JPWO2016013687A1 - 鉱山の管理システム - Google Patents
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Abstract
鉱山の管理システムは、無人車両の目標走行経路を含む無人車両走行データを生成する無人車両走行データ生成部と、第1時点における無人車両現状データを取得する無人車両現状データ取得部と、第1時点における有人車両現状データを取得する有人車両現状データ取得部と、無人車両走行データ及び無人車両現状データに基づいて、第2時点において無人車両が存在する可能性がある範囲を推測する無人車両存在範囲推測部と、有人車両現状データに基づいて第2時点において有人車両が存在する可能性がある位置を推測する有人車両存在位置推測部と、無人車両存在範囲推測部の推測結果と有人車両存在位置推測部の推測結果とに基づいて、第1時点における第2時点に対応した有人車両と無人車両との衝突の可能性を示す危険度レベルを有人車両が存在する可能性がある位置ごとに導出する衝突危険度判断部と、を備える。
Description
本発明は、鉱山の管理システムに関する。
鉱山において、無人車両及び有人車両の両方が稼働する場合がある。鉱山の操業において、無人車両と有人車両とが衝突する危険性がある。また、無人車両と有人車両とが衝突すると、衝突の対応のために、鉱山の操業を一部停止する必要が生じる可能性がある。その結果、鉱山の生産性が低下する。鉱山の安全性の低下及び生産性の低下の抑制のため、無人車両と有人車両との衝突を回避できる技術が要望される。有人車両の存在範囲を推定して、無人車両と有人車両との干渉を防止する技術が特許文献1に開示されている。自車両と他車両との衝突の可能性があるときに警報を発する技術が特許文献2に開示されている。
衝突の回避のために警報を発することは有効である。しかし、衝突の可能性が低いにもかかわらず、不要な警報が発せられると、有人車両の運転者は警報に慣れてしまう可能性がある。その結果、警報の本来の意義が損なわれる可能性がある。
本発明の態様は、不要な警報の発生を抑制して、無人車両と有人車両との衝突を回避できる鉱山の管理システムを提供することを目的とする。
本発明の態様に従えば、無人車両及び有人車両が稼働する鉱山の管理システムであって、前記鉱山における前記無人車両の目標走行経路を含む無人車両走行データを生成する無人車両走行データ生成部と、第1時点における無人車両領域データ及び前記第1時点における無人車両走行速度データを含む無人車両現状データを取得する無人車両現状データ取得部と、前記第1時点における有人車両位置データ及び前記第1時点における有人車両走行速度データを含む有人車両現状データを取得する有人車両現状データ取得部と、前記無人車両現状データに基づいて、前記第1時点から所定経過時間経過後の第2時点において前記無人車両が存在する可能性がある範囲を推測する無人車両存在範囲推測部と、前記有人車両現状データに基づいて前記第2時点において前記有人車両が存在する可能性がある位置を推測する有人車両存在位置推測部と、前記無人車両存在範囲推測部の推測結果と前記有人車両存在位置推測部の推測結果とに基づいて、前記第1時点における前記第2時点に対応した前記有人車両と前記無人車両との衝突の可能性を示す危険度レベルを前記有人車両が存在する可能性がある位置ごとに導出する衝突危険度判断部と、を備える鉱山の管理システムが提供される。
本発明の態様によれば、不要な警報の発生を抑制して、無人車両と有人車両との衝突を回避できる鉱山の管理システムが提供される。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
<鉱山機械の管理システムの概要>
図1は、本実施形態に係る鉱山の管理システム1の一例を示す模式図である。図1は、管理システム1が適用される鉱山の採掘現場を模式的に示す。
図1は、本実施形態に係る鉱山の管理システム1の一例を示す模式図である。図1は、管理システム1が適用される鉱山の採掘現場を模式的に示す。
管理システム1は、鉱山を管理する。鉱山において、無人車両2及び有人車両40が稼働する。鉱山の管理は、無人車両2の管理及び有人車両40の管理を含む。
図1に示すように、管理システム1は、鉱山の管制施設8に配置される管理装置10と、信号及びデータを伝達可能な通信システム9とを備える。
管理装置10は、コンピュータシステムを含む。通信システム9は、無線通信システムを含む。管理装置10と無人車両2と有人車両40とは、通信システム9を介して無線通信可能である。無人車両2は、管理装置10からの指令信号により作動する。無人車両2に作業者(運転者)は搭乗しない。有人車両40に作業者(運転者)が搭乗する。なお、無人車両2は、無人車両2に搭乗した運転者に操作されてもよい。例えば、駐機場に無人車両2を入れるとき、駐機場から無人車両2を出すとき、及び無人車両2に給油するときの少なくとも一部において、運転者が無人車両2に搭乗し、その無人車両2を操作してもよい。
無人車両2は、鉱山の作業に使用される。本実施形態においては、無人車両2が、運搬車両の一種であるダンプトラック2であることとする。ダンプトラック2は、鉱山を走行可能であり、鉱山において積荷を運搬する。ダンプトラック2は、車両3と、車両3に設けられたベッセル4とを有する。ダンプトラック2は、ベッセル4に積載された積荷を運搬する。積荷は、砕石の採掘で発生した土砂又は岩石を含む。
作業者は、有人車両40に搭乗して、鉱山を移動する。作業者は、鉱山の監視及び保守等を実施する。
鉱山の採掘現場において、積込場LPA、排土場DPA、及び積込場LPA及び排土場DPAの少なくとも一方に通じる走行路HLが設けられる。ダンプトラック2は、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLを走行可能である。有人車両40も、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLを走行可能である。鉱山の走行路HLは、未舗装路である場合が多い。
積込場LPAにおいて、ベッセル4に積荷が積み込まれる。積込機械LMにより、ベッセル4に積荷が積み込まれる。積込機械LMとして油圧ショベル又はホイールローダが用いられる。積荷が積み込まれたダンプトラック2は、積込場LPAから排土場DPAまで走行路HLを走行する。排土場DPAにおいて、ベッセル4から積荷が排出される。積荷が排出されたダンプトラック2は、排土場DPAから積込場LPAまで走行路HLを走行する。なお、ダンプトラック2は、排土場DPAから所定の待機場まで走行してもよい。
ダンプトラック2の位置及び有人車両40の位置は、全方位測位システム(Global Positioning System:GPS)により検出される。GPSは、GPS衛星STを有する。GPSによって検出される位置は、GPS座標系において規定される絶対位置である。以下の説明においては、GPSによって検出される位置を適宜、GPS位置、と称する。GPS位置は、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。
<管理装置>
次に、管理装置10について説明する。図2は、本実施形態に係る管理装置10の一例を示すブロック図である。図1及び図2に示すように、管理装置10は、コンピュータシステム11と、表示装置16と、入力装置17と、無線通信装置18とを備えている。
次に、管理装置10について説明する。図2は、本実施形態に係る管理装置10の一例を示すブロック図である。図1及び図2に示すように、管理装置10は、コンピュータシステム11と、表示装置16と、入力装置17と、無線通信装置18とを備えている。
コンピュータシステム11は、処理装置12と、記憶装置13と、入出力部15とを有する。表示装置16、入力装置17、及び無線通信装置18は、入出力部15を介して、コンピュータシステム11と接続される。
処理装置12は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサを含む。処理装置12は、データ処理部12Aと、第1無人車両走行データ生成部12Bと、進入禁止領域設定部12Cとを含む。データ処理部12Aは、例えば、ダンプトラック2の位置を示す位置データを処理する。第1無人車両走行データ生成部12Bは、鉱山におけるダンプトラック2の目標走行経路を含む第1無人車両走行データを生成する。ダンプトラック2は、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLにおいて、第1無人車両走行データ生成部12Bにより生成された第1無人車両走行データに基づいて走行する。進入禁止領域設定部12Cは、鉱山においてダンプトラック2の進入を禁止する進入禁止領域を設定する。
記憶装置13は、処理装置12と接続される。記憶装置13は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブのようなメモリを含む。記憶装置13は、データが登録されるデータベース13Bを含む。第1無人車両走行データ生成部12Bは、記憶装置13に記憶されているコンピュータプログラムを用いて、第1無人車両走行データを生成する。
表示装置16は、例えば、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置17は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。管制施設8の管理者により入力装置17が操作されると、入力装置17は、操作信号を生成する。入力装置17により生成された操作信号は、処理装置12に入力される。
通信システム9は、管制施設8に配置された無線通信装置18を含む。無線通信装置18は、入出力部15を介して、処理装置12と接続される。無線通信装置18は、アンテナ18Aを有する。無線通信装置18は、ダンプトラック2及び有人車両40と無線通信可能である。
<ダンプトラック>
次に、ダンプトラック2について説明する。図3及び図4は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を模式的に示す図である。図5は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を示す機能ブロック図である。
次に、ダンプトラック2について説明する。図3及び図4は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を模式的に示す図である。図5は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を示す機能ブロック図である。
ダンプトラック2は、車両3と、車両3に設けられるベッセル4と、物体を非接触で検出する非接触センサ24と、データベース25Bを含む記憶装置25と、ダンプトラック2の角速度を検出するジャイロセンサ26と、ダンプトラック2の走行速度を検出する速度センサ27と、ダンプトラック2の位置を検出する位置センサ28と、無線通信装置29と、無人車両制御装置30とを備える。
車両3は、鉱山を走行可能な走行装置5と、走行装置5に支持される車体6と、動力を発生する動力発生装置7と、ヘッドライト31と、ホーン32とを有する。ベッセル4は、車体6に支持される。ヘッドライト31は、車体6の前部に設けられる。ヘッドライト31は、車両3の前方の空間を照明する。ホーン32は、警報音を発生する。
走行装置5は、車輪20と、車輪20を回転可能に支持する車軸21と、走行を停止可能なブレーキ装置22と、走行方向を調整可能な操舵装置23とを有する。
