JPH09508740A - 自律走行車両システムにおける資源に対するアクセスを管理するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、複数の自律走行車両（１０３）によって共用される資源を管理するシステム（１００）と方法（５００）に関する。それぞれの自律走行車両（１０３）は、資源に向けて自律走行車両（１０３）を特定したルートで移動させ、資源に接近したところで、待ち行列位置リクエストを発生するナビゲータ（１２０）を備える。待ち行列マネージャすなわちフリースマネージャ（１０２）は、資源へのアクセスを制御するために、待ち行列を制定する。待ち行列マネージャ（１０２）は、接近している自律走行車両（１０３）からの待ち行列位置リクエストを受け取ることに応答して、待ち行列位置を発生する。待ち行列マネージャ（１０２）の制御のもとで、自律走行車両（１０３）が待ち行列を通過し、先入れ先出し方法において、資源にアクセスする。

Description

【発明の詳細な説明】 自律走行車両システムにおける資源に対するアクセスを管理する システム及び方法 技術分野 本発明は、一般に、自律走行車両システムでの資源の管理に関する。より詳細 には、自律走行ダンプ車のような複数の自律走行車両によって、ホイールローダ のような資源に対するアクセスを管理するシステム及び方法に関する。 背景技術 キャタピラー社は、オフロード採掘車両を製造する。例えば、キャタピラー77 7cは、オフロード採掘トラックである。米国特許第 5,390,125号の「車両の位置 決めシステム及び方法」は、777cトラックのような採掘車両で使用する自律走行 車両システムを開示しており、その開示全体をここで引用する。そのような自律 走行車両は、例えば、自律走行採掘作動を実行するために使用できる。例えば、 オープンピット採掘作動において、複数の自律走行ダンプ車は、エキスカベーシ ョンサイトからクラッシャサイトに岩石を運ぶことができる。 そのような採掘システムにおいて、エキスカベーションサイト及びクラッシャ サイトは、複数のダンプ車間で共用されなければならない限定された資源を表す 。自律走行採掘システムの作動が最適化するように、トラック及び資源を管理す ることが好ましい。 発明の開示 本発明は、複数の自律走行車両によって共用される資源を管理するシステム及 び方法である。それぞれの車両は、資源に向けて車両を特定したルートで移動さ せ、資源に接近したところで待ち行列位置リクエストを発生するナビゲータを備 える。待ち行列マネージャすなわちフリートマネージャが、資源へのアクセスを 制御する待ち行列を制定する。待ち行列マネージャが、接近している車両からの 待ち行列位置リクエストを受けることに応答して、待ち行列位置を発生する。待 ち行列マネージャの制御のもとで、自律走行車両が待ち行列を通過し、先入れ先 出しの方法において、資源にアクセスする。 本発明の好適実施例は、複数の自律走行ダンプ車がエキスカベーションサイト （例えば、ホイールローダ）と処理サイト（例えば、クラッシャ）との間の岩石 （又は別の材料）を運ぶような自律走行採掘作動の環境内のものである。待ち行 列マネージャが、ローダに対するアクセスを制御する第一待ち行列と、クラッシ ャに対するアクセスを制定する第二待ち行列とを制定する。 ローダ待ち行列は、以下のように作動する。ローダに接近中のトラックは、待 ち行列マネージャに対して待ち行列位置リクエストを通信する。待ち行列マネー ジャは、待ち行列位置に応答する。トラックは、待ち行列内の指示された待ち行 列位置をとる。待ち行列内の別の多数のトラックに基づき、接近中のトラックに 待ち行列位置が指定される。 待ち行列からトラックを収容する用意ができているとき、ローダのオペレータ は待ち行列マネージャに資源レディ信号を通信する。資源レディ信号に応答して 、待ち行列マネージャが、待ち行列の第一位置内の第一トラックをローダにアク セスさせる。 待ち行列内の第一トラックが資源にアクセスするために第一待ち行列位置を去 るとき、トラックは待ち行列マネージャに出発位置信号を通信する。該出発位置 信号に応答して、待ち行列マネージャが、待ち行列内の次のトラックの位置を更 新する。それぞれのトラックは移動するので、待ち行列内の全てのトラックの位 置が更新されるまで、その処理は繰り返される。 トラックのナビゲータは、移動する特定したルート内の待ち行列トリガーを検 出するために、ローダに接近することがわかっている。トラックリファレンスユ ニットが、トラックがルートに沿って待ち行列トリガーの位置に到達したことを 表示すると、待ち行列トリガーが検出され、ナビゲータによって処理される。待 ち行列トリガーに応答して、トラックは待ち行列位置リクエストを待ち行列マネ ージャに通信する。 ローダがトラックへの積み込みを終了すると、ローダのオペレータは、終了信 号を待ち行列マネージャに送る。終了信号に応答して、待ち行列マネージャはト ラックに対してローダを去り、全自律走行制御のもとでそのルートに続くことを 指示する。 クラッシャ待ち行列の作動は、ローダ待ち行列の作動と同様である。しかし、 クラッシャは、オペレータを必要とせずに、待ち行列を通してトラックの流れを 制御する。待ち行列マネージャは、待ち行列を介してトラックを移動し、オペレ ータの介入なしでクラッシャにトラックの積荷を降ろす。しかし、望むなら、オ ペレータは、待ち行列マネージャにブロック待ち行列信号を送ってもよい。ブロ ック待ち行列信号に応答して、待ち行列マネージャは、待ち行列内のトラックが クラッシャにアクセスしないようにする。 本発明の上述した特徴及び他の特徴と利点が、添付の図面に示す実施例につい ての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の自律走行車両システムを示すハイレベルブロック図である。 図２は、本発明による自律走行採掘システム２００のハイレベルブロック図で ある。 図３は、本発明の自律走行採掘システム内のホイールローダ用の制御パネルを 示す。 図４は、本発明の自律走行採掘システム内のクラッシャ用の制御パネルを示す 。 