JPWO2017159639A1 - 鉱山用作業機械 - Google Patents

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Abstract

障害物判定装置は、外界認識装置11が今回の周期で検出した複数の障害物候補間の位置が、鉱山用作業機械に相当する予め定められた所定の大きさ閾値以内である場合に、これら複数の障害物候補を同一のグループとするグループ化処理部121と、障害物候補の相対速度及び自機の走行速度に基づいて静止体か移動体かを判定する静動判定部122と、静止体と判定された障害物候補が外界認識装置11の前回の周期でも検出されていたかを判定する連続捕捉処理部124と、今回の周期で初めて検出された障害物候補の検出位置が作業機械より小さい障害物からの反射波が受信できる最大距離に基づいて定められた非障害物判定距離閾値以下の場合、その障害物候補は非障害物であると判定する非障害物判定部125とを含み、非障害物を除いた障害物候補を障害物として出力する。

Description

本発明は、鉱山用作業機械に係り、特に障害物の検知技術に関する。
車両の前方に位置する障害物を検出する技術として、例えば特許文献１には、「アンテナが第１の方向に回動するときには、前記アンテナにより間欠的な第１の指向角度群でレーダ信号を送受信し、前記送受信されたレーダ信号の周波数差を有する第１のビート信号群を生成し、前記第１の方向と反対の第２の方向に回動するときには、前記アンテナにより前記第１の指向角度群とは異なる間欠的な第２の指向角度群でレーダ信号を送受信し、前記送受信されたレーダ信号の周波数差を有する第２のビート信号群を生成する。そして、前記第１のビート信号群の第１のピークと、前記第２のビート信号群の第２のピークとを検出し、前記第１のピーク形状における極大値と前記第２のピーク形状における極大値とに基づき、物標の角度を検出するので、物標の角度検出精度の低下を防止することができる。（要約抜粋）」技術が開示されている。
特開２０１１−００２３６８号公報
特許文献１に記載の技術では、アンテナで受信したレーダ信号のピーク値から障害物の有無を判定するものであり、障害物の種類を判定することができない。そのため、未舗装路面からなる搬送路を走行する鉱山用作業機械に上記特許文献１に記載された技術を適用すると、路面の凹凸からの反射波を受信して障害物として検知した場合、障害物の種類がわからないことから路面も障害物として認識し、減速、停止といった回避動作が不要であるにも関わらず、障害物を検出した旨の通知・警報が行われるという課題がある。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、未舗装路面を走行する鉱山用作業機械に適した障害物検知技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、進行方向前方に向けて電磁波を放射状に照射し、障害物候補からの反射波を受信して前記障害物候補の位置及び自機に対する前記障害物候補の相対速度を周期的に検出する外界認識装置と、自機の走行速度を検出する速度センサと、を備えた鉱山用作業機械において、前記障害物候補が自機の走行の妨げとはならない非障害物であるかを判定する障害物判定装置を備え、前記障害物判定装置は、検出した複数の前記障害物候補間の位置が、前記鉱山用作業機械に相当する予め定められた所定の大きさ閾値以内である場合に、これら複数の前記障害物候補を同一のグループとするグループ化処理部と、前記外界認識装置が今回の周期で検出したグループ化された障害物候補の相対速度及び自機の走行速度に基づいて、前記障害物候補が静止体か移動体かを判定する静動判定部と、前記グループ化処理部によってグループ化された障害物候補の大きさと、障害物候補が他の鉱山用作業機械であるかを判定するために予め定められた大きさ閾値とを比較した結果を基に、前記障害物候補の種類を判定する大きさ判定部と、を備える、ことを特徴とする。
本発明によれば、未舗装路面を走行する鉱山用作業機械に適した障害物検知技術を提供することができる。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。