走行装置5は、動力発生装置7が発生した動力により駆動する。動力発生装置7は、電気駆動方式により走行装置5を駆動する。動力発生装置7は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動する電動機とを有する。電動機で発生した動力が走行装置5の車輪20に伝達される。これにより、走行装置5が駆動される。車両3に設けられた動力発生装置7の動力によって、ダンプトラック2は自走する。動力発生装置7の出力が調整されることにより、ダンプトラック2の走行速度が調整される。なお、動力発生装置7は、機械駆動方式により走行装置5を駆動してもよい。例えば、内燃機関で発生した動力が、動力伝達装置を介して走行装置5の車輪20に伝達されてもよい。
ブレーキ装置22は、走行装置5の走行を停止可能である。ブレーキ装置22が作動することにより、ダンプトラック2の走行速度が調整される。
操舵装置23は、走行装置5の走行方向を調整可能である。走行装置5を含むダンプトラック2の走行方向は、車体6の前部の向きを含む。操舵装置23は、前輪の向きを変えることによって、ダンプトラック2の走行方向を調整する。
非接触センサ24は、車体6の前部に設けられる。非接触センサ24は、車体6の周囲の物体を非接触で検出する。非接触センサ24は、レーザスキャナを含む。非接触センサ24は、検出光であるレーザ光を使って、物体を非接触で検出する。非接触センサ24は、物体の有無、物体との相対位置、及び物体との相対速度を検出可能である。物体との相対位置は、物体との相対距離、及び非接触センサ24に対して物体が存在する方位を含む。なお、非接触センサ24は、ミリ波レーダ装置のようなレーダ装置を含んでもよい。レーダ装置は、電波を使って、物体を非接触で検出可能である。
ジャイロセンサ26は、ダンプトラック2の角速度を検出する。ダンプトラック2の角速度が積分されることによって、ダンプトラック2の方位が導出される。
速度センサ27は、ダンプトラック2の走行速度を検出する。速度センサ27は、車輪20の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪20の回転速度とダンプトラック2の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、ダンプトラック2の走行速度値に変換される。なお、速度センサ27は、車軸21の回転速度を検出してもよい。
位置センサ28は、車両3に配置される。位置センサ28は、GPS受信機を含み、ダンプトラック2の位置を検出する。位置センサ28は、GPS用のアンテナ28Aを有する。アンテナ28Aは、GPS衛星STからの電波を受信する。位置センサ28は、アンテナ28Aで受信したGPS衛星STからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ28Aの位置を算出する。アンテナ28AのGPS位置が算出されることによって、ダンプトラック2のGPS位置が検出される。
通信システム9は、車両3に配置された無線通信装置29を含む。無線通信装置29は、アンテナ29Aを有する。無線通信装置29は、管理装置10及び有人車両40と無線通信可能である。
無人車両制御装置30は、ダンプトラック2に設けられる。無人車両制御装置30は、ダンプトラック2を制御する。無人車両制御装置30は、コンピュータシステムを含む。無人車両制御装置30は、CPUのようなプロセッサと、RAM及びROMのようなメモリとを含む。管理装置10は、通信システム9を介して、ダンプトラック2の第1無人車両走行データを含む指令信号を、無人車両制御装置30に供給する。無人車両制御装置30は、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された第1無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック2の走行装置5を制御する。走行装置5の制御は、走行装置5のステアリング、アクセル、及びブレーキの少なくとも一つの制御を含む。
管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bで生成される第1無人車両走行データは、ダンプトラック2の目標走行経路及びダンプトラック2の制限走行速度を示す。管理装置10は、鉱山の地理的条件及び天候条件を含む鉱山の環境条件に基づいて、走行路HLの複数の位置(領域)毎にダンプトラック2の制限走行速度(最高許容速度)を決定する。管理装置10は、ダンプトラック2の目標走行経路及び制限走行速度を示す第1無人車両走行データを、ダンプトラック2に送信する。
無人車両制御装置30は、第2無人車両走行データを生成する第2無人車両走行データ生成部30Aを有する。無人車両制御装置30の第2無人車両走行データ生成部30Aは、管理装置10から供給された第1無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック2の目標走行速度データを含む第2無人車両走行データを生成する。無人車両制御装置30は、管理装置10から供給された第1無人車両走行データと、第2無人車両走行データ生成部30Aで生成した第2無人車両走行データとに基づいて、走行装置5を制御する。無人車両制御装置30は、管理装置10で決定された制限走行速度の範囲内で、走行装置5の走行速度を決定して、走行装置5を制御する。換言すれば、ダンプトラック2は、管理装置10で決定された制限走行速度を上限値として、第2無人車両走行データ生成部30Aで走行速度を決定し、自由に加速及び減速を実施することができる。
本実施形態において、ダンプトラック2は、推測航法に基づいて走行する。ダンプトラック2は、第1無人車両走行データ生成部12Bで生成された第1無人車両走行データ及び第2無人車両走行データ生成部30Aで生成された第2無人車両走行データに基づいて、積込場LPA、排土場DPA、及び搬送路HLを走行する。無人車両制御装置30は、推測航法を用いてダンプトラック2の現在位置を推測しつつ、第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された目標走行経路、及び第2無人車両走行データ生成部30Aで生成された目標走行速度データに基づいて、ダンプトラック2を走行させる。推測航法とは、経度及び緯度が既知の起点からの方位と移動距離とに基づいて、ダンプトラック2の現在位置を推測する航法をいう。ダンプトラック2の方位は、ダンプトラック2に配置されたジャイロセンサ26を用いて検出される。ダンプトラック2の移動距離は、ダンプトラック2に配置された速度センサ27を用いて検出される。ジャイロセンサ26の検出信号及び速度センサ27の検出信号は、ダンプトラック2の無人車両制御装置30に出力される。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック2の方位を求めることができる。無人車両制御装置30は、速度センサ27からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック2の移動距離を求めることができる。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号及び速度センサ27からの検出信号に基づいて、第1無人車両走行データの目標走行経路及び第2無人車両データの目標走行速度データに従って走行するように、ダンプトラック2の走行装置5の走行を制御する。
本実施形態においては、推測航法により求められたダンプトラック2の推測位置がGPSを使って補正される。ダンプトラック2の移動距離が長くなると、ジャイロセンサ26及び速度センサ27の一方又は両方の検出誤差の蓄積により、推測されたダンプトラック2の現在位置である推測位置と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。その結果、ダンプトラック2は、第1無人車両走行データの目標走行経路から外れて走行してしまう可能性がある。本実施形態において、無人車両制御装置30は、推測航法により推測されたダンプトラック2の推測位置を、位置センサ28により検出されたダンプトラック2のGPS位置を示すGPS位置データを使って補正しつつ、そのダンプトラック2を走行させる。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号と、速度センサ27からの検出信号と、GPS位置データとに基づいて、ダンプトラック2が目標走行経路に従って走行するように、ダンプトラック2の位置を補正する補正量を算出し、その算出した補正量に基づいて、ダンプトラック2の走行装置5の走行を制御する。
なお、本実施形態においては、推測航法により求められた推測位置がGPSを使って補正されることとするが、他の手法で補正されてもよい。例えば、設置位置が登録されたランドマークがダンプトラック2に搭載された非接触センサ24で検出され、その非接触センサ24の検出結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。なお、ランドマークとは、走行路HLに沿って配置された複数の構造物である。ランドマークの設置位置(絶対位置)が事前に計測され、登録される。また、走行路HLの路側地図が予め計測され、その路側地図と非接触センサ24で検出された走行路HLの形状との照合結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。
<有人車両>
次に、有人車両40について説明する。図6及び図7は、本実施形態に係る有人車両40の一例を模式的に示す図である。図8は、本実施形態に係る有人車両40の一例を示す機能ブロック図である。
次に、有人車両40について説明する。図6及び図7は、本実施形態に係る有人車両40の一例を模式的に示す図である。図8は、本実施形態に係る有人車両40の一例を示す機能ブロック図である。
有人車両40は、鉱山を走行可能な走行装置41と、走行装置41に支持される車体50と、動力を発生する動力発生装置43と、有人車両制御装置60とを備えている。
走行装置41は、車輪42と、車輪42を回転可能に支持する車軸と、走行を停止可能なブレーキ装置44と、走行方向を調整可能な操舵装置45とを有する。
走行装置41は、動力発生装置43が発生した動力により駆動する。動力発生装置43は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。動力発生装置43で発生した動力が走行装置41の車輪42に伝達される。これにより、走行装置41が駆動される。動力発生装置43の出力が調整されることにより、有人車両40の走行速度が調整される。
ブレーキ装置44は、走行装置41の走行を停止可能である。ブレーキ装置44が作動することにより、有人車両40の走行速度が調整される。
操舵装置45は、走行装置41の走行方向を調整可能である。走行装置41を含む有人車両40の走行方向は、車体50の前部の向きを含む。操舵装置45は、前輪の向きを変えることによって、有人車両40の走行方向を調整する。
有人車両40は、作業者WMが搭乗する運転室を有する。有人車両40は、運転室に設けられ、動力発生装置43を操作するアクセル操作部43Aと、運転室に設けられ、ブレーキ装置44を操作するブレーキ操作部44Aと、運転室に設けられ、操舵装置45を操作するステアリング操作部45Aとを有する。アクセル操作部43Aは、アクセルペダルを含む。ブレーキ操作部44Aは、ブレーキペダルを含む。ステアリング操作部45Aは、ステアリングホイールを含む。アクセル操作部43A、ブレーキ操作部44A、及びステアリング操作部45Aは、作業者WMに操作される。作業者WMは、アクセル操作部43A及びブレーキ操作部44Aの一方又は両方を操作して、有人車両40の走行速度を調整する。作業者WMは、ステアリング操作部45Aを操作して、有人車両40の走行方向を調整する。
また、有人車両40は、運転室に配置される警報装置48と、運転室に配置される入力装置49とを有する。警報装置48は、表示装置48A又は音声出力装置48Bを含む。表示装置48Aは、例えば、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示装置48Aは、警報データを表示可能である。音声出力装置48Bは、警報音を発生可能である。
