放土場の境界線側に移動させた少なくとも2つ以上の予測スポット位置を算出し、
前記地図情報に設定されている現在の動的エリアを前記エッジ推定移動距離と同じ距離で前記崖下放土場の境界線側に平行移動させて動的エリア候補を設定し、
前記地図情報に前記動的経路の更新頻度よりも更新頻度が低い静的経路を設定し、
前記静的経路は、前記動的エリアの入口点に接続する入口側静的経路と前記動的エリアの出口点に接続する出口側静的経路とを含み、
前記管制側コントローラは、前記動的エリア候補を設定すると、前記動的エリア候補の入口点候補と前記現在の動的エリアの入口点とを結ぶ延長入口側静的経路と、前記動的エリア候補の出口点候補と前記現在の動的エリアの出口点とを結ぶ延長出口側静的経路とを生成し、
前記動的エリア候補を新たな動的エリアとして前記地図情報を書き換えると共に、前記延長入口側静的経路及び前記延長出口側静的経路を含む静的経路を新たな静的経路として前記地図情報を書き換え、
書き換えられた前記地図情報を用いて前記自律走行ダンプトラックの運行管理を行う、
ことを特徴とする車両管制システム。 A working machine that operates at an under-cliff dumping site in a mine, and at least one autonomously traveling dump truck that travels along a transport path connected to the under-cliffing dumping site to discharge a load, each of the autonomously-driving dump truck. A vehicle control system configured by communicating and connecting via a wireless communication line to a control server that performs operation management by setting a dynamic route along which a truck travels in the map information of the mine,
The working machine is
a work machine side position calculation device that calculates the current position of the work machine;
a work machine side wireless communication device connected to the wireless communication line;
an update request operation of the dynamic area set in the map information and within a range in which the dynamic route is allowed to be generated, and an operation of designating the dumping position of the autonomous traveling dump truck. a work machine side input device for receiving;
a work implement controller connected to each of the work implement position calculation device, the work implement wireless communication device, and the work implement input device;
The control server is
a control-side storage device that stores the map information;
a control-side wireless communication device connected to the wireless communication line;
a control-side controller connected to each of the control-side storage device and the control-side wireless communication device;
The work machine side controller includes:
Discharge position information indicating the discharge position is transmitted to the control server, and when the work machine side input device receives an update request operation of the dynamic area, update request information including the current position of the work machine is transmitted to the control server. sent to the control server,
The autonomous traveling dump truck is
a dump truck side position calculation device that detects the current position of the autonomously traveling dump truck;
a dump truck side wireless communication device connected to the wireless communication line;
a dump truck side controller connected to each of the dump truck side position calculation device and the dump truck side wireless communication device;
The dump truck side controller
Sending the spot position where the autonomous traveling dump truck stopped to perform earth dumping under the cliff to the control server;
The control-side controller,
accumulating a plurality of pairs of dumping positions where the autonomous traveling dump truck has dumped under cliffs in the past and spot positions at that time,
when the dumping position information is received from the working machine, the dynamic route following the spot position where the autonomous traveling dump truck stops is set in the map information according to the dumping position;
When the update request information is received from the work machine, the distance between the spot position and the dumping position at that time is obtained for each of the accumulated past plural pairs, and the average value of these distances is calculated as the edge of the dumping under the cliff. Calculated as the estimated distance traveled,
calculating at least two or more predicted spot positions by moving the past spot positions to the boundary line side of the under-cliff land dumping field by the same distance as the estimated edge movement distance;
moving the current dynamic area set in the map information in parallel to the boundary line side of the under-cliff dumping site by the same distance as the edge estimated movement distance to set a dynamic area candidate;
setting a static route whose update frequency is lower than that of the dynamic route in the map information;
the static route includes an entry-side static route connecting to an entry point of the dynamic area and an exit-side static route connecting to an exit point of the dynamic area;
When the dynamic area candidate is set, the control-side controller creates an extended entrance-side static route connecting the entrance point candidate of the dynamic area candidate and the entrance point of the current dynamic area, and the dynamic area candidate. generating an extended exit-side static path that connects the exit point candidate of and the exit point of the current dynamic area;
The map information is rewritten with the dynamic area candidate as a new dynamic area, and the map information is updated with the static route including the extended entrance side static route and the extended exit side static route as a new static route. rewrite,
using the rewritten map information to manage the operation of the autonomously traveling dump truck;
A vehicle control system characterized by:
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