JP7200598B2 - 隊列走行システム - Google Patents

Description

本発明は、有人走行によって坑内を走行する先導車両に対して自動走行車両を追従させて隊列走行を行わせる隊列走行システムに関する。

掘削中のトンネルではズリ（掘削土砂）を運搬するために、大型ダンプトラックやトレーラトラックを坑内で走行させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－３０１７００号公報

しかしながら、坑内は狭隘な環境であるため、運転手は坑内での運転を熟知した者に限られる。そして、大量のズリを運搬する際には複数台の大型ダンプトラックやトラックトラクタを運行する必要があるが、複数人の熟練した運転手を確保することが困難であった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、熟練した運転手を要することなく、トンネルの抗内で大型車両を隊列走行させる隊列走行システムを提供することにある。

本発明の隊列走行システムは、幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で有人走行する先導車両を先頭にして、前記先導車両よりも大型の後続車両を隊列走行させる隊列走行システムであって、前記先導車両は、前記規制物との離隔を計測して、前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として前記後続車両に送信する先導ユニットを具備し、前記後続車両は、受信した離隔情報に基づいて前記規制物を回避可能であるか否かを判断し、前記規制物を回避可能である場合には、同軌道で前記先導車両に追従する同軌道追従ルートで、記規制物を回避不能である場合には、前記規制物を回避して前記先導車両に追従する回避ルートでそれぞれ自動走行させる追従ユニットを具備することを特徴とする。
さらに、本発明の隊列走行システムにおいて、前記先導ユニットは、路面状態を計測し、計測した路面状態に応じて前記先導車両の上限速度を設定しても良い。
さらに、本発明の隊列走行システムにおいて、前記追従ユニットは、前記後続車両の上下方向の振動を計測し、前記先導ユニットは、前記追従ユニットによって計測された振動に応じて前記先導車両の上限速度を設定しても良い。
また、本発明の先導ユニットは、幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で、自車よりも大型の後続車両を先導して隊列走行させる先導車両に搭載された先導ユニットであって、前記規制物との離隔を計測する離隔計測センサと、前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として生成する先導情報生成部と、前記離隔情報を前記後続車両に送信する送信部と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の追従ユニットは、幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で有人走行する先導車両を先頭にして隊列走行する、前記先導車両
よりも大型の後続車両に搭載された追従ユニットであって、前記先導車両から前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として受信し、受信した前記離隔情報に基づいて前記規制物を回避可能であるか否かを判断し、前記規制物を回避可能である場合には、同軌道で前記先導車両に追従する同軌道追従ルートで、前記規制物を回避不能である場合には、前記規制物を回避して前記先導車両に追従する回避ルートでそれぞれ生成する走行ルート生成部と、前記同軌道追従ルートもしくは前記回避ルートを走行する自動走行情報を生成し、生成した前記自動走行情報によって前記同軌道追従ルートもしくは前記回避ルートの自動走行を制御する自動走行情報生成部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、先導車両の運転士は、後続車両の大きさを意識することなくトンネル坑内を走行することができる。従って、熟練した運転手を要することなく、トンネルの抗内で先導車両よりも大型の後続車両２を隊列走行させることができるという効果を奏する。

本発明に係る隊列走行システムの隊列例を示す図である。 図１に示す先導ユニットの構成を示すブロック図である。 図１に示す追従ユニットの構成を示すブロック図である。 図２に示す先導情報生成部によって生成される離隔情報例を示す図である。 図３に示す追従ユニットによる追従動作を説明するフローチャートである。 図３に示す走行ルート生成部による回避判断例を説明する説明図である。 図３に示す走行ルート生成部によって生成されるルート例を示す図である。 切羽でのズリ積載工程を説明する説明図である。 切羽でのズリ積載工程を説明する説明図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。

本実施形態の隊列走行システムは、トンネル坑内等の幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で有人走行する先導車両１に追従させ、ズリ等の貨物を運搬する後続車両２を自動走行で隊列走行させるシステムであり、先導車両１に搭載された先導ユニット１０と、後続車両２に搭載された追従ユニット２０とを備えている。図１には、１台の先導車両１と２台の後続車両２との３台からなる隊列例が示されているが、後続車両２の数は、１台でも３台以上であっても良い。