入力装置49は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。有人車両40の作業者WMにより入力装置49が操作されると、入力装置49は、操作信号を生成する。入力装置49により生成された操作信号は、有人車両制御装置60に入力される。なお、入力装置49が音声認識装置を含み、作業者WMの音声により、操作信号が生成されてもよい。なお、入力装置49がタッチパネルを含む場合、入力装置49と表示装置48Aとが兼用されてもよい。
また、有人車両40は、有人車両40の走行速度を検出する速度センサ46と、操舵装置45の操舵角を検出する操舵角センサ47と、有人車両40の位置を検出する位置センサ51と、無線通信装置52とを備える。
速度センサ46は、有人車両40に設けられる。速度センサ46は、有人車両40の走行装置41の走行速度を検出する。速度センサ46は、車輪42の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪42の回転速度と有人車両40の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、有人車両40の走行速度値に変換される。有人車両40の走行速度が積分されることによって、有人車両40の移動距離が導出される。
操舵角センサ47は、有人車両40に設けられる。操舵角センサ47は、有人車両40の走行装置41の操舵角を検出する。操舵角センサ47として、例えばロータリーエンコーダを用いることができる。操舵角センサ47は、操舵装置45の操作量を検出して、操舵角を検出する。操舵装置45の操舵角と、有人車両40の走行方向とは相関する。操舵角センサ47の検出値に基づいて、有人車両40の走行方向が導出される。また、操舵装置45の操舵角と、走行する有人車両40の旋回半径とは相関する。操舵角センサ47の検出値に基づいて、有人車両40の旋回半径が導出される。
位置センサ51は、有人車両40に配置される。位置センサ51は、GPS受信機を含み、有人車両40の位置を検出する。位置センサ51は、GPS用のアンテナ51Aを有する。アンテナ51Aは、GPS衛星STからの電波を受信する。位置センサ51は、アンテナ51Aで受信したGPS衛星STからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ51Aの位置を算出する。アンテナ51AのGPS位置が算出されることによって、有人車両40のGPS位置が検出される。
通信システム9は、有人車両40に配置された無線通信装置52を含む。無線通信装置52は、アンテナ52Aを有する。無線通信装置52は、管理装置10及びダンプトラック2と無線通信可能である。
有人車両制御装置60は、有人車両40に設けられる。有人車両制御装置60は、有人車両40を制御する。有人車両制御装置60は、コンピュータシステムを含む。有人車両制御装置60は、CPUのようなプロセッサと、RAM及びROMのようなメモリとを含む。
速度センサ46の検出信号は、有人車両制御装置60に出力される。操舵角センサ47の検出信号は、有人車両制御装置60に出力される。位置センサ51の検出信号は、有人車両制御装置60に出力される。入力装置49で生成された操作信号は、有人車両制御装置60に出力される。管理装置10からの指令信号は、通信システム9を介して、有人車両制御装置60に供給される。有人車両制御装置60は、警報装置48を制御する。有人車両制御装置60は、警報装置48を制御するための制御信号を出力する。
図8に示すように、有人車両制御装置60は、無人車両現状データを取得する無人車両現状データ取得部61と、第1無人車両走行データを取得する第1無人車両走行データ取得部62と、有人車両現状データを取得する有人車両現状データ取得部63と、有人車両操舵角データを取得する有人車両操舵角データ取得部65と、ダンプトラック2が存在する可能性がある範囲である無人車両存在範囲を推測する無人車両存在範囲推測部66と、有人車両40が存在する可能性がある位置である有人車両存在位置を推測する有人車両存在位置推測部67と、ダンプトラック2と有人車両40との衝突の可能性を判断する衝突危険度判断部69と、警報装置48を制御する制御信号を出力する警報装置制御部70と、警報装置制御部70から出力される制御信号をキャンセルするキャンセル信号を生成するキャンセル部71と、有人車両位置データを出力する有人車両位置データ出力部72と、記憶部73と、を有する。
無人車両現状データ取得部61は、無線通信装置52を含む通信システム9を介して、第1時点t0における無人車両領域データ及び第1時点t0における無人車両走行速度データを含む無人車両現状データを取得する。なお、無人車両現状データ取得部61は、通信システム9を介さずに、無人車両現状データを取得してもよい。例えば、無人車両現状データ取得部61は、ダンプトラック2との車々間通信によって、無人車両現状データを取得してもよい。また、鉱山で稼働する複数のダンプトラック2それぞれの無人車両現状データが管理装置10に出力される場合、無人車両現状データ取得部61は、管理装置10から、無人車両現状データを取得してもよい。
本実施形態において、第1時点t0は、現在時点である。以下の説明においては、第1時点t0を適宜、現在時点t0、と称する。なお、第1時点t0は現在時点でなくてもよい。
現在時点t0におけるダンプトラック2が存在する領域を示す無人車両領域データは、通信システム9を介して、ダンプトラック2の位置センサ28から取得される。現在時点t0における無人車両領域データは、位置センサ28によって検出されるダンプトラック2のGPS位置に基づいて取得されるデータである。本実施形態において、鉱山で走行するような大型のダンプトラック2は、位置のみではなく、車幅及び車体長さを考慮して取り扱われる。現在時点t0におけるダンプトラック2の走行速度を示す無人車両走行速度データは、通信システム9を介して、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bから取得される。現在時点t0における無人車両領域データ及び現在時点t0における無人車両走行速度データが、通信システム9を介して、有人車両40に送信される。
第1無人車両走行データ取得部62は、無線通信装置52を含む通信システム9を介して、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bで生成された第1無人車両走行データを取得する。
有人車両現状データ取得部63は、現在時点t0における有人車両位置データ及び現在時点t0における有人車両走行速度データを含む有人車両現状データを取得する。
現在時点t0における有人車両が存在する位置を示す有人車両位置データは、位置センサ51から取得される。現在時点t0における有人車両40の走行速度を示す有人車両走行速度データは、速度センサ46から取得される。
有人車両操舵角データ取得部65は、操舵角センサ47から、有人車両40の走行装置41の操舵角を示す有人車両操舵角データを取得する。
無人車両存在範囲推測部66は、現在時点t0における無人車両現状データに基づいて、現在時点t0から所定時間経過後の第2時点である所定時点t(t1、t2、…、tn)においてダンプトラック2が存在する可能性がある範囲である無人車両存在範囲ERを推測する。所定時点tは、現在時点t0からの経過時間がそれぞれ異なる複数の所定時点t1、t2、…、tnを含む。所定時点t1は、現在時点t0から第1時間経過後の時点である。所定時点t2は、現在時点t0から第2時間経過後の時点である。所定時点tnは、現在時点t0から第n時間経過後の時点である。無人車両存在範囲推測部66は、複数の所定時点t1、t2、…、tnのそれぞれにおける無人車両存在範囲ER(t1)、ER(t2)、…、ER(tn)を推測する。
有人車両存在位置推測部67は、現在時点t0における有人車両現状データに基づいて、所定時点tにおいて有人車両40が存在する可能性がある位置である有人車両存在位置EPを推測する。有人車両存在位置推測部67は、複数の所定時点t1、t2、…、tnのそれぞれにおける有人車両存在位置EP(t1)、EP(t2)、…、EP(tn)を推測する。
また、有人車両存在位置推測部67は、現在時点t0における有人車両現状データに基づいて、有人車両40の走行装置41が異なる複数の操舵角r(r1、r2、…、rm)のそれぞれで走行したときに所定時点tにおいて有人車両40が存在する可能性がある位置を示す複数の有人車両存在位置EP(EP1、EP2、…、EPm)を推測する。走行装置41が第1操舵角r1で走行したとき、所定時点t1において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP1(t1)であり、所定時点t2において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP1(t2)であり、所定時点tnにおいて有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP1(tn)である。走行装置41が第2操舵角r2で走行したとき、所定時点t1において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP2(t1)であり、所定時点t2において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP2(t2)であり、所定時点tnにおいて有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EP2(tn)である。走行装置41が第m操舵角rmで走行したとき、所定時点t1において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EPm(t1)であり、所定時点t2において有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EPm(t2)であり、所定時点tnにおいて有人車両40が存在する可能性がある位置は有人車両存在位置EPm(tn)である。
衝突危険度判断部69は、無人車両存在範囲推測部66の推測結果と有人車両存在位置推測部67の推測結果とに基づいて、現在時点t0において、所定時点tに対応する有人車両40とダンプトラック2との衝突の可能性を示す危険度レベルを、有人車両40が存在する可能性がある有人車両存在位置EPごとに導出する。
警報装置制御部70は、衝突危険度判断部69で導出された危険度レベルに基づいて、有人車両40に警報を発する警報装置48を制御する制御信号を出力する。
キャンセル部71は、警報装置制御部70から出力される制御信号をキャンセルするキャンセル信号を生成する。
有人車両位置データ出力部72は、位置センサ51から、有人車両40の位置を示す有人車両位置データを取得して、通信システム9を介して、有人車両位置データを管理装置10に出力する。
記憶部73は、ダンプトラック2及び有人車両40に関する各種のデータを記憶する。本実施形態において、記憶部73は、少なくとも、ダンプトラック2が加速可能な最大加速度を示す最大加速度データ、及びダンプトラック2が減速可能な最大減速度を示す最大減速度データを記憶する。
<ダンプトラックの走行方法>
次に、ダンプトラック2の走行方法の一例について説明する。図9及び図10は、第1無人車両走行データ及び第2無人車両走行データに従って走行するダンプトラック2を模式的に示す図である。
次に、ダンプトラック2の走行方法の一例について説明する。図9及び図10は、第1無人車両走行データ及び第2無人車両走行データに従って走行するダンプトラック2を模式的に示す図である。
図9に示すように、走行路HLに目標走行経路CSが設定される。運搬作業におけるダンプトラック2の目標走行経路CS及びダンプトラック2の制限走行速度を示す第1無人車両走行データは、第1無人車両走行データ生成部12Bによって生成される。ダンプトラック2の制限走行速度は、走行路HLの環境を含む鉱山の環境条件に基づいて決定された、ダンプトラック2の最高許容速度である。走行路HLの環境は、走行路HLの勾配、カーブの曲率、作業中の他の機械、及び対向車の有無など、走行路HLにおける様々な環境条件を含む。
