WO2017104329A1

WO2017104329A1 - 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

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Publication number: WO2017104329A1
Application number: PCT/JP2016/083755
Authority: WO
Inventors: 正紀荻原; 幸司竹田; 友紀尾▲崎▼; 章治西嶋; 龍淵黄
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2017-06-22
Also published as: AU2016370977A1; US10946794B2; AU2019275632B2; CA3007470A1; US20180354412A1; AU2019275632A1; JP2017109705A; CA3007470C

Abstract

作業機械の管理システムは、作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定する作動範囲設定部と、作業機械の走行条件データを生成する走行条件データ生成部と、作動範囲及び走行条件データに基づいて方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部と、ウインカーデータを前記作業機械に出力する出力装置と、を備える。

Description

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

　本発明は、作業機械の管理システム、作業機械の制御システム、及び作業機械に関する。

　鉱山において、無人で走行する作業機械と有人車両との両方が同じ鉱山内において稼働する場合がある。有人車両を運転する運転手が、例えば交差点において無人で走行する鉱山機械の進行方向を把握することができれば鉱山の安全性が向上する。特許文献１には自律走行方式の無人搬送車における方向指示方式の技術が開示されている。

特開平０５－３２４０５８号公報

　方向指示器の使用は鉱山の安全性の向上に寄与すると考えられる。しかし、無人で走行する作業機械において方向指示器を使用する技術は確立されていない。

　本発明の態様は、鉱山の安全性を向上できる作業機械の管理システム、作業機械の制御システム、及び作業機械を提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様に従えば、作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定する作動範囲設定部と、前記作業機械の走行条件データを生成する走行条件データ生成部と、前記作動範囲及び前記走行条件データに基づいて前記方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部と、前記ウインカーデータを前記作業機械に出力する出力装置と、を備える作業機械の管理システムが提供される。

　本発明の第２の態様に従えば、作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定する作動範囲設定部と、前記方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部と、前記作業機械の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部と、前記絶対位置データに基づいて、前記作業機械が前記作動範囲に存在するか否かを判定する判定部と、前記作動範囲に存在すると判定された前記作業機械に前記ウインカーデータを出力する出力装置と、を備える作業機械の管理システムが提供される。

　本発明の第３の態様に従えば、作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを取得するウインカーデータ取得部と、前記作業機械の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部と、前記ウインカーデータ及び前記絶対位置データに基づいて、前記方向指示器にウインカー制御信号を出力するウインカー制御部と、を備える作業機械の制御システムが提供される。

　本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の作業機械の制御システムを備える作業機械が提供される。

　本発明の第５の態様に従えば、作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定することと、前記作業機械の走行条件データを生成することと、前記作動範囲及び前記走行条件データに基づいて前記方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成することと、前記ウインカーデータを前記作業機械に出力することと、を含む作業機械の管理方法が提供される。

　本発明の態様によれば、鉱山の安全性を向上できる作業機械の管理システム、作業機械の制御システム、及び作業機械が提供される。

図１は、第１実施形態に係る作業機械の管理システムの一例を模式的に示す図である。図２は、第１実施形態に係る作業機械の管理システムの一例を示す機能ブロック図である。図３は、第１実施形態に係るダンプトラックの目標走行経路を説明するための模式図である。図４は、第１実施形態に係るダンプトラックの一例を模式的に示す図である。図５は、第１実施形態に係るダンプトラックの一例を模式的に示す図である。図６は、第１実施形態に係るダンプトラックの制御システムの一例を示す機能ブロック図である。図７は、第１実施形態に係る管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。図８は、第１実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図９は、第２実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図１０は、第２実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図１１は、第３実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図１２は、第４実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図１３は、第４実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。図１４は、第５実施形態に係る作業機械の管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。図１５は、第６実施形態に係る作業機械の制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。

　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。

＜第１実施形態＞
　第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る作業機械４の管理システム１の一例を示す図である。本実施形態においては、作業機械４が鉱山で稼働する鉱山機械４である例について説明する。管理システム１は、鉱山機械４の管理を行う。鉱山機械４の管理は、鉱山機械４の運行管理、鉱山機械４の生産性の評価、鉱山機械４のオペレータの操作技術の評価、鉱山機械４の保全、及び鉱山機械４の異常診断の少なくとも一つを含む。

　鉱山機械４とは、鉱山における各種作業に用いる機械類の総称である。鉱山機械４は、ボーリング機械、掘削機械、積込機械、運搬機械、破砕機、及び運転者が運転する車両の少なくとも一つを含む。掘削機械は、鉱山を掘削するための鉱山機械である。積込機械は、運搬機械に積荷を積み込むための鉱山機械である。積込機械は、油圧ショベル、電気ショベル、及びホイールローダの少なくとも一つを含む。運搬機械は、積荷を運搬するための鉱山機械である。破砕機は、運搬機械から投入された排土を破砕する鉱山機械である。鉱山機械４は、鉱山において移動可能である。

