WO2022080326A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2022080326A1
WO2022080326A1 PCT/JP2021/037614 JP2021037614W WO2022080326A1 WO 2022080326 A1 WO2022080326 A1 WO 2022080326A1 JP 2021037614 W JP2021037614 W JP 2021037614W WO 2022080326 A1 WO2022080326 A1 WO 2022080326A1
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WO
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dump
automatic guided
vehicle
guided vehicle
unmanned vehicle
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Application number
PCT/JP2021/037614
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋輔 角野
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60PVEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/04Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading with a tipping movement of load-transporting element
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory

Definitions

  • This disclosure relates to an automated guided vehicle control system, an automated guided vehicle, and a method for controlling an automated guided vehicle.
  • Automated guided vehicles operate at wide-area work sites such as mines.
  • an automatic guided vehicle may operate in an oil sands mine.
  • Oil sands are sandstones containing highly viscous mineral oils.
  • Oil sands are soft like a sponge. Due to the weight of the automated guided vehicle, at least part of the tires of the automated guided vehicle can be buried in the oil sands. If the tires of the automatic guided vehicle are buried in the oil sands while the automatic guided vehicle is stopped, it may be difficult to start the automatic guided vehicle. If an automated guided vehicle cannot start or if it takes a long time to get the tires out of the oil sands, productivity at the work site may decrease.
  • the purpose of this disclosure is to suppress the decrease in productivity at the work site where automatic guided vehicles operate.
  • a traveling control unit that outputs a start command for starting an automatic guided vehicle and a dump that outputs a dump command for dumping the dump body of the automatic guided vehicle when it is determined by the start command that the automatic vehicle will not start.
  • An automated guided vehicle control system comprising a body control unit is provided.
  • the decrease in productivity at the work site where the automatic guided vehicle operates is suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a work site of an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a work site management system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a work site management system according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the course data and the permitted area data according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a control system for an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the starting conditions according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state of an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a work site of an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a work site management system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a work site management system according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state of the automatic guided vehicle 2 when a dump command is output in the start control according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a vehicle condition of an automatic guided vehicle before starting the dump operation according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a peripheral situation of an automatic guided vehicle before starting the dump operation according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a permission area according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining that the course data of another unmanned vehicle is changed by the notification from the notification unit according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining that the course data of another unmanned vehicle is generated by the notification from the notification unit according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining that the position of the load is output to the output device by the notification from the notification unit according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a control method of an automatic guided vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining start control according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a work site 1 of an automatic guided vehicle 2 according to an embodiment.
  • a mine or a quarry is exemplified as the work site 1.
  • a mine is a place or place of business where minerals are mined.
  • a quarry is a place or place of business where stone is mined.
  • a plurality of automatic guided vehicles 2 operate at the work site 1.
  • the auxiliary vehicle 3 operates at the work site 1.
  • the unmanned vehicle 2 is a work vehicle that operates unmanned without any driving operation by the driver.
  • the automatic guided vehicle 2 is an unmanned dump truck that runs unmanned on the work site 1 and carries a load. As the cargo carried to the automatic guided vehicle 2, an excavated object excavated at the work site 1 is exemplified.
  • the auxiliary vehicle 3 refers to a manned vehicle traveling on the work site 1 for maintenance, inspection, or management of the work site 1.
  • a manned vehicle is a vehicle that operates based on the driving operation of the driver on board.
  • the work site 1 is a mine.
  • mines include metal mines that mine metal, non-metal mines that mine limestone, and coal mines that mine coal.
  • the traveling area 4 is set at the work site 1.
  • the traveling area 4 means an area where the automatic guided vehicle 2 can travel.
  • the traveling area 4 includes a loading area 5, a lumber yard 6, a parking apron 7, a refueling area 8, a traveling path 9, and an intersection 10.
  • the loading area 5 is an area where loading work for loading a load on an automatic guided vehicle 2 is carried out.
  • the loading machine 11 operates at the loading site 5.
  • a hydraulic excavator is exemplified as the loading machine 11.
  • the lumber yard 6 is an area where the discharge work is carried out, in which the cargo is discharged from the automatic guided vehicle 2.
  • a crusher 12 is provided at the lumber yard 6.
  • the parking apron 7 refers to the area where the automatic guided vehicle 2 is parked.
  • the refueling station 8 is an area where the automatic guided vehicle 2 is refueled.
  • the travel path 9 refers to an area in which an automatic guided vehicle 2 heading for at least one of a loading area 5, a lumber yard 6, a tarmac 7, and a refueling area 8 travels.
  • the runway 9 is provided so as to connect at least the loading area 5 and the earth removal area 6.
  • the travel path 9 is connected to each of the loading yard 5, the lumber yard 6, the tarmac 7, and the refueling yard 8.
  • intersection 10 means an area where a plurality of travel paths 9 intersect or an area where one travel path 9 branches into a plurality of travel paths 9.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a management system 20 of the work site 1 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the management system 20 of the work site 1 according to the embodiment.
  • the management system 20 includes a management device 21, an input device 22, an output device 23, and a communication system 24.
  • Each of the management device 21, the input device 22, and the output device 23 is installed in the control facility 13 of the work site 1. There is an administrator in the control facility 13.
  • the automatic guided vehicle 2 has a control device 30.
  • the auxiliary vehicle 3 has a control device 40.
  • the management device 21 and the control device 30 of the unmanned vehicle 2 wirelessly communicate with each other via the communication system 24.
  • the management device 21 and the control device 40 of the auxiliary vehicle 3 wirelessly communicate with each other via the communication system 24.
  • the wireless communication device 24A is connected to the management device 21.
  • the wireless communication device 24B is connected to the control device 30.
  • the wireless communication device 24C is connected to the control device 40.
  • the communication system 24 includes a wireless communication device 24A, a wireless communication device 24B, and a wireless communication device 24C.
  • the input device 22 is operated by the manager of the control facility 13.
  • the input device 22 generates input data by being operated by the administrator.
  • a touch panel, a computer keyboard, a mouse, or an operation button is exemplified.
  • the output device 23 outputs output data.
  • a display device or an audio output device is exemplified.
  • the display device include a flat panel display such as a liquid crystal display or an organic electroluminescent display.
  • the management device 21 includes a computer system.
  • the management device 21 has a processor 21A, a main memory 21B, a storage 21C, and an interface 21D.
  • a processor 21A a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit) is exemplified.
  • main memory 21B a non-volatile memory or a volatile memory is exemplified.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • Examples of the storage 21C include a hard disk drive (HDD: Hard Disk Drive) or a solid state drive (SSD: Solid State Drive).
  • An input / output circuit or a communication circuit is exemplified as the interface 21D.
  • the computer program 21E is expanded in the main memory 21B.
  • the processor 21A executes the process according to the computer program 21E.
  • the interface 21D is connected to each of the input device 22 and the output device 23.
  • the management device 21 has a course data generation unit 211, a permission area setting unit 212, and an output control unit 213.
  • the course data generation unit 211 generates course data indicating the running conditions of the automatic guided vehicle 2.
  • the course data generation unit 211 generates course data for each of the plurality of unmanned vehicles 2.
  • the manager of the control facility 13 operates the input device 22 to input the traveling conditions of the unmanned vehicle 2 into the management device 21.
  • the course data generation unit 211 generates course data based on the input data generated by the input device 22.
  • the course data generation unit 211 transmits the course data to the automatic guided vehicle 2 via the communication system 24.
  • the permission area setting unit 212 generates permission area data indicating the permission area for traveling of the automatic guided vehicle 2.
  • the permission area setting unit 212 generates permission area data for each of the plurality of unmanned vehicles 2.
  • the permission area setting unit 212 transmits the permission area data to the automatic guided vehicle 2 via the communication system 24.
  • the automatic guided vehicle 2 operates at the work site 1 based on the course data and the permitted area data transmitted from the management device 21.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the course data and the permitted area data according to the embodiment.
  • the course data defines the running conditions of the automatic guided vehicle 2.
  • the course data includes the course point 14, the traveling course 15, the target position of the unmanned vehicle 2, the target traveling speed of the unmanned vehicle 2, the target direction of the unmanned vehicle 2, and the terrain at the course point 14.
  • a plurality of course points 14 are set in the traveling area 4.
  • the course point 14 defines the target position of the automatic guided vehicle 2.
  • the target traveling speed of the unmanned vehicle 2 and the target direction of the unmanned vehicle 2 are set at each of the plurality of course points 14.
  • the plurality of course points 14 are set at intervals.
  • the interval between the course points 14 is set to, for example, 1 [m] or more and 5 [m] or less.
  • the spacing between the course points 14 may be uniform or non-uniform.
  • the traveling course 15 is a virtual line indicating the target traveling route of the automatic guided vehicle 2.
  • the traveling course 15 is defined by a locus that passes through a plurality of course points 14.
  • the automatic guided vehicle 2 travels in the traveling area 4 according to the traveling course 15.
  • the target position of the unmanned vehicle 2 means the target position of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14.
  • the target position of the unmanned vehicle 2 may be defined in the local coordinate system of the unmanned vehicle 2 or may be defined in the global coordinate system.
  • the target traveling speed of the unmanned vehicle 2 means the target traveling speed of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14.
  • the target direction of the unmanned vehicle 2 means the target direction of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14.
  • the terrain at the course point 14 means the inclination angle of the surface of the traveling area 4 at the course point 14.
  • the permitted area data defines the permitted area 16 that permits the traveling of the unmanned vehicle 2 and the stop point 17 of the unmanned vehicle 2.
  • the permitted area 16 is set in the traveling area 4.
  • the permitted area 16 is an area where the entry of other automatic guided vehicles 2A is prohibited.
  • the permission area 16 is set in the traveling direction of the automatic guided vehicle 2. When the automatic guided vehicle 2 moves forward, at least a part of the permitted area 16 is set in front of the automatic guided vehicle 2.
  • the permission area 16 is set in a band shape so as to include the traveling course 15. Further, the permission area 16 is set to include the automatic guided vehicle 2.
  • the length of the permitted area 16 in the traveling direction of the unmanned vehicle 2 is, for example, 100 [m] or more and 500 [m] or less.
  • the stop point 17 is set at the tip of the permission area 16.
  • the traveling speed of the unmanned vehicle 2 is controlled so that the unmanned vehicle 2 can stop at the stop point 17.
  • the permission area setting unit 212 sets the permission area 16 for each of the plurality of unmanned vehicles 2.
  • the permission area setting unit 212 sets the permission area 16 so that the plurality of permission areas 16 do not overlap with each other.
  • the permission area setting unit 212 sequentially updates the permission area 16 as the automatic guided vehicle 2 progresses.
  • the permission area setting unit 212 sequentially releases the permission area 16 after the automatic guided vehicle 2 has passed.
  • the permission area setting unit 212 sequentially extends the permission area 16 before the automatic guided vehicle 2 passes in the traveling direction of the automatic guided vehicle 2.
  • the permitted area 16 after the unmanned vehicle 2 has passed is released, the other unmanned vehicle 2A can travel. By extending the permitted area 16 before the unmanned vehicle 2 passes, the progress of the unmanned vehicle 2 is continued.
  • the automatic guided vehicle 2 stops at the stop point 17.