目標走行経路CSは、走行路HL上に定められる。第1無人車両走行データ生成部12Bで生成された第1無人車両走行データは、通信システム9を介して、ダンプトラック2の無人車両制御装置30に供給される。無人車両制御装置30は、第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された第1無人車両走行データに基づいて、走行装置5を制御する。無人車両制御装置30の第2無人車両走行データ生成部30Aは、第1無人車両走行データに基づいて、走行路HLにおけるダンプトラック2の目標走行速度データを生成する。第2無人車両走行データ生成部30Aは、第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された制限走行速度を超えないように、走行路HLにおけるダンプトラック2の目標走行速度を決定する。また、ダンプトラック2の目標走行速度は、ダンプトラック2の目標加速度及び目標減速度を含む。無人車両制御装置30は、目標走行経路CSと目標走行速度データとに基づいて、走行装置5を制御する。
無人車両制御装置30は、第1無人車両走行データの目標走行経路CSに従って走行装置5が走行するように、操舵装置23を制御する。無人車両制御装置30は、第2無人車両走行データの目標走行速度に従って走行装置5が走行するように、動力発生装置7及びブレーキ装置22を制御する。
本実施形態において、目標走行経路CSは、GPS位置を示す複数のポイントPIの集合体である。ポイントPIは、一定間隔で設定される。ポイントPIの間隔は、例えば、1mでもよいし、5mでもよい。複数のポイントPIのそれぞれに対応して、制限走行速度及び目標走行速度が与えられる。すなわち、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bは、複数のポイントPI毎に、制限走行速度を決定する。ダンプトラック2の第2無人車両走行データ生成部30Aは、複数のポイントPI毎に、目標走行速度を決定する。
管理装置10は、ダンプトラック2の走行許可領域APを設定する。ダンプトラック2は、設定された走行許可領域APを走行可能である。走行許可領域APは、目標走行経路CSに沿って設定される。走行許可領域APは、ダンプトラック2の走行方向の前方に設定される。走行許可領域APは、複数のポイントPIを含むように設定される。図9に示す例では、走行許可領域APは、5つのポイントPIを含む。ダンプトラック2の移動に伴って、走行許可領域APは更新される。例えば、ダンプトラック2が前進すると、走行許可領域APは、ダンプトラック2と同期して、前方に移動するように更新される。ダンプトラック2の通過後、ダンプトラック2が通過した後の走行路HLにおける走行可能領域APの設定が解除される。
図10は、2台のダンプトラック2が接近するように走行路HLを走行する状態を模式的に示す。管理装置10は、2台のダンプトラック2のそれぞれに走行許可領域APを設定する。管理装置10は、ダンプトラック2同士が衝突しないように、それら2台のダンプトラック2のそれぞれに走行許可領域APを設定する。図10に示す例では、一方のダンプトラック2の走行可能領域APは、5つのポイントPIを含むように設定される。他方のダンプトラック2の走行可能領域APは、3つのポイントPIを含むように設定される。管理装置10は、一方のダンプトラック2の走行可能領域APと、他方のダンプトラック2の走行可能領域APとが重ならないように、2つの走行可能領域APのそれぞれを設定する。これにより、ダンプトラック2同士の衝突が抑制される。
<無人車両存在範囲>
次に、無人車両存在範囲ERについて説明する。無人車両存在範囲ERは、現在時点t0から所定時間経過後の所定時点tにおいてダンプトラック2が存在する可能性がある範囲である。無人車両存在範囲ERは、無人車両存在範囲推測部66により推測される。ダンプトラック2の第2無人車両走行データ生成部30Aは、第1無人車両走行データ生成部12Bから与えられた制限走行速度の範囲内で、目標走行速度を含む第2無人車両走行データを生成する。ダンプトラック2は、管理装置10から与えられた目標走行経路CSと、第2無人車両走行データ生成部30Aで生成した目標走行速度とに基づいて、走行路HLを走行する。すなわち、ダンプトラック2は、走行可能領域APにおいては、第1無人車両走行データ生成部12Bから与えられた制限走行速度の範囲内で、自由に加速及び減速することができる。
次に、無人車両存在範囲ERについて説明する。無人車両存在範囲ERは、現在時点t0から所定時間経過後の所定時点tにおいてダンプトラック2が存在する可能性がある範囲である。無人車両存在範囲ERは、無人車両存在範囲推測部66により推測される。ダンプトラック2の第2無人車両走行データ生成部30Aは、第1無人車両走行データ生成部12Bから与えられた制限走行速度の範囲内で、目標走行速度を含む第2無人車両走行データを生成する。ダンプトラック2は、管理装置10から与えられた目標走行経路CSと、第2無人車両走行データ生成部30Aで生成した目標走行速度とに基づいて、走行路HLを走行する。すなわち、ダンプトラック2は、走行可能領域APにおいては、第1無人車両走行データ生成部12Bから与えられた制限走行速度の範囲内で、自由に加速及び減速することができる。
無人車両存在範囲ERは、第2無人車両走行データに基づくダンプトラック2の加速及び減速を考慮して推測される。有人車両40には、管理装置10から、制限走行速度を規定する第1無人車両走行データが供給される。一方、有人車両40には、目標走行速度を規定する第2無人車両走行データは供給されない。ダンプトラック2は、第1無人車両走行データによって規定される制限走行速度の範囲内で、自由に加速及び減速する。すなわち、有人車両制御装置60は、ダンプトラック2の制限走行速度データ(第1無人車両走行データ)は取得するものの、制限走行速度の範囲内において規定される目標走行速度、加速度、及び減速度(第2無人車両走行データ)は取得しない。したがって、有人車両制御装置60の無人車両存在範囲推測部66は、第2無人車両走行データに基づくダンプトラック2の加速及び減速を考慮しつつ、第1無人車両走行データに基づいて、無人車両存在範囲ERを推測する。
所定時点tにおける無人車両存在範囲ERは、現在時点t0における無人車両現状データに基づいて推測される。本実施形態において、所定時点tにおける無人車両存在範囲ERは、現在時点t0における無人車両現状データと、第1無人車両走行データ生成部12Bで生成される第1無人車両走行データとに基づいて推測される。無人車両存在範囲ERは、第1無人車両走行データの目標走行経路CSに沿った形状として推測される。
ダンプトラック2が一定速度で走行する場合、無人車両存在範囲ERの大きさは、制御誤差等を考慮した分だけ少し拡大するものの、ダンプトラック2の大きさとほぼ等しい。ダンプトラック2が加速又は減速しながら走行する場合、無人車両存在範囲ERの大きさは、ダンプトラック2の大きさと異なる。本実施形態において、無人車両存在範囲推測部66は、ダンプトラック2が加速可能な最大加速度を示す最大加速度データ及びダンプトラック2が減速可能な最大減速度を示す最大減速度データに基づいて、無人車両存在範囲ERを推測する。ダンプトラック2の最大加速度は、ダンプトラック2の動力発生装置7の出力が最大のときにダンプトラック2が加速し得る加速度である。ダンプトラック2の最大減速度は、ダンプトラック2のブレーキ装置22が最大制動力を発揮したときに、つまり、フルブレーキ状態のときに、ダンプトラック2が減速し得る減速度(負の加速度)である。最大加速度データ及び最大減速度データは、既知データであり、記憶部73に記憶されている。最大加速度データ及び最大減速度データに基づいて無人車両存在範囲ERが推定されることにより、所定時点tにおけるダンプトラック2の実際の位置EPrは、無人車両存在範囲ERに配置される。
図11は、ダンプトラック2の最大加速度及び最大減速度を考慮して推測された無人車両存在範囲ERの一例を模式的に示す図である。ダンプトラック2の最大加速度を考慮する場合、無人車両存在範囲ERは、現在時点t0におけるダンプトラック2の走行速度が一定速度に維持されて走行したときの所定時点tにおけるダンプトラック2の位置PJよりも更に前方に延在するように設定される。ダンプトラック2の最大減速度を考慮する場合、無人車両存在範囲ERは、現在時点t0におけるダンプトラック2の走行速度が一定速度に維持されて走行したときの所定時点tにおけるダンプトラック2の位置PJよりも後方に延在するように設定される。
図11に示す例において、無人車両存在範囲ERは、ダンプトラック2が現在時点t0においてある走行速度(基準速度)で走行している状態で、現在時点t0から所定時点tまでの間に、現在時点t0においてダンプトラック2が存在する位置PJ0から最大加速度で走行したときに所定時点tにおいて存在する可能性がある範囲である加速範囲ARを含む。また、無人車両存在範囲ERは、ダンプトラック2が現在時点t0においてある走行速度(基準速度)で走行している状態で、現在時点t0から所定時点tまでの間に、現在時点t0においてダンプトラック2が存在する位置PJ0から最大減速度で走行したときに所定時点tにおいて存在する可能性がある減速範囲BRを含む。無人車両存在範囲ERは、最大加速度で走行したときの所定時点tにおけるダンプトラック2の予想到達地点と最大減速度で走行したときの所定時点tにおけるダンプトラック2の予想到達地点との間の範囲である。このように、ダンプトラック2が加速及び減速しても、最大加速度及び最大減速度を考慮した無人車両存在範囲ERが設定される。
なお、加速範囲ARの先端部及び減速範囲BRの後端部は、それぞれの予測到達点にダンプトラック2が位置したときにダンプトラック2が存在する領域が考慮される。
なお、無人車両存在範囲推測部66は、ダンプトラック2の制限走行速度を考慮して、加速範囲ARを推測してもよい。例えば、無人車両存在範囲推測部66は、加速するダンプトラック2が制限走行速度に到達し、その制限走行速度を維持して走行する状態に基づいて加速範囲ARを推測してもよい。
なお、図12に示すように、無人車両存在範囲ERは、現在時点t0から所定時点tまでの間にダンプトラック2が存在する位置から最大加速度で走行したときに所定時点tにおいて存在する可能性がある加速範囲ARからダンプトラック2の進行方向に所定距離SL延長した範囲を含んでもよい。所定距離SLの長さは任意に設定可能である。所定距離SLが設定されることにより、有人車両40がダンプトラック2の前方に入り込んで走行の邪魔をするような動作をしたとき、有人車両制御装置60は、衝突の可能性があるとみなして警報を出すことができる。例えば、所定距離SLは、所定時点tにおいてダンプトラック2が有人車両40との衝突を回避するための動作を開始するときの有人車両40との距離である。ダンプトラック2が有人車両40との衝突を回避するために、所定時点tにおいてダンプトラック2のブレーキ装置22が作動された場合、そのダンプトラック2のブレーキ装置22が作動したときのダンプトラック2と有人車両40との距離が、所定距離SLとして設定される。
<管理方法:第1実施形態>
次に、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例について説明する。図13は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を示すフローチャートである。図14は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を説明するための模式図である。