　本実施形態において、鉱山機械４は、鉱山を走行可能な運搬機械であるダンプトラック２と、ダンプトラック２とは異なる他の鉱山機械３とを含む。本実施形態においては、管理システム１により、主にダンプトラック２が管理される例について説明する。

　図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる搬送路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。搬送路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。ダンプトラック２は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定された目標走行経路に従って走行する。

　積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施される範囲である。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排出作業が実施される範囲である。図１に示す例では、排土場ＤＰＡの少なくとも一部に破砕機ＣＲが設けられる。

　本実施形態では、ダンプトラック２は管理装置１０からの指令信号に基づいて鉱山を自律走行する無人ダンプトラックであることを前提に説明する。ダンプトラック２の自律走行とは、運転者の操作によらずに管理装置１０からの指令信号に基づいて走行することをいう。

　図１において、管理システム１は、鉱山に設置される管制施設７に配置された管理装置１０と、通信システム９とを備える。通信システム９は、データ又は指令信号を中継する中継器６を複数有する。通信システム９は、管理装置１０と鉱山機械４との間においてデータ又は指令信号を無線通信する。また、通信システム９は、複数の鉱山機械４の間においてデータ又は指令信号を無線通信する。

　本実施形態において、ダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）を利用して検出される。ＧＮＳＳとは、全地球航法衛星システムをいう。全地球航法衛星システムの一例として、ＧＰＳが挙げられる。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。ＧＮＳＳにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。ＧＮＳＳにより、鉱山におけるダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が検出される。

　以下の説明においては、ＧＮＳＳ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、絶対位置であり、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。絶対位置は、高精度に推定されたダンプトラック２の推定位置を含む。

　次に、管理装置１０について説明する。管理装置１０は、鉱山機械４にデータ又は指令信号を送信し、鉱山機械４からデータを受信する。図１に示すように、管理装置１０は、コンピュータ１１と、表示装置１６と、入力装置１７と、無線通信装置１８とを備える。

　コンピュータ１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部１５とを備える。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１１と接続される。

　処理装置１２は、鉱山機械４を管理するための演算処理を実施する。記憶装置１３は、処理装置１２と接続され、鉱山機械４を管理するためのデータを記憶する。入力装置１７は、鉱山機械４を管理するためのデータを処理装置１２に入力するための装置であり、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス等である。処理装置１２は、記憶装置１３に記憶されているデータ、入力装置１７から入力されたデータ、及び通信システム９を介して取得したデータを使って演算処理を実施する。表示装置１６は、処理装置１２の演算処理結果等を表示する。

　無線通信装置１８は、管制施設７に配置され、アンテナ１８Ａを有し、入出力部１５を介して処理装置１２と接続される。通信システム９は、無線通信装置１８を含む。無線通信装置１８は、鉱山機械４から送信されたデータを受信可能であり、受信されたデータは処理装置１２に出力され、記憶装置１３に記憶される。無線通信装置１８は、鉱山機械４にデータを送信可能である。

　図２は、本実施形態に係る管理装置１０の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、管理装置１０の処理装置１２は、鉱山においてダンプトラック２の方向指示器３７を作動させる作動範囲ＡＲを設定する作動範囲設定部１２１と、ダンプトラック２の走行条件データを生成する走行条件データ生成部１２２と、作動範囲ＡＲ及び走行条件データに基づいて方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部１２３とを備える。ウインカーデータは、出力装置として機能する無線通信装置１８からダンプトラック２に出力される。

　また、処理装置１２は、ダンプトラック２の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部１２４と、絶対位置データに基づいて、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在するか否かを判定する判定部１２５とを備える。

　また、処理装置１２は、鉱山のマップデータを取得するマップデータ取得部１２６を備える。マップデータとは、例えば鉱山において鉱山機械４が配置される可能性のある領域の外縁線であり、図１に示す鉱山における搬送路ＨＬの左右両端の線及び作業場ＰＡの外周線を組み合わせたものである。マップデータは、例えば作業者がＧＮＳＳを備えた有人車両に搭乗して鉱山を走行することによって収集される。作業者により収集されたマップデータは、入力装置１７より入力され、マップデータ取得部１２６に取得される。取得されたマップデータは、記憶装置１３に記憶される。

　作動範囲ＡＲは、入力装置１７を操作する作業者（管理者）によって設定される。作業者により入力装置１７が操作されると、入力装置１７は、作動範囲ＡＲを示す作動範囲データを生成する。作動範囲設定部１２１は、入力装置１７で生成された作動範囲データに基づいて、作動範囲ＡＲを設定する。

　作業者は、鉱山のマップデータを参照しながら、作動範囲ＡＲを設定する。作業者は、鉱山のマップデータに基づいて、ダンプトラック２の方向指示器３７が作動すべき鉱山の領域を特定して、作動範囲ＡＲを設定する。作動範囲設定部１２１は、マップデータに基づいて、鉱山の特定領域に作動範囲ＡＲを設定する。