後続車両２は、ズリ等の貨物を運搬する貨物自動車であり、効率良く大量の貨物を運搬するため、車高Ｈ_２が高く、車長Ｌ_２が長く、車幅Ｗ_２が広いもの好適である。このため、本実施形態では、後続車両２は、坑内で方向転換することなく切羽側及び坑口側にそれぞれ走行させることを想定している。従って、後続車両２は、全輪操舵であることが望ましい。全輪操舵とすることで、切羽側及び坑口側へのそれぞれの走行制御を共通化することができる。

本実施形態において、先導車両１は、後続車両２を先導する機能を有していれば良い。従って、後続車両２よりも車高Ｈ_１が低く、車長Ｌ_１が短く、車幅Ｗ_１が狭い乗用車を使用することができる。

また、後続車両２には、荷台３の切羽側及び坑口側のそれぞれに運転席４が設けられ、坑内で方向転換することなく切羽側及び坑口側にそれぞれ有人走行させることが可能になっている。

先導ユニット１０は、図２を参照すると、車両制御ＥＣＵ（engine control unit）１１と、ＨＭＩ（human machine interface）システム１２と、坑内情報取得部１３と、先導制御部１４と、通信部１５と、これらの各構成を接続する車内ＬＡＮ１６とを備えている。

車両制御ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。
車両制御ＥＣＵ１１は、制動装置であるブレーキアクチュエータを制御するブレーキ制御ＥＣＵ、駆動装置であるエンジンを制御するエンジン制御ＥＣＵ、操舵装置であるステアリングアクチュエータを制御するステアリング制御ＥＣＵ等で構成される。車両制御ＥＣＵ１１は、アクセルペダルの踏圧操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏圧操作量を検出するブレーキセンサ、ステアリングホイールの操作量である蛇角を検出するステアリングセンサ等の各センサから出力される検出信号を取得し、制動装置、駆動装置、操舵装置等を制御して車両を制御する。

ＨＭＩシステム１２は、コントローラ１２１と、操作部１２２と、表示部１２３と、音声出力部１２４とを備えている。操作部１２２は、運転手による各種操作を受け付けるスイッチ群である。表示部１２３は、運転手に報知する各種情報を画像出力するディスプレイである。操作部１２２の一部もしくは全部と、表示部１２３とをタッチパネルとして構成しても良い。

音声出力部１２４は、運転手に報知する各種情報を音声出力するスピーカである。コントローラ１２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。コントローラ１２１は、操作部１２２によって受け付けた各種操作を車両制御ＥＣＵ１１や先導制御部１４に通知すると共に、車両制御ＥＣＵ１１や先導制御部１４から通知された各種情報を表示部１２３や音声出力部１２４から出力する。

坑内情報取得部１３は、先導車両１及び後続車両２の走行を規制する坑壁やセントル等の規制物との離隔を計測する離隔計測センサ１３１と、路面状況を計測する路面計測センサ１３２とを備えている。

離隔計測センサ１３１は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラ、３次元レーザースキャナー（３Ｄスキャナー）等で構成され、トンネル断面における規制物との離隔を離隔情報として計測する。

路面計測センサ１３２は、路面の凹凸を計測するセンサであり、例えば、前方の路面の凹凸を計測するミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラ、３次元レーザースキャナー（３Ｄスキャナー）や、上下方向の振動によって路面の凹凸を計測する加速度センサ等で構成される。なお、離隔計測センサ１３１及び路面計測センサ１３２は、一部もしくは全部を共用しても良い。

先導制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部であり、先導情報生成部１４１、先導走行案内部１４２として機能する。