図５は、本発明による共用される資源待ち行列管理において、待ち行列マネー ジャとローダと２つのトラックとの間の通信を示す表である。 図６は、ローダからのセット位置信号に応答して、本発明の待ち行列マネージ ャの作動を表す流れ図である。 図７は、本発明による共用される資源待ち行列を表す。 図８は、トラックからのリクエスト待ち行列位置に応答する、本発明の待ち行 列マネージャの作動を示す流れ図である。 図９は、トラックからの出発位置信号に応答する、本発明の待ち行列マネージ ャの作動を示す流れ図である。 図１０は、ローダからの終了信号に応答する、本発明の待ち行列マネージャの 作動を示す流れ図である。 図１１は、ローダからのレディ信号に応答する、本発明の待ち行列マネージャ の作動を示す流れ図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の好適実施例を以下に説明する。実施例を説明する目的で、部品を付し た番号と形状について述べる。本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、 他の構成要素や形状が使用できることは、当業者に明らかであろう。 本発明の好適実施例を以下に図面について説明する。図において同じ参照番号 は同じ部分を示す。さらに、それぞれの参照番号の左端の数字は、番号が最初に 使用された図面を表す。 本発明は、自律走行車両システム内で複数の自律走行車両によって共用される 資源を管理するための方法及びシステムである。本発明の好適実施例をオープン ピット採掘作動の場合において説明する。その中では、複数の自律走行採掘トラ ックは、ローダサイトからクラッシャサイトに岩石を運ぶ。共用された資源は、 例えば、トラックに積荷をするホイールローダと、トラックが中で岩石の積荷を 降ろすクラッシャとを備える。この場合が、本発明の構造と作動を示すのに有効 である。しかし、本発明は、自律走行採掘作動に制限されない。本発明の開示を 読む際に、他の自律走行車両環境における本発明の遂行方法は、当業者に明らか であろう。 産業上の利用可能性 図１は、自律走行車両システム１００を示すハイレベルブロック図である。自 律走行車両システム１００は、フリートマネージャすなわち待ち行列マネージャ １０２と、車両制御システム１０４とを備える。自律走行車両システム１００は また、以下で詳細に述べるようなテレオペレーションパネル１０６も備える。 待ち行列マネージャ１０２は、ダンプ車のような自律走行採掘車両１０３のフ リートを管理するように形成される。待ち行列マネージャ１０２は現場監督のよ うに作動し、これらのタスクが遂行されるとき、トラックにタスクを指定し、前 進する。待ち行列マネージャ１０２は、無線リンク１０８を介してそれぞれのト ラック１０３と通信する。好適実施例において、待ち行列マネージャ１０２は、 オープンピット採掘作動の近辺のベースステーションに配置される。 それぞれのトラック１０３が、待ち行列マネージャ１０２の制御のもとで自律 走行できる、内蔵された制御システム１０４を備える。内蔵された制御システム １０４は、ナビゲータ１２０、トラックリファレンスユニット（ＴＲＵ）１２２ 、障害物探知器１２４、機械制御モジュール（ＭＣＭ）１２６、アドバンストデ ィーゼルエンジンマネージャ（ＡＤＥＭ）１２８、電子プログラム可能な伝送制 御（ＥＰＴＣ）１３０、及び不可欠な情報マネージメントシステム（ＶＩＭＳ） １３２を備える。 ナビゲータ１２０は、無線リンク１０８を介して、待ち行列マネージャ１０２ から命令を受ける。その命令は、例えば、作業割り当て又はタスクを含む。タス クに基づいて、ナビゲータ１２０が後に続くべきルートを決定する。そのルート は、例えば、オープンピット採掘作動におけるエキスカベーションサイトとクラ ッシャサイトとの間の運搬セグメントである。 ＴＲＵ１２２は、衛星測位方式（ＧＰＳ）と多数のセンサ（例えば、舵取り角 センサ、車両速度センサ、及びヘッデイングセンサ）とを使用して実際の車両の 位置を決定する。 実際の位置と所望のルートに基づき、ナビゲータ１２０は、車両に対する所望 の舵取り角と所望の速度を生じる。障害物探知器１２４は、障害物に対して車両 の前の領域を走査するレーダーユニットである。障害物探知器１２４が障害物を 検出すると、障害物が検出されたこと、又はナビゲータ１２０に対する障害物の 位置を表示する。次いで、ナビゲータ１２０は車両を停止したり、障害物の周囲 をナビゲートしたりする。 テレオペレーションパネル１０６は、車両の作動を遠隔制御するために、１１ ０で示されるような無線信号を介して、舵取り角、車両速度、及び他のコマンド を直接的にナビゲータ１２０に通信するために使用してよい。 ナビゲータ１２０と障害物探知器１２４の作動は、先に採用した米国特許第 5 ,390,125号で詳細に述べる。 ナビゲータ１２０、ＴＲＵ１２２、及び障害物探知器１２４が、車両に対して 内蔵された情報を表示する自律走行制御コマンドを速度及び舵取り角要求信号の 形で発生させる。しかし、自律走行作動が遂行され得る前に、これらのコマンド 又は要求を行わなければならない。 中でも、舵取り角及び速度要求が、機械制御モジュール（ＭＣＭ）１２６によ って処理される。機械制御モジュール（ＭＣＭ）１２６は、データバス１５２を 介してナビゲータ１２０から舵取り角及び速度要求を受け取る。この同じデータ バス１５２を介して、機械制御モジュール（ＭＣＭ）１２６が、ナビゲータ１２ ０に車両システム（例えば、舵取り、ブレーキ、ダンプボディ、エンジン、変速 機、等）に対する状況及び診断情報を与える。機械制御モジュール（ＭＣＭ）１ ２６が、ＡＤＥＭ１２８、ＥＰＴＣ１３０の援助を受けて車両を制御する。ＭＣ Ｍ１２６は、監視と、ＶＩＭＳ１３２の援助を受けてナビゲータ１２０に、不可 欠な情報を備える。さらに、ＶＩＭＳ１３２は、データバス１５４を介してナビ ゲータ１２０に監視情報と診断情報を与える。 アドバンストディーゼルエンジンマネージャ（ＡＤＥＭ）１２８は、車両のエ ンジンの速度又は回転速度（回転数毎分：ＲＰＭ）を制御する。電子プログラム 可能な伝送制御（ＥＰＴＣ）１３０は、変速機内でのギア選択を制御し、変速機 が正しいギア内にあることを保証する。不可欠な情報マネージメントシステム（ ＶＩＭＳ）１３２は、車両の別のシステムを監視する。 