次に、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例について説明する。図13は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を示すフローチャートである。図14は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を説明するための模式図である。
以下で説明する処理は、現在時点t0において実施される処理である。現在時点t0において、複数の走行経路CP(CP1、CP2、…、CPM)が設定され、それら走行経路CPごとに、現在時点t0から所定時間経過後の時点t(t1,t2,t3…,tN)のそれぞれにおいて有人車両40が存在する可能性がある有人車両存在位置EP及びダンプトラック2が存在する可能性がある無人車両存在範囲ERが推測され、有人車両40が存在する可能性がある有人車両存在位置EPごとに、複数の時点t(有人車両存在位置EP)のそれぞれに対応した有人車両40とダンプトラック2との衝突の可能性を示す危険度レベルが導出される。
ダンプトラック2の第1無人車両走行データが、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bで生成される。また、ダンプトラック2の第2無人車両走行データが、無人車両制御装置30の第2無人車両走行データ生成部30Aで生成される。無人車両制御装置30は、第1無人車両走行データ及び第2無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック2の走行装置5を制御する。ダンプトラック2は、目標走行経路CSを含む第1無人車両走行データ及び目標走行速度を含む第2無人車両走行データに基づいて、鉱山を走行する。有人車両40は、作業者WMの運転操作により、鉱山を走行する。
無人車両現状データ取得部61及び有人車両現状データ取得部63を含む有人車両制御装置60は、現在時点t0におけるダンプトラック2の位置(領域)及び走行速度を含む無人車両現状データと、現在時点t0における有人車両40の位置及び走行速度を示す有人車両現状データとを取得する(ステップSP1)。
第1無人車両走行データ取得部62は、管理装置10から、第1無人車両走行データを取得する。
カウンタmが初期値「1」にセットされる(ステップSP2)。カウンタmは自然数である。
有人車両存在位置推測部67は、有人車両40の現在時点t0の位置を示す現在位置から操舵角rmに対応する一定旋回半径で有人車両40が走行したときの走行経路CPmを算出する(ステップSP3)。
有人車両存在位置推測部67は、有人車両40の走行装置41が操舵可能な範囲において走行装置41の操舵角rmを決定する。操舵可能な範囲の中心は、有人車両40の進行方向でもよいし、現在の操舵角でもよい。操舵角rmを示す有人車両操舵角データは、有人車両操舵角データ取得部65に取得される。
カウンタnが初期値「1」にセットされる(ステップSP4)。カウンタnは自然数である。
次に、所定時点tが設定される(ステップSP5)。所定時点tは、以下の(1)式に従って設定される。
(1)式において、t0は現在時点である。nはカウンタである。Δtは、予め設定されている時間を示す。Δtは、例えば、0.1[秒間]でもよいし、1[秒間]でもよい。n×Δtは、現在時点t0からの経過時間を示す。したがって、n=1の場合、所定時点tは、現在時点t0から1×Δt[時間]経過後の時点である。以下の説明において、カウンタnが「1」にセットされ、現在時点t0から1×Δt[時間]経過後の所定時点tを適宜、時点t1、と称する。
現在時点t0における有人車両現状データは、現在時点t0から時点t1までの移動における有人車両40の始点を示す。
有人車両存在位置推測部67は、現在時点t0における有人車両現状データに基づいて、有人車両40の走行装置41が操舵角rmで走行したときに時点t1において有人車両40が存在する可能性がある位置を示す有人車両存在位置EPm(t1)を推測する(ステップSP6)。
カウンタmが「1」にセットされているため、走行経路CPmは、走行経路CP1であり、操舵角rmは、操舵角r1であり、有人車両存在位置EPmは、有人車両存在位置EP1である。
有人車両存在位置推測部67は、現在時点t0における有人車両40の走行速度が、有人車両40が有人車両存在位置EP1に到達するまで一定値に維持されることとして、時点t1における有人車両存在位置EP1(t1)を推測する。
走行装置41の操舵角r1と、その操舵角r1における有人車両40の走行経路CP1との関係は、記憶部73に記憶されている。走行装置41の操舵角r1と有人車両40の走行経路CP1との関係は、事前実験又はシミュレーションによって予め求められているテーブル又はマップデータでもよいし、事前に規定された関係式でもよい。これにより、有人車両制御装置60は、現在時点t0における有人車両現状データに基づいて、有人車両40の走行装置41がある操舵角r1で走行したときの時点t1における有人車両40の到達位置を示す有人車両存在位置EP1(t1)を推測することができる。
無人車両存在範囲推定部66は、現在時点t0における無人車両現状データと、第1無人車両走行データとに基づいて、現在時点t0から1×Δt[時間]経過後の時点t1においてダンプトラック2が存在する可能性がある範囲を示す無人車両存在範囲ER(t1)を推測する(ステップSP7)。
目標走行経路CS及び制限走行速度を示す第1無人車両走行データは、第1無人車両走行データ生成部12Bで生成され、通信システム9を介して有人車両制御装置60に送信される。現在時点t0における無人車両現状データは、通信システム9を介して有人車両制御装置60に送信される。無人車両存在範囲推定部66は、現在時点t0における無人車両現状データと、第1無人車両走行データとに基づいて、時点t1における無人車両存在範囲ER(t1)を推測することができる。無人車両存在範囲ERは、GPS座標系で規定される絶対位置及び絶対範囲を含む。無人車両存在範囲ERは、ダンプトラック2の加速又は減速を含む第2無人車両走行データを考慮して推測される。
有人車両存在位置推測部67で算出された走行経路CP1における、有人車両存在位置推測部67で推測された時点t1における有人車両存在位置EP1(t1)と、無人車両存在範囲推定部66で推定された時点t1における無人車両存在範囲ER(t1)との位置関係は、図14に示すようになる。また、現在時点t0における有人車両40及びダンプトラック2と無人車両存在範囲ER(t1)との位置関係は、図14に示すようになる。図14に示すように、無人車両存在範囲ER(t1)は、目標走行経路CSを含むように、略矩形状に設定される。
無人車両存在範囲推定部66は、無人車両存在範囲ERと有人車両40の走行経路CPmとの交点である仮想交点Smを求める。カウンタmが「1」にセットされているため、時点t1における仮想交点Sm(t1)は、仮想交点S1(t1)である。
有人車両存在位置EP1(t1)は、無人車両存在範囲ER(t1)に設定された仮想交点S1(t1)に対して、有人車両40の現在時点t0の位置を示す現在位置から仮想交点S1(t1)に至る操舵角r1に対応する一定旋回半径の走行経路CP1で有人車両40が走行したときの時点t1における走行経路CP1上の有人車両40の位置である。
有人車両存在位置推測部67は、現在時点t0における有人車両40の走行速度が、有人車両40が仮想交点S1(t1)に到達するまで一定値に維持されることとして、仮想交点S1(t1)を求める。有人車両40は、操舵角r1で現在位置から走行することにより、一定旋回半径の走行経路CP1を走行して、時点t1において有人車両存在位置EP1(t1)を通過し、仮想交点S1(t1)に到達する。
次に、衝突危険度判断部69は、無人車両存在範囲推測部66の推測結果と有人車両存在位置推測部67の推測結果とに基づいて、現在時点t0における、時点t1での有人車両40とダンプトラック2との位置関係による有人車両40とダンプトラック2との衝突の可能性を示す危険度レベルを導出する。具体的には、衝突危険度判断部69は、有人車両40が有人車両存在位置EP1(t1)を通過した後、仮想交点S1(t1)におけるダンプトラック2との衝突の可能性を示す危険度レベルを導出する(ステップSP8)。
本実施形態において、衝突危険度判断部69は、現在時点t0において、時点t1における有人車両存在位置EP1(t1)から無人車両存在範囲ER(t1)に有人車両40が移動するのに要する時間d1(t1)を算出する。時間d1により、無人車両存在範囲ERに対する有人車両40の接近度合いが分かる。衝突危険度判断部69は、算出した時間d1(t1)と、走行経路CP1を走行するときの有人車両40の操舵角r1と、現在時点t0からの経過時間hとに基づいて、現在時点t0における時点t1に対応した危険度レベルを導出する。時点t1における有人車両存在位置EP1(t1)は、有人車両存在位置推測部67で推測される。
時間d1(t1)は、有人車両存在位置EP1(t1)と仮想交点S1(t1)との距離と、走行経路CP1を走行する有人車両40の走行速度とに基づいて導出される。
図14に示す例では、有人車両40の走行装置41が操舵角r1で走行し、走行経路CP1を走行したとき、有人車両40は、時点t1において有人車両存在位置EP1(t1)に存在し、現在の走行速度で走行した場合、時間d1(t1)で無人車両存在範囲ER(t1)に到達することとなる。時間d1(t1)により、時点t1に対応した、無人車両存在範囲ER(t1)と有人車両40の接近度合いが分かる。
時点tに対応する有人車両存在位置EP(t)から無人車両存在範囲ER(t)に有人車両40が移動するのに要する時間を接近度合い時間dとし、現在時点t0からの経過時間を経過時間hとした場合、危険度レベルは、接近度合い時間dと、操舵角rと、経過時間hとの関数となる。走行経路CPmについての現在時点t0における時点t1に対応した危険度レベルをCm(t1)とした場合、危険度レベルCm(t1)は、(2A)式で表すことができる。
(2A)式において、接近度合い時間dが短いほど危険度レベルは大きくなるので、関数f(d1)は、減少関数である。現在時点t0から時点t1までの有人車両40の走行装置41の操舵角rmが零に近いほど、すなわち、有人車両40が直進状態に近いほど、推測は確からしいので、関数g(rm)は、操舵角rmが零に近いほど大きな値となる関数である。経過時間hが長くなるほど衝突の可能性は低いので、h(t1)は、減少関数である。
このように、衝突危険度判断部69は、(2A)式に基づいて、現在時点t0から時点tnまでの有人車両40の走行装置41の操舵角rmが零に近いほど(有人車両40が直進状態に近いほど)、危険度レベルCm(tn)が高いと判断する。
以上、有人車両40が走行経路CP1で走行したときの現在時点t0における時点t1に対応した危険度レベルC1(t1)を導出する手順について説明した。本実施形態においては、カウンタnが予め定められている定数Nになるまで、上述の処理が繰り返される。定数Nは、1よりも大きい自然数である。定数Nは、例えば、5でもよいし、10でもよい。すなわち、ステップSP1からステップSP8の処理が終了した後、有人車両制御装置60は、カウンタnが定数Nよりも大きいか否かを判定する(ステップSP9)。
ステップSP9において、カウンタnが定数Nよりも大きくないと判定されたとき(ステップSP9:No)、有人車両制御装置60は、カウンタnに1を加算する(ステップSP10)。すなわち、カウンタnが「2」にセットされる。カウンタnが「2」にセットされた後、ステップSP5の処理が実施される。
n=2の場合、所定時点tは、現在時点t0から時間(2×Δt)経過後の時点である。以下の説明において、nが「2」にセットされ、現在時点t0から時間(2×Δt)経過後の所定時点tを適宜、時点t2、と称する。