  • an event in which the permitted area 16 cannot be extended an event in which another automatic guided vehicle 2A is stopped in front of the permitted area 16 is exemplified.
  • the output control unit 213 causes the output device 23 to output output data.
  • the output control unit 213 causes the output device 23 to display the display data.
  • the auxiliary vehicle 3 includes a control device 40, a wireless communication device 24C, a position sensor 41, and an output device 42.
  • the control device 40 includes a computer system.
  • the control device 40 includes a processor 40A, a main memory 40B, a storage 40C, and an interface 40D.
  • the computer program 40E is expanded in the main memory 40B.
  • the interface 40D is connected to each of the position sensor 41 and the output device 42.
  • the position sensor 41 detects the position of the auxiliary vehicle 3.
  • the position of the auxiliary vehicle 3 is detected by using the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • the global navigation satellite system includes a global positioning system (GPS: Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • the Global Navigation Satellite System detects the position of the global coordinate system defined by the coordinate data of latitude, longitude, and altitude.
  • the global coordinate system is a coordinate system fixed to the earth.
  • the position sensor 41 includes a GNSS receiver and detects the position of the global coordinate system of the auxiliary vehicle 3.
  • the output device 42 is arranged in the driver's cab of the auxiliary vehicle 3.
  • the output device 42 outputs output data.
  • a display device or an audio output device is exemplified.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an automatic guided vehicle 2 according to an embodiment.
  • the unmanned vehicle 2 includes a control device 30, a wireless communication device 24B, a vehicle body 50, a traveling device 51, a dump body 52, and a hydraulic device 60. It includes a position sensor 71, an orientation sensor 72, an inclination sensor 73, a speed sensor 74, and a steering sensor 75.
  • the local coordinate system of the automatic guided vehicle 2 is defined by the pitch axis PA, the roll axis RA, and the yaw axis YA.
  • the pitch axis PA extends in the left-right direction (vehicle width direction) of the automatic guided vehicle 2.
  • the roll shaft RA extends in the front-rear direction of the automatic guided vehicle 2.
  • the yaw axis YA extends in the vertical direction of the automatic guided vehicle 2.
  • the pitch axis PA and the roll axis RA are orthogonal to each other.
  • the roll axis RA and the yaw axis YA are orthogonal to each other.
  • the yaw axis YA and the pitch axis PA are orthogonal to each other.
  • the control device 30 includes a computer system. As shown in FIG. 3, the control device 30 includes a processor 30A, a main memory 30B, a storage 30C, and an interface 30D. The computer program 30E is expanded in the main memory 30B.
  • the vehicle body 50 includes a vehicle body frame.
  • the vehicle body 50 is supported by the traveling device 51.
  • the vehicle body 50 supports the dump body 52.
  • the traveling device 51 drives the unmanned vehicle 2.
  • the traveling device 51 advances or reverses the unmanned vehicle 2. At least a part of the traveling device 51 is arranged below the vehicle body 50.
  • the traveling device 51 includes wheels 53, tires 54, a driving device 55, a braking device 56, a transmission device 57, and a steering device 58.
  • the tire 54 is mounted on the wheel 53.
  • the wheel 53 includes a front wheel 53F and a rear wheel 53R.
  • the tire 54 includes a front tire 54F mounted on the front wheel 53F and a rear tire 54R mounted on the rear wheel 53R.
  • the drive device 55 generates a driving force for starting or accelerating the unmanned vehicle 2.
  • An internal combustion engine or an electric motor is exemplified as the drive device 55.
  • a diesel engine is exemplified as an internal combustion engine.
  • the brake device 56 generates a braking force for stopping or decelerating the unmanned vehicle 2.
  • a disc brake or a drum brake is exemplified as the brake device 56.
  • the transmission device 57 transmits the driving force generated by the driving device 55 to the wheels 53.
  • the transmission device 57 has a forward clutch and a reverse clutch. By switching the connected state between the forward clutch and the reverse clutch, the forward and reverse of the unmanned vehicle 2 can be switched.
  • the wheels 53 are rotated by the driving force generated by the driving device 55.
  • the unmanned vehicle 2 travels on the work site 1 due to the rotation of the wheels 53 in a state where the tires 54 are in contact with the road surface of the work site.
  • the steering device 58 generates a steering force for adjusting the traveling direction of the unmanned vehicle 2.
  • the traveling direction of the unmanned vehicle 2 moving forward means the direction of the front portion of the vehicle body 50.
  • the traveling direction of the unmanned vehicle 2 traveling backward means the direction of the rear part of the vehicle body 50.
  • the wheels 53 are steered by the steering device 58. By steering the wheels 53, the traveling direction of the automatic guided vehicle 2 is adjusted.
  • the wheel 53 includes a drive wheel to which the driving force from the drive device 55 is transmitted and a steering wheel steered by the steering device 58.
  • the drive wheel is the rear wheel 53R.
  • the steering wheel is the front wheel 53F.
  • the dump body 52 is a member on which a load is loaded. At least a part of the dump body 52 is arranged above the vehicle body 50.
  • the dump body 52 performs a dump operation and a lowering operation.
  • the dump body 52 is adjusted to the dump posture and the loading posture by the dump operation and the lowering operation.
  • the dump posture means a posture in which the dump body 52 is raised.
  • the loading posture means a posture in which the dump body 52 is lowered.
  • the dump operation is an operation in which the dump body 52 is separated from the vehicle body 50 and tilted in the dump direction.
  • the dump direction is behind the vehicle body 50.
  • the dump operation includes raising the front end portion of the dump body 52 and tilting the dump body 52 backward. Due to the dump operation, the loading surface of the dump body 52 is inclined downward toward the rear.
  • the lowering operation means an operation of bringing the dump body 52 closer to the vehicle body 50.
  • the lowering operation includes lowering the front end portion of the dump body 52.
  • the dump body 52 When the dumping work is carried out, the dump body 52 performs a dumping operation so as to change from the loading posture to the dumping posture.
  • the load When a load is loaded on the dump body 52, the load is discharged rearward from the rear end portion of the dump body 52 by the dump operation.
  • the dump body 52 is adjusted to the loading posture.
  • the hydraulic device 60 includes a steering cylinder 61, a hoist cylinder 62, a hydraulic pump 63, and a valve device 64.
  • the steering cylinder 61 generates a steering force for steering the front wheels 53F in the steering device 58.
  • the steering cylinder 61 is a hydraulic cylinder.
  • the steering device 58 includes a steering cylinder 61.
  • the front wheel 53F is connected to the steering cylinder 61 via the link mechanism of the steering device 58.
  • the front wheel 53F is steered by the expansion and contraction of the steering cylinder 61.
  • the hoist cylinder 62 generates an elevating force that operates the dump body 52.
  • the hoist cylinder 62 is a hydraulic cylinder.
  • the dump body 52 is connected to the hoist cylinder 62. As the hoist cylinder 62 expands and contracts, the dump body 52 performs a dump operation and a lowering operation.
  • the hydraulic pump 63 is operated by the driving force generated by the driving device 55. A part of the driving force generated by the driving device 55 is transmitted to the hydraulic pump 63 via the power transmission mechanism 59.
  • the hydraulic pump 63 discharges hydraulic oil for expanding and contracting each of the steering cylinder 61 and the hoist cylinder 62.
  • the valve device 64 adjusts the flow state of the hydraulic oil supplied to each of the steering cylinder 61 and the hoist cylinder 62.
  • the valve device 64 operates based on a control command from the control device 30.
  • the valve device 64 has a first flow rate adjusting valve capable of adjusting the flow rate and direction of the hydraulic oil supplied to the steering cylinder 61, and a second flow rate adjusting valve capable of adjusting the flow rate and direction of the hydraulic oil supplied to the hoist cylinder 62. Including valves.
  • the steering cylinder 61 expands and contracts due to the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 63 via the valve device 64.
  • the hoist cylinder 62 expands and contracts with hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 63 via the valve device 64.
  • the position sensor 71 detects the position of the automatic guided vehicle 2.
  • the position of the automatic guided vehicle 2 is detected using the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the position sensor 71 includes a GNSS receiver and detects the position of the global coordinate system of the automatic guided vehicle 2.
  • the directional sensor 72 detects the directional of the automatic guided vehicle 2.
  • the orientation of the unmanned vehicle 2 includes the yaw angle Y ⁇ of the unmanned vehicle 2.
  • the yaw angle Y ⁇ means the inclination angle of the automatic guided vehicle 2 about the yaw axis YA.
  • a gyro sensor is exemplified as the azimuth sensor 72.
  • the tilt sensor 73 detects the posture of the automatic guided vehicle 2.
  • the posture of the unmanned vehicle 2 includes the tilt angle of the vehicle body 50.
  • the tilt angle of the vehicle body 50 includes the pitch angle P ⁇ and the roll angle R ⁇ of the vehicle body 50.
  • the pitch angle P ⁇ means an inclination angle of the vehicle body 50 about the pitch axis PA.
  • the roll angle R ⁇ refers to the tilt angle of the vehicle body 50 about the roll axis RA.
  • An inertial measurement unit IMU: Inertial Measurement Unit
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • Each of the pitch axis PA and the roll axis RA is parallel to the horizontal plane in a state where the lower end portion 54B of the tire 54 is in contact with the ground parallel to the horizontal plane.
  • each of the pitch angle P ⁇ and the roll angle R ⁇ is 0 [°].
  • the lower end portion 54B of the tire 54 means a part of the outer peripheral surface of the tire 54 arranged at the lowermost position in the vertical direction parallel to the yaw axis YA.
  • the speed sensor 74 detects the traveling speed of the unmanned vehicle 2.
  • a pulse sensor that detects the rotation of the wheel 53 is exemplified.
  • the steering sensor 75 detects the steering angle of the steering device 58.
  • a potentiometer is exemplified as the steering sensor 75.
  • the control device 30 is arranged in the vehicle body 50.
  • the control device 30 outputs a control command for controlling the traveling device 51.
  • the control commands output from the control device 30 include a drive command for operating the drive device 55, a braking command for operating the brake device 56, a forward / backward command for operating the transmission device 57, and a steering device 58. Includes steering commands to activate.
  • the drive device 55 generates a driving force for starting or accelerating the unmanned vehicle 2 based on the drive command output from the control device 30.
  • the brake device 56 generates a braking force for stopping or decelerating the unmanned vehicle 2 based on the braking command output from the control device 30.
  • the transmission device 57 switches between forward and reverse of the unmanned vehicle 2 based on the forward / backward command output from the control device 30.
  • the steering device 58 generates a steering force for driving the unmanned vehicle 2 straight or turning based on the steering command output from the control device 30.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a control system 100 of the automatic guided vehicle 2 according to the embodiment.
  • the control system 100 includes a control device 30, a traveling device 51, a hydraulic device 60, a position sensor 71, an orientation sensor 72, an inclination sensor 73, a speed sensor 74, and a steering sensor 75.
  • the interface 30D is connected to each of the traveling device 51, the hydraulic device 60, the position sensor 71, the orientation sensor 72, the tilt sensor 73, the speed sensor 74, and the steering sensor 75.
  • the control device 30 includes a course data acquisition unit 101, a permission area data acquisition unit 102, a sensor data acquisition unit 103, a travel control unit 104, a start condition generation unit 105, a start determination unit 106, and a dump body control unit. It has 107, a vehicle condition determination unit 108, a peripheral condition determination unit 109, a permission area change request unit 110, a notification unit 111, and a start condition storage unit 112.