先導情報生成部１４１は、後続する後続車両２を先導するための先導情報として生成し、生成した先導情報を通信部１５経由で後続する後続車両２に送信する。

先導走行案内部１４２は、路面の凹凸に応じた上限速度を設定し、上限速度以下での先導車両１の走行を案内する。

通信部１５は、７６０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．９ＧＨｚ帯等を使用した無線通信を介して追従ユニット２０との間で情報の送受信を行う機能を有している。

追従ユニット２０は、図３を参照すると、車両制御ＥＣＵ（engine control unit）２１と、追従情報取得部２２と、追従制御部２３と、通信部２４と、これらの各構成を接続する車内ＬＡＮ２５とを備えている。

車両制御ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。
車両制御ＥＣＵ２１は、制動装置であるブレーキアクチュエータを制御するブレーキ制御ＥＣＵ、駆動装置であるエンジンを制御するエンジン制御ＥＣＵ、操舵装置であるステアリングアクチュエータを制御するステアリング制御ＥＣＵ等で構成される。車両制御ＥＣＵ１１は、追従制御部２３からの自動走行情報に基づいて、制動装置、駆動装置、操舵装置等を制御して車両を駆動する。

追従情報取得部２２は、前方を走行する先導車両１もしくは後続車両２を計測する前方計測センサ２２１と、規制物との離隔を計測する離隔計測センサ２２２と、後続車両２の振動を計測する振動計測センサ２２３とを備えている。

前方計測センサ２２１は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラ、３次元レーザースキャナー（３Ｄスキャナー）等で構成され、前方を走行する先導車両１もしくは後続車両２と自車との距離と、前方を走行する先導車両１もしくは後続車両２と自車との左右の位置地関係を計測する。なお、後続車両２は、切羽側及び坑口側にそれぞれ走行させることを想定しているため、前方計測センサ２２１は、切羽側及び坑口側にそれぞれ設けられ、走行方向に応じて切り換えられる。

離隔計測センサ２２２は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラ、３次元レーザースキャナー（３Ｄスキャナー）等で構成され、トンネル断面における規制物との離隔を計測する。なお、前方計測センサ２２１及び離隔計測センサ２２２は、一部もしくは全部を共用しても良い。

振動計測センサ２２３は、例えば、加速度センサで構成され、後続車両２の上下方向の振動を計測する。

追従制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部であり、走行ルート生成部２３１、自動走行情報生成部２３２として機能する。

走行ルート生成部２３１は、先導車両１からの先導情報に基づいて、先導車両１の軌跡を自車が追従する同軌道追従ルート、もしくは規制物を回避する回避ルートを生成する。

自動走行情報生成部２３２は、走行ルート生成部２３１によって生成される同軌道追従ルートもしくは回避ルートと、走行情報とに基づいて、所定の車間距離Ｄで同軌道追従ルートもしくは回避ルートを走行する自動走行情報を生成する。

通信部２４は、７６０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．９ＧＨｚ帯等を使用した無線通信を介して先導ユニット１０との間で情報の送受信を行う機能を有している。

次に、先導ユニット１０による先導情報生成動作について図４を参照して詳細に説明する。
坑内情報取得部１３は、離隔計測センサ１３１によってトンネル断面における規制物との離隔を所定の間隔で計測する。なお、離隔計測センサ１３１によって離隔を計測する離隔計測位置は、例えば、図１に示すように、先導車両１の後端から距離Ｌ_ａに予め設定されている。

先導情報生成部１４１は、離隔計測センサ１３１による計測結果に基づいて、図４に示すようなトンネル断面における規制物と、先導車両１の幅方向中央に設定された基準点Ｘとの位置関係を示す離隔情報を生成する。図４において、実線が規制物であり、（ａ）は抗壁が規制物である例が、（ｂ）はセントルの架台６が規制物である例がそれぞれ示されている。

また、先導情報生成部１４１は、車両の走行に関する走行情報（例えば、速度、加減速制御、操舵角）を車両制御ＥＣＵ１１から取得する。そして、先導情報生成部１４１は、離隔情報と、走行情報と、離隔計測位置から先導車両１の後端までの距離Ｌ_ａとを先導情報として生成し、生成した先導情報を通信部１５経由で後続する後続車両２に送信する。