図２は、本発明による自律走行採掘システム２００のハイレベルブロック図で ある。採掘トラック１０３は、ローダ２０２によって表示されたローダサイトか ら、クラッシャ２０４によって表示されたクラッシャサイトまで岩石を運ぶ。複 数のトラック１０３がローダ２０２とクラッシャ２０４との間で材料を運んでい るとき、トラック間の衝突を解消したり、資源（例えば、ローダとクラッシャ） の効率的共用を行うために、ハイレベル制御が維持されなければならない。 待ち行列マネージャ１０２は、それぞれの資源について待ち行列を制定するこ とによって、これらの資源に対するアクセスを管理する。例えば、ローダ待ち行 列はローダ２０２について決められ、クラッシャ待ち行列はクラッシャ２０４に ついて決められる。待ち行列マネージャ１０２は、無線通信リンクを介して、ロ ーダ２０２とクラッシャ２０４とトラック１０３と通信する。無線通信リンクは 、図１で参照番号１０８で示され、図２では２１０−２１３のアンテナで示され る。アンテナ２１０は、待ち行列マネージャ１０２の無線（図示せず）に連結す る。同様に、アンテナ２１１、２１２、及び２１３は、それぞれに、クラッシャ ２０４、トラック１０３、及びローダ２０２の無線（図示せず）に取り付けられ る。 自律走行採掘システムの好適実施例において、待ち行列マネージャ１０２は一 般の用途コンピュータ又はワークステーションである。待ち行列マネージャの機 能は、コンピュータにプログラムしたソフトウェア内で遂行される。さらに、待 ち行列マネージャ１０２は、ＧＰＳアンテナ２２０で示されるＴＲＵ１２２のＧ ＰＳレシーバに対し、又ＧＰＳアンテナ２２２で示されるローダ２０２のＧＰＳ レシーバに対して微分補正を生じるために、ＧＰＳレシーバとアンテナ２２０と を備える。微分ＧＰＳ補正は、第二無線リンク（図示せず）を介して、待ち行列 マネージャ１０２からトラック１０３とローダ２０２に通信される。 好適実施例において、待ち行列マネージャ１０２は、アンテナ２１０−２１３ を介して、ローダ２０２、クラッシャ２０４、及びトラック１０３に通信する。 ローダ２０２とクラッシャ２０４とトラック１０３との間の全ての通信が、待ち 行列マネージャ１０２を通して決まる。したがって、トラック１０３と資源２０ ２、２０４との間での直接的通信はしない。他の実施例として、ローダ２０２と クラッシャ２０４からトラック１０３に直接的通信を行うようにしてもよい。 ローダ２０２とトラック１０３との間の通信が、図３で示される。図３は、ロ ーダ２０２用の制御パネル３０２を示す。好適実施例において、ローダ２０２は オペレータによって操縦される。制御パネル３０２は、４つのオペレータ作動式 スイッチを備える。その４つは、レディスイッチ３０４、終了スイッチ３０６、 セット位置スイッチ３０８、及び緊急停止スイッチ３１０である。レディスイッ チ３０４の作動は、無線通信リンクを介して待ち行列マネージャ１０２にレディ 信号を送る。レディ信号は、待ち行列マネージャ１０２に対して、ローダ２０２ が積荷用の自律走行トラックを受け入れる用意ができていることを示す。終了ス イッチ３０６上のオペレータ作動が、無線通信リンクを介して待ち行列マネージ ャ１０２に終了信号を送る。終了信号は、待ち行列マネージャ１０２に対して、 ローダ２０２がトラックへの積荷を終了したことを示す。 セット位置スイッチ３０８のオペレータ作動は、無線通信リンクを介してセッ ト位置信号を待ち行列マネージャ１０２に送る。セット位置信号は、待ち行列マ ネージャ１０２にローダの現在位置を表示する。以下で詳細に述べるように、こ の特徴は、全ローダ待ち行列位置が表されたローダ位置をセットするために使用 される。緊急停止スイッチ３１０のオペレータ作動は、無線通信リンクを介して 緊急停止信号を待ち行列マネージャ１０２に送る。緊急停止信号は、ローダ２０ ２によってサービスされる現在の全てのトラックを早急に停止することを要求す る。 図５は、ローダ待ち行列を管理する状態において、待ち行列マネージャ１０２ とローダ２０２と自律走行トラック１０３との間での通信を示す表である。該表 のそれぞれの行が、ローダ待ち行列の作動を示す段階に相当する。該表の第一列 は、トラック＃２との通信を表す。該表の第二列は、トラック＃１との通信を表 す。該表の第三列は、待ち行列マネージャ１０２との通信を表す。該表の第四列 は、ローダ２０２との通信を表す。 ステップ５０２において、ローダ２０２は、待ち行列マネージャ１０２にセッ ト位置信号を送る。待ち行列マネージャ１０２は、セット位置信号によって表示 された位置をメモリ内に記憶する。これを図６に示す。ステップ６０２において 、待ち行列マネージャ１０２は、ローダの場所を受け入れる。ステップ６０４に おいて、待ち行列マネージャ１０２は、メモリ内にローダ位置を記憶する。ロー ダのこの位置は、積荷されるべきトラックの所望の場所として、待ち行列マネー ジャ１０２によって使用される。この位置は「待ち行列位置０」又は単に「Ｑ０ 」として表示される。Ｑ０は、実際に待ち行列における位置であってもそうでな くてもよい。他の待ち行列位置の全てが、ローダ２０２によって位置セットされ たＱ０に関連して決定される。つまり、それぞれの待ち行列位置は、Ｑ０（例え ば、基準点に関して北の位置と東の位置のような）及びＱ０からのオフセットの 位置として表示される。これを図７に示す。 図７において、位置Ｑ０は、ローダ２０２に隣接するものとして表される。位 置Ｑ１は、径路に沿ってオフセットΔ（例えば、50メーター）だけ位置Ｑ０から オフセットしたものである。同様に、位置Ｑ２は、位置Ｑ０からオフセット２Δ （例えば、 100メーター）でオフセットされ、位置Ｑ３は、位置Ｑ０からオフセ ット３Δ（例えば、 150メーター）でオフセットされている。この方法で待ち行 列位置を決定することで、ローダ２０２が所望するようなローダ待ち行列に移動 する。 再度、図５を参照すると、第一トラック（例えば、トラック＃１）が、ローダ ２０２に接近する。トラック＃１が、ローダ２０２の位置に接近すると、トラッ クが追従するルートにプログラムされた待ち行列トリガー（つまり、物体又は作 動アイテム）が、ステップ５０４において、トラックに待ち行列マネージャ１０ ２から待ち行列位置を要求させる。