時点t2について、上述のステップSP6からステップSP8が実施される。本実施形態において、有人車両存在位置推測部67で算出された走行経路CP1と、有人車両存在位置推測部67で推測された時点t2における有人車両存在位置EP1(t2)と、無人車両存在範囲推定部66で推定された時点t2における無人車両存在範囲ER(t2)との関係は、図14に示すようになる。
すなわち、時点t2については、走行経路CP1に対して無人車両存在範囲ER(t2)が通過してしまっており、仮想交点S1(t2)を求めることができないので、時間d1(t2)は無限大であるとして、危険度レベルC1(t2)を算出する。
上述のステップSP5からステップSP8の処理が繰り返され、nが「N」にセットされ、現在時点t0から時間「N×Δt」経過後の時点tNについて、上述のステップSP5からステップSP8が実施された後、ステップSP9において、カウンタnが定数Nよりも大きいと判定されたとき(ステップSP9:Yes)、有人車両制御装置60は、有人車両40が走行経路CP1で走行したときの時点t1から時点tNのそれぞれについて導出された危険度レベルのうち最も危険度レベルが高い最大危険度レベルを取得する(ステップSP11)。
上述したように、有人車両40が走行経路CP1で走行したときの現在時点t0における時点t1に対応した危険度レベルC1(t1)、時点t2に対応した危険度レベルC1(t2)、時点t3に対応した危険度レベルC1(t2)、…、時点tNに対応した危険度レベルC1(tN)が導出される。時間d1(t)が短いほど、危険度レベルは高くなる。現在時点t0における経路CPm(CP1)での最大危険度レベルは、(2B)式のようになる。
以上、有人車両40が操舵角r1に対応する走行経路CP1で走行したときの各時点t(t1〜tN)に対応した危険度レベルC1(t)をそれぞれ導出し、それら危険度レベルC1(t)のうち最も危険度レベルが高い最大危険度レベルC1を取得する手順について説明した。
本実施形態においては、カウンタmが予め定められている定数Mになるまで、ステップSP3からステップSP11の処理が繰り返される。定数Mは、1よりも大きい自然数である。定数Mは、例えば、5でもよいし、10でもよい。すなわち、ステップSP3からステップSP11の処理が終了した後、有人車両制御装置60は、カウンタmが定数Mよりも大きいか否かを判定する(ステップSP12)。
ステップSP12において、カウンタmが定数Mよりも大きくないと判定されたとき(ステップSP12:No)、有人車両制御装置60は、カウンタmに1を加算する(ステップSP13)。すなわち、カウンタmが「2」にセットされる。カウンタmが「2」にセットされた後、ステップSP3からステップSP11の処理が実施される。
すなわち、有人車両制御装置60は、有人車両40が操舵角r2に対応する走行経路CP2で走行したときの各時点t(t1〜tN)に対応した危険度レベルC2(t)をそれぞれ導出し、それら危険度レベルC2(t)のうち最も危険度レベルが高い最大危険度レベルC2を取得する。
また、有人車両制御装置60は、有人車両40が操舵角r3に対応する走行経路CP3で走行したときの各時点t(t1〜tN)に対応した危険度レベルC3(t)をそれぞれ導出し、それら危険度レベルC3(t)のうち最も危険度レベが高い最大危険度レベルC3を取得する。
同様に、有人車両制御装置60は、有人車両40が操舵角rMに対応する走行経路CP2で走行したときの各時点t(t1〜tN)に対応した危険度レベルCM(t)をそれぞれ導出し、それら危険度レベルCM(t)のうち最も危険度レベルが高い最大危険度レベルCMを取得する。
ステップSP12において、カウンタmが定数Mよりも大きいと判定されたとき(ステップSP12:Yes)、有人車両制御装置60は、有人車両40が複数の走行経路CP1から走行経路CPMまでのそれぞれについて導出された最大危険度レベルC1、C2、…、CMのうち、最も危険度が高い全最大危険度レベルCを取得する(ステップSP14)。全最大危険度レベルCは、接近度合い時間dが最大値を示すときの走行経路CPm及び時点tnにおける危険度レベルである。現在時点t0における全最大危険度レベルCは、(2C)式のようになる。
以上のように、危険度レベルCm(tn)現在時点t0において算出され、実際に時間が経過し、有人車両40が進行した場合は、その進行した位置で、仮想の旋回経路CPmを複数設定し(ばら撒き)、所定時間後の位置で接近度合いを見る。接近度合い時間d及び経過時間hに旋回半径rがパラメータとして加わり、(2A)式、(2B)式、(2C)式のようになる。例えば、時点t3では、有人車両40が無人車両存在範囲ERにかなり接近したとしても,現在時点t0から時点t3までの経過時間がかかっているので、接近度合い時間dのみではなく経過時間hも危険度レベル算出に必要となる。もちろん、旋回半径rも直進のほうが確からしさが高く、急旋回のほうが確からしさが低いといえるので、旋回半径rも危険度レベルの算出に必要となる。
仮想交点Smが無人車両存在範囲ERの側面となると決まっているならば、d+hは一定となるが、鉱山を走行するダンプトラック2のように、車幅が大きい無人車両の場合、後端と交差する場合には接近度合い時間dが大きくなるので、つまり、経過時間hにより考慮する仮想交点Smが変わるので、ある旋回半径r(操舵角)の中で、経過時間ごとに危険レベルを求めることにより、細かく危険度レベルを算出することができる。
警報装置制御部70は、衝突危険度判断部69で導出された危険度レベルに基づいて、有人車両40に警報を発する警報装置48を制御する制御信号を出力する。警報装置制御部70は、ステップSP14で導出された、全最大危険度レベルに応じた形態で警報装置48が警報を発するように、制御信号を出力する(ステップSP15)。
警報装置制御部70は、導出された全最大危険度レベルの危険度レベルに基づいて、警報装置48が異なる形態で警報を発するように、制御信号を出力する。
例えば、ステップSP14において、導出された全最大危険度レベルが低レベルであると判断された場合、警報装置制御部70は、警報装置48が第1の形態で警報を発するように、警報装置48に制御信号を出力する。
また、ステップSP14において、導出された全最大危険度レベルが中レベルであると判断された場合、警報装置制御部70は、警報装置48が第1の形態とは異なる第2の形態で警報を発するように、警報装置48に制御信号を出力する。
また、ステップSP14において、導出された全最大危険度レベルが高レベルであると判断された場合、警報装置制御部70は、警報装置48が第1の形態及び第2の形態とは異なる第3の形態で警報を発するように、警報装置48に制御信号を出力する。
警報装置48は、警報装置制御部70からの制御信号に基づいて、有人車両40の運転者WMに対して警報を発する。危険度レベルが低レベルである場合、警報装置制御部70は、第1の形態として、第1の音量で音声出力装置48Bから警報音を発生させる。危険度レベルが中レベルである場合、警報装置制御部70は、第2の形態として、第1の音量よりも大きい第2の音量で音声出力装置48Bから警報音を発生させる。危険度レベルが高レベルである場合、警報装置制御部70は、第3の形態として、第2の音量よりも大きい第3の音量で音声出力装置48Bから警報音を発生させる。
危険度レベルが低レベルである場合、警報装置制御部70は、第1の形態として、「危険度レベルは低レベルである」ことを示す文字又は画像を、表示装置48Aに表示させてもよい。危険度レベルが中レベルである場合、警報装置制御部70は、第2の形態として、「危険度レベルは中レベルである」ことを示す文字又は画像を、表示装置48Aに表示させてもよい。警報装置制御部70は、第3の形態として、「危険度レベルは高レベルである」ことを示す文字又は画像を、表示装置48Aに表示させてもよい。
危険度レベルが低レベルである場合、警報装置制御部70は、第1の形態として、「危険度レベルは低レベルである」ことを示す音声を、音声出力装置48Bから発生させてもよい。危険度レベルが中レベルである場合、警報装置制御部70は、第2の形態として、「危険度レベルは中レベルである」ことを示す音声を、音声出力装置48Bから発生させてもよい。危険度レベルが高レベルである場合、警報装置制御部70は、第3の形態として、「危険度レベルは高レベルである」ことを示す音声を、音声出力装置48Bから発生させてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、現在時点t0における無人車両現状データと無人車両走行データとに基づいて、所定時点t(t1、t2、…、tN)における無人車両存在範囲ER(t)が推測される。現在時点t0における有人車両位置データと現在時点t0における有人車両速度データとに基づいて、所定時点t(t1、t2、…、tN)における複数の有人車両存在位置EP(t)が推測される。また、本実施形態によれば、現在時点t0における有人車両位置データと現在時点t0における有人車両速度データとに基づいて、有人車両40の走行装置41が異なる操舵角r(r1、r2、…、rM)のそれぞれで走行したときの現在時点t0から所定時点t(t1、t2、…、tN)までの有人車両40の複数の走行経路CP(CP1、CP2、…、CPM)が推測される。これにより、衝突危険度判断部69は、所定時点t(t1、t2、…、tN)における有人車両40とダンプトラック2との位置関係を推測することができ、有人車両40とダンプトラック2との衝突の可能性のレベルを示す危険度レベルを複数の有人車両存在位置EPごとに判断することができる。
警報装置制御部70は、衝突危険度判断部69の判断結果に基づいて、有人車両40に警報を発する警報装置48を制御する制御信号を出力するので、衝突の危険度レベルに応じて、適切な警報を警報装置48に発生させることができる。必要な警報が適切に発生され、不要な警報の発生が抑制されるので、ダンプトラック2の生産性の低下を抑制しつつ、ダンプトラック2と有人車両40との衝突を回避することができる。
また、警報装置制御部70は、複数の有人車両存在位置EPごとに判断された衝突の可能性のレベルを示す危険度レベルに基づいて、警報装置48が異なる形態で警報を発するように、制御信号を出力する。これにより、有人車両40の作業者WMは、現在時点t0における有人車両40の操舵角を含む運転操作を継続した場合、有人車両存在位置EPNに向かって走行してダンプトラック2と衝突する可能性が高いのか、有人車両存在位置EP2に向かって走行してダンプトラック2と衝突する可能性は低いもののダンプトラック2の前方の目標走行経路CSを横切ってしまうのか、有人車両存在位置EP1に向かって走行してダンプトラック2と衝突しないものの進入禁止領域BPに目標走行経路CSが入ってしまうのか、を判断することができる。そのため、有人車両40の作業者WMは、警報装置48の警報の形態に基づいて、ダンプトラック2との衝突を回避するための運転操作、ダンプトラック2の前方の目標走行経路CSを横切らないための運転操作、及び進入禁止領域BPに目標走行経路CSが入ることを防ぐ運転操作のいずれか一つを実施することができる。上述のように、有人車両40がダンプトラック2の前方の目標走行経路CSを横切ったり、進入禁止領域BPに目標走行経路CSが入ってしまったりすると、ダンプトラック2の停止、減速、及び進路変更が行われ、ダンプトラック2の走行が制限されることとなる。その結果、ダンプトラック2の生産性が低下し、ひいては鉱山の生産性が低下する。衝突の可能性のレベルに基づいて、警報装置48が異なる形態で警報を発するので、有人車両40の運転者WMは、ダンプトラック2との衝突を回避するための運転操作のみならず、生産性の低下を抑制するための運転操作を実施することができる。
また、本実施形態によれば、警報装置制御部70は、有人車両操舵角データ取得部67で取得された有人車両操舵角データと、有人車両存在位置EPとに基づいて、制御信号を出力する。これにより、警報装置制御部70は、作業者WMが現在時点t0における運転操作を継続した場合、複数の有人車両存在位置EPのうちどの有人車両存在位置EPに向かって有人車両40が走行するのかを、警報を介して作業者WMに知らせることができる。これにより、作業者WMは、ダンプトラック2との衝突を回避し、生産性の低下を抑制するための適切な運転操作を実施することができる。