  • the processor 30A includes a course data acquisition unit 101, a permission area data acquisition unit 102, a sensor data acquisition unit 103, a travel control unit 104, a start condition generation unit 105, a start determination unit 106, a dump body control unit 107, and a vehicle condition determination unit 108. , The peripheral condition determination unit 109, the permission area change request unit 110, and the notification unit 111.
  • the storage 30C functions as a start condition storage unit 112.
  • the course data acquisition unit 101 acquires the course data transmitted from the course data generation unit 211 via the interface 30D.
  • the course data acquisition unit 101 acquires the updated course data.
  • the course data acquisition unit 101 acquires course data every time the course data is updated.
  • the permission area data acquisition unit 102 acquires the permission area data transmitted from the permission area setting unit 212 via the interface 30D.
  • the permission area data acquisition unit 102 acquires the updated permission area data.
  • the permission area data acquisition unit 102 acquires the permission area data every time the permission area data is updated.
  • the sensor data acquisition unit 103 acquires the detection data of the position sensor 71, the detection data of the orientation sensor 72, the detection data of the tilt sensor 73, the detection data of the speed sensor 74, and the detection data of the steering sensor 75.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 based on the course data acquired by the course data acquisition unit 101 and the permission area data acquired by the permission area data acquisition unit 102.
  • the traveling control unit 104 controls the traveling speed of the unmanned vehicle 2 so that the unmanned vehicle 2 can stop at the stop point 17 of the permitted area 16.
  • the travel control unit 104 keeps the automatic guided vehicle 2 traveling when the permitted area 16 is extended.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the automatic guided vehicle 2 travels according to the travel course 15.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the unmanned vehicle 2 travels in a state where the center of the unmanned vehicle 2 in the vehicle width direction coincides with the travel course 15.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the actual position of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14 becomes the target position based on the detection data of the position sensor 71.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the automatic guided vehicle 2 travels according to the travel course 15 based on the detection data of the position sensor 71.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the actual orientation of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14 becomes the target orientation based on the detection data of the orientation sensor 72.
  • the travel control unit 104 makes sure that the deviation between the actual position of the automatic guided vehicle 2 and the target position of the automatic guided vehicle 2 defined by the course point 14 is eliminated, and the automatic guided vehicle 2 actually passes through the course point 14.
  • the traveling device 51 is controlled so that the direction of is the target direction.
  • the travel control unit 104 calculates the posture of the automatic guided vehicle 2 at the course point 14 based on the detection data of the inclination sensor 73 when the automatic guided vehicle 2 passes the course point 14 and the terrain at the course point 14.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the actual travel speed of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14 becomes the target travel speed based on the detection data of the speed sensor 74.
  • the travel control unit 104 controls the travel device 51 so that the actual steering angle of the unmanned vehicle 2 when passing through the course point 14 becomes the target steering angle.
  • the traveling control unit 104 implements the start control of the automatic guided vehicle 2.
  • the start control is a control for starting the unmanned vehicle 2 in a stopped state. With the dump body 52 in the loading position, the start control of the automatic guided vehicle 2 is started.
  • the travel control unit 104 outputs a start command Ca for starting the unmanned vehicle 2 in a predetermined traveling direction.
  • the predetermined traveling direction is in front of the automatic guided vehicle 2. That is, the start command Ca advances the unmanned vehicle 2.
  • the start condition generation unit 105 generates the start condition used for the start control of the automatic guided vehicle 2.
  • the starting condition includes a control program related to starting control.
  • the start condition generated by the start condition generation unit 105 is stored in the start condition storage unit 112.
  • the travel control unit 104 performs start control of the automatic guided vehicle 2 based on the start conditions stored in the start condition storage unit 112.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the starting conditions according to the embodiment.
  • the start command Ca is output from the traveling control unit 104.
  • the vertical axis shows the command value of the start command Ca
  • the horizontal axis shows the elapsed time from the time point ta when the output of the start command Ca is started.
  • the time point ta is the start time point of the start control by the start command Ca.
  • the starting condition indicates the relationship between the starting command Ca for starting the unmanned vehicle 2 and the elapsed time from the time point ta of the starting control.
  • the start command Ca is output for the specified time T from the time point ta to the time point tb.
  • the time point tb is the time point at which the start control by the start command Ca ends.
  • the start command Ca includes a drive command for generating a driving force Da in the driving device 55 of the unmanned vehicle 2.
  • the drive device 55 When the command value is 100 [%], the drive device 55 outputs the maximum value of the drive force that the drive device 55 can generate. That is, when the command value is 100 [%], the drive device 55 operates in the full accelerator state.
  • the starting condition is set so that the command value of the starting command Ca does not reach 100 [%].
  • the command value Va of the start command Ca at the time point ta is smaller than 50 [%].
  • the command value Va of the start command Ca at the time point ta may be 50 [%] or may be larger than 50 [%].
  • the command value Vb of the start command Ca at the time point tb is larger than the command value Va and smaller than 100 [%].
  • the command value of the start command Ca is set to monotonically increase from the time point ta to the time point tb. At the time tb when the specified time T has elapsed from the start of the output of the start command Ca, the output of the start command Ca is stopped.
  • the command value Va of the start command Ca is calculated so that the stopped unmanned vehicle 2 starts at the time point ta.
  • the starting condition generation unit 105 calculates the target acceleration of the unmanned vehicle 2 based on the target traveling speed of the unmanned vehicle 2 defined by the course data.
  • the starting condition generation unit 105 calculates the target driving force of the driving device 55 that generates the target acceleration based on the equations of motion that model each of the unmanned vehicle 2 and the traveling area 4.
  • Correlation data (table) showing the relationship between the target driving force and the command value is predetermined.
  • the start condition generation unit 105 determines the command value Va for generating the target driving force at the time point ta based on the correlation data.
  • the traveling control unit 104 When starting is controlled based on the starting conditions, the traveling control unit 104 starts outputting the starting command Ca at the time point ta. By outputting the start command Ca, the automatic guided vehicle 2 can start.
  • the drive device 55 generates a drive force Da based on the start command Ca.
  • the command value Va at the time point ta is a theoretical value calculated based on the above-mentioned equation of motion. For example, depending on the actual state of the unmanned vehicle 2 or the actual state of the traveling area 4, even if the output of the start command Ca is started, the unmanned vehicle 2 may not be able to start at the time point ta. In the embodiment, since the command value of the start command Ca monotonically increases from the time point ta to the time point tb, the unmanned vehicle 2 can start at the specified time T.
  • the command value of the start command Ca may reach 100 [%].
  • the command value Vb of the start command Ca at the time point tb may be 100 [%].
  • the command value Va of the start command Ca at the time point ta may be 100 [%].
  • the start determination unit 106 determines whether or not the automatic guided vehicle 2 has started with the start command Ca.
  • the start determination unit 106 determines whether or not the automatic vehicle 2 has started based on the specified time T and the detection data of the speed sensor 74.
  • the start determination unit 106 can determine whether or not the automatic vehicle 2 has started accelerating based on the detection data of the speed sensor 74.
  • the start determination unit 106 determines that the unmanned vehicle 2 has started accelerating at the specified time T, it determines that the unmanned vehicle 2 has started.
  • the start determination unit 106 determines that the unmanned vehicle 2 does not start accelerating in the specified time T
  • the start determination unit 106 determines that the unmanned vehicle 2 does not start.
  • the start determination unit 106 may determine whether or not the unmanned vehicle 2 has started based on the traveling speed of the unmanned vehicle 2, the acceleration of the unmanned vehicle 2, and the moving distance of the unmanned vehicle 2.
  • the start determination unit 106 is unmanned from at least one of the detection data of the speed sensor 74 including the pulse sensor, the detection data of the position sensor 71 including the GNSS receiver, and the detection data of the tilt sensor 73 including the inertial measurement unit.
  • the traveling speed of the vehicle 2 may be estimated.
  • the start determination unit 106 may determine whether or not the automatic guided vehicle 2 has started in consideration of the slip condition of the tire 54.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state of the automatic guided vehicle 2 whose start is controlled according to the embodiment.
  • the state of the automatic guided vehicle 2 includes a normal state and an abnormal state.
  • the dump body 52 is in the loading posture.
  • the normal state of the automatic guided vehicle 2 includes a state in which the lower end portion 54B of the tire 54 is in contact with the road surface 81. That is, the normal state of the automatic guided vehicle 2 means a state in which the tire 54 is not buried under the road surface 81 or a state in which the tire 54 does not enter the groove existing in the road surface 81. When the road surface 81 is strong, the automatic guided vehicle 2 is likely to be in a normal state.
  • the abnormal state of the automatic guided vehicle 2 includes a state in which at least a part of the tire 54 is buried under the road surface 81 or a state in which the tire 54 is in a groove existing in the road surface 81.
  • the road surface 81 is soft, the automatic guided vehicle 2 is likely to be in an abnormal state.
  • the load 82 is loaded on the dump body 52 and the weight of the unmanned vehicle 2 is large, the unmanned vehicle 2 is likely to be in an abnormal state.
  • the soft road surface 81 an oil sands road surface or a road surface muddy by rainwater is exemplified.
  • the starting condition shown in FIG. 7 is the starting condition used when the automatic guided vehicle 2 is in the normal state. That is, the start command Ca is used when starting the unmanned vehicle 2 in the normal state. When the unmanned vehicle 2 is in an abnormal state, the unmanned vehicle 2 may not start with the start command Ca.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd for dumping the dump body 52 of the unmanned vehicle 2 when the start determination unit 106 determines that the unmanned vehicle 2 does not start with the start command Ca.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd to the valve device 64 so that the dump body 52 is dumped by the hoist cylinder 62.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state of the automatic guided vehicle 2 when the dump command Cd is output in the start control according to the embodiment.
  • the dump body control unit 107 When it is determined by the start command Ca that the automatic guided vehicle 2 does not start, the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd that causes the dump body 52 to perform a dump operation. The dump body 52 dumps from the loading posture based on the dump command Cd.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd with the load 82 loaded on the dump body 52.
  • the load 82 is discharged from the dump body 52 by performing a dump operation so that the dump body 52 changes from the loading posture to the dump posture.
  • the load 82 is discharged to the rear of the vehicle body 50.
  • the dump body 52 dumps so as to incline backward in the dump direction.
  • an assist force Dc that advances the unmanned vehicle 2 is generated.
  • the assist force Dc is defined based on the inclination angle ⁇ of the dump body 52 with respect to the horizontal plane, the weight M of the load 82, and the like.
  • the dump body 52 dumps to generate an assist force Dc for moving the unmanned vehicle 2 forward, so that the unmanned vehicle 2 can start.
  • the tire 54 can escape from the buried state by the dump operation of the dump body 52.
  • the automatic guided vehicle 2 can start.
  • the travel control unit 104 outputs a start command Cb for starting the unmanned vehicle 2 while the dump command Cd is output from the dump body control unit 107.