　図３は、搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２を示す模式図である。処理装置１２の走行条件データ生成部１２２は、鉱山を走行するダンプトラック２の走行条件データを生成する。走行条件データは、一定の間隔Ｗで設定される複数のコース点ＰＩの集合体を含む。

　複数のコース点ＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標絶対位置データと、コース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度データとを含む。目標走行経路ＲＰは、複数のコース点ＰＩの集合体であるコースデータＣＳによって規定される。複数のコース点ＰＩを通過する軌跡によってダンプトラック２の目標走行経路ＲＰが規定される。目標走行速度データに基づいて、そのコース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度が規定される。

　また、複数のコース点ＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２が方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを含む。ウインカーデータは、ダンプトラック２がそのコース点ＰＩの位置を通過する際にどのように方向指示器３７を制御すべきかに関するデータである。本実施形態において、ウインカーデータは、例えば右折ウインカーを点灯するためのデータ、左折ウインカーを点灯するためのデータ、ハザードを点灯するためのデータ、ウインカーを消灯するためのデータを含む。

　本実施形態において、ウインカーデータ設定部１２３は、作動範囲ＡＲに設定されるコース点ＰＩにウインカーデータを設定する。すなわち、本実施形態において、複数のコース点ＰＩのそれぞれは、目標絶対位置データ、目標走行速度データ、及びウインカーデータを含む。

　管理装置１０は、無線通信装置１８を介して、ダンプトラック２に、進行方向前方の複数のコース点ＰＩを含む走行条件データを出力する。ダンプトラック２は、管理装置１０から送信された走行条件データに従って、鉱山を走行する。また、ダンプトラック２は、管理装置１０から送信されたウインカーデータに従って、方向指示器３７を制御する。

　次に、ダンプトラック２について説明する。図４及び図５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。

　ダンプトラック２は、鉱山を走行可能な走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるベッセル２３と、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、方向指示器３７と、制御装置２５とを備える。

　走行装置２１は、車輪２６と、車輪２６を回転可能に支持する車軸２７と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２８と、進行方向を調整可能な操舵装置２９とを有する。

　走行装置２１は、駆動装置２４が発生した駆動力により作動する。駆動装置２４は、ダンプトラック２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、電気駆動方式により走行装置２１を駆動する。駆動装置２４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。電動機で発生した駆動力が走行装置２１の車輪２６に伝達される。これにより、走行装置２１が駆動される。車両本体２２に設けられた駆動装置２４の駆動力によって、ダンプトラック２は自走する。駆動装置２４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、駆動装置２４は、機械駆動方式により走行装置２１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２１の車輪２６に伝達されてもよい。

　操舵装置２９は、走行装置２１の進行方向を調整可能である。走行装置２１を含むダンプトラック２の進行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２９は、車輪２６の向きを変えることによって、ダンプトラック２の進行方向を調整する。

　ブレーキ装置２８は、ダンプトラック２を減速又は停止させるための制動力を発生する。制御装置２５は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令信号、ブレーキ装置２８を作動するためのブレーキ指令信号、及び操舵装置２９を作動するためのステアリング指令信号を出力する。駆動装置２４は、制御装置２５から出力されたアクセル指令信号に基づいて、ダンプトラック２を加速させるための駆動力を発生する。ブレーキ装置２８は、制御装置３５から出力されたブレーキ指令信号に基づいて、ダンプトラック２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２９は、制御装置２５から出力されたステアリング指令信号に基づいて、ダンプトラック２を直進又は旋回させるために車輪２６の向きを変えるための力を発生する。

　方向指示器３７は、ダンプトラック２の進行方向を表示する。方向指示器３７は、車両本体２２の前部及び後部のそれぞれに配置される。方向指示器３７は、ウインカーランプを含み、ウインカーランプを点灯（点滅）させることによって、ダンプトラック２の進行方向を周囲に知らせる。方向指示器３７は、ダンプトラック２が右折するときに点灯するウインカーランプ３７Ｒと、ダンプトラック２が左折するときに点灯するウインカーランプ３７Ｌとを含む。ウインカーランプ３７Ｒは、車両本体２２の右部に配置され、ウインカーランプ３７Ｌは、車両本体２２の左部に配置される。

　以下の説明においては、ウインカーランプ３７Ｒの点灯を適宜、右折点灯、と称し、ウインカーランプ３７Ｌの点灯を適宜、左折点灯、と称する。

　また、ダンプトラック２は、ダンプトラック２の走行速度を検出する走行速度検出器３１と、ダンプトラック２の加速度を検出する加速度検出器３２と、ダンプトラック２の位置を検出する位置検出器３５と、無線通信装置３６とを備える。

　走行速度検出器３１は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。走行速度検出器３１は、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪２６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ため、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、走行速度検出器３１は、車輪２６の回転速度を検出してもよい。

　加速度検出器３２は、ダンプトラック２の加速度を検出する。ダンプトラック２の加速度は、正の加速度及び負の加速度（減速度）を含む。本実施形態においては、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサの検出値である回転速度値に基づいて演算処理が実施されることにより、ダンプトラック２の加速度値に変換される。なお、走行速度検出器３１と加速度検出器３２とは別々の検出器でもよい。