なお、本実施形態においては、ダンプトラック2と有人車両40とが所定の位置関係になった場合、警報装置制御部70が制御信号を出力することとした。例えば、作業者WMがダンプトラック2の保守又は点検などを行う場合、有人車両40をダンプトラック2に近付ける必要がある。その場合、作業者WMは、入力装置49を操作して、キャンセル部71にキャンセル信号を生成させる。キャンセル信号が生成されることにより、警報装置制御部70から出力される制御信号はキャンセルされる。これにより、有人車両40をダンプトラック2に近付けても、警報装置48が作動することが抑制される。したがって、作業者WMを煩わしくさせる警報の発生が抑制される。以下の実施形態においても同様である。
なお、本実施形態においては、警報装置制御部70から制御信号が出力されることによって、有人車両40の警報装置48が作動することとした。警報装置制御部70から出力された制御信号に基づいて、ダンプトラック2が有人車両40の作業者WMに警報を発してもよい。例えば、警報装置制御部70から制御信号が、通信システム9を介して、ダンプトラック2に送信される。ダンプトラック2は、ヘッドライト31を点滅させたり、ホーン32から警報音を発生させたりすることによって、有人車両40の作業者WMに警報を発してもよい。以下の実施形態においても同様である。
なお、本実施形態においては、有人車両40に対して1台のダンプトラック2が接近する場合の危険度レベルの導出方法について説明した。鉱山においては、複数のダンプトラック2が稼動する。有人車両40の衝突危険度判断部69は、複数のダンプトラック2のそれぞれについて最大危険度レベルを導出することができる。以下の実施形態においても同様である。
<管理方法:第2実施形態>
次に、鉱山の管理方法の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
次に、鉱山の管理方法の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
上述の第1実施形態と異なる本実施形態の特徴点は、有人車両制御装置60が、複数の走行経路CPmを仮定して危険度レベルCmを計算する際、操舵角rmに対する危険度レベルCmの計算の重み付けを、現在時点t0における有人車両40の走行速度に基づいて変更することにある。
上述の第1実施形態においては、操舵角rmに対する危険度レベルCmの関数g(rm)は、有人車両40が直進状態に近いほど大きい値となる関数であり、有人車両40の走行速度とは関係なかった。本実施形態においては、有人車両40の走行速度が高速になるほど、操舵角rmが大きいときに危険度レベルCmの重み付けを小さくする。
図15及び図16は、本実施形態に係る操舵角rmと重み付けとの関係を示す模式図である。図15に示すように、有人車両40が高速で走行している場合、有人車両40の走行装置41の走行方向が変更される可能性は低い。換言すれば、有人車両40が高速で走行している場合、有人車両40は直進状態で走行する可能性が高く、有人車両40のハンドル操作部45Aが大きく操作される可能性は低い。図16に示すように、有人車両40が低速で走行している場合、有人車両40の走行装置41の走行方向が変更される可能性は高速走行時に比べて高くなる。換言すれば、有人車両40が低速で走行している場合、有人車両40は非直進状態で走行する可能性が高く、有人車両40のハンドル操作部45Aが大きく操作される可能性が高速走行時に比べて高くなる。
図15及び図16に示すように、操舵角rmの変更可能量による危険度レベルの計算の重み付けを、有人車両40の走行速度に基づいて変更する。図15及び図16に示す、「0」、「0.5」、「1」の数値は、操舵角に応じた危険度レベルの計算の重みを示す。
以上説明したように、衝突危険度判断部69は、現在時点t0における有人車両速度データに基づいて、操舵角rmの変更量に対する危険度レベルCmの重み付けを設定することができる。
なお、上述の実施形態においては、関数g(rm)が、操舵角rmが零に近いほど大きい値となる関数であることとした。現在時点t0における操舵角rmに近いほど大きい値となる関数で危険度レベルCmが算出されてもよい。すなわち、衝突危険度判断部69は、現在時点t0から時点tnまでの有人車両40の走行装置41の操舵角rmが現在時点t0における操舵角rmに近いほど危険度レベルCm(tn)が高いと判断してもよい。
なお、上述の実施形態においては、無人車両存在範囲推測部66、有人車両存在位置推測部67、及び衝突危険度判断部69などは、有人車両40に設けられることとした。無人車両存在範囲推測部66、有人車両存在位置推測部67、及び衝突危険度判断部69のような有人車両制御装置60の機能の少なくとも一部が、管理装置10に設けられてもよい。管理システム1は通信システム9を有するため、各種のデータが、管理装置10とダンプトラック2と有人車両40との間で通信可能である。例えば、管理装置10に設けられた無人車両存在範囲推測部66の推測結果と、管理装置10に設けられた有人車両存在位置推測部67の推測結果とに基づいて、管理装置10に設けられた衝突危険度判断部69が、有人車両40とダンプトラック2との衝突の可能性を判断してもよい。管理装置10に設けられた警報装置制御部70が、通信システム9を介して、有人車両40の警報装置48に制御信号を送信してもよい。
上述した各実施形態の構成要件は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものを含む。また、上述した各実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
1 管理システム
2 ダンプトラック(無人車両)
3 車両
4 ベッセル
5 走行装置
6 車体
7 動力発生装置
8 管制施設
9 通信システム
10 管理装置
11 コンピュータシステム
12 処理装置
12A データ処理部
12B 無人車両走行データ生成部
12C 進入禁止領域設定部
13 記憶装置
13B データベース
15 入出力部
16 表示装置
17 入力装置
18 無線通信装置
20 車輪
21 車軸
22 ブレーキ装置
23 操舵装置
24 非接触センサ
25 記憶装置
25B データベース
26 ジャイロセンサ
27 速度センサ
28 位置センサ
28A アンテナ
29 無線通信装置
29A アンテナ
30 無人車両制御装置
31 ヘッドライト
32 ホーン
40 有人車両
41 走行装置
42 車輪
43 動力発生装置
43A アクセル操作部
44 ブレーキ装置
44A ブレーキ操作部
45 操舵装置
45A ステアリンス操作部
46 速度センサ
47 操舵角センサ
48 警報装置
48A 表示装置
48B 音声出力装置
49 入力装置
50 車体
51 位置センサ
51A アンテナ
52 無線通信装置
52A アンテナ
60 有人車両制御装置
61 無人車両現状データ取得部
62 無人車両走行データ取得部
63 有人車両現状データ取得部
65 有人車両操舵角データ取得部
66 無人車両存在範囲推測部
67 有人車両存在位置推測部
69 衝突危険度判断部
70 警報装置制御部
71 キャンセル部
72 無人車両現状データ出力部
73 記憶部
AP 走行許可領域
BP 進入禁止領域
CS 目標走行経路
CP 走行経路
DPA 排土場
EP 有人車両存在位置
ER 無人車両存在範囲
HL 走行路
LM 積込機械
LPA 積込場
PI ポイント
ST GPS衛星
WM 作業者
2 ダンプトラック(無人車両)
3 車両
4 ベッセル
5 走行装置
6 車体
7 動力発生装置
8 管制施設
9 通信システム
10 管理装置
11 コンピュータシステム
12 処理装置
12A データ処理部
12B 無人車両走行データ生成部
12C 進入禁止領域設定部
13 記憶装置
13B データベース
15 入出力部
16 表示装置
17 入力装置
18 無線通信装置
20 車輪
21 車軸
22 ブレーキ装置
23 操舵装置
24 非接触センサ
25 記憶装置
25B データベース
26 ジャイロセンサ
27 速度センサ
28 位置センサ
28A アンテナ
29 無線通信装置
29A アンテナ
30 無人車両制御装置
31 ヘッドライト
32 ホーン
40 有人車両
41 走行装置
42 車輪
43 動力発生装置
43A アクセル操作部
44 ブレーキ装置
44A ブレーキ操作部
45 操舵装置
45A ステアリンス操作部
46 速度センサ
47 操舵角センサ
48 警報装置
48A 表示装置
48B 音声出力装置
49 入力装置
50 車体
51 位置センサ
51A アンテナ
52 無線通信装置
52A アンテナ
60 有人車両制御装置
61 無人車両現状データ取得部
62 無人車両走行データ取得部
63 有人車両現状データ取得部
65 有人車両操舵角データ取得部
66 無人車両存在範囲推測部
67 有人車両存在位置推測部
69 衝突危険度判断部
70 警報装置制御部
71 キャンセル部
72 無人車両現状データ出力部
73 記憶部
AP 走行許可領域
BP 進入禁止領域
CS 目標走行経路
CP 走行経路
DPA 排土場
EP 有人車両存在位置
ER 無人車両存在範囲
HL 走行路
LM 積込機械
LPA 積込場
PI ポイント
ST GPS衛星
WM 作業者
Claims (11)
- 無人車両及び有人車両が稼働する鉱山の管理システムであって、
前記鉱山における前記無人車両の目標走行経路を含む無人車両走行データを生成する無人車両走行データ生成部と、
第1時点における無人車両領域データ及び前記第1時点における無人車両走行速度データを含む無人車両現状データを取得する無人車両現状データ取得部と、
前記第1時点における有人車両位置データ及び前記第1時点における有人車両走行速度データを含む有人車両現状データを取得する有人車両現状データ取得部と、
前記無人車両現状データに基づいて、前記第1時点から所定経過時間経過後の第2時点において前記無人車両が存在する可能性がある範囲を推測する無人車両存在範囲推測部と、
前記有人車両現状データに基づいて前記第2時点において前記有人車両が存在する可能性がある位置を推測する有人車両存在位置推測部と、
前記無人車両存在範囲推測部の推測結果と前記有人車両存在位置推測部の推測結果とに基づいて、前記第1時点における前記第2時点に対応した前記有人車両と前記無人車両との衝突の可能性を示す危険度レベルを前記有人車両が存在する可能性がある位置ごとに導出する衝突危険度判断部と、
を備える鉱山の管理システム。 - 前記衝突危険度判断部は、前記第2時点における複数の前記有人車両存在位置のうち前記危険度レベルが最も高い前記第2時点に対応した最大危険度レベルを導出する、
請求項1に記載の鉱山の管理システム。 - 前記第2時点は、前記第1時点からの経過時間がそれぞれ異なる複数の時点を含む、
請求項2に記載の鉱山の管理システム。 - 前記危険度レベルに基づいて、警報装置が異なる形態で警報を発するように、前記制御信号を出力する警報装置制御部を備える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。 - 前記衝突危険度判断部は、前記第1時点から前記第2時点までの前記有人車両の走行装置の操舵角が零に近いほど危険度レベルが高いと判断する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。 - 前記衝突危険度判断部は、前記第1時点から前記第2時点までの前記有人車両の走行装置の操舵角が前記第1時点における操舵角に近いほど危険度レベルが高いと判断する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。 - 前記衝突危険度判断部は、前記第1時点における前記有人車両速度データに基づいて前記操舵角の変更量に対する危険度レベルの重み付けを設定する、