ダンプトラックの左側面図 ミリ波レーダの検知範囲の一例を示す説明図 障害物判定装置の結果をモニタに出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図 障害物判定装置の結果を管制システムに送信するダンプトラックの構成例を示すブロック図 障害物判定装置の結果を危険度に応じた警報を用いて出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図 障害物判定装置の結果を車体制御装置に出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図 本実施形態に係る障害物判定装置の処理の流れを示すフローチャート 計測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの分布の一例を示す図 障害物速度差を用いたグループ化判定処理を示す図 距離差を用いたグループ化判定処理を示す図 静動及び大きさ判定処理の流れを示すフローチャート 実際の障害物速度のみから判定する処理を示す図 計測誤差を考慮した処理を示す図 静止体についての大きさ判定処理を示す図 移動体についての大きさ判定処理を示す図 連続捕捉処理の流れを示すフローチャート 静止小型障害物又は非障害物の判定処理の流れを示すフローチャート 静止小型障害物又は非障害物の判定処理の内容を示す説明図
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の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また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、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
本実施形態では、障害物判定装置を搭載する鉱山用作業機械として鉱山用のダンプトラックを例に挙げて説明するが、鉱山用作業機械はダンプトラックに限らずドーザ、グレーダ、散水車でもよいし、鉱山内の搬送路をパトロールする小型車両であってもよい。
まず、図１から図３を参照して本実施形態に係るダンプトラックの概略構成を説明する。図１は、ダンプトラックの左側面図である。図２は、ミリ波レーダの検知範囲の一例を示す説明図である。図３は、障害物判定装置の結果をモニタに出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図である。
図１に示すダンプトラック１は主に、車体フレーム２と前輪３と後輪４とベッセル５とキャブ６とを備える。キャブ６の内部には、ダンプトラック１の運転者に対して障害物に関する通知を行うための通知装置２０、例えばモニタや音響装置を備える。
車体フレーム２の前面には、障害物検出用の外界認識装置として、１台の長距離用ミリ波レーダ（以下単に「ミリ波レーダ」という）１１が設置される。ミリ波レーダ１１は車体の前方に存在する障害物を検知するため、車両の前方にアンテナ面を前方に向けて設置される。そのため、ミリ波レーダ１１の検知範囲１１ａ（図２参照）は、進行方向前方に向かって電磁波が放射状に広がる領域として構成される。ミリ波レーダ１１は、レーダを走査してそのレーダの反射波を受信することで障害物検知を行う。以下、レーダの反射点を「計測点」といい、レーダの走査開始点から走査終了点までの周期を１回の計測という。そして、後述する連続捕捉処理の対象となる障害物候補を検出した計測周期を「今回の周期」といい、それよりも前の計測周期を「前回の周期」という。また、「今回の周期」よりも後の計測周期を「次回の周期」という。
ダンプトラック１は、ミリ波レーダ１１からの出力を基に障害物の有無や種類を判定する障害物判定装置１２を備える。障害物判定装置１２は、ミリ波レーダ１１から出力された障害物候補が、自機の走行の妨げとはならない非障害物であるかを判定する点に特徴がある。