　位置検出器３５は、ＧＰＳ受信機を含み、ダンプトラック２のＧＰＳ位置（座標）を検出する。位置検出器３５は、ＧＰＳ用のアンテナ３５Ａを有する。アンテナ３５Ａは、測位衛星５からの電波を受信する。位置検出器３５は、アンテナ３５Ａで受信した測位衛星５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３５Ａの位置を算出する。アンテナ３５Ａ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、ダンプトラック２に設けられている無線通信装置３６を含む。無線通信装置３６は、アンテナ３６Ａを有する。無線通信装置３６は、管理装置１０と無線通信可能である。

　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の走行条件データを含む指令信号を、制御装置２５に送信する。制御装置２５は、管理装置１０から供給された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２が走行条件データ（複数のポイントＰＩにおける絶対位置データ、目標走行速度、目標方位角を含む）に従って走行するように、ダンプトラック２の駆動装置２４、ブレーキ装置２８、及び操舵装置２９の少なくとも一つを制御する。

　また、ダンプトラック２は、通信システム９を介して、位置検出器３５で検出されたダンプトラック２の絶対位置を示す絶対位置データを管理装置１０に送信する。管理装置１０の絶対位置データ取得部１２４は、鉱山を走行する複数のダンプトラック２の絶対位置データを取得する。また、管理装置１０の絶対位置データ取得部１２４は、ダンプトラック２に限らず、位置検出器３５を備える他の鉱山機械３の絶対位置データも取得する。

　次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム２０について説明する。図６は、本実施形態に係る制御システム２０の制御ブロック図である。制御システム２０は、ダンプトラック２に搭載される。

　図６に示すように、制御システム２０は、無線通信装置３６と、走行速度検出器３１と、加速度検出器３２と、位置検出器３５と、制御装置２５と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２８と、操舵装置２９と、方向指示器３７とを備える。

　制御装置２５は、入出力部４１と、運転制御部４２と、ウインカーデータ取得部４３と、ウインカー制御部４４と、絶対位置データ取得部４５と、記憶部４６とを備える。

　入出力部４１は、無線通信装置３６から出力された管理装置１０からのウインカーデータ及び走行条件データを含む指令データ、走行速度検出器３１から出力されたダンプトラック２の走行速度を示す走行速度データ、加速度検出器３２から出力されたダンプトラック２の加速度を示す加速度データ、及び位置検出器３５から出力されたダンプトラック２の位置を示す位置データを取得する。また、入出力部４１は、駆動装置２４にアクセル指令信号を出力し、ブレーキ装置２８にブレーキ指令信号を出力し、操舵装置２９にステアリング指令信号を出力する。

　運転制御部４２は、指定された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２の走行装置２１を制御する運転制御信号を出力する。走行装置２１は、ブレーキ装置２８及び操舵装置２９を含む。運転制御部４２は、駆動装置２４、ブレーキ装置２８及び操舵装置２９を含む走行装置２１に運転制御信号を出力する。運転制御信号は、駆動装置２４に出力されるアクセル信号、ブレーキ装置２８に出力されるブレーキ指令信号、及び操舵装置２９に出力されるステアリング指令信号を含む。

　ウインカーデータ取得部４３は、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを取得する。本実施形態において、ウインカーデータ取得部４３は、管理装置１０から出力される走行条件データに含まれるウインカーデータから取得する。

　ウインカー制御部４４は、ウインカーデータ取得部４３で取得されたウインカーデータに基づいて、ダンプトラック２に設けられている方向指示器３７にウインカー制御信号を出力する。ウインカー制御信号は、方向指示器３７を点灯させる点灯信号、及び方向指示器３７を消灯させる消灯信号を含む。点灯信号には、右折点灯信号、左折点灯信号、及び右折点灯と左折点灯とを同時に行うハザード点灯信号を含む。

　絶対位置データ取得部４５は、位置検出器３５の検出結果からダンプトラック２の絶対位置データを取得する。

　記憶部４６は、無線通信装置３６から取得したダンプトラック２の走行条件に係るデータを記憶する。走行条件データには、後述する方向指示器３７の制御に係るデータが含まれる。

　次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法について説明する。図７は、本実施形態に係る管理システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図８は、ダンプトラック２についての走行制御及び方向指示器制御を説明するための模式図である。

　管制施設７において、作業者（管理者）により入力装置１７が操作され、鉱山においてダンプトラック２の方向指示器３７を作動させる作動範囲ＡＲが設定される。入力装置１７が操作されることにより作動範囲データが生成される。作動範囲設定部１２１は、入力装置１７で生成された作動範囲データを取得する（ステップＳＰ１ａ）。