次に、先導ユニット１０による先導走行案内動作について詳細に説明する。
坑内情報取得部１３は、路面計測センサ１３２によって路面の凹凸を計測している。そして、先導走行案内部１４２は、路面計測センサ１３２の計測結果に基づいて、路面の凹凸状態を判断し、上限速度を設定する。坑内情報取得部１３は、路面の凹凸が大きい程、低い上限速度に設定する。

次に、先導走行案内部１４２は、設定した上限速度をＨＭＩシステム１２の表示部１２３や音声出力部１２４によって運転手に報知すると共に、設定した上限速度を車両制御ＥＣＵ１１に通知することで、先導車両１の速度を上限速度以下に制御する。これにより、運転手が意識することなく、路面状態に応じた安全な速度で隊列走行を実現させることができる。また、車両制御ＥＣＵ１１は、上限速度の通知に伴って制動制御を実施した場合、上限速度の通知に伴う制動制御の実施であることを、ＨＭＩシステム１２の表示部１２３や音声出力部１２４によって運転手に報知する。

次に、先導車両１に直接追従する後続車両２に搭載された追従ユニット２０による追従動作について図５乃至図７を参照して詳細に説明する。なお、後続車両２（追従ユニット２０）は、前方計測センサ２２１による計測結果（車幅、車高等）によって、前方の車両が先導車両１であることを識別し、自車が先導車両１に直接追従する後続車両２であることを認識すると良い。

走行ルート生成部２３１は、先導車両１からの先導情報（離隔情報＋走行情報＋距離Ｌ_ａ）を受信する（ステップＳ１０１）。そして、走行ルート生成部２３１は、受信した先導情報（離隔情報）と記憶している自車の寸法情報（車高Ｈ_２、車長Ｌ_２、車幅Ｗ_２）とに基づいて、先導車両１の基準点Ｘと、後続車両２の幅方向中央に設定された基準点Ｙとを左右方向で一致させた場合に、離隔計測位置において自車が所定のクリアランスαで規制物を回避可能であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

図６（ａ）に示すように、ステップＳ１０２で規制物を回避可能である場合、走行ルート生成部２３１は、先導車両１の基準点Ｘの軌跡を自車の基準点Ｙが追従する同軌道追従ルートを生成し（ステップＳ１０３）、生成した同軌道追従ルートを後続する他の後続車両２に送信する（ステップＳ１０４）。

次に、自動走行情報生成部２３２は、走行ルート生成部２３１によって生成された同軌道追従ルートと、走行情報とに基づいて、所定の車間距離Ｄで同軌道追従ルートを走行する自動走行情報を生成し、生成した自動走行情報を車両制御ＥＣＵ１１に通知することで、同軌道追従ルートの自動走行を制御する（ステップＳ１０５）。

以下、ステップＳ１０２で規制物を回避可能である場合は、ステップＳ１０１～Ｓ１０５の動作が繰り返される。これにより、直接追従する後続車両２は、先導車両１の走行に応じて、所定の車間距離Ｄで同軌道追従されることになる。

図６（ｂ）に示すように、ステップＳ１０２で規制物を回避不能である場合、走行ルート生成部２３１は、ステップＳ１０１で受信した先導情報に含まれた離隔情報の離隔情報計測位置を回避ポイントして記憶する（ステップＳ１０６）。図７（ａ）を参照すると、自車の先端から前方に先導情報に含まれる距離Ｌａと、所定の車間距離Ｄとを加算した距離の地点が回避ポイントして記憶されることになる。

次に、走行ルート生成部２３１は、図６（ｃ）に示すように、所定のクリアランスαで規制物を回避させた場合の先導車両１の基準点Ｘと後続車両２の基準点Ｙとの左右方向の距離及び方向を回避量Ｚとして算出する（ステップＳ１０７）。