更にダンプトラック１は、自車両速度の他、操舵方向、積載量、勾配、路面摩擦などの車体情報を出力する各種センサ（図３参照）と、車体情報を用いてブレーキ操作信号やトルク信号を出力する車体制御装置３１を搭載する。障害物判定装置１２及び車体制御装置３１はＣＰＵ(Central Processing Unit )、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)を備えたハードウェアと、障害物判定装置１２及び車体制御装置３１の各機能を実現するソフトウェアとが協働することにより構成されてもよいし、各機能を実現する制御回路を用いて構成されてもよい。
上記各種センサには、例えばダンプトラック１の車輪（従動輪が好ましい）の回転数を検出する車輪回転数センサ４１、ダンプトラック１の操舵角度を検出する操舵角センサ４２、サスペンションのストローク長を検出する荷重センサ４３、及びダンプトラック１の車体の傾斜角を検出する傾斜角センサ４４等のセンサを備える。各センサの出力段は、車体制御装置３１の入力段に接続される。
また、障害物判定装置１２の入力段は、ミリ波レーダ１１及び車体制御装置３１の出力段に接続され、障害物判定装置１２の出力段は、通知装置２０に接続される。ミリ波レーダ１１は障害物候補の相対速度を周期的に検出する外界認識装置に相当する。
車体制御装置３１は、車輪回転数センサ４１の出力を基に自車両速度を演算する。よって車輪回転数センサ４１は速度センサに相当する。また車体制御装置３１は、操舵角センサ４２の出力を基に操舵方向を、荷重センサ４３の出力を基に積載量を、傾斜角センサ４４の出力を基に勾配を（車体の傾斜角度を勾配と見做す）を演算する。更に車体制御装置３１は、車輪回転数センサ４１の出力と車体制御装置３１が生成するトルク信号とを基に路面摩擦を演算する。
障害物判定装置１２は、ミリ波レーダ１１から出力される各計測点のデータを、同一の障害物候補上にある計測点の集合からなるグループにまとめるグループ化処理部１２１と、障害物候補が静止体か移動体かを判定する静動判定部１２２と、障害物候補の大きさから障害物候補が他の鉱山用作業機械であるか否かを判定する大きさ判定部１２３と、今回の計測で検知された障害物候補が前回の計測で検知された障害物候補と同一であるかを判定する連続捕捉処理部１２４と、障害物候補が自機の走行の妨げとならない非障害物であるかを判定する非障害物判定部１２５とを備える。グループ化処理部１２１、静動判定部１２２、大きさ判定部１２３、連続捕捉処理部１２４、及び非障害物判定部１２５は障害物候補の種類を判定するための構成要素であるので、これらを総称して種類判定部１２０という。
図３では、通知装置２０としてモニタを用い、障害物判定装置１２が認識した障害物をモニタの画面に表示する。通知装置２０として音響装置を備え、音声による障害物検知結果を通知してもよい。モニタは非障害物と判定した障害物候補を除く他の障害物候補を障害物として出力する出力部の一態様に相当する。
図４から図６を参照して、障害物判定装置の別の出力態様について説明する。図４は、障害物判定装置の結果を管制システムに送信するダンプトラックの構成例を示すブロック図である。図５は、障害物判定装置の結果を危険度に応じた警報を用いて出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図である。図６は、障害物判定装置の結果を車体制御装置に出力するダンプトラックの構成例を示すブロック図である。
図４の例ではダンプトラック１に車体側無線機２１を備え、障害物判定装置１２の判定結果を示す障害物情報を車体側無線機２１に出力する。そして、管制システム側無線機２２は無線通信回線を介して障害物判定装置１２の判定結果を受信し、管制システム２３に出力する。これにより、管制システム２３において、障害物の情報を確認することができる。
図５の例では、障害物判定装置１２ａに警報判定部１２６を更に備える。また、キャブ６内に警報装置２４を備える。警報判定部１２６は、種類判定部１２０で得られた障害物の種類を含む判定結果、及び自車両速度、操舵角に基づく操舵方向（進行方向）、積載量、勾配、路面摩擦に基づく制動性能などの車体情報、更に障害物の位置や相対速度を基に障害物が衝突する進路にあるか、また衝突までの時間を算出し衝突可能性を判定する。