　作動範囲設定部１２１は、入力装置１７で生成された作動範囲データに基づいて作動範囲ＡＲを設定する（ステップＳＰ２ａ）。

　図８は、交差点ＩＳに作動範囲ＡＲが設定されている状態を示す。作業者は、表示装置１６に表示されている鉱山のマップデータを参照しながら方向指示器３７が作動すべき鉱山の領域を特定して、入力装置１７を用いて作動範囲ＡＲを設定する。作動範囲設定部１２１は、鉱山のマップデータに基づいて、鉱山の特定領域である交差点ＩＳに作動範囲ＡＲを設定する。

　走行条件データ生成部１２２は、ダンプトラック２の走行条件データを生成する（ステップＳＰ３ａ）。走行条件データ生成部１２２は、目標絶対位置データ、目標走行速度データをそれぞれ含む複数のコース点ＰＩを設定する。

　ウインカーデータ設定部１２３は、ステップＳＰ２ａで設定された作動範囲ＡＲと、ステップＳＰ３ａで生成された走行条件データとに基づいて、方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを生成する（ステップＳＰ４ａ）。

　本実施形態において、ウインカーデータ設定部１２３は、作動範囲ＡＲに設定されるコース点ＰＩに、ウインカーデータを載せる。

　図８に示すように、例えば交差点ＩＳでダンプトラック２を左折させる走行条件データが生成された場合、ダンプトラック２は、コースデータＣＳｌに従って走行する。コースデータＣＳｌは、複数のコース点ＰＩの集合体である。本実施形態においては、ウインカーデータ設定部１２３は、コースデータＣＳｌの複数のコース点ＰＩのうち、交差点ＩＳの左折範囲に設定されている作動範囲ＡＲｌに存在するコース点ＰＩｌに、ウインカーデータを付与する。これらコース点ＰＩｌに付与されるウインカーデータは、左折点灯のウインカーデータである。

　管理装置１０は、無線通信装置１８を介して、ウインカーデータが付与されたコース点ＰＩｌを含む走行条件データをダンプトラック２に出力する（ステップＳＰ５ａ）。

　ダンプトラック２は、交差点ＩＳを左折するとき、複数のコース点ＰＩのそれぞれに含まれている目標絶対位置データ、目標走行速度データ、及びウインカーデータに従って走行する。搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２が交差点ＩＳにさしかかり、その交差点ＩＳを左折するときに、方向指示器３７が左折点灯される。図８に示すように、作動範囲ＡＲｌの手前に設定されているコース点ＰＩにはウインカーデータが付与されていないので、作動範囲ＡＲｌの手前においては、方向指示器３７は点灯しない。ダンプトラック２が作動範囲ＡＲｌに進入し、ウインカーデータが付与されたコース点ＰＩｌに従って走行するとき、ウインカーランプ３７Ｌが左折点灯する。また、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲｌから退出し、ウインカーデータが付与されていないコース点ＰＩに従って走行するとき、ウインカーランプ３７Ｌが消灯する。

　以上、ダンプトラック２が左折するときの方向指示器３７の動作について説明した。例えば交差点ＩＳでダンプトラック２を右折させる走行条件データが生成された場合、図８に示すように、ダンプトラック２は、コースデータＣＳｒに従って走行する。ウインカーデータ設定部１２３は、コースデータＣＳｒの複数のコース点ＰＩのうち、交差点ＩＳの右折範囲に設定されている作動範囲ＡＲｒに存在するコース点ＰＩｒに、ウインカーデータ、具体的には右折点灯のウインカーデータを付与する。

　搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２が交差点ＩＳにさしかかり、その交差点ＩＳを右折するときに、方向指示器３７が点灯される。図８に示すように、作動範囲ＡＲｒの手前に設定されているコース点ＰＩにはウインカーデータが付与されていないので、作動範囲ＡＲｒの手前においては、方向指示器３７は点灯しない。ダンプトラック２が作動範囲ＡＲｒに進入し、ウインカーデータが付与されたコース点ＰＩｒに従って走行するとき、ウインカーランプ３７Ｒが右折点灯する。また、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲｒから退出し、ウインカーデータが付与されていないコース点ＰＩに従って走行するとき、ウインカーランプ３７Ｒが消灯する。

　交差点ＩＳでダンプトラック２を直進させる走行条件データが生成された場合、図８に示すように、ダンプトラック２は、コースデータＣＳｓに従って走行する。コースデータＣＳｓの複数のコース点ＰＩにはウインカーデータが付与されない。そのため、コースデータＣＳｓに従って走行するダンプトラック２の方向指示器３７は作動しない。

　以上説明したように、本実施形態によれば、指定された走行条件データに基づいてダンプトラック２が鉱山を走行する場合、作動範囲ＡＲ及び走行条件データに基づいて方向指示器３７が制御されるので、ダンプトラック２の周囲の有人車両の運転者又は鉱山で作業をしている作業者は、ダンプトラック２の進行方向を把握することができる。したがって、鉱山の安全性が向上する。

　また、本実施形態においては、走行条件データの複数のコース点ＰＩのうち、作動範囲ＡＲに設定されるコース点ＰＩにウインカーデータが付与されるので、走行条件データに従って作動範囲ＡＲを走行するダンプトラック２の方向指示器３７を適切に点灯させることができる。また、作動範囲ＡＲを通り過ぎた後においては、方向指示器３７が消灯されるので、いつまでも方向指示器３７が点灯し続けてしまうことが抑制される。