なお、高さ方向で規制物と接触する場合や、両側に規制物が張り出している場合には、ステップＳ１０７において回避量Ｚを算出不能になることがある。この場合、走行ルート生成部２３１は、車両制御ＥＣＵ２１に回避不可情報を通知することで自車の走行を停止させる。また、走行ルート生成部２３１は、先導車両１及び後続する他の後続車両２にも回避不可情報を送信し、先導車両１及び後続する他の後続車両２も走行を停止させる。

次に、走行ルート生成部２３１は、算出した回避量Ｚに基づいて、図７（ａ）に点線で示す同軌道追従ルートから、規制物を回避する方向に移動する、図７（ａ）に実線で示す回避ルートを生成し（ステップＳ１０８）、生成した回避ルートを後続する他の後続車両２に送信する（ステップＳ１０９）。
次に、自動走行情報生成部２３２は、走行ルート生成部２３１によって生成された回避ルートと、走行情報とに基づいて、所定の車間距離Ｄで回避ルートを走行する自動走行情報を生成し、生成した自動走行情報を車両制御ＥＣＵ２１に通知することで、回避ルートの自動走行を制御する（ステップＳ１１０）。

回避ルートの自動走行が制御されている状態で、先導車両１からの次に先導情報（離隔情報＋走行情報＋距離Ｌ_ａ）が受信されると（ステップＳ１１１）、走行ルート生成部２３１は、離隔情報に基づいて、先導車両１の基準点Ｘと、後続車両２の幅方向中央に設定された基準点Ｙとを左右方向で一致させた場合に、離隔計測位置において自車が所定のクリアランスαで規制物を回避可能であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１２で規制物を回避不能である場合、走行ルート生成部２３１は、ステップＳ１１１で受信した先導情報に含まれた離隔情報の離隔情報計測位置を回避ポイントとして更新して記憶する（ステップＳ１１３）。

次に、走行ルート生成部２３１は、離隔情報に基づいて、先導車両１の基準点Ｘから後続車両２の基準点Ｙを回避量Ｚずらした状態で、離隔計測位置において自車が所定のクリアランスαで規制物を回避可能であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１４で規制物を回避不能である場合、走行している回避ルートでは規制物に接触してしまう虞があるため、走行ルート生成部２３１は、ステップＳ１０７に戻って新たな回避量Ｚを算出し、ステップＳ１０８で新たな回避ルートを生成する。

ステップＳ１１４で規制物を回避可能である場合、走行している現在の回避ルートで規制物を回避できるため、ステップ１１０に戻って、自動走行情報生成部２３２は、現在の回避ルートの自動走行を制御する。

ステップＳ１１２で規制物を回避可能である場合、自動走行情報生成部２３２は、自車の後端が回避ポイントを通過したか否かを判断する（ステップＳ１１５）。なお、回避ポイントは、ステップＳ１１３によって更新される。

ステップＳ１１５で自車の後端が回避ポイントを通過していない場合、ステップ１１０に戻って、自動走行情報生成部２３２は、現在の回避ルートの自動走行を制御する。

ステップＳ１１５で自車の後端が回避ポイントを通過している場合、ステップＳ１０３に戻って、走行ルート生成部２３１は、図７（ｂ）に点線で示す同軌道追従ルートを生成し、図７（ｂ）に点線で示す回避ルートから同軌道追従ルートの自動走行に切り換える。なお、回避ルートと同軌道追従ルートとの切り換え時において、前輪と後輪との内輪差をクリアランスαによって吸収するようにしても良く、後続車両２を同位相方式で四輪操舵させることで前輪と後輪との内輪差を解消しても良い。

なお、自動走行情報生成部２３２は、離隔計測センサ２２２によって、自車が所定のクリアランスαで規制物を回避可能であるか否かを確認しながら、自動走行を制御すると良い。この場合、先導車両１からの先導情報（離隔情報）によって生成した同軌道追従ルート及び回避ルートの安全を確認しながら自動走行することができる。

次に、他の後続車両２に追従する後続車両２に搭載された追従ユニット２０による追従動作について詳細に説明する。なお、後続車両２（追従ユニット２０）は、前方計測センサ２２１による計測結果（車幅、車高等）によって、前方の車両が後続車両２であることを識別し、自車が他の後続車両２に追従する後続車両２であることを認識すると良い。