  • the start command Cb for starting the unmanned vehicle 2 includes a drive command for generating a driving force Db in the drive device 55 of the unmanned vehicle 2. That is, the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd in a state where the driving force Db for starting the unmanned vehicle 2 is generated. Since the assist force Dc for advancing the unmanned vehicle 2 is generated in the state where the driving force Db for advancing the unmanned vehicle 2 is generated, the tire 54 is buried under the road surface 81 or the tire 54 is on the road surface 81. The automatic guided vehicle 2 can start even when it is in the groove existing in the tire.
  • the driving force Db generated by the start command Cb causes the unmanned vehicle 2 to start in a predetermined traveling direction.
  • the dump operation includes tilting the dump body 52 in the dump direction opposite to the traveling direction of the unmanned vehicle 2.
  • the traveling direction of the automatic guided vehicle 2 is forward.
  • the dump direction is behind the automatic guided vehicle 2.
  • the start command Ca is output when the dump body 52 is in the loading position.
  • the start command Cb is output when the dump body 52 is in the dump posture.
  • the start command Ca and the start command Cb may be continuously output.
  • the driving force Db output by the start command Cb may be equal to the driving force Da output by the start command Ca.
  • the driving force Db may be larger than the driving force Da.
  • the driving force Db is the maximum value of the driving force that can be generated by the driving device 55 of the unmanned vehicle 2. That is, the command value of the start command Cb is 100 [%].
  • the period in which the driving force Db is generated may be longer than the specified time T in which the driving force Da is generated.
  • the travel control unit 104 continues to generate the driving force Db until it is determined by the start determination unit 106 that the unmanned vehicle 2 has started.
  • the dump body 52 rotates about the rotation shaft AX.
  • the rotation shaft AX is defined at the rear of the dump body 52.
  • the rotation shaft AX extends in the vehicle width direction.
  • the center of gravity of the dump body 52 moves backward.
  • the vertical load Ld applied to the rear wheel 53R increases. That is, the load Ld applied to the rear wheels 53R in the dump posture after the start of the dump operation is larger than the load Ld applied to the rear wheels 53R in the loading posture before the start of the dump operation. Since the load Ld applied to the rear wheel 53R increases due to the dump operation, the frictional force between the rear tire 54R and the road surface 81 increases. As a result, slip of the rear tire 54R is suppressed in the start control.
  • the travel control unit 104 controls the steering device 58 so that the front wheels 53F are in a straight-ahead state.
  • the travel control unit 104 controls the steering device 58 so that the front wheels 53F are in a straight-ahead state based on the detection data of the steering sensor 75.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd while the front wheels 53F are traveling straight. If the dump body 52 is in the dump posture while the front wheel 53F is in a non-straight state, the weight balance of the unmanned vehicle 2 may become unstable. If the weight balance of the unmanned vehicle 2 becomes unstable, it may be difficult for the unmanned vehicle 2 to start smoothly. Since the dump body 52 dumps while the front wheels 53F are traveling straight, the automatic guided vehicle 2 can start smoothly.
  • the vehicle condition determination unit 108 determines whether or not the dump operation can be started based on the vehicle condition of the unmanned vehicle 2 before the dump operation is started.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd based on the determination result of the vehicle condition determination unit 108.
  • FIG. 10 is a diagram showing the vehicle status of the automatic guided vehicle 2 before starting the dump operation according to the embodiment.
  • the vehicle situation includes the posture of the vehicle body 50 of the unmanned vehicle 2 supporting the dump body 52.
  • the posture of the vehicle body 50 includes the tilt angle of the vehicle body 50 with respect to the horizontal plane.
  • the tilt angle of the vehicle body 50 with respect to the horizontal plane includes the roll angle R ⁇ of the vehicle body 50 with respect to the horizontal plane.
  • the vehicle body 50 before the start of the dump operation, the vehicle body 50 may incline in the rotation direction about the roll axis RA. If the dump operation is started in a state where the vehicle body 50 is tilted in the rotation direction about the roll axis RA, the weight balance of the unmanned vehicle 2 may become unstable. If the weight balance of the unmanned vehicle 2 becomes unstable, it becomes difficult for the unmanned vehicle 2 to start smoothly, and the work efficiency of the unmanned vehicle 2 may decrease.
  • the vehicle condition determination unit 108 recognizes the roll angle R ⁇ based on the detection data of the tilt sensor 73.
  • a threshold value is predetermined for the roll angle R ⁇ . When the roll angle R ⁇ is less than the threshold value, the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation can be started. When the roll angle R ⁇ is equal to or greater than the threshold value, the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation cannot be started. When the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation can be started, the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd. When the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation cannot be started, the dump body control unit 107 does not output the dump command Cd. As a result, the decrease in work efficiency of the automatic guided vehicle 2 is suppressed.
  • the vehicle condition may include the pitch angle P ⁇ of the vehicle body 50 with respect to the horizontal plane.
  • the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation can be started when the pitch angle P ⁇ is less than the threshold value, and determines that the dump operation cannot be started when the pitch angle P ⁇ is equal to or more than the threshold value. You may.
  • the vehicle situation may include the situation of the hydraulic device 60. Even if the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation can be started when the hydraulic device 60 is normal, and determines that the dump operation cannot be started when the hydraulic device 60 is abnormal. good.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines whether or not the dump operation can be started based on the peripheral condition of the unmanned vehicle 2 before the dump operation is started.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd based on the determination result of the peripheral condition determination unit 109.
  • the peripheral condition determination unit 109 calculates the estimated area 83 of the load 82 discharged from the dump body 52 by the dump operation before the start of the dump operation.
  • the estimated area 83 means an occupied area of the load 82 on the road surface 81 estimated by the dump operation.
  • the peripheral condition determination unit 109 can calculate the estimated area 83 based on the position and orientation of the automatic guided vehicle 2.
  • the position of the automatic guided vehicle 2 is detected by the position sensor 71.
  • the orientation of the automatic guided vehicle 2 is detected by the orientation sensor 72.
  • the peripheral condition determination unit 109 can calculate the estimation area 83 based on the detection data of the position sensor 71 and the detection data of the direction sensor 72.
  • the position of the moving body around the automatic guided vehicle 2 with respect to the estimated area 83 is exemplified.
  • the moving body another unmanned vehicle 2A or an auxiliary vehicle 3 is exemplified.
  • the peripheral situation the position of the non-moving body around the automatic guided vehicle 2 with respect to the estimated area 83 is exemplified. Examples of non-mobile objects include lamps, stones, banks, refueling equipment, and signs present at the work site.
  • the course data of the other unmanned vehicle 2A around the unmanned vehicle 2 with respect to the estimated area 83 is exemplified.
  • FIG. 11 is a diagram showing the surrounding situation of the automatic guided vehicle 2 before starting the dump operation according to the embodiment.
  • FIG. 11 shows an example in which the surrounding situation is the course data of another automatic guided vehicle 2A.
  • the travel course 15 of the other automatic guided vehicle 2A is provided in the estimation area 83 before the start of the dump operation. If the dump operation is started while the traveling course 15 is provided in the estimated area 83, the discharged cargo 82 may hinder the progress of the other automatic guided vehicle 2A. As a result, the productivity of the work site may decrease.
  • the peripheral situation determination unit 109 acquires the course data of another automatic guided vehicle 2A from the course data generation unit 211.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines that the dump operation can be started.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines that the dump operation cannot be started.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd.
  • the dump body control unit 107 does not output the dump command Cd.
  • the discharged cargo 82 causes the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3 or the like.
  • the progress of the auxiliary vehicle 3 may be hindered. As a result, the productivity of the work site may decrease.
  • the position of the other unmanned vehicle 2A is detected by the position sensor 71 possessed by the other unmanned vehicle 2A.
  • the position of the auxiliary vehicle 3 is detected by the position sensor 41.
  • the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3 approaches the estimation area 83 based on the detection data of the position sensor 71 of the other unmanned vehicle 2A and the detection data of the position sensor 41 of the auxiliary vehicle 3. It can be determined whether or not it is.
  • the peripheral condition determination unit 109 dumps. Judge that it is possible to start.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines that the dump operation cannot be started.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd.
  • the dump body control unit 107 does not output the dump command Cd.
  • the permission area change request unit 110 requests the permission area setting unit 212 to expand the permission area 16 before starting the dump operation. ..
  • the permission area change request unit 110 transmits a request command Cr requesting expansion of the permission area 16 to the permission area setting unit 212 via the communication system 24.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd after expanding the permission area 16.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the permission area 16 according to the embodiment.
  • the permission area change request unit 110 changes the permission area 16 from the initial state to the expanded state before the start of the dump operation.
  • the request command Cr is output so as to be so.
  • the permission area 16 in the initial state is set. Further, when the automatic guided vehicle 2 is normally traveling in the traveling area 4, the permitted area 16 in the initial state is set.
  • the permission area setting unit 212 sets the permission area 16 in the initial state in the automatic guided vehicle 2 before the start of the dump operation.
  • the permitted area 16 in the expanded state is set.
  • the permitted area 16 in the expanded state is larger than the permitted area 16 in the initial state.
  • the permission area setting unit 212 determines that the automatic guided vehicle 2 does not start by the start command Ca
  • the permission area setting unit 212 in the initial state is based on the request command Cr from the permission area change request unit 110 before the start of the dump operation. 16 is expanded to set the permitted area 16 in the expanded state.
  • the size of the permitted area 16 in the expanded state is larger than the size of the permitted area 16 in the initial state. Further, in the vehicle width direction of the automatic guided vehicle 2, the size of the permitted area 16 in the expanded state is larger than the size of the permitted area 16 in the initial state.
  • the permit area setting unit 212 moves through the permit area 16 in the initial state in the traveling direction and the vehicle width based on the request command Cr from the permit area change request unit 110. Expand in each direction.
  • the permission area setting unit 212 may expand the permission area 16 in the initial state to either the traveling direction or the vehicle width direction.
  • the assist force Dc is added to the driving force Db. Therefore, there is a possibility that the automatic guided vehicle 2 will start vigorously.
  • the permitted area 16 prohibits the entry of other automatic guided vehicles 2A. By expanding the permitted area 16, even if the automatic guided vehicle 2 starts vigorously, it is suppressed that the automatic guided vehicle 2 goes out of the permitted area 16. Therefore, the contact between the unmanned vehicle 2 and the other unmanned vehicle 2A is suppressed.
  • the notification unit 111 notifies the external target of the unmanned vehicle 2 that the dump operation is started when the start determination unit 106 determines that the unmanned vehicle 2 does not start by the start command Ca.
  • the course data generation unit 211 of the management device 21 is exemplified. Further, as an external object of the unmanned vehicle 2, another unmanned vehicle 2A or an auxiliary vehicle 3 is exemplified.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining that the course data of the other automatic guided vehicle 2A is changed by the notification from the notification unit 111 according to the embodiment.
  • the notification unit 111 When the start command Ca determines that the automatic guided vehicle 2 does not start, the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 that the dump operation is started before the start of the dump operation. Further, the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 of the estimated area 83 of the load 82 discharged from the dump body 52 by the dump operation.
  • the course data generation unit 211 generates course data of another automatic guided vehicle 2A based on the estimation area 83 notified from the notification unit 111.
  • the course data generation unit 211 determines whether or not the traveling course 15 of the other automatic guided vehicle 2A is provided in the estimated area 83 based on the position of the estimated area 83 notified by the notification unit 111. ..