＜第２実施形態＞
　第２実施形態について説明する。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。

　本実施形態においては、ダンプトラック２が作業場ＰＡに進入するときの方向指示器３７の制御方法の一例について説明する。図９及び図１０は、ダンプトラック２が作業場ＰＡに進入するときの方向指示器３７の動作の一例を模式的に示す図である。本実施形態における図９及び図１０では、作業場ＰＡが、他の鉱山機械３である積込機械３が存在する積込場ＬＰＡであるが、排土場ＤＰＡであってもよい。以下では、図９及び図１０に示す積込場ＬＰＡを例に説明する。

　積込場ＬＰＡに進入するダンプトラック２は、スイッチバックして積込機械３に接近する場合が多い。スイッチバックとは、前進するダンプトラック２が鋭角的に進行方向を転換して、後進しながら積込機械３に接近する動作をいう。積込場ＬＰＡの大きさが小さく、積込場ＬＰＡ内においてダンプトラック２がスイッチバックできない場合、図９及び図１０に示すように、積込場ＬＰＡの手前の搬送路ＨＬにスイッチバックするためのスイッチバック範囲ＳＢＡが設けられることがある。搬送路ＨＬにおいてダンプトラック２がスイッチバックする場合には、他の車両（有人車両）から見ると急に車線を逸脱するように見えてしまう。

　そのため、図９及び図１０に示すように、作動範囲設定部１２１は、鉱山の特定領域であるスイッチバック範囲ＳＢＡに作動範囲ＡＲを設定する。図９は、ハザード用作動範囲ＡＲｄが設定され、ダンプトラック２がハザード用作動範囲ＡＲｄに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｒ及びウインカーランプ３７Ｌが同時に点灯するように方向指示器３７が制御されている例を示す。図１０は、右折用作動範囲ＡＲｒ及び左折用作動範囲ＡＲｌが設定され、スイッチバック動作の前半においてダンプトラック２が右折用作動範囲ＡＲｒに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｒが点灯し、スイッチバック動作の後半においてダンプトラック２が左折用作動範囲ＡＲｌに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｌが点灯するように方向指示器３７が制御されている例を示す。

＜第３実施形態＞
　第３実施形態について説明する。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。

　本実施形態においては、障害物が存在する搬送路ＨＬをダンプトラック２が走行するときの方向指示器３７の制御方法の一例について説明する。図１１は、障害物が存在する搬送路ＨＬをダンプトラック２が走行するときの方向指示器３７の動作の一例を模式的に示す図である。なお、障害物として、停止車両、落石、及び道路陥没等が例示される。

　搬送路ＨＬ上に障害物が存在し、その障害物を避けて進行するとき、ダンプトラック２は進路変更する必要がある。しかし、ダンプトラック２が図１１のような走行経路を走行する場合、他の車両（有人車両）から見ると急に車線を逸脱するように見えてしまう。
そこで、作動範囲設定部１２１は、鉱山の特定領域である障害物が存在する搬送路ＨＬの一部の範囲に作動範囲ＡＲを設定する。図１１に示す例では、搬送路ＨＬにおいて、右折用作動範囲ＡＲｒ及び左折用作動範囲ＡＲｌが設定される。進路変更動作の前半においてダンプトラック２が右折用作動範囲ＡＲｒに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｒが点灯し、進路変更動作の後半においてダンプトラック２が左折用作動範囲ＡＲｌに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｌが点灯するように方向指示器３７が制御される。

＜第４実施形態＞
　第４実施形態について説明する。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。

　本実施形態においては、ダンプトラック２が作業場ＰＡに進入するときの方向指示器３７の制御方法の一例について説明する。図１２及び図１３は、ダンプトラック２が作業場ＰＡに進入するときの方向指示器３７の動作の一例を模式的に示す図である。本実施形態における図１２及び図１３では、作業場ＰＡが、積込機械３が存在する積込場ＬＰＡであるが、排土場ＤＰＡであってもよい。以下では、図９及び図１０に示す積込場ＬＰＡを例に説明する。

　上述したように、積込場ＬＰＡに進入するダンプトラック２は、スイッチバックして積込機械３に接近する場合が多い。作動範囲設定部１２１は、鉱山の特定領域である積込場ＬＰＡに作動範囲ＡＲを設定する。図１２は、ハザード用作動範囲ＡＲｄが設定され、ダンプトラック２がハザード用作動範囲ＡＲｄに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｒ及びウインカーランプ３７Ｌが同時に点灯するように方向指示器３７が制御されている例を示す。図１３は、左折用作動範囲ＡＲｌ及び右折用作動範囲ＡＲｒが設定され、スイッチバック動作の前半においてダンプトラック２が左折用作動範囲ＡＲｌに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｌが点灯し、スイッチバック動作の後半においてダンプトラック２が右折用作動範囲ＡＲｒに存在するとき、ウインカーランプ３７Ｒが点灯するように方向指示器３７が制御されている例を示す。