他の後続車両２に追従する後続車両２は、先導車両１に直接追従する後続車両２と同軌道で追従するように制御される。

他の後続車両２に追従する後続車両２の追従ユニット２０（自動走行情報生成部２３２）は、先導車両１からの先導情報（離隔情報＋走行情報＋距離Ｌ_ａ）と、先導車両１に直接追従する後続車両２に搭載された追従ユニット２０によって生成された同期動追従ルート及び回避ルートとに基づいて、所定の車間距離Ｄで先行する後続車両２と同軌道を走行する自動走行情報を生成し、生成した自動走行情報を車両制御ＥＣＵ１１に通知することで、先行する後続車両２と同軌道の自動走行を制御する。

なお、ズリが車高Ｈ_２よりも高く積まれた場合、高さ方向で規制物と接触する虞がある。そこで、ズリの高さを計測する光学センサやカメラを設け、ズリの高さが予め設定された高さ閾値を越えた場合には、走行不能に制御したり、車高Ｈ_２を修正して回避可能であるか否かを判断したりすると良い。

また、ズリの積載量が大量である場合、路面からの影響が大きくなる。そこで、後続車両２の振動計測センサ２２３による計測結果を先導車両１に送信し、先導ユニット１０の先導走行案内部１４２は、後続車両２の振動計測センサ２２３の計測結果に基づいて、上限速度を設定しても良い。

次に、切羽でのズリ積載工程について図８及び図９を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、後続車両２が接続されていないため、切羽において後続車両２へのズリ積載を効率良く実施することができ、早期に切羽を解放することができる。以下、４台の後続車両２ａ～２ｄを先導車両１で追従走行させる例について説明する。

図８（ａ）に示すように、先導車両１で４台の後続車両２ａ～２ｄを先導し、切羽付近まで追従走行させ、停止させる。この状態で、追従走行は解除する。

次に、図８（ｂ）に示すように、先導車両１を方向転換して坑口側に走行させ、後続車両２ｄとの間に後続車両２ａが入るスペースを確保して停止させる。そして、後続車両２ａを有人走行で切羽側に走行させ、ズリ積み込み位置で停止させる。また、後続車両２ｂを有人走行で切羽側に走行させ、後続車両２ｃとの間に、ホイールローダやロードホールダンプ等のズリ積機械５が入るスペースを確保する。

ズリ積機械５によって後続車両２ａへのズリ積載が終了すると、図８（ｃ）に示すように、ズリ積機械５を後続車両２ｂと後続車両２ｃとの間に退避させ、後続車両２ａを有人走行で坑口側に走行させ、先導車両１と後続車両２ｄとの間に移動させる。

次に、図８（ｄ）に示すように、後続車両２ｂを有人走行で切羽側に走行させ、ズリ積み込み位置で停止させる。また、後続車両２ｃを有人走行で切羽側に走行させ、後続車両２ｄとの間に、ズリ積機械５が入るスペースを確保すると共に、後続車両２ｄを有人走行で切羽側に走行させ、ズリを積載済みの後続車両２ａとの間に、後続車両２ｂが入るスペースを確保する。

ズリ積機械５によって後続車両２ｂへのズリ積載が終了すると、図８（ｅ）に示すように、ズリ積機械５を後続車両２ｃと後続車両２ｄとの間に退避させ、後続車両２ｂを有人走行で坑口側に走行させ、後続車両２ａと後続車両２ｄとの間に移動させる。

次に、図９（ｆ）に示すように、後続車両２ｃを有人走行で切羽側に走行させ、ズリ積み込み位置で停止させる。また、後続車両２ｄを有人走行で切羽側に走行させ、積載済みの後続車両２ｂとの間に、ズリ積機械５と後続車両２ｃとが入るスペースを確保する。