そして、警報判定部１２６は、危険度（衝突可能性の大小のレベルに相当する）によって数段階の警報レベルを決定し、警報装置２４に決定した警報レベルを示す情報を出力する。警報装置２４は、警報レベルに応じた画面表示や音を出力する。これにより、ダンプトラック１のオペレータが警報レベルに応じた警報を知覚することができる。
図６の例では車体制御装置３１にブレーキ操作信号やトルク信号を出力する車体制御判定部３１ａを備える。車体制御判定部３１ａは、警報判定部１２６から取得した警報判定結果に基づいてブレーキ操作信号を生成し、不図示の制動装置にブレーキ操作信号を出力して制動装置を作動させることにより、自動的に衝突被害の低減のための車体動作を行う。
図７を参照して、障害物判定装置の動作について説明する。図７は、本実施形態に係る障害物判定装置の処理の流れを示すフローチャートである。
障害物判定装置１２のグループ化処理部１２１は、ミリ波レーダ１１から、レーザの各計測点Ｐｉにおける反射波を基に算出された自車両から各計測点Ｐｉまでの距離Ｌ＿ｉ、レーザの照射角度（自車両から見た各計測点Ｐｉの角度）角度φ＿ｉ、障害物相対速度Ｖｒｅｌ＿ｉを取得する。レーザのスキャン１回について、計測点がｎ個得られる場合には、ｎ個分の計測点のデータを取得する（Ｓ７０１）。
グループ化処理部１２１は、車体制御装置３１から自車の走行速度である自車速度Ｖ１を取得する（Ｓ７０２）。
グループ化処理部１２１は、下式（１）により、各計測点Ｐｉの実際の障害物速度Ｖ２＿ｉ（以下、Ｖ２を「障害物速度」という。）を演算する（Ｓ７０３）。
Ｖ２＿ｉ＝Ｖ１＋Ｖｒｅｌ＿ｉ・・・（１）
Ｖ２＿ｉ：計測点Ｐｉの障害物速度
Ｖ１：自車速度
Ｖｒｅｌ＿ｉ：計測点Ｐｉの相対速度
グループ化処理部１２１は、各計測点Ｐｉの障害物速度Ｖ２＿ｉ及び位置に基づいてグループ化判定処理を行う（Ｓ７０４）。グループ化判定処理は、同一の物体上にある反射点からなる計測点を、同一のグループとして認識するための処理である。以下、図８を参照してグループ化判定処理について説明する。図８Ａは計測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ（以下「計測点Ａ〜Ｅ」と示す）の分布の一例を示し、図８は障害物速度差を用いたグループ化判定処理を示し、図８Ｃは距離差を用いたグループ化判定処理を示す。
図８Ａに示すように、検知範囲１１ａ内に５つの計測点Ａ〜Ｅがあるとする。グループ化処理部１２１は、各計測点Ａ〜Ｅの障害物速度Ｖ２が同一の障害物上にある計測点であると認定するために定められた速度閾値Ｖｒ内にある点を、一つのグループとして認識する。速度閾値Ｖｒは、速度計測誤差を基に決めてもよい。図８Ｂの例では、グループ化処理部１２１は、計測点Ｂ−Ａ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｄ等の速度差を判定し、計測点Ａ、Ｂ、Ｃが同一の障害物上の計測点である可能性があると判定する。グループ化処理部１２１は、同様の処理を繰り返し、複数点のグループを形成する。
グループ化処理部１２１によるグループ化判定の他例として、図８Ｃに示すように、計測点Ａ及び計測点ＢのＸ方向距離Ｘｂ＿ａ及びＹ方向距離Ｙｂ＿ａがＸ方向距離閾値Ｘｓ及びＹ方向距離閾値Ｙｓ以内であると判定すると、これら２つの計測点が、同一の障害物上の計測点であると判定してもよい。ここで、上記距離閾値は、鉱山内の搬送路上を走行する最も大きな鉱山用作業機械、例えば鉱山用ダンプトラックの大きさに一定マージンを加えた値として定義してもよい。以下、一つのグループとして認識した計測点の集合が一つの障害物候補として扱われる。
種類判定部１２０が、各グループの種類、大きさを分類する（Ｓ７０５）。本実施形態では、障害物を路面周辺構造物、静止小型障害物、移動機械の３つに分類する。
本ステップにおける処理の詳細を図９を参照して説明する。図９は、静動及び大きさ判定処理の流れを示すフローチャートである。
静動判定部１２２は、種類判定処理の対象となるグループｊ（ｊ＝０）を選択し（Ｓ９０１）、グループｊの障害物速度Ｖ２＿ｊと静止状態か否かを判定するための静止閾値Ｖｓ＿ｔｈとを比較する（Ｓ９０２）。静止閾値Ｖｓ＿ｔｈは、ミリ波レーダ１１や速度センサの計測精度を考慮して決めてもよい。グループｊの障害物速度Ｖ２＿ｊが静止閾値Ｖｓ＿ｔｈ以下の場合（Ｓ９０２／Ｙｅｓ）、静動判定部１２２は、グループｊを静止体と判定する（Ｓ９０３）。