＜第５実施形態＞
　第５実施形態について説明する。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。

　上述の実施形態においては、走行条件データにウインカーデータが付与され、走行条件データに従って走行するダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在するときに方向指示器３７が作動することとした。本実施形態においては、ダンプトラック２の絶対位置データに基づいて方向指示器３７が制御される例について説明する。

　図１４は、本実施形態に係る管理システム１の動作の一例を示すフローチャートである。管制施設７において、作業者（管理者）により入力装置１７が操作され、作動範囲データが生成される。作動範囲設定部１２１は、入力装置１７で生成された作動範囲データを取得する（ステップＳＰ１ｂ）。

　作動範囲設定部１２１は、入力装置１７で生成された作動範囲データに基づいて作動範囲ＡＲを設定する（ステップＳＰ２ｂ）。作動範囲設定部１２１は、マップデータ上の鉱山の特定領域に作動範囲ＡＲを設定する。

　ウインカーデータ設定部１２３は、方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを生成する（ステップＳＰ３ｂ）。

　絶対位置データ取得部１２４は、ダンプトラック２の絶対位置データを取得する（ステップＳＰ４ｂ）。

　判定部１２５は、ダンプトラック２の絶対位置データと、作動範囲設定部１２１において設定された作動範囲ＡＲに基づいて、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在するか否かを判定する（ステップＳＰ５ｂ）。作動範囲ＡＲは、絶対位置座標により予め規定されるデータであるため、判定部１２５は、ダンプトラック２の絶対位置データに基づいて、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在するか否かを判定することができる。

　ステップＳＰ５ｂにおいて、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在すると判定された場合（ステップＳＰ５ｂ：Ｙｅｓ）、管理装置１０は、無線通信装置１８を介して、作動範囲ＡＲに存在すると判定されたダンプトラック２にウインカーデータを出力する（ステップＳＰ６ｂ）。これにより、ダンプトラック２の方向指示器３７が作動する。

　一方、ステップＳＰ５ｂにおいて、ダンプトラック２が作動範囲ＡＲに存在しないと判定された場合（ステップＳＰ５ｂ：Ｎｏ）、そのダンプトラック２にウインカーデータは出力されない（ステップＳＰ７ｂ）。

　以上説明したように、ダンプトラック２の絶対位置データに基づいて、管理装置１０からダンプトラック２にウインカーデータがリアルタイムに出力されてもよい。

＜第６実施形態＞
　第６実施形態について説明する。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。

　上述の実施形態においては、管理システム１の管理装置１０によって作動範囲ＡＲが設定され、ダンプトラック２の方向指示器３７が管理装置１０によって制御されることとした。本実施形態においては、ダンプトラック２が、ダンプトラック２の絶対位置データとウインカーデータとに基づいて、自律的に方向指示器３７を制御する例について説明する。

　図６を参照して説明したように、ダンプトラック２は、方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを取得するウインカーデータ取得部４３と、ダンプトラック２の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部４５と、ウインカーデータ取得部４３で取得されたウインカーデータ及び絶対位置データ取得部４５で取得された絶対位置データに基づいて、方向指示器４３にウインカー制御信号を出力するウインカー制御部４４とを備えている。

　図１５は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム２０の動作の一例を示すフローチャートである。

　ウインカーデータ取得部４３は、ダンプトラック２の方向指示器３７を制御するためのウインカーデータを取得する（ステップＳＰ１ｃ）。ウインカーデータ取得部４３は、管理装置１０から供給されたウインカーデータを取得してもよい。ウインカーデータがダンプトラック２の記憶部４６に記憶されている場合、ウインカーデータ取得部４３は、記憶部４６から供給されたウインカーデータを取得してもよい。ウインカーデータは、上述の実施形態で説明した作動範囲データを含む。なお、ウインカーデータが鉱山のマップデータを含んでもよい。

　絶対位置データ取得部４５は、位置検出器３５からダンプトラック２の絶対位置データを取得する（ステップＳＰ２ｃ）。

　ウインカー制御部４４は、ステップＳＰ１ｃで取得したウインカーデータと、ステップＳＰ２ｃで取得したダンプトラック２の絶対位置データとに基づいて、方向指示器３７にウインカー制御信号を出力する（ステップＳＰ３ｃ）。

　例えば、ウインカー制御部４４は、ダンプトラック２の絶対位置データと、ウインカーデータに含まれる作動範囲データとに基づいて、自車両が作動範囲に存在するか否かを判定し、作動範囲に存在すると判定したとき、方向指示器３７を点灯させるためのウインカー制御信号を出力する。

　以上説明したように、ダンプトラック２は、管理装置１０からのデータ又は指令信号によらずに、自律的に方向指示器３７を制御することができる。

　上述の実施形態では、作動範囲ＡＲとして、二次元のある領域を特定する例を用いて説明したが、その実施形態に限られず、例えば走行経路上にウインカー作動の開始位置、終了位置を点で指定したり、走行経路を横切る線等で指定したりするようにしてもよい。また、三次元のある領域を特定するようにしてもよい。