請求項5又は請求項6に記載の鉱山の管理システム。 - 前記無人車両存在範囲は、前記第1時点から前記第2時点までの間に前記無人車両が存在する位置から前記最大加速度で走行したときに前記第2時点において存在する可能性がある範囲から前記無人車両の進行方向に所定距離延長した範囲を含む、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。 - 前記所定距離は、前記第2時点において前記無人車両が前記有人車両との衝突を回避するための動作を開始するときの前記有人車両との距離を含む、
請求項8に記載の鉱山の管理システム。 - 前記警報装置制御部から出力される制御信号をキャンセルするキャンセル信号を生成するキャンセル部を有する、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。 - 前記有人車両に設けられ、前記有人車両の走行装置の走行速度を検出する速度センサと、
前記有人車両に設けられ、前記有人車両の走行装置の操舵角を検出する操舵角センサと、
前記操舵角センサから有人車両操舵角データを取得する有人車両操舵角データ取得部と、を備え、
前記有人車両現状データ取得部は、前記速度センサから前記有人車両速度データを取得し、
前記衝突危険度判断部は、前記有人車両に設けられる、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
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Cited By (1)
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JP2020197885A (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 日立建機株式会社 | 車両管理システム |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11222534B2 (en) * | 2013-12-20 | 2022-01-11 | Sfara, Inc. | System and method for smartphone communication during vehicle mode |
JP5844475B1 (ja) * | 2014-07-30 | 2016-01-20 | 株式会社小松製作所 | 運搬車両及び運搬車両の制御方法 |
JP2017109705A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の管理システム、作業機械の制御システム、及び作業機械 |
JP6243538B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2017-12-06 | 株式会社小松製作所 | 運搬機械の管理装置及び運搬機械の管理方法 |
DE102016212009A1 (de) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Kraftfahrzeugs und autonome Fahreinheit für ein selbstfahrendes Kraftfahrzeug |
US10885786B2 (en) * | 2016-09-23 | 2021-01-05 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Management control device and on-board communication terminal device |
JP6678609B2 (ja) * | 2017-03-01 | 2020-04-08 | 株式会社東芝 | 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム、および移動体 |
JP6701125B2 (ja) * | 2017-06-08 | 2020-05-27 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の管理方法 |
CN107084724B (zh) * | 2017-06-12 | 2018-04-17 | 冀中能源井陉矿业集团大有机电有限公司 | 井下智能语音导航方法、装置及服务器 |
JP7058100B2 (ja) * | 2017-10-04 | 2022-04-21 | 株式会社小松製作所 | 制御装置および制御方法 |
WO2019178506A1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Modular Mining Systems, Inc. | Projected zone overlap |
JP7231351B2 (ja) * | 2018-07-31 | 2023-03-01 | 株式会社小松製作所 | 無人車両の制御システム、無人車両、及び無人車両の制御方法 |
JP7318667B2 (ja) * | 2019-02-15 | 2023-08-01 | 富士通株式会社 | 衝突リスク算出方法、衝突リスク算出装置および衝突リスク算出プログラム |
JP7225923B2 (ja) * | 2019-03-04 | 2023-02-21 | 富士通株式会社 | 強化学習方法、強化学習プログラム、および強化学習システム |
JP7379833B2 (ja) | 2019-03-04 | 2023-11-15 | 富士通株式会社 | 強化学習方法、強化学習プログラム、および強化学習システム |
JP7246218B2 (ja) * | 2019-03-19 | 2023-03-27 | 株式会社小松製作所 | 作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法 |
AU2019250202A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-05-06 | Caterpillar Underground Mining Pty Ltd | System and method for changing orientation of machines |
JP6876178B1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-05-26 | 日立建機株式会社 | 交通管制サーバ及び交通管制システム並びに交通管制サーバと無線通信可能な表示装置 |
CN111624999B (zh) * | 2020-05-27 | 2023-05-12 | 北京易控智驾科技有限公司 | 碰撞消除方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
CN111752273A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-09 | 华侨大学 | 一种电动履带式挖掘机无人驾驶行走系统及方法 |
CN113823079B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-08-16 | 大连理工大学 | 一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法 |
WO2024082073A1 (es) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | Sepulveda Leon Gagarin Anibal | Sistema, vehículo minero y método para detectar y monitorear pretiles en un entorno minero |
CN115675493B (zh) * | 2023-01-04 | 2023-08-11 | 北京易控智驾科技有限公司 | 利用人工驾驶轨迹图层信息进行无人驾驶的方法及装置 |
CN116580294B (zh) * | 2023-03-29 | 2024-03-29 | 中国安全生产科学研究院 | 基于大数据的矿山动态监控风险预警方法及系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6246932B1 (en) | 1997-02-20 | 2001-06-12 | Komatsu Ltd. | Vehicle monitor for controlling movements of a plurality of vehicles |
JP2000339029A (ja) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Komatsu Ltd | 車両の干渉防止装置 |
US6393362B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-05-21 | Modular Mining Systems, Inc. | Dynamic safety envelope for autonomous-vehicle collision avoidance system |
JP3896852B2 (ja) | 2002-01-16 | 2007-03-22 | 株式会社デンソー | 車両用衝突被害軽減装置 |
FI120191B (fi) | 2005-10-03 | 2009-07-31 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä kaivosajoneuvojen ajamiseksi kaivoksessa ja kuljetusjärjestelmä |
CN102245858A (zh) | 2008-12-08 | 2011-11-16 | 技术资源有限公司 | 开采矿石的方法 |
JP5200297B2 (ja) | 2010-01-25 | 2013-06-05 | 株式会社小松製作所 | 車両の走行システムおよびその走行方法 |
WO2011130861A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Safemine Ag | Object proximity warning system and method |
FI122157B (fi) | 2010-05-10 | 2011-09-15 | Sandvik Mining & Constr Oy | Menetelmä ja laitteisto kaivosajoneuvon turvajärjestelyitä varten |
JP5550695B2 (ja) | 2012-09-21 | 2014-07-16 | 株式会社小松製作所 | 作業車両用周辺監視システム及び作業車両 |
JP6247898B2 (ja) * | 2013-10-30 | 2017-12-13 | 日野自動車株式会社 | 自動制動装置 |
US9513633B2 (en) | 2014-07-30 | 2016-12-06 | Komatsu Ltd. | Work vehicle and control method for work vehicle |
CN105993040B (zh) * | 2014-09-01 | 2018-06-22 | 株式会社小松制作所 | 自卸车及自卸车的控制方法 |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020197885A (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 日立建機株式会社 | 車両管理システム |
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