ズリ積機械５によって後続車両２ｃへのズリ積載が終了すると、図９（ｇ）に示すように、ズリ積機械５を後続車両２ｄと後続車両２ｂとの間に退避させ、後続車両２ｃを有人走行で坑口側に走行させ、後続車両２ｂと後続車両２ｄ（ズリ積機械５）との間に移動させる。

次に、図９（ｈ）に示すように、後続車両２ｄを有人走行で切羽側に走行させ、ズリ積み込み位置で停止させる。

ズリ積機械５によって後続車両２ｄへのズリ積載が終了すると、図９（ｉ）に示すように、ズリ積機械５を後続車両２ｃとの間に後続車両２ｄが入るスペースを確保して退避させ、後続車両２ｄを有人走行で坑口側に走行させ、後続車両２ｃとズリ積機械５との間に移動させる。

これにより、図９（ｊ）に示すように、先導車両１を先頭した後続車両２ａ～２ｄの隊列が形成される。以上のズリ積載工程では、先導車両１及び後続車両２ａ～２ｄを同時に走行させる必要がない。従って、運転手は１名のみとすることができる。

なお、本実施形態では、ズリ積載工程において有人走行で後続車両２ａ～２ｄを走行させるようにしたが、後続車両２ａ～２ｄは、遠隔操作でリモート走行させるようにしても良い。リモート走行させる場合には、運転席４に運転手が乗り込む手間を省くことができるため、より効率的にズリ積載工程を実施することができる。

以上説明したように、本実施形態は、幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間（トンネルの坑内）で有人走行する先導車両１を先頭にして、先導車両１よりも大型の後続車両２を隊列走行させる隊列走行システムであって、先導車両１は、坑内での走行を規制する規制物との離隔を計測して、トンネル断面における規制物との離隔を離隔情報として後続車両２に送信する先導ユニット１０を備え、後続車両２は、受信した離隔情報に基づいて規制物を回避可能か否かを判断し、規制物を回避可能である場合には、同軌道で先導車両１に追従する同軌道追従ルートで、記規制物を回避不能である場合には、規制物を回避して先導車両１に追従する回避ルートでそれぞれ自動走行させる追従ユニット２０を備えている。
この構成により、先導車両１の運転士は、後続車両２の大きさを意識することなくトンネル坑内を走行することができる。従って、熟練した運転手を要することなく、トンネルの抗内で先導車両１よりも大型の後続車両２を隊列走行させることができる。また、先行する先導車両１で計測した離隔情報に基づいて回避ルートを生成させることができるため、操舵に余裕を持った回避ルートとすることができる。

さらに、本実施形態において、先導ユニット１０は、規制物と、先導車両１の幅方向中央に設定された基準点Ｘとの位置関係を示す離隔情報を後続車両２に送信し、追従ユニット２０は、先導車両１の基準点Ｘと、後続車両２の幅方向中央に設定された基準点Ｙとを左右方向で一致させた場合に、自車が所定のクリアランスαで規制物を回避可能か否かを判断する。
この構成により、後続車両２が所定のクリアランスαで規制物を回避可能か否かを正確に判断することができる。

さらに、本実施形態において、先導ユニット１０は、路面状態を計測し、計測した路面状態に応じて先導車両１の上限速度を設定する。
この構成により、路面状態に応じて安全な速度に設定することができる。

さらに、本実施形態において、追従ユニット２０は、後続車両２の上下方向の振動を計測し、先導ユニット１０は、追従ユニット２０によって計測された振動に応じて先導車両１の上限速度を設定する。
この構成により、後続車両２の走行状態に応じて安全な速度に設定することができる。

さらに、本実施形態は、トンネルの坑内を、自車よりも大型の後続車両２を先頭にして隊列走行させる先導車両１に搭載された先導ユニット１０であって、坑内での走行を規制する規制物との離隔を計測する離隔計測センサ１３１と、トンネル断面における規制物との離隔を離隔情報として生成する先導情報生成部１４１と、離隔情報を後続車両２に送信する通信部１５とを備えている。