一方、グループｊの障害物速度Ｖ２＿ｊが静止閾値Ｖｓ＿ｔｈを超える場合（Ｓ９０２／Ｎｏ）、静動判定部１２２は、このグループｊを移動体と判定する（Ｓ９０４）。
図１０を参照してステップ９０２におけるグループの静止／移動体の分類処理について説明する。図１０は、グループの静止／移動体の分類処理の説明図であって、図１０Ａは実際の障害物速度のみから判定する処理を示し、図１０Ｂは計測誤差を考慮した処理を示す。
静動判定部１２２は、下式（２）により、グループｊの障害物速度Ｖ２＿ｊを算出する。
Ｖ２＿ｊ=Ｖ１+Ｖｒｅｌ＿ｊ・・・（２）
Ｖ２＿ｊ：グループｊの平均速度（障害物速度）
Ｖ１：自車速度
Ｖｒｅｌ＿ｊ：グループｊの障害物相対速度
なお、グループｊの障害物相対速度は、グループｊとして認識された各計測点ｉの障害物相対速度Ｖｒｅｌ＿ｉの平均値である。
続いて静動判定部１２２は、グループｊの障害物速度Ｖ２＿ｊ及び測定誤差Ｖａの範囲を比較して、当該障害物を先行機、静止体、対向機のいずれかに分類する。自車両の自車速度Ｖ１を正とした場合、実際には先行機の車速、すなわち障害物速度Ｖ２＿ｊは正、静止体であれば障害物速度Ｖ２＿ｊは０、対向機であれば障害物速度Ｖ２＿ｊは負となるが（図１０Ａ）、本実施形態では静動判定部１２２は、測定誤差Ｖａ（Ｖａ＞０）を考慮して下式（３）及び図１０Ｂに示すようにグループｊの種類を判定する。
次に大きさ判定部１２３は、グループｊの大きさを判定する（Ｓ９０５、Ｓ９０６）。この大きさ判定処理では、グループの大きさを他の鉱山用作業機械の大きさと比較する。図１１を参照してグループの大きさ判定処理の内容について説明する。図１１Ａは静止体についての大きさ判定処理、図１１Ｂは移動体についての大きさ判定処理を示す。
図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、各グループの大きさは、そのグループに含まれる計測点のＸ方向の最小座標（計測点ＢのＸ座標）から最大座標（計測点ＡのＸ座標）までの距離Ｘｇ、及び計測点のＹ方向の最小座標（計測点ＡのＹ座標）から最大座標（計測点ＣのＹ座標）までの距離Ｙｇにより定義される。また他の鉱山用作業機械の大きさは既知であるのでその寸法を基に他機判定閾値（例えば既述のＸ方向距離閾値Ｘｓ及びＹ方向距離閾値Ｙｓから規定された所定の大きさの範囲）を定義することができる。この閾値は、鉱山内で稼働する最大の作業機械（ダンプトラックを含む）の大きさに計測誤差を含むマージンを加えて決定してもよい。
そして、大きさ判定部１２３は、静止体と判定されたグループｊの大きさがＸｇ＞Ｘｓ又はＹｇ＞Ｙｓであれば（Ｓ９０５／ＮＯ）、壁・路肩などの路面周辺構造物であると判定し（Ｓ９０７、図１１Ａ参照）、Ｘｇ≦ＸｓかつＹｇ≦Ｙｓであれば（Ｓ９０５／ＹＥＳ）、静止小型障害物であると判定する（Ｓ９０８、図１１Ａ参照）。
同様に大きさ判定部１２３は、移動体と判定されたグループｊの大きさがＸｇ≦ＸｓかつＹｇ≦Ｙｓであれば（Ｓ９０６／ＹＥＳ）、鉱山の走行経路上では移動機械以外の移動体が無いことから、一つの移動機械が検出されたと判定する（Ｓ９０９、図１１Ｂ参照）。一方、移動体であるにも関わらず、Ｘｇ＞Ｘｓ又はＹｇ＞Ｙｓであれば（Ｓ９０６／ＮＯ）、この閾値よりも大きな作業機械は存在しないはずなので、複数の移動体の計測点が正確にグルーピングされていない、または複数の移動機械が重畳して検出されていると判定してグループ化処理部１２１にその旨を出力する。グループ化処理部１２１は、グループｊのグルーピングを解除する（Ｓ９１０、図１１Ｂ参照）。
大きさ判定部１２３、ステップ９０７、９０８、９０９、９１０の後、ｊを１インクリメントし（Ｓ９１１）、グループ数と同等になれば（Ｓ９１２／ＹＥＳ）、全てのグループについての分類処理が終了したと判定して、図７のステップ７０６へ進む。ｊを１インクリメントした値がグループ数未満であれば（Ｓ９１２／ＮＯ）、静動判定部１２２が新たなグループｊについての静動処理を行う（Ｓ９０２）。
図７に戻り、連続捕捉処理部１２４は、各グループｊについて、前回の計測データとの比較による連続捕捉処理を実行する（Ｓ７０６）。図１２を参照して連続捕捉処理について説明する。図１２は、連続捕捉処理の流れを示すフローチャートである。