  • the course data generation unit 211 sets the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A away from the estimated area 83.
  • the travel course 15 of the other automated guided vehicle 2A is modified to avoid the estimated area 83.
  • the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A is changed so as not to overlap with the other estimated area 83 traveling according to the traveling course 15.
  • the course data generation unit 211 transmits the changed course data to the other automatic guided vehicle 2A.
  • the other automatic guided vehicle 2A travels according to the changed travel course 15. Since the changed travel course 15 is separated from the estimated area 83, the other automatic guided vehicle 2A can travel so as to avoid the estimated area 83.
  • the dump body control unit 107 can output a dump command Cd so that the load 82 is discharged to the estimated area 83 after the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A is changed so as to be separated from the estimated area 83. .. Since the load 82 is prevented from hindering the progress of the other automatic guided vehicle 2A, the decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • the notification unit 111 determines that the dump operation is started and the estimation area 83 of the load 82 is set before the start of the dump operation.
  • the auxiliary vehicle 3 may be notified.
  • the control device 40 of the auxiliary vehicle 3 causes the output device 42 of the auxiliary vehicle 3 to output the position of the estimated area 83 notified by the notification unit 111.
  • the driver of the auxiliary vehicle 3 can confirm the position of the estimated area 83 output to the output device 42 and travel in the traveling area 4 so as to avoid the estimated area 83. Since the load 82 is prevented from hindering the progress of the auxiliary vehicle 3, the decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • the notification unit 111 notifies the external target of the automatic guided vehicle 2 that the dump operation has been completed.
  • the course data generation unit 211 and the output control unit 213 of the management device 21 are exemplified. Further, as an external object of the unmanned vehicle 2, another unmanned vehicle 2A or an auxiliary vehicle 3 is exemplified.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining that the course data of another automatic guided vehicle 2A is generated by the notification from the notification unit 111 according to the embodiment.
  • the notification unit 111 When the dump operation is executed in the start control, the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 that the dump operation is completed after the dump operation is completed.
  • the peripheral condition determination unit 109 calculates the discharge area 84 of the load 82 discharged from the dump body 52 by the dump operation.
  • the discharge area 84 means an occupied area of the load 82 on the road surface 81 generated by the dump operation.
  • the peripheral condition determination unit 109 can calculate the discharge area 84 of the load 82 based on the detection data of the position sensor 71 and the detection data of the direction sensor 72 when the dump operation is performed.
  • the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 of the discharge area 84.
  • the course data generation unit 211 generates course data for another automatic guided vehicle 2A based on the discharge area 84 of the cargo 82 notified by the notification unit 111.
  • the course data generation unit 211 sets the traveling course 15 of the other automatic guided vehicle 2A away from the discharge area 84 based on the position of the discharge area 84 of the load 82 notified by the notification unit 111.
  • the travel course 15 of the other automatic guided vehicle 2A is generated so as to avoid the emission area 84.
  • the course data generation unit 211 transmits the generated course data to the other automatic guided vehicle 2A.
  • the other automatic guided vehicle 2A travels according to the traveling course 15.
  • the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A is separated from the emission area 84, the other unmanned vehicle 2A can travel so as to avoid the emission area 84. As a result, it is possible to prevent the load 82 in the discharge area 84 from hindering the progress of the other automatic guided vehicle 2A.
  • the notification unit 111 may notify the auxiliary vehicle 3 that the dump operation has been completed and the discharge area 84 of the load 82.
  • the control device 40 of the auxiliary vehicle 3 causes the output device 42 of the auxiliary vehicle 3 to output the position of the discharge area 84 notified by the notification unit 111.
  • the driver of the auxiliary vehicle 3 can confirm the position of the discharge area 84 output to the output device 42 and travel in the travel area 4 so as to avoid the discharge area 84. As a result, it is possible to prevent the load 82 in the discharge area 84 from hindering the progress of the auxiliary vehicle 3.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining that the discharge area 84 of the load 82 is output to the output device 23 by the notification from the notification unit 111 according to the embodiment.
  • the notification unit 111 When the dump operation is executed in the start control, the notification unit 111 notifies the output control unit 213 that the dump operation is completed and the discharge area 84 of the cargo 82 is completed.
  • the output control unit 213 causes the output device 23 to output the discharge area 84 of the load 82 transmitted from the notification unit 111. As shown in FIG. 15, the output control unit 213 causes the output device 23 to display a map image showing the position of the discharge area 84 in the traveling area 4. By displaying the map image showing the discharge area 84 on the output device 23, the manager of the control facility 13 can recognize the position of the discharge area 84.
  • the output control unit 213 may output to the output device 23 that the dump operation is completed.
  • the output control unit 213 may cause the output device 23 to output that the traveling area 4 in the discharge area 84 needs to be maintained.
  • the output control unit 213 may notify the operator of the motor grader or the dozer that the traveling area 4 in the discharge area 84 needs to be maintained.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a control method of the automatic guided vehicle 2 according to the embodiment. In the following description, the start control when the stopped unmanned vehicle 2 starts to move forward at the work site 1 will be described.
  • the travel control unit 104 outputs a start command Ca to the drive device 55 in order to start the start of the unmanned vehicle 2 (step S1).
  • the start determination unit 106 determines whether or not the automatic vehicle 2 has started with the start command Ca based on the specified time T and the detection data of the speed sensor 74 (step S2).
  • step S2 when it is determined by the start command Ca that the automatic guided vehicle 2 has started (step S2: Yes), the start control ends.
  • the automatic guided vehicle 2 travels on the work site 1 according to the course data.
  • step S2 when it is determined by the start command Ca that the unmanned vehicle 2 does not start (step S2: No), the vehicle status determination unit 108 recognizes the vehicle status of the unmanned vehicle 2 before starting the dump operation (step S2). S3).
  • the vehicle condition determination unit 108 acquires the roll angle R ⁇ of the vehicle body 50 from the tilt sensor 73 as the vehicle condition.
  • the vehicle condition determination unit 108 recognizes the roll angle R ⁇ of the vehicle body 50.
  • the vehicle condition determination unit 108 determines whether or not the dump operation can be started based on the recognized vehicle condition (step S4).
  • the vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation can be started when the roll angle R ⁇ is less than the threshold value. The vehicle condition determination unit 108 determines that the dump operation cannot be started when the roll angle R ⁇ is equal to or greater than the threshold value.
  • step S4 When it is determined in step S4 that the dump operation can be started (step S4: Yes), the peripheral condition determination unit 109 recognizes the peripheral condition of the automatic guided vehicle 2 before the start of the dump operation (step S5). ..
  • the peripheral condition determination unit 109 calculates the estimated area 83 of the load 82 discharged from the dump body 52 by the dump operation based on the position and orientation of the unmanned vehicle 2.
  • the peripheral condition determination unit 109 recognizes the course data of another automatic guided vehicle 2A with respect to the estimated area 83 as the peripheral condition.
  • the peripheral situation determination unit 109 determines whether or not the dump operation can be started based on the recognized peripheral situation (step S6).
  • the peripheral situation determination unit 109 determines that the dump operation can be started when the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A is not provided in the estimation area 83.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines that it is not possible to start the dump operation when the traveling course 15 of the other unmanned vehicle 2A is provided in the estimation area 83.
  • the peripheral situation determination unit 109 determines that the dump operation cannot be started when the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3 approaches or exists in the estimated area 83, and determines that the dump operation cannot be started, and the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3 If is separated from the estimation area 83, it may be determined that the dump operation can be started.
  • the peripheral condition determination unit 109 can determine whether or not the other unmanned vehicle 2A is approaching or existing in the estimated area 83 based on the detection data of the position sensor 71 of the other unmanned vehicle 2A.
  • the peripheral situation determination unit 109 can determine whether or not the auxiliary vehicle 3 approaches or exists in the estimation area 83 based on the detection data of the position sensor 41 of the auxiliary vehicle 3.
  • step S6 When it is determined in step S6 that the dump operation can be started (step S6: Yes), the permission area change request unit 110 sends a request command Cr requesting the expansion of the permission area 16 to the permission area setting unit 212. Output (step S7).
  • the dump body control unit 107 After the permission area 16 is expanded, the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd for dumping the dump body 52 of the unmanned vehicle 2. In the embodiment, the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd in parallel with the output of the start command Cb from the travel control unit 104 (step S8).
  • the output of the start command Cb generates a driving force Db to start the unmanned vehicle 2.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd in a state where the driving force Db for starting the unmanned vehicle 2 is generated.
  • the assist force Dc for starting the unmanned vehicle 2 is generated. As a result, the automatic guided vehicle 2 can be started.
  • the driving force Db generated when the dump body 52 is dumped may be larger than or the same as the driving force Da generated in step S1.
  • the drive device 55 outputs the maximum value of the drive force that the drive device 55 can generate.
  • the drive device 55 operates in a full accelerator state.
  • the permission area change request unit 110 After the automatic guided vehicle 2 starts, the permission area change request unit 110 outputs a request command Cr to the permission area setting unit 212 so that the permission area 16 is in the initial state (step S9).
  • the dump body control unit 107 outputs a lowering command Ce for lowering the dump body 52 (step S10).
  • the notification unit 111 After the dump operation is completed, the notification unit 111 notifies the external target of the unmanned vehicle 2 that the dump operation is completed. In the embodiment, the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 and the output control unit 213 that the dump operation is completed (step S11).
  • the course data generation unit 211 can generate the course data of the other unmanned vehicle 2A so that the other unmanned vehicle 2A avoids the emission area 84.
  • the output control unit 213 can output the discharge area 84 to the output device 23.
  • the automatic guided vehicle 2 started by the start control travels on the work site 1 according to the course data.
  • step S6 If it is determined in step S6 that the dump operation cannot be started (step S6: No), the notification unit 111 notifies the external target of the automatic guided vehicle 2 that the dump operation is started. In the embodiment, the notification unit 111 notifies the course data generation unit 211 that the dump operation is started and the estimation area 83 is started. Further, in the embodiment, the notification unit 111 notifies the auxiliary vehicle 3 that the dump operation is started and the estimated area 83 is started (step S12).
  • the course data generation unit 211 tells the other unmanned vehicle 2A to avoid the estimated area 83. 2A course data can be generated.
  • the auxiliary vehicle 3 can travel so as to avoid the estimated area 83.
  • the peripheral condition determination unit 109 recognizes the peripheral condition of the automatic guided vehicle 2 (step S13).
  • the peripheral situation determination unit 109 determines whether or not the dump operation can be started based on the recognized peripheral situation (step S14).
  • the other unmanned vehicle 2A is generated from the estimated area 83.
  • the peripheral condition determination unit 109 determines that the dump operation can be started.
  • step S14 If it is determined in step S14 that the dump operation can be started (step S14: Yes), the processes of steps S7 to S11 are executed.
  • step S14 If it is determined in step S14 that the dump operation cannot be started (step S14: No), the process of step S12 is executed. The process of step S12, the process of step S13, and the process of step S14 are executed until it is determined that the dump operation can be started.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the dump operation cannot be started (step S4: No), the dump operation is not executed. The start control ends.
  • the dump body control unit 107 issues a dump command Cd for dumping the dump body 52 of the unmanned vehicle 2 when it is determined by the start command Ca that the unmanned vehicle 2 does not start. Output.