さらに、本実施形態は、トンネルの坑内を有人走行する先導車両１を先頭にして隊列走行する、先導車両１よりも大型の後続車両２に搭載された追従ユニット２０であって、先導車両１からトンネル断面における規制物との離隔を離隔情報として受信し、受信した離隔情報に基づいて規制物を回避可能か否かを判断し、規制物を回避可能である場合には、同軌道で先導車両１に追従する同軌道追従ルートで、記規制物を回避不能である場合には、規制物を回避して先導車両１に追従する回避ルートでそれぞれ生成する走行ルート生成部２３１と、同軌道追従ルートもしくは回避ルートを走行する自動走行情報を生成し、生成した自動走行情報によって同軌道追従ルートもしくは回避ルートの自動走行を制御する自動走行情報生成部２３２とを備えている。

以上、実施形態をもとに本発明を説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ 先導車両
２、２ａ～２ｂ 後続車両
３ 荷台
４ 運転席
５ ズリ積機械
６ 架台
１０ 先導ユニット
１１ 車両制御ＥＣＵ
１２ ＨＭＩシステム
１３ 坑内情報取得部
１４ 先導制御部
１５ 通信部
１６ 車内ＬＡＮ
２０ 追従ユニット
２１ 車両制御ＥＣＵ
２２ 追従情報取得部
２３ 追従制御部
２４ 通信部
２５ 車内ＬＡＮ
１２１ コントローラ
１２２ 操作部
１２３ 表示部
１２４ 音声出力部
１３１ 離隔計測センサ
１３２ 路面計測センサ
１４１ 先導情報生成部
１４２ 先導走行案内部
２２１ 前方計測センサ
２２２ 離隔計測センサ
２２３ 振動計測センサ
２３１ 走行ルート生成部
２３２ 自動走行情報生成部

Claims (5)

1. 幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で有人走行する先導車両を先頭にして、前記先導車両よりも大型の後続車両を隊列走行させる隊列走行システムであって、
   前記先導車両は、前記規制物との離隔を計測して、前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として前記後続車両に送信する先導ユニットを具備し、
   前記後続車両は、受信した離隔情報に基づいて前記規制物を回避可能であるか否かを判断し、前記規制物を回避可能である場合には、同軌道で前記先導車両に追従する同軌道追従ルートで、前記規制物を回避不能である場合には、前記規制物を回避して前記先導車両に追従する回避ルートでそれぞれ自動走行させる追従ユニットを具備することを特徴とする隊列走行システム。
2. 前記先導ユニットは、路面状態を計測し、計測した路面状態に応じて前記先導車両の上限速度を設定することを特徴とする請求項１記載の隊列走行システム。
3. 前記追従ユニットは、前記後続車両の上下方向の振動を計測し、
   前記先導ユニットは、前記追従ユニットによって計測された振動に応じて前記先導車両の上限速度を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の隊列走行システム。
4. 幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で、自車よりも大型の後続車両を先導して隊列走行させる先導車両に搭載された先導ユニットであって、
   前記規制物との離隔を計測する離隔計測センサと、
   前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として生成する先導情報生成部と、
   前記離隔情報を前記後続車両に送信する送信部と、を具備することを特徴とする先導ユニット。
5. 幅と高さとの両方もしくはいずれかに走行を規制する規制物がある規制空間で有人走行する先導車両を先頭にして隊列走行する、前記先導車両よりも大型の後続車両に搭載された追従ユニットであって、
   前記先導車両から前記規制空間の断面における前記規制物との離隔を離隔情報として受信し、受信した前記離隔情報に基づいて前記規制物を回避可能であるか否かを判断し、前記規制物を回避可能である場合には、同軌道で前記先導車両に追従する同軌道追従ルートで、前記規制物を回避不能である場合には、前記規制物を回避して前記先導車両に追従する回避ルートでそれぞれ生成する走行ルート生成部と、
   前記同軌道追従ルートもしくは前記回避ルートを走行する自動走行情報を生成し、生成した前記自動走行情報によって前記同軌道追従ルートもしくは前記回避ルートの自動走行を制御する自動走行情報生成部と、を具備することを特徴とする追従ユニット。

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