　上述の実施形態では、ダンプトラック２が無人ダンプトラックであることとした。ダンプトラック２は、運転者の操作に従って走行する有人ダンプトラックでもよい。有人ダンプトラックにおいては、方向指示器３７を操作するウインカーレバーのような操作部が設けられ、その操作部が運転者によって操作される。交差点ＩＳを右左折する場合、運転者が操作部の操作を怠っても、制御システム２０が操作部の操作に介入して、方向指示器３７を点灯させる。すなわち、制御システム２０は、運転者の操作を補助する、所謂、アシスト制御を実施する。これにより、鉱山の安全性が確保される。

　上述の実施形態では、鉱山にて用いられる鉱山機械を例に説明したが、それに限られず、作業現場で用いられる作業機械に適用してもよい。作業機械は、鉱山機械を含むものである。また、「作業機械の制御システム」として、上述の実施形態では地上の鉱山におけるダンプトラックの制御システムを例に説明したが、それに限られず、地上の鉱山における他の鉱山機械、又は作業現場で用いられる作業機械（ホイールローダ等）の制御システムも含んでいる。

　１…管理システム、２…ダンプトラック（鉱山機械）、３…他の鉱山機械、４…鉱山機械、５…測位衛星、６…中継器、７…管制施設、９…通信システム、１０…管理装置、１１…コンピュータ、１２…処理装置、１３…記憶装置、１５…入出力部、１６…表示装置、１７…入力装置、１８…無線通信装置、１８Ａ…アンテナ、２０…制御システム、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ベッセル、２４…駆動装置、２５…制御装置、２６…車輪、２７…車軸、２８…ブレーキ装置、２９…操舵装置、３１…走行速度検出器、３２…加速度検出器、３６…無線通信装置、３７…方向指示器、４１…入出力部、４２…運転制御部、４３…ウインカーデータ取得部、４４…ウインカー制御部、４５…絶対位置データ取得部、４６…記憶部、１２１…作動範囲設定部、１２２…走行条件データ生成部、１２３…ウインカーデータ設定部、１２４…絶対位置データ取得部、１２５…判定部、１２６…マップデータ取得部、ＡＲ…作動範囲、ＣＲ…破砕機、ＤＰＡ…排土場、ＨＬ…搬送路、ＩＳ…交差点、ＬＰＡ…積込場、ＰＡ…作業場、ＲＰ…目標走行経路、ＳＢＡ…スイッチバック範囲。

Claims

　作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定する作動範囲設定部と、
　前記作業機械の走行条件データを生成する走行条件データ生成部と、
　前記作動範囲及び前記走行条件データに基づいて前記方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部と、
　前記ウインカーデータを前記作業機械に出力する出力装置と、
を備える作業機械の管理システム。
　前記走行条件データは、一定の間隔で設定される複数のコース点を含み、
　複数の前記コース点のそれぞれは、目標絶対位置データを含み、
　前記ウインカーデータ設定部は、前記作動範囲に設定される前記コース点に前記ウインカーデータを設定し、
　前記出力装置は、前記ウインカーデータを含む前記走行条件データを前記作業機械に出力する、
請求項１に記載の作業機械の管理システム。
　前記作業機械の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部と、
　前記絶対位置データに基づいて、前記作業機械が前記作動範囲に存在するか否かを判定する判定部と、を備え、
　前記作動範囲に存在すると判定された前記作業機械に前記ウインカーデータが出力される、
請求項１又は請求項２に記載の作業機械の管理システム。
　作業機械の方向指示器を作動させる作動範囲を設定する作動範囲設定部と、
　前記方向指示器を制御するためのウインカーデータを生成するウインカーデータ設定部と、
　前記作業機械の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部と、
　前記絶対位置データに基づいて、前記作業機械が前記作動範囲に存在するか否かを判定する判定部と、
　前記作動範囲に存在すると判定された前記作業機械に前記ウインカーデータを出力する出力装置と、
を備える作業機械の管理システム。
　作業場のマップデータを取得するマップデータ取得部を備え、
　前記作動範囲設定部は、前記マップデータに基づいて、前記作業場の特定領域に前記作動範囲を設定する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。
　前記作動範囲を示す作動範囲データを生成する入力装置を備え、
　前記作動範囲設定部は、前記入力装置で生成された前記作動範囲データに基づいて前記作動範囲を設定する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。
　作業機械の方向指示器を制御するためのウインカーデータを取得するウインカーデータ取得部と、
　前記作業機械の絶対位置データを取得する絶対位置データ取得部と、
　前記ウインカーデータ及び前記絶対位置データに基づいて、前記方向指示器にウインカー制御信号を出力するウインカー制御部と、
を備える作業機械の制御システム。
　請求項７に記載の作業機械の制御システムを備える作業機械。