  • an assist force Dc for starting the unmanned vehicle 2 is generated.
  • the assist force Dc By generating the assist force Dc, the automatic guided vehicle 2 that could not be started by the start command Ca can be started. Since the automatic guided vehicle 2 can be started, a decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd with the load 82 loaded on the dump body 52. As a result, a large assist force Dc is generated.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd in a state where the driving force Db for starting the unmanned vehicle 2 is generated. As a result, the automatic guided vehicle 2 can start based on the driving force Db and the assisting force Dc.
  • the driving force Db starts the unmanned vehicle 2 in a predetermined traveling direction.
  • the dump operation tilts the dump body 52 in the dump direction opposite to the traveling direction of the unmanned vehicle 2.
  • the driving force Db causes the automatic guided vehicle 2 to start forward.
  • the dump direction is behind the automatic guided vehicle 2.
  • the assist force Dc for advancing the unmanned vehicle 2 is generated while the driving force Db for advancing the unmanned vehicle 2 is generated.
  • the dump body 52 performs a dump operation with the load 82 loaded.
  • the center of gravity of the load 82 moves to the rear of the automatic guided vehicle 2.
  • the moment centered on the center of gravity of the vehicle body 50 changes, and the load distribution acting on the hoist cylinder 62 changes, so that the front wheels 53F and the rear wheels 53R change.
  • the load applied to the wheel changes, and the load Ld applied to the rear wheel 53R, which is the drive wheel, increases.
  • the rear wheel 53R and the dump body 52 are rotated so that the load Ld applied to the rear wheel 53R after the start of the dump operation is larger than the load Ld applied to the rear wheel 53R before the start of the dump operation.
  • the relative position with the moving axis AX is determined. Due to the dump operation, the load Ld applied to the rear wheel 53R increases, so that the frictional force between the rear tire 54R and the road surface 81 increases. As a result, slip of the rear tire 54R is suppressed in the start control.
  • the automatic guided vehicle 2 has a front wheel 53F which is a steering wheel.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd while the front wheels 53F are traveling straight. Since the dump body 52 is in the dump posture while the front wheels 53F are traveling straight, the weight balance of the unmanned vehicle 2 is suppressed from becoming unstable. Therefore, the automatic guided vehicle 2 can start smoothly.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd based on the vehicle condition of the unmanned vehicle 2 before the start of the dump operation.
  • the suitability of the dump operation of the dump body 52 is determined based on the vehicle condition of the unmanned vehicle 2. If it is determined that the dump operation is inappropriate, the dump operation is not performed. If it is determined that the dump operation is appropriate, the dump operation is performed. As a result, the decrease in work efficiency of the automatic guided vehicle 2 is suppressed.
  • the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd based on the surrounding conditions of the unmanned vehicle 2 before starting the dump operation.
  • the suitability of the dump operation of the dump body 52 is determined based on the surrounding conditions of the automatic guided vehicle 2. If it is determined that the dump operation is inappropriate, the dump operation is not performed. If it is determined that the dump operation is appropriate, the dump operation is performed. As a result, the decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • the permitted area 16 is expanded before the start of the dump operation.
  • the assist force Dc is generated by the dump operation, the automatic guided vehicle 2 may start vigorously.
  • the permitted area 16 prohibits the entry of other automatic guided vehicles 2A.
  • the notification unit 111 notifies the external target of the automatic guided vehicle 2 that the dump operation is started before the start of the dump operation. This prevents the cargo 82 from hindering the progress of the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3. Therefore, the decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • the notification unit 111 notifies the external target of the automatic guided vehicle 2 that the dump operation has been completed. As a result, it is possible to prevent the load 82 from hindering the progress of the other unmanned vehicle 2A or the auxiliary vehicle 3. Therefore, the decrease in productivity at the work site is suppressed.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining start control according to the embodiment.
  • the dump body 52 is dumped while the driving force Db is generated.
  • the travel control unit 104 may generate a driving force Db for starting the unmanned vehicle 2 after the dump operation is completed.
  • the dump body control unit 107 When it is determined by the start command Ca that the automatic guided vehicle 2 does not start, the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd.
  • the dump command Cd When the dump command Cd is output, the dump body 52 dumps from the loading posture.
  • the load 82 loaded on the dump body 52 is discharged from the dump body 52.
  • the start command Cb In the dump operation, the start command Cb is not output. That is, the driving force Db is not generated in the dump operation.
  • the traveling control unit 104 After the dump operation is completed and the dump body 52 is in the dump posture, the traveling control unit 104 outputs a start command Cb. By outputting the start command Cb, the driving force Db for starting the unmanned vehicle 2 is generated.
  • the automatic guided vehicle 2 can be started by generating the driving force Db in a state where the load Ld applied to the rear wheel 53R is large.
  • the dump body 52 when it is determined by the start command Ca that the automatic guided vehicle 2 does not start, the dump body 52 is set to perform a dump operation with the load 82 loaded.
  • the dump body 52 may perform a dump operation with the load 82 not loaded. Even if the load 82 is not loaded on the dump body 52, the dump operation of the dump body 52 in the loading posture changes the moment around the center of gravity of the vehicle body 50, or the load distribution acting on the hoist cylinder 62. Changes, the load applied to the front wheels 53F and the rear wheels 53R changes, and the load Ld applied to the rear wheels 53R, which is the drive wheel, increases.
  • the dump body control unit 107 tilts the dump body 52 rearward in a state where the driving force Db for advancing the unmanned vehicle 2 is generated, and the assist force Dc for advancing the unmanned vehicle 2. Was decided to be generated.
  • the dump direction of the dump body 52 does not have to be behind the vehicle body 50.
  • the dump body 52 may perform a dump operation in the dump direction opposite to the traveling direction of the unmanned vehicle 2 by the driving force Db.
  • the dump body control unit 107 outputs the dump command Cd while the front wheel 53F is traveling straight.
  • the dump body control unit 107 may output the dump command Cd while the front wheel 53F is in a non-straight state.
  • the drive wheels are the rear wheels 53R and the steering wheels are the front wheels 53F.
  • the drive wheels may be front wheels 53F, or both front wheels 53F and rear wheels 53R.
  • the steering wheel may be the rear wheel 53R, or may be both the front wheel 53F and the rear wheel 53R.
  • the dump body control unit 107 when the start determination unit 106 determines that the automatic guided vehicle 2 does not start with the start command Ca, the dump body control unit 107 outputs a dump command Cd for dumping the dump body 52. ..
  • the dump body control unit 107 may output the dump command Cd based on the control command transmitted from the management device 21. For example, when the manager of the control facility 13 determines that the automatic guided vehicle 2 does not start with the start command Ca, the dump body control unit 107 dumps the dump body 52 based on the control command transmitted from the management device 21. Can be operated. Further, the dump body control unit 107 may output the dump command Cd based on the operation command transmitted from the auxiliary vehicle 3.
  • the dump body control unit 107 dumps based on the control command transmitted from the control device 40 of the auxiliary vehicle 3.
  • the body 52 can be dumped.
  • the start condition is generated by the start condition generation unit 105.
  • the start condition may be generated by an arithmetic processing unit different from the control device 30.
  • the start condition generated by the arithmetic processing unit may be stored in the start condition storage unit 112.
  • the travel control unit 104 can perform start control of the automatic guided vehicle 2 by using the start condition stored in the start condition storage unit 112.
  • the management device 21 may have the function of the start condition generation unit 105.
  • the starting condition may be transmitted from the management device 21 to the control device 30 of the unmanned vehicle 2 via the communication system 24.
  • the travel control unit 104 can carry out the start control of the unmanned vehicle 2 by using the start condition transmitted from the management device 21.
  • the management device 21 may have the functions of, for example, the start determination unit 106, the vehicle condition determination unit 108, and the peripheral condition determination unit 109.
  • Each of the unit 108, the peripheral condition determination unit 109, the permission area change request unit 110, the notification unit 111, and the start condition storage unit 112 may be configured by separate hardware.
  • the automatic guided vehicle 2 may be a mechanically driven dump truck or an electrically driven dump truck.
  • Dump body control unit 108 ... Vehicle status determination unit, 109 ... Peripheral condition determination unit, 110 ... Allowed area change request unit, 111 ... Notification unit, 112 ... Start condition storage unit , 211 ... Course data generation unit, 212 ... Allowed area setting unit, 213 ... Output control unit, Ca ... Start command, Cb ... Start command, Cd ... Dump command, Ce ... Lower command, Cr ... Request command, Da ... Driving force , Db ... driving force, Dc ... assist force, Ld ... load, PA ... pitch axis, P ⁇ ... pitch angle, RA ... roll axis, R ⁇ ... roll angle, T ... specified time, ta ... time point, tb ... time point, V a ... command value, Vb ... command value, YA ... yaw axis, Y ⁇ ... yaw angle, ⁇ ... tilt angle.