連続捕捉処理部１２４は、処理対象のグループｊ（以下「今回障害物」という）を選択し（Ｓ１２０１）、グループｊの位置、平均速度、自車速度Ｖ１、計測周期から、前回周期と同じ障害物が計測されていたと推定される検出位置を算出する（Ｓ１２０２）。以下、前回の周期で検出された障害物を前回障害物という。
連続捕捉処理部１２４は、前回周期で今回と同じ障害物が検出される可能性がある検索エリアを、今回の検出位置を基準として、自機の走行速度に基づいて予め定められた検索エリアの距離範囲に従って設定する（Ｓ１２０３）。
検索エリア内に前回障害物が存在し（Ｓ１２０４／Ｙｅｓ）、その前回障害物と今回障害物との速度差が、今回障害物との同一性を判定するために設けられた許容速度差以内であれば（Ｓ１２０５／Ｙｅｓ）、連続捕捉処理部１２４は、今回障害物と前回障害物とは同一であると判定する（Ｓ１２０６）。障害物の位置、大きさ、速度などの情報は結果にばらつきが存在する可能性があるため、連続捕捉処理部１２４は、同一性の判定に際しこれらの情報を平均化したりカルマンフィルタ等で平滑化したりしてもよい。
そして連続捕捉処理部１２４は、ｊを１インクリメントし（Ｓ１２０８）、グループ数と同等になれば（Ｓ１２０９／ＹＥＳ）、全てのグループについての連続捕捉処理が終了し、ステップ７０７へ進む。
検索エリア内に前回障害物が存在しない場合（Ｓ１２０４／Ｎｏ）、又は今回障害物と前回障害物との速度差が上記速度閾値を超える場合（Ｓ１２０５／Ｎｏ）、今回障害物は新たに検出した障害物と判定し（Ｓ１２０７）、検出開始位置を記録した後、ステップ１２０８へ進む。
非障害物判定部１２５は、静止体を対象に、検出開始距離に基づく非障害物判定を行う（Ｓ７０７）。すなわち、ステップ９０８では静止小型障害物と非障害物とが判定できていないので、これらを判定するための処理を行う。以下、図１３及び図１４を参照して静止小型障害物又は非障害物の判定処理について説明する。図１３は、静止小型障害物又は非障害物の判定処理の流れを示すフローチャートである。図１４は、静止小型障害物又は非障害物の判定処理の内容を示す説明図である。
非障害物判定部１２５は、判定処理の対象となる最初の障害物のグループｊ（ｉ＝０）を選択し（Ｓ１３０１）、グループｊが静止体と判定され（Ｓ１３０２／Ｙｅｓ）、かつ大きさ判定部１２３による判定結果に基づき、それが次回の周期で初めて検出された静止小型障害物候補であり（Ｓ１３０３／Ｙｅｓ）、更にグループｊの検出開始距離が、作業機械より小さい障害物からの反射波が受信できる最大距離に基づいて定められた非障害物判定距離閾値ＹＬ以内であれば（Ｓ１３０４／Ｙｅｓ）、そのグループｊを非障害物であると判定する（Ｓ１３０５）。非障害物と判定された場合は、後段の処理（図７のステップ７０８）で、表示や警報の対象から外すことが可能となる。
非障害物とは鉱山用作業機械のような反射波の強度が強いものではなく、それよりも反射強度が弱い障害物候補であって、主には路面の凹凸である。路面の凹凸は、ミリ波レーダの反射が弱いため、鉱山用作業機械に比べてより接近してから初めて検知されるという特性がある。そこで、図１４に示すように、車両の検知開始距離よりも短く、非車両の静止小型障害物、例えば路面の凹凸などが検知され始める非障害物判定距離閾値ＹＬを予め定めておき、グループｊの検知開始距離と非障害物判定距離閾値ＹＬとを比較することで静止小型障害物と非障害物とを分けることできる。
非障害物判定部１２５は、ｊを１インクリメントし（Ｓ１３０６）、グループ数と同等になれば（Ｓ１３０７／ＹＥＳ）全てのグループについての検出開始距離による種類判定処理が終わり、ステップ７０８へ進む。
静止体ではない場合（Ｓ１３０２／Ｎｏ）、新規に検出した障害物ではない場合（Ｓ１３０３／Ｎｏ）、又はグループｊの検知開始距離が距離閾値を超える場合（Ｓ１３０２／Ｎｏ）、ステップ１３０６へ進む。
以上の処理により、種類判定部１２０は、障害物の種類を判定し、非障害物を除いた障害物情報を出力する（ステップ７０８）。障害物情報には、障害物の種類の他、障害物までの距離を含んでもよい。そして、障害物情報を基に通知装置２０においてオペレータへの表示方法を変えたり、警報判定部１２６が衝突可能性を判定して危険度に応じた警報を出力したりすることができる。