トラック＃１からのリクエスト位置信号に応 じて、ステップ５０６において、待ち行列マネージャ１０２がトラック＃１に待 ち行列位置を伝送する。この例において、待ち行列にはトラックが存在しないの で、トラック＃１に指定された位置は、位置Ｑ１になる。 上述したように、待ち行列に接近する際に、トラックは、待ち行列マネージャ １０２にリクエスト待ち行列位置を伝送する。トラックは、待ち行列トリガーに 応じてこれを実行する。待ち行列トリガーは、ナビゲータ１２０でのメモリ内に 記憶されたルートファイルの中に配置される。ナビゲータ１２０は、トラックを ルートファイルによって表示されるような所定のパスの後に続ける。パスの追跡 は、実際のトラック位置（ＴＲＵ１２２によって決定されるような）をルート内 の所望の位置と比較することによって遂行され、次いで、パスを追跡するために 要求される速度及び舵取り角の値を計算する。待ち行列トリガーがルートファイ ル内で出合うとき、リクエスト待ち行列位置信号が発生する。 ステップ５０８において、トラック＃２がローダ待ち行列に接近し、待ち行列 トリガーをそのルート内に到達することに応答して、待ち行列マネージャ１０２ にリクエスト位置信号を伝送する。それに応答して、待ち行列マネージャ１０２ は、ステップ５１０において、トラック＃２に位置Ｑ２を伝送する。トラック＃ ２に対してこの待ち行列位置を指定する待ち行列マネージャ１０２の作動を、図 ８に示す。 図８の流れ図を参照すると、トラックからの待ち行列位置リクエスト信号が、 ステップ８０２で受けられる。ステップ８０４において、待ち行列マネージャは 、待ち行列内に現在、トラックがあるかどうかを判定するためにチェックを行う 。待ち行列内にトラックが存在すると、ステップ８１２において、待ち行列マネ ージャがトラックに対して利用可能な次の待ち行列位置を指定する。例えば、図 ５において、トラック＃１は、すでに位置Ｑ１にある。それゆえ、トラック＃２ は、位置Ｑ２に指定される。ステップ８１４において、指定された待ち行列位置 が、リクエストするトラックに伝送される。 ステップ８０４で、待ち行列内にトラックが存在しないと、その方法はステッ プ８０６に移行する。ステップ８０６で、待ち行列マネージャは、ローダが待ち 行列マネージャ内でローダレディステータスフラッグをチェックすることによっ て用意できているかどうかを判定するためにチェックを行う。ローダが用意でき ていないと、トラックに位置Ｑ１を指定する。ローダが用意できていると、ステ ップ８０８において、トラックに位置Ｑ０を指定する。上述したように、位置Ｑ ０は、トラックをローダにアクセスする位置である。 再度図５を参照すると、トラック＃２に指定される位置Ｑ２において、ステッ プ５１０において、位置Ｑ２がトラックに伝送される。レディ信号がローダ２０ ２から受けられるまで、トラック＃１及びトラック＃２は、これらの待ち行列位 置に残留する。このことが、レディ信号がローダ２０２によって待ち行列マネー ジャ１０２に伝送されるステップ５１２に示される。レディ信号を受けることに 応じて、待ち行列マネージャ１０２が、ステップ５１４において位置Ｑ０をトラ ック＃１に伝送する。これは、トラック＃１を位置Ｑ１に残し、位置Ｑ０でロー ダにアクセスさせる。トラック＃１が位置Ｑ１を出るので、ステップ５１６にお いて、それは出発位置Ｑ１信号を待ち行列マネージャ１０２に伝送する。トラッ ク＃１が位置Ｑ１を出発しているというこの認識に応答して、待ち行列マネージ ャ１０２がステップ５１８において、新しい位置をトラック＃２に伝送する。新 しい位置は、待ち行列内の利用可能な次の位置（つまり、位置Ｑ１）である。 待ち行列マネージャ１０２が待ち行列位置を更新する方法を、図９の流れ図に 示す。ステップ９０２において、トラック（例えば、トラック＃１）からの出発 位置信号が、待ち行列マネージャ１０２によって受けられる。ステップ９０４に おいて、退去される位置が、位置Ｑ０であるかどうかを判定する。位置Ｑ０を出 ると、該方法は、ローダレディフラッグがチェックされるステップ９０６に移行 する。ローダが用意できていないと、該方法は、待ち行列内のトラックの位置を 更新することなく、ステップ９１２で終了する。ステップ９０４でトラックが出 発した位置が位置Ｑ０であると、ローダはステップ９０６で用意でき（ローダレ ディフラッグによって示すような）、次いで、該方法は待ち行列内に追加トラッ クが存在するかどうかを判定するステップ９０８に移行する。追加トラックが待 ち行列内に存在しないと、該方法はステップ９１２で終了する。追加トラックが 待ち行列内に存在すると、新しい待ち行列位置が、ステップ９１０において、待 ち行列内の次のトラックに送られる。ステップ９０４に戻り、現在出発する待ち 行列位置が位置０でないと、上述したように、該方法はステップ９０８に移行す る。 再度、図５を参照すると、ステップ５２０において、トラック＃２は、位置Ｑ ２を出ている待ち行列マネージャ１０２に信号を送る。次いで、トラック＃２は 、Ｑ１で新しく指定される位置を仮定する。ステップ５２２において、ローダの オペレータは、制御パネル３０２（図３に示す）の終了スイッチ３０６を押すこ とにより、現在のトラック（例えば、トラック＃１）の積荷を終了させることを 指示する。これにより、終了信号がローダ２０２から待ち行列マネージャ１０２ に伝送される。終了信号に応答して、待ち行列マネージャ１０２が、ステップ５ ２４において、同様の終了信号を、位置Ｑ０内のトラック＃１に伝送する。ステ ップ５２６において、トラック＃１は、終了信号に応答して、出発位置Ｑ０信号 を待ち行列マネージャ１０２に伝送する。 ローダ２０２内の制御パネル３０２のレディスイッチ３０４のオペレータ作動 （図３に示す）は、レディ信号をローダ２０２から待ち行列マネージャ１０２に 伝送する。これをステップ５１２及び５２８に示す。ステップ５２８のレディ信 号に応じて、待ち行列マネージャ１０２が、ステップ５３０において、現在、位 置Ｑ１内にある車両（例えば、トラック＃２）に送る。位置Ｑ０信号に応答して 、トラック＃２は、位置Ｑ１を出発し、ステップ５３２において、出発位置Ｑ１ 信号を待ち行列マネージャ１０２に送る。 