Abstract

無人車両の制御システムは、無人車両を発進させる発進指令を出力する走行制御部と、発進指令で無人車両が発進しないと判定された場合、無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力するダンプボディ制御部と、を備える。

Description

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
 本開示は、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に関する。
 鉱山のような広域の作業現場において、無人車両が稼働する。特許文献1に開示されているように、無人車両がオイルサンド鉱山において稼働する場合がある。オイルサンド(oil sands)とは、高粘度の鉱物油分を含む砂岩をいう。
国際公開第2016/080555号
 オイルサンドは、スポンジのように軟弱である。無人車両の重量により、無人車両のタイヤの少なくとも一部がオイルサンドに埋没してしまう可能性がある。無人車両が停止状態において、無人車両のタイヤがオイルサンドに埋没すると、無人車両の発進が困難になる可能性がある。無人車両が発進できなかったり、タイヤをオイルサンドから脱出させるまでに要する時間が長くなったりすると、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
 本開示は、無人車両が稼働する作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。
 本開示に従えば、無人車両を発進させる発進指令を出力する走行制御部と、発進指令で無人車両が発進しないと判定された場合、無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力するダンプボディ制御部と、を備える、無人車両の制御システムが提供される。
 本開示によれば、無人車両が稼働する作業現場の生産性の低下が抑制される。
図1は、実施形態に係る無人車両の作業現場を示す模式図である。 図2は、実施形態に係る作業現場の管理システムを示す模式図である。 図3は、実施形態に係る作業現場の管理システムを示す機能ブロック図である。 図4は、実施形態に係るコースデータ及び許可エリアデータを説明するための模式図である。 図5は、実施形態に係る無人車両を示す構成図である。 図6は、実施形態に係る無人車両の制御システムを示す機能ブロック図である。 図7は、実施形態に係る発進条件を説明するための図である。 図8は、実施形態に係る無人車両の状態を示す図である。 図9は、実施形態に係る発進制御においてダンプ指令が出力されたときの無人車両2の状態を示す図である。 図10は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両の車両状況を示す図である。 図11は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両の周辺状況を示す図である。 図12は、実施形態に係る許可エリアを示す模式図である。 図13は、実施形態に係る通知部からの通知により他の無人車両のコースデータが変更されることを説明するための図である。 図14は、実施形態に係る通知部からの通知により他の無人車両のコースデータが生成されることを説明するための図である。 図15は、実施形態に係る通知部からの通知により積荷の位置が出力装置に出力されることを説明するための図である。 図16は、実施形態に係る無人車両の制御方法を示すフローチャートである。 図17は、実施形態に係る発進制御を説明するための図である。
 以下、本開示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、本開示は実施形態に限定されない。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。
[作業現場]
 図1は、実施形態に係る無人車両2の作業現場1を示す模式図である。作業現場1として、鉱山又は採石場が例示される。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。採石場とは、石材を採掘する場所又は事業所をいう。作業現場1において、複数の無人車両2が稼働する。また、作業現場1において、補助車両3が稼働する。
 無人車両2とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼働する作業車両をいう。無人車両2は、無人で作業現場1を走行して積荷を運搬する無人ダンプトラックである。無人車両2に運搬される積荷として、作業現場1において掘削された掘削物が例示される。
 補助車両3とは、作業現場1の保守、点検、又は管理のために、作業現場1を走行する有人車両をいう。有人車両とは、搭乗した運転者の運転操作に基づいて稼働する車両をいう。
 実施形態において、作業現場1は、鉱山である。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、又は石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。
 作業現場1に走行エリア4が設定される。走行エリア4とは、無人車両2が走行可能なエリアをいう。走行エリア4は、積込場5、排土場6、駐機場7、給油場8、走行路9、及び交差点10を含む。
 積込場5とは、無人車両2に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場5において、積込機11が稼働する。積込機11として、油圧ショベルが例示される。
 排土場6とは、無人車両2から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアをいう。排土場6に、破砕機12が設けられる。
 駐機場7とは、無人車両2が駐機されるエリアをいう。
 給油場8とは、無人車両2が給油されるエリアをいう。
 走行路9とは、積込場5、排土場6、駐機場7、及び給油場8の少なくとも一つに向かう無人車両2が走行するエリアをいう。走行路9は、少なくとも積込場5と排土場6とを繋ぐように設けられる。実施形態において、走行路9は、積込場5、排土場6、駐機場7、及び給油場8のそれぞれに繋がる。
 交差点10とは、複数の走行路9が交わるエリア又は1つの走行路9が複数の走行路9に分岐するエリアをいう。
[管理システム]
 図2は、実施形態に係る作業現場1の管理システム20を示す模式図である。図3は、実施形態に係る作業現場1の管理システム20を示す機能ブロック図である。
 管理システム20は、管理装置21と、入力装置22と、出力装置23と、通信システム24とを備える。管理装置21、入力装置22、及び出力装置23のそれぞれは、作業現場1の管制施設13に設置される。管制施設13に管理者が存在する。
 無人車両2は、制御装置30を有する。補助車両3は、制御装置40を有する。管理装置21と無人車両2の制御装置30とは、通信システム24を介して無線通信する。管理装置21と補助車両3の制御装置40とは、通信システム24を介して無線通信する。管理装置21に無線通信機24Aが接続される。制御装置30に無線通信機24Bが接続される。制御装置40に無線通信機24Cが接続される。通信システム24は、無線通信機24A、無線通信機24B、及び無線通信機24Cを含む。
 入力装置22は、管制施設13の管理者に操作される。入力装置22は、管理者に操作されることにより、入力データを生成する。入力装置22として、タッチパネル、コンピュータ用キーボード、マウス、又は操作ボタンが例示される。
 出力装置23は、出力データを出力する。出力装置23として、表示装置又は音声出力装置が例示される。表示装置として、液晶ディスプレイ(liquid crystal display)又は有機ELディスプレイ(organic electroluminescent display)のようなフラットパネルディスプレイが例示される。
 管理装置21は、コンピュータシステムを含む。管理装置21は、プロセッサ21Aと、メインメモリ21Bと、ストレージ21Cと、インタフェース21Dとを有する。プロセッサ21Aとして、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)が例示される。メインメモリ21Bとして、不揮発性メモリ又は揮発性メモリが例示される。不揮発性メモリとして、ROM(Read Only Memory)が例示される。揮発性メモリとして、RAM(Random Access Memory)が例示される。ストレージ21Cとして、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)又はソリッドステートドライブ(SSD:Solid State Drive)が例示される。インタフェース21Dとして、入出力回路又は通信回路が例示される。
 コンピュータプログラム21Eがメインメモリ21Bに展開される。プロセッサ21Aは、コンピュータプログラム21Eに従って処理を実行する。インタフェース21Dは、入力装置22及び出力装置23のそれぞれと接続される。
 管理装置21は、コースデータ生成部211と、許可エリア設定部212と、出力制御部213とを有する。
 コースデータ生成部211は、無人車両2の走行条件を示すコースデータを生成する。コースデータ生成部211は、複数の無人車両2のそれぞれについてコースデータを生成する。管制施設13の管理者は、入力装置22を操作して、無人車両2の走行条件を管理装置21に入力する。コースデータ生成部211は、入力装置22により生成された入力データに基づいて、コースデータを生成する。コースデータ生成部211は、通信システム24を介して無人車両2にコースデータを送信する。
 許可エリア設定部212は、無人車両2の走行の許可エリアを示す許可エリアデータを生成する。許可エリア設定部212は、複数の無人車両2のそれぞれについて許可エリアデータを生成する。許可エリア設定部212は、通信システム24を介して無人車両2に許可エリアデータを送信する。
 無人車両2は、管理装置21から送信されたコースデータ及び許可エリアデータに基づいて、作業現場1において稼働する。
 図4は、実施形態に係るコースデータ及び許可エリアデータを説明するための模式図である。コースデータは、無人車両2の走行条件を規定する。コースデータは、コース点14、走行コース15、無人車両2の目標位置、無人車両2の目標走行速度、無人車両2の目標方位、及びコース点14における地形を含む。
 コース点14は、走行エリア4に複数設定される。コース点14は、無人車両2の目標位置を規定する。複数のコース点14のそれぞれに、無人車両2の目標走行速度及び無人車両2の目標方位が設定される。複数のコース点14は、間隔をあけて設定される。コース点14の間隔は、例えば1[m]以上5[m]以下に設定される。コース点14の間隔は、均一でもよいし、不均一でもよい。
 走行コース15とは、無人車両2の目標走行経路を示す仮想線をいう。走行コース15は、複数のコース点14を通過する軌跡によって規定される。無人車両2は、走行コース15に従って、走行エリア4を走行する。
 無人車両2の目標位置とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標位置をいう。無人車両2の目標位置は、無人車両2のローカル座標系において規定されてもよいし、グローバル座標系において規定されてもよい。
 無人車両2の目標走行速度とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標走行速度をいう。
 無人車両2の目標方位とは、コース点14を通過するときの無人車両2の目標方位をいう。
 コース点14における地形とは、コース点14における走行エリア4の表面の傾斜角度をいう。
 許可エリアデータは、無人車両2の走行を許可する許可エリア16と、無人車両2の停止点17とを規定する。許可エリア16は、走行エリア4に設定される。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入が禁止されるエリアである。許可エリア16は、無人車両2の進行方向に設定される。無人車両2が前進する場合、許可エリア16の少なくとも一部は、無人車両2の前方に設定される。許可エリア16は、走行コース15を含むように帯状に設定される。また、許可エリア16は、無人車両2を含むように設定される。無人車両2の進行方向における許可エリア16の長さは、例えば100[m]以上500[m]以下である。停止点17は、許可エリア16の先端部に設定される。無人車両2が停止点17で停止できるように、無人車両2の走行速度が制御される。
 許可エリア設定部212は、複数の無人車両2のそれぞれについて許可エリア16を設定する。許可エリア設定部212は、複数の許可エリア16が相互に重複しないように、許可エリア16を設定する。許可エリア設定部212は、無人車両2の進行に伴って許可エリア16を順次更新する。許可エリア設定部212は、無人車両2が通過後の許可エリア16を順次解除する。許可エリア設定部212は、無人車両2が通過前の許可エリア16を無人車両2の進行方向に順次延伸する。無人車両2が通過後の許可エリア16が解除されることにより、他の無人車両2Aは走行可能になる。無人車両2が通過前の許可エリア16が延伸されることにより、無人車両2の進行が継続される。許可エリア16を延伸できない事象が発生した場合、無人車両2は、停止点17で停止する。許可エリア16を延伸できない事象として、許可エリア16の前方に他の無人車両2Aが停止している事象が例示される。
 出力制御部213は、出力装置23に出力データを出力させる。出力装置23が表示装置を含む場合、出力制御部213は、出力装置23に表示データを表示させる。
[補助車両]
 図2及び図3に示すように、補助車両3は、制御装置40と、無線通信機24Cと、位置センサ41と、出力装置42とを備える。
 制御装置40は、コンピュータシステムを含む。制御装置40は、プロセッサ40Aと、メインメモリ40Bと、ストレージ40Cと、インタフェース40Dとを有する。コンピュータプログラム40Eがメインメモリ40Bに展開される。インタフェース40Dは、位置センサ41及び出力装置42のそれぞれと接続される。