本実施形態によれば、ミリ波レーダの出力及び自機の車体情報を基に障害物の種類を判定してオペレータに伝達することでオペレータの判定を助けることが可能となる。その際、走行の妨げとはならない非障害物は障害物として通知しないこともできるので、不必要な通知を抑制することができる。特に未舗装路面には路面の凹凸があるが、これらを障害物として誤検知することを抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば荷重センサ４３は必須ではなく、ダンプトラックに積込作業を行う積込機から積込量を示す情報を得て、これに自重を加算して警報判定部に入力してもよい。
また、路面の勾配は地形を基に予め測定できるので、位置情報と勾配とを地図情報に書き込み、ダンプトラックが走行中に現在位置と地図情報とを参照することで路面勾配を算出するように構成してもよい。
１：ダンプトラック、１１：ミリ波レーダ、１１ａ：ミリ波レーダ装置の検知範囲、１２：障害物判定装置、２０：通知装置、３１：車体制御装置

Claims (3)

  1. 進行方向前方に向けて電磁波を放射状に照射し、障害物候補からの反射波を受信して前記障害物候補の位置及び自機に対する前記障害物候補の相対速度を周期的に検出する外界認識装置と、
    自機の走行速度を検出する速度センサと、
    を備えた鉱山用作業機械において、
    前記障害物候補が自機の走行の妨げとはならない非障害物であるかを判定する障害物判定装置を備え、
    前記障害物判定装置は、
    検出した複数の前記障害物候補間の位置が、前記鉱山用作業機械に相当する予め定められた所定の大きさ閾値以内である場合に、これら複数の前記障害物候補を同一のグループとするグループ化処理部と、
    前記外界認識装置が今回の周期で検出したグループ化された障害物候補の相対速度及び自機の走行速度に基づいて、前記障害物候補が静止体か移動体かを判定する静動判定部と、
    前記グループ化処理部によってグループ化された障害物候補の大きさと、障害物候補が他の鉱山用作業機械であるかを判定するために予め定められた大きさ閾値とを比較した結果を基に、前記障害物候補の種類を判定する大きさ判定部と、を備える、
    ことを特徴とする鉱山用作業機械。
  2. 請求項１に記載の鉱山用作業機械において、
    前記大きさ判定部は、
    前記静動判定部が静止体と判定した障害物候補であって、前記大きさ閾値以下の障害物候補は静止小型障害物候補であると判定し、前記大きさ閾値よりも大きい障害物候補は路面周辺構造物であると判定し、
    さらに前記静止小型障害物候補の位置に基づいて前回の周期で当該静止小型障害物候補が検出される可能性がある検索エリアを、今回の検出位置を基準として、自機の走行速度に基づいた距離範囲に従って設定し、当該検索エリア内に、前回の周期で今回の静止小型障害物候補と同一の静止小型障害物候補が検出されていたかを判定する連続捕捉処理部と、
    次回の周期で初めて検出された静止小型障害物候補の検出位置が、作業機械より小さい障害物からの反射波が受信できる最大距離に基づいて定められた非障害物判定距離閾値以下の場合、次回の周期で初めて検出された前記静止小型障害物候補は非障害物であると判定する非障害物判定部と、
    前記外界認識装置が検出した障害物候補のうち、前記非障害物と判定した障害物候補を除く他の障害物候補を障害物として出力する出力部と、を含む、
    ことを特徴とする鉱山用作業機械。
  3. 請求項１に記載の鉱山用作業機械において、
    前記大きさ判定部は、前記静動判定部が移動体と判定した障害物候補であって、前記大きさ閾値以下の障害物候補は移動機械であると判定し、前記大きさ閾値よりも大きい障害物候補は前記グループ化処理部によりこの障害物候補のグループ化を解除し、複数の移動機械が重畳して検出されていると判定する、
    ことを特徴とする鉱山用作業機械。
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