図１０は、ローダ２０２からの終了信号を受け取ることに対する待ち行列マネ ージャ１０２の応答を示す。終了信号を受け取ることをステップ１００２に示す 。ステップ１００４において、位置Ｑ０に位置するトラックがあるかどうかを判 定する。位置Ｑ０に位置するトラックがないと、待ち行列マネージャ１０２はス テップ１００６で示すような作動は行わない。しかし、トラックが位置Ｑ０に位 置されると、ステップ１００８に示するようなトラックに終了信号を送る。終了 信号は、トラックに対して、積み込みが遂行されたこと及び自律走行作動を再開 し、待ち行列を出ることを表示する。 図１１は、ローダ２０２からのレディ信号の処理における待ち行列マネージャ １０２の作動を示す。ステップ１１０２において、レディ信号をローダ２０２か ら受ける。ステップ１１０４において、トラックが待ち行列内にあるかどうかを 判定する。トラックが待ち行列内に存在すると、ステップ１１０８において、待 ち行列マネージャ１０２はトラックに位置Ｑ０を送る。トラックが待ち行列内に 存在しないと、ステップ１１０６において、ローダレディフラッグが待ち行列マ ネージャ１０２内にセットされる。待ち行列内にトラックが入る際に、待ち行列 マネージャ１０２が早急にトラックに位置Ｑ０の信号を送ることをローダレディ フラッグが表示する。 本発明の構成及び作動を示すために、ローダ待ち行列を詳細に前述した。クラ ッシャ待ち行列の作動は、以下の違いを除いて、ローダ待ち行列の作動とほぼ同 じである。クラッシャ待ち行列は、固定した位置資源を示す。したがって、移動 させることは待ち行列位置Ｑ０に対して必要ではない。さらに、トラックは、ト ラックがローダで積荷されるよりもかなり速くクラッシャに積荷を下ろすことが できる。このように、クラッシャ待ち行列は、オペレータが介入することなく、 待ち行列マネージャ１０２の制御のもとで、自由に走行させることができる。 クラッシャ待ち行列に接近に際して、ルートファイル内の待ち行列トリガーは 、トラックのナビゲータ１２０が待ち行列マネージャ１０２に待ち行列位置リク エスト信号を送るようにする。待ち行列マネージャ１０２は、トラックを次の利 用可能な待ち行列位置に戻す。現在、トラックが待ち行列内に存在しないとき、 Ｑ０の位置がトラックに指定されてよい。このことにより、待ち行列によって減 速せずにトラックを直接的にクラッシャにアクセスできる。 クラッシャ待ち行列内の待ち行列位置を更新することが、ローダ待ち行列とほ ぼ同じ方法で実行される。待ち行列マネージャ１０２は、次の隣接位置が取り除 かれるときに、クラッシャ待ち行列において、トラックの位置を予約する。これ は、オペレータの入力なしに生じる。しかし、設備は、車両がクラッシャ待ち行 列にアクセスしないようにする。クラッシャ待ち行列の好適実施例において、ク ラッシャオペレータがクラッシャへのトラックアクセスを遮るとよい。クラッシ ャ２０４とトラック１０３との通信を図４に示す。 図４は、クラッシャ２０４の制御パネル４０２を示す。この好適実施例におい て、制御パネル４０２は、回転スイッチ４０４と緊急停止スイッチ４０６とを備 える。待ち行列を出てクラッシャ２０４にアクセスすることから、クラッシャ待 ち行列内のトラックを遮るために、回転スイッチ４０４が使用される。クラッシ ャ待ち行列内で全トラックに対して緊急停止信号を発生するために、緊急停止ス イッチ４０６が使用される。ローダ２０２の制御パネル３０２において、制御パ ネル４０２からの全信号が、無線通信リンクを介して、待ち行列マネージャ１０ ２に送られる。このように、クラッシャ待ち行列でのオペレータの介入は必要な いが、それは容認される。 自律走行採掘システムの実施例において、本発明を説明してきた。そのような システム内で共用された資源は、エキスカベーションサイトにホイールローダを 備え、処理サイトでロッククラッシャを備える。待ち行列はセットアップされ、 待ち行列マネージャによって管理され、資源に対するトラックアクセスを制御す る。しかし、当業者には明らかであるように、他の場合において、共用される資 源を管理するために、本発明が使用されてもよい。 好適な実施例について本発明を詳細に示し、説明したが、本発明の精神及び範 囲から逸脱することなしに種々の実施例が実現可能なことは、当業者に明らかで あろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーターソン ジョエル エル アメリカ合衆国 イリノイ州 61611 イ ースト ピオーリア エラー ドライヴ 1104

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 複数の自律走行車両（１０３）によって共用される資源を管理するシス テム（１００）であって、 それぞれの前記自律走行車両（１０３）上にあり、前記資源に対してそれぞれ の前記自律走行車両（１０３）を特定のルートに移動させ、前記資源に接近する 際に待ち行列位置リクエストを生じるナビゲータ手段（１２０）と、 前記資源に対するアクセスを制御する待ち行列を定め、接近している自律走行 車両（１０３）からの前記待ち行列位置リクエストを受け取ることに応じて待ち 行列位置を生じ、それにより、複数の前記自律走行車両（１０３）が前記待ち行 列位置を通過し、先入れ先出し方法で前記資源にアクセスする待ち行列マネージ ャ手段（１０２）と、 を備えることを特徴とするシステム（１００）。 ２． 前記待ち行列の第一位置が、前記資源に併置されることを特徴とする請 求項１に記載のシステム（１００）。 ３． 接近している前記自律走行車両（１０３）に対して、前記待ち行列位置 を通信する通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）、を備える請 求項１に記載のシステム（１００）。 ４． 前記ナビゲータ手段（１２０）が、 接近している前記自律走行車両（１０３）内の位置決定手段（１２２）が、接 近する該自律走行車両（１０３）が前記待ち行列トリガーに達したことを表示す るとき、接近している前記自律走行車両（１０３）によって移動される特定の前 記ルート内で、待ち行列トリガーを検出する手段と、 前記待ち行列トリガーに応じて前記待ち行列位置リクエストを生じる手段と、 を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム（１００）。 ５． 資源レディ信号を生じるレディ手段（３０４）と、 前記資源にアクセスするために前記待ち行列の第一位置内の前記自律走行車両 （１０３）が、前記第一位置を出発する前記資源レディ信号に反応する移動手段 （１２０）と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム（１００）。 ６． 接近している前記自律走行車両（１０３）に前記待ち行列位置を通信す る第一通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）と、 待ち行列の前記第一位置内で前記自律走行車両（１０３）に前記資源レディ信 号を通信する第二通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）と、 を備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム（１００）。 ７． 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）が、 前記第一位置を出発する待ち行列の前記第一位置内の前記自律走行車両（１０ ３）に応答して、前記待ち行列内の別の前記自律走行車両（１０３）の位置を更 新する手段、 を備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム（１００）。 ８． 前記ナビゲータ手段（１２０）が、 接近している前記自律走行車両（１０３）内の位置決定手段（１２２）が、接 近している該自律走行車両（１０３）が前記待ち行列トリガーに達したことを表 示するとき、接近している前記自律走行車両（１０３）によって移動される特定 の前記ルート内で、待ち行列トリガーを検出する手段と、 前記待ち行列トリガーに応答して、前記待ち行列位置リクエストを生じる手段 と、 を備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム（１００）。 ９． 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）から、接近している前記自律走 行車両（１０３）に通信された前記待ち行列位置が、資源位置と前記待ち行列内 の多数の自律走行車両（１０３）とを備え、さらに、前記ナビゲータ手段（１２ ０）が、前記資源位置、前記待ち行列内の多数の前記自律走行車両（１０３）及 び特定の前記ルートから前記待ち行列位置を計算する手段を備えることを特徴と する請求項８に記載のシステム（１００）。 １０． 前記レディ手段（３０４）が、 前記資源でオペレータ作動式スイッチを備えることを特徴とする請求項９に記 載のシステム（１００）。 １１． 前記自律走行車両（１０３）によって前記資源に対する前記アクセス の完了の際に終了信号を発生する手段（３０６）と、 前記自律走行車両（１０３）上で、前記資源での前記自律走行車両（１０３） に、前記終了信号に応答して前記資源を残す手段（１２０）と、 を備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム（１００）。 １２． 複数の自律走行車両（１０３）によって共用される資源を管理する方 法（５００）であって、それぞれの自律走行車両（１０３）が、資源に対して特 定のルートに前記自律走行車両（１０３）を移動するナビゲーション手段を有し 、 （ａ）前記資源に対するアクセスを制御するための待ち行列を制定し、 （ｂ）前記資源に対して接近している前記自律走行車両（１０３）の接近の際 に、接近している自律走行車両（１０３）から待ち行列マネージャ（１０２）に 待ち行列位置リクエストを通信し、 （ｃ）前記待ち行列内の多数の別の自律走行車両（１０３）に基づく接近して いる前記自律走行車両（１０３）に対して指定された前記待ち行列位置リクエス トに応答して、前記待ち行列マネージャ（１０２）から接近している前記自律走 行車両（１０３）に待ち行列位置を通信し、 （ｄ）前記待ち行列の第一位置内で第一自律走行車両（１０３）に資源レディ 信号を通信し、 （ｅ）前記資源レディ信号に応答して、前記第一自律走行車両（１０３）を前 記待ち行列の前記第一位置に残し、前記資源にアクセスすることを許可する、 方法を備える方法。 １３． （ｆ）前記待ち行列の前記第一位置からの前記第一自律走行車両（１ ０３）の出発の際に、前記第一自律走行車両（１０３）から前記待ち行列マネー ジャ（１０２）に出発待ち行列位置信号を通信し、 （ｇ）前記出発待ち行列位置信号に応答して、前記待ち行列内の他の自律走行 車両（１０３）の位置を更新する、 ことを備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １４． 待ち行列位置リクエストの前記通信段階（ｂ）が、 接近している前記自律走行車両（１０３）によって移動される特定のルート内 で待ち行列トリガーを検出し、 接近している前記自律走行車両（１０３）内の位置決め手段（１２２）が、接 近している前記自律走行車両（１０３）が前記待ち行列トリガーに到達したこと を示すとき、前記待ち行列トリガーを処理し、 接近している前記自律走行車両（１０３）から前記待ち行列マネージャ（１０ ２）に前記待ち行列位置リクエストを通信する、 段階を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １５． 待ち行列位置の前記通信段階（ｃ）が、 接近している前記自律走行車両（１０３）に対して、資源位置と、前記待ち行 列内の多数の前記自律走行車両（１０３）を通信し、 前記資源、前記待ち行列内の多数の前記自律走行車両（１０３）及び特定のル ートから前記待ち行列位置を計算する、 段階を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １６． 資源レディ信号の前記通信段階（ｄ）が、 前記資源から前記待ち行列マネージャ（１０２）に前記資源レディ信号を通信 し、 前記待ち行列マネージャ（１０２）から前記第一自律走行車両（１０３）に前 記資源レディ信号を通信する、 段階を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １７． 資源レディ信号の前記通信段階（ｄ）が、 前記資源から前記第一自律走行車両（１０３）に直接的に前記資源レディ信号 を通信する、 段階を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １８． 前記許可段階（ｅ）が、 前記第一自律走行車両（１０３）を前記待ち行列の前記第一位置に残すことを 許可し、 前記資源で前記第一自律走行車両（１０３）を停止し、 前記資源が前記第一自律走行車両（１０３）上で作動できる、 段階を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法（５００）。 １９． 前記許可段階（ｅ）の後に、 （ｈ）前記第一自律走行車両（１０３）上で作動する前記資源の完了の際に、 前記資源から前記待ち行列マネージャ（１０２）に終了信号を通信し、 （ｉ）前記待ち行列マネージャ（１０２）から前記第一自律走行車両（１０３ ）に前記終了信号を通信する、 段階を備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法（５００）。 ２０． 前記許可段階（ｅ）の後に、 （ｈ）前記第一自律走行車両（１０３）上で作動する前記資源の完了の際に、 前記資源から前記第一自律走行車両（１０３）に終了信号を通信する、 段階を備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法（５００）。 ２１． 前記待ち行列内の前記自律走行車両（１０３）のそれぞれに対して、 前記更新段階（ｇ）が、 前記待ち行列内で次の自律走行車両（１０３）を直接的に先行させる自律走行 車両（１０３）からの出発待ち行列位置信号を受け取る際に、待ち行列位置によ って前記待ち行列内に次の自律走行車両（１０３）を予約する、 段階を備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法（５００）。 ２２． 複数の自律走行車両（１０３）によって共用される資源を管理するシ ステム（１００）であって、 それぞれの前記自律走行車両（１０３）上にあり、前記資源に対してそれぞれ の前記自律走行車両（１０３）を特定のルートに移動させ、前記資源に接近する 際に待ち行列位置リクエストを発生するナビゲータ手段（１２０）と、 前記資源に対するアクセスを制御する待ち行列を制定し、接近している自律走 行車両（１０３）からの前記待ち行列位置リクエストを受け取ることに応答して 、待ち行列位置を発生する待ち行列マネージャ手段（１０２）と、 前記待ち行列位置を接近している前記自律走行車両（１０３）に通信する第一 通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）と、 を備え、 前記ナビゲータ手段（１２０）が、接近している自律走行車両（１０３）を前記 待ち行列位置に置き、 資源レディ信号を発生するレディ手段（３０４）と、 前記資源レディ信号を前記待ち行列の第一位置内の自律走行車両（１０３）に 通信する第二通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）と、 前記資源にアクセスするために、前記待ち行列の前記第一位置内の前記自律走 行車両（１０３）を前記第一位置から出発させるために、前記資源レディ信号に 応じる移動手段（１２０）と、 を備えることを特徴とするシステム（１００）。 ２３． 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）が、 前記第一位置を出発する前記待ち行列の前記第一位置内の前記自律走行車両（ １０３）に応答して、前記待ち行列内の他の自律走行車両（１０３）の位置を更 新する手段を、 備えることを特徴とする請求項２２に記載のシステム（１００）。 ２４． 前記ナビゲータ手段（１２０）が、 接近している前記自律走行車両（１０３）での位置決定手段（１２２）が、接 近している前記自律走行車両（１０３）が前記待ち行列トリガーに到達したこと を示すとき、接近している前記自律走行車両（１０３）によって移動される特定 のルートにおいて待ち行列トリガーを検出する手段と、 前記待ち行列トリガーに応答して、前記待ち行列位置リクエストを発生する手 段と、 を備えることを特徴とする請求項２２に記載のシステム（１００）。 ２５． 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）からの接近している前記自律 走行車両（１０３）に通信された前記待ち行列位置が、資源位置と、前記待ち行 列内の多数の自律走行車両（１０３）とを備え、さらに、前記ナビゲータ手段（ １２０）が、前記資源位置、前記待ち行列内の多数の前記自律走行車両（１０３ ）及び特定したルートから前記待ち行列位置を計算する手段を備えることを特徴 とする請求項２２に記載のシステム（１００）。 ２６． 前記レディ手段が、 前記資源にオペレータ作動式スイッチ（３０４）、 を備えることを特徴とする請求項２５に記載のシステム（１００）。 ２７． 前記第二通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）が、 前記スイッチ（３０４）から前記待ち行列マネージャ手段（１０２）への前記 資源レディ信号を通信する手段と、 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）から、前記待ち行列の前記第一位置内 の前記自律走行車両（１０３）に前記資源レディ信号を通信する手段と、 を備えることを特徴とする請求項２６に記載のシステム（１００）。 ２８． 前記第二通信手段（１０８、２１０、２１１、２１２、２１３）が、 前記スイッチ（３０４）から前記待ち行列の前記第一位置内の前記自律走行車 両（１０３）に、前記資源レディ信号を直接的に通信する手段、 を備えることを特徴とする請求項２６に記載のシステム（１００）。 ２９． 前記自律走行車両（１０３）によって前記資源に対する前記アクセス の完了の際に終了信号を発生する手段（３０６）と、 前記自律走行車両（１０３）上にあり、前記終了信号に応答して、前記資源で の前記自律走行車両（１０３）に前記資源を残す手段（１２０）と、 を備えることを特徴とする請求項２２に記載のシステム（１００）。 ３０． 複数の自律走行ダンプ車（１０３）をローダサイトで積荷するシステ ム（１００）であって、 それぞれの自律走行ダンプ車（１０３）上にあり、前記ローダサイトに対して それぞれの前記自律走行ダンプ車（１０３）を特定したルートに移動させ、前記 ローダサイトに接近する際に、待ち行列位置リクエストを発生するナビゲータ手 段（１２０）と、 前記ナビゲータ手段（１２０）が、接近している前記自律走行ダンプ車（１０ ３）を前記待ち行列位置に置き、前記ローダサイトに対するアクセスを制御する 待ち行列を制定し、接近している自律走行ダンプ車（１０３）からの前記待ち行 列位置リクエストを受け取ることに応答して、待ち行列位置を発生する待ち行列 マネージャ手段（１０２）と、 前記ローダサイトが複数の前記自律走行ダンプ車（１０３）のうちの一つを受 け入れる用意ができているとき、前記待ち行列の第一位置内の自律走行ダンプ車 （１０３）が前記第一位置から出発して前記ローダサイトにアクセスさせるロー ダレディ信号を発生し、前記ローダサイトが複数の自律走行ダンプ車（１０３） のうちの前記した一つで終了するとき、前記ローダサイトでの自律走行ダンプ車 （１０３）を前記ローダサイトに残すローダサイト終了信号を発生するローダサ イト制御手段（３０２）と、 を備えることを特徴とするシステム（１００）。 ３１． 前記ナビゲータ手段（１２０）と前記待ち行列マネージャ手段（１０ ２）との間の通信と、前記ローダサイト制御手段（３０２）と前記ナビゲータ手 段（１２０）との間の通信とを提供する通信手段（１０８、２１０、２１１、２ １２、２１３）、 を備えることを特徴とする請求項３０に記載のシステム（１００）。 ３２． 前記通信手段が、 前記ナビゲータ手段（１２０）と前記待ち行列マネージャ手段（１０２）との 間の通信（２１０、２１２）を提供する第一無線と、 前記ローダサイト制御手段（３０２）と前記ナビゲータ手段（１２０）との間 の通信（２１２、２１３）を提供する第二無線と、 を備えることを特徴とする請求項３１に記載のシステム（１００）。 ３３． 前記待ち行列マネージャ手段（１０２）からの接近している前記自律 走行ダンプ車（１０３）に通信された前記待ち行列位置が、ローダサイト位置と 、前記待ち行列内の多数の自律走行ダンプ車（１０３）とを備え、さらに、前記 ナビゲータ手段（１２０）が、前記ローダサイト位置、前記待ち行列内の多数の 前記自律走行ダンプ車（１０３）及び特定したルートから前記待ち行列位置を計 算する手段を備えることを特徴とする請求項３０に記載のシステム（１００）。 ３４． 前記ローダサイトがホイールローダ（２０２）であり、前記ローダサ イト制御手段（３０２）が、 前記ローダレディ信号を生じる第一オペレータ作動式スイッチ（３０４）と、 前記ローダ終了信号を生じる第二オペレータ作動式スイッチ（３０６）と、 複数の前記自律走行ダンプ車（１０３）のうちの一つを停止するように、緊急 停止信号を発生する第三オペレータ作動式スイッチ（３１０）と、 を備えることを特徴とする請求項３０に記載のシステム（１００）。 ３５． 前記ローダサイト制御手段（３０２）が、 前記ホイールローダ（２０２）の位置を求める位置決め手段（２２２）と、 前記位置決め手段（２２２）によって決定された前記位置に基づく前記ローダ サイト位置をセットする第四オペレータ作動式スイッチ（３０８）と、 を備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム（１００）。 ３６． 前記ローダサイト制御手段（３０２）が、 前記ローダサイトの位置を求める位置決め手段（２２２）と、 前記位置決め手段（２２２）によって決定された前記位置に基づく前記ローダ サイト位置をセットする手段（３０８）と、 を備えることを特徴とする請求項３０に記載のシステム（１００）。 ３７． 複数の自律走行ダンプ車（１０３）をダンプサイトにおいてアンロー ドする手段（１００）であって、 それぞれの自律走行ダンプ車（１０３）上にあり、前記ダンプサイトに対して それぞれの前記自律走行ダンプ車（１０３）を特定したルートに移動させ、前記 ダンプサイトに対する接近の際に待ち行列位置リクエストを発生するナビゲータ 手段（１２０）と、 前記ダンプサイトに対するアクセスを制御する待ち行列を制定し、接近してい る自律走行ダンプ車（１０３）からの前記待ち行列位置リクエストを受け取るこ とに応答して、待ち行列位置を発生する待ち行列マネージャ手段（１０２）と、 を備え、 前記ナビゲータ手段（１２０）が、接近している前記自律走行ダンプ車（１０ ３）を前記待ち行列位置に置き、 複数の前記自律走行ダンプ車（１０３）が、前記待ち行列に流入及び流出でき 、先入れ先出し方法で前記ダンプサイトにアクセスできることを特徴とするシス テム（１００）。 ３８． 前記待ち行列内の自律走行ダンプ車（１０３）が、前記ダンプサイト にアクセスしないようにブロッキング信号を選択式に発生するダンプサイト制御 手段（４０２）、 を備えることを特徴とする請求項３７に記載のシステム（１００）。 ３９． 前記ナビゲータ手段（１２０）と前記待ち行列マネージャ手段（１０ ２）との間の通信と、前記ダンプサイト制御手段（４０２）と前記ナビゲータ手 段（１２０）との間の通信と、を提供する通信手段（２１０、２１１、２１２） 、 を備えることを特徴とする請求項３８に記載のシステム（１００）。 ４０． 前記通信手段（２１０、２１１、２１２）が、 前記ナビゲータ手段（１２０）と前記待ち行列マネージャ手段（１０２）との 間の通信を提供する第一無線（２１０、２１２）と、 前記ダンプサイト制御手段（４０２）と前記ナビゲータ手段（１２０）との間 の通信を提供する第二無線（２１１、２１２）と、 を備えることを特徴とする請求項３９に記載のシステム（１００）。