 位置センサ41は、補助車両3の位置を検出する。補助車両3の位置は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定されるグローバル座標系の位置を検出する。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置センサ41は、GNSS受信機を含み、補助車両3のグローバル座標系の位置を検出する。
 出力装置42は、補助車両3の運転室に配置される。出力装置42は、出力データを出力する。出力装置42として、表示装置又は音声出力装置が例示される。
[無人車両]
 図5は、実施形態に係る無人車両2を示す構成図である。図2、図3、及び図5に示すように、無人車両2は、制御装置30と、無線通信機24Bと、車両本体50と、走行装置51と、ダンプボディ52と、油圧装置60と、位置センサ71と、方位センサ72と、傾斜センサ73と、速度センサ74と、ステアリングセンサ75とを備える。
 図2に示すように、無人車両2のローカル座標系は、ピッチ軸PAと、ロール軸RAと、ヨー軸YAとにより規定される。ピッチ軸PAは、無人車両2の左右方向(車幅方向)に延伸する。ロール軸RAは、無人車両2の前後方向に延伸する。ヨー軸YAは、無人車両2の上下方向に延伸する。ピッチ軸PAとロール軸RAとは直交する。ロール軸RAとヨー軸YAとは直交する。ヨー軸YAとピッチ軸PAとは直交する。
 制御装置30は、コンピュータシステムを含む。図3に示すように、制御装置30は、プロセッサ30Aと、メインメモリ30Bと、ストレージ30Cと、インタフェース30Dとを有する。コンピュータプログラム30Eがメインメモリ30Bに展開される。
 車両本体50は、車体フレームを含む。車両本体50は、走行装置51に支持される。車両本体50は、ダンプボディ52を支持する。
 走行装置51は、無人車両2を走行させる。走行装置51は、無人車両2を前進又は後進させる。走行装置51の少なくとも一部は、車両本体50よりも下方に配置される。走行装置51は、車輪53と、タイヤ54と、駆動装置55と、ブレーキ装置56と、トランスミッション装置57と、ステアリング装置58とを有する。
 タイヤ54は、車輪53に装着される。車輪53は、前輪53Fと、後輪53Rとを含む。タイヤ54は、前輪53Fに装着される前タイヤ54Fと、後輪53Rに装着される後タイヤ54Rとを含む。
 駆動装置55は、無人車両2を発進又は加速させるための駆動力を発生する。駆動装置55として、内燃機関又は電動機が例示される。内燃機関として、ディーゼルエンジンが例示される。
 ブレーキ装置56は、無人車両2を停止又は減速させるための制動力を発生する。ブレーキ装置56として、ディスクブレーキ又はドラムブレーキが例示される。
 トランスミッション装置57は、駆動装置55が発生した駆動力を車輪53に伝達する。トランスミッション装置57は、前進クラッチと後進クラッチとを有する。前進クラッチと後進クラッチとの連結状態が切り換えられることによって、無人車両2の前進と後進とが切り換えられる。車輪53は、駆動装置55が発生する駆動力により回転する。タイヤ54が作業現場の路面と接触した状態で、車輪53が回転することにより、無人車両2は、作業現場1を走行する。
 ステアリング装置58は、無人車両2の走行方向を調整するための操舵力を発生する。前進する無人車両2の走行方向とは、車両本体50の前部の方位をいう。後進する無人車両2の走行方向とは、車両本体50の後部の方位をいう。ステアリング装置58により、車輪53が操舵される。車輪53が操舵されることにより、無人車両2の走行方向が調整される。
 車輪53は、駆動装置55からの駆動力が伝達される駆動輪と、ステアリング装置58により操舵される操舵輪とを含む。実施形態において、駆動輪は、後輪53Rである。操舵輪は、前輪53Fである。
 ダンプボディ52は、積荷が積載される部材である。ダンプボディ52の少なくとも一部は、車両本体50よりも上方に配置される。ダンプボディ52は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作及び下げ動作により、ダンプボディ52は、ダンプ姿勢及び積載姿勢に調整される。ダンプ姿勢とは、ダンプボディ52が上昇している姿勢をいう。積載姿勢とは、ダンプボディ52が下降している姿勢をいう。
 ダンプ動作とは、ダンプボディ52を車両本体50から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。ダンプ方向は、車両本体50の後方である。実施形態において、ダンプ動作は、ダンプボディ52の前端部を上昇させて、ダンプボディ52を後方に傾斜させることを含む。ダンプ動作により、ダンプボディ52の積載面は、後方に向かって下方に傾斜する。
 下げ動作とは、ダンプボディ52を車両本体50に接近させる動作をいう。実施形態において、下げ動作は、ダンプボディ52の前端部を下降させることを含む。
 排出作業を実施する場合、ダンプボディ52は、積載姿勢からダンプ姿勢に変化するように、ダンプ動作する。ダンプボディ52に積荷が積載されている場合、積荷は、ダンプ動作により、ダンプボディ52の後端部から後方に排出される。積込作業が実施される場合、ダンプボディ52は、積載姿勢に調整される。
 油圧装置60は、ステアリングシリンダ61と、ホイストシリンダ62と、油圧ポンプ63と、バルブ装置64とを有する。
 ステアリングシリンダ61は、ステアリング装置58において前輪53Fを操舵する操舵力を発生する。ステアリングシリンダ61は、油圧シリンダである。ステアリング装置58は、ステアリングシリンダ61を含む。前輪53Fは、ステアリング装置58のリンク機構を介してステアリングシリンダ61に連結される。ステアリングシリンダ61が伸縮することにより、前輪53Fが操舵される。
 ホイストシリンダ62は、ダンプボディ52を動作させる昇降力を発生する。ホイストシリンダ62は、油圧シリンダである。ダンプボディ52は、ホイストシリンダ62に連結される。ホイストシリンダ62が伸縮することにより、ダンプボディ52がダンプ動作及び下げ動作する。
 油圧ポンプ63は、駆動装置55が発生した駆動力により作動する。駆動装置55が発生した駆動力の一部は、動力伝達機構59を介して油圧ポンプ63に伝達される。油圧ポンプ63は、ステアリングシリンダ61及びホイストシリンダ62のそれぞれを伸縮させるための作動油を吐出する。
 バルブ装置64は、ステアリングシリンダ61及びホイストシリンダ62のそれぞれに供給される作動油の流通状態を調整する。バルブ装置64は、制御装置30からの制御指令に基づいて作動する。バルブ装置64は、ステアリングシリンダ61に供給される作動油の流量及び方向を調整可能な第1流量調整弁と、ホイストシリンダ62に供給される作動油の流量及び方向を調整可能な第2流量調整弁とを含む。ステアリングシリンダ61は、油圧ポンプ63からバルブ装置64を介して供給された作動油により伸縮する。ホイストシリンダ62は、油圧ポンプ63からバルブ装置64を介して供給された作動油により伸縮する。
 位置センサ71は、無人車両2の位置を検出する。無人車両2の位置は、全地球航法衛星システム(GNSS)を利用して検出される。位置センサ71は、GNSS受信機を含み、無人車両2のグローバル座標系の位置を検出する。
 方位センサ72は、無人車両2の方位を検出する。無人車両2の方位は、無人車両2のヨー角Yθを含む。ヨー角Yθとは、ヨー軸YAを中心とする無人車両2の傾斜角度をいう。方位センサ72として、ジャイロセンサが例示される。
 傾斜センサ73は、無人車両2の姿勢を検出する。無人車両2の姿勢は、車両本体50の傾斜角度を含む。車両本体50の傾斜角度は、車両本体50のピッチ角Pθ及びロール角Rθを含む。ピッチ角Pθとは、ピッチ軸PAを中心とする車両本体50の傾斜角度をいう。ロール角Rθとは、ロール軸RAを中心とする車両本体50の傾斜角度をいう。傾斜センサ73として、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)が例示される。
 タイヤ54の下端部54Bが水平面と平行な地面に接触している状態において、ピッチ軸PA及びロール軸RAのそれぞれは、水平面と平行である。タイヤ54の下端部54Bが水平面と平行な地面に接触している状態において、ピッチ角Pθ及びロール角Rθのそれぞれは、0[°]である。タイヤ54の下端部54Bとは、ヨー軸YAと平行な上下方向において最も下方に配置されるタイヤ54の外周面の一部分をいう。
 速度センサ74は、無人車両2の走行速度を検出する。速度センサ74として、車輪53の回転を検出するパルスセンサが例示される。
 ステアリングセンサ75は、ステアリング装置58の操舵角を検出する。ステアリングセンサ75として、ポテンショメータが例示される。
 制御装置30は、車両本体50に配置される。制御装置30は、走行装置51を制御する制御指令を出力する。制御装置30から出力される制御指令は、駆動装置55を作動させるための駆動指令、ブレーキ装置56を作動させるための制動指令、トランスミッション装置57を作動させるための前後進指令、及びステアリング装置58を作動させるための操舵指令を含む。駆動装置55は、制御装置30から出力された駆動指令に基づいて、無人車両2を発進又は加速させるための駆動力を発生する。ブレーキ装置56は、制御装置30から出力された制動指令に基づいて、無人車両2を停止又は減速させるための制動力を発生する。トランスミッション装置57は、制御装置30から出力された前後進指令に基づいて、無人車両2の前進と後進とを切り換える。ステアリング装置58は、制御装置30から出力された操舵指令に基づいて、無人車両2を直進又は旋回させるための操舵力を発生する。
[制御システム]
 図6は、実施形態に係る無人車両2の制御システム100を示す機能ブロック図である。制御システム100は、制御装置30と、走行装置51と、油圧装置60と、位置センサ71と、方位センサ72と、傾斜センサ73と、速度センサ74と、ステアリングセンサ75とを有する。
 インタフェース30Dは、走行装置51、油圧装置60、位置センサ71、方位センサ72、傾斜センサ73、速度センサ74、及びステアリングセンサ75のそれぞれと接続される。
 制御装置30は、コースデータ取得部101と、許可エリアデータ取得部102と、センサデータ取得部103と、走行制御部104と、発進条件生成部105と、発進判定部106と、ダンプボディ制御部107と、車両状況判定部108と、周辺状況判定部109と、許可エリア変更要求部110と、通知部111と、発進条件記憶部112とを有する。
 プロセッサ30Aは、コースデータ取得部101、許可エリアデータ取得部102、センサデータ取得部103、走行制御部104、発進条件生成部105、発進判定部106、ダンプボディ制御部107、車両状況判定部108、周辺状況判定部109、許可エリア変更要求部110、及び通知部111として機能する。ストレージ30Cは、発進条件記憶部112として機能する。
 コースデータ取得部101は、コースデータ生成部211から送信されたコースデータを、インタフェース30Dを介して取得する。コースデータ生成部211がコースデータを更新したとき、コースデータ取得部101は、更新されたコースデータを取得する。コースデータ取得部101は、コースデータが更新される度にコースデータを取得する。
 許可エリアデータ取得部102は、許可エリア設定部212から送信された許可エリアデータを、インタフェース30Dを介して取得する。許可エリア設定部212が許可エリアデータを更新したとき、許可エリアデータ取得部102は、更新された許可エリアデータを取得する。許可エリアデータ取得部102は、許可エリアデータが更新される度に許可エリアデータを取得する。
 センサデータ取得部103は、位置センサ71の検出データ、方位センサ72の検出データ、傾斜センサ73の検出データ、速度センサ74の検出データ、及びステアリングセンサ75の検出データを取得する。
 走行制御部104は、コースデータ取得部101により取得されたコースデータ及び許可エリアデータ取得部102により取得された許可エリアデータに基づいて、走行装置51を制御する。走行制御部104は、許可エリア16が延伸されない場合、許可エリア16の停止点17において無人車両2が停止できるように無人車両2の走行速度を制御する。走行制御部104は、許可エリア16が延伸された場合、無人車両2の進行を継続させる。
 走行制御部104は、無人車両2が走行コース15に従って走行するように、走行装置51を制御する。実施形態において、走行制御部104は、無人車両2の車幅方向の中心と走行コース15とが一致した状態で無人車両2が走行するように、走行装置51を制御する。
 走行制御部104は、位置センサ71の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の位置が目標位置になるように、走行装置51を制御する。走行制御部104は、位置センサ71の検出データに基づいて、無人車両2が走行コース15に従って走行するように、走行装置51を制御する。
 走行制御部104は、方位センサ72の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の方位が目標方位になるように、走行装置51を制御する。走行制御部104は、無人車両2の実際の位置とコース点14により規定される無人車両2の目標位置との偏差が無くなるように、且つ、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の方位が目標方位になるように、走行装置51を制御する。
 走行制御部104は、無人車両2がコース点14を通過するときの傾斜センサ73の検出データとコース点14における地形とに基づいて、コース点14における無人車両2の姿勢を算出する。
 走行制御部104は、速度センサ74の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の走行速度が目標走行速度になるように、走行装置51を制御する。
 走行制御部104は、ステアリングセンサ75の検出データに基づいて、コース点14を通過するときの無人車両2の実際の操舵角が目標操舵角になるように、走行装置51を制御する。
 また、走行制御部104は、無人車両2の発進制御を実施する。発進制御とは、停止状態の無人車両2を発進させる制御をいう。ダンプボディ52が積載姿勢で、無人車両2の発進制御が開始される。
 発進制御において、走行制御部104は、無人車両2を所定の進行方向に発進させる発進指令Caを出力する。実施形態において、所定の進行方向は、無人車両2の前方である。すなわち、発進指令Caは、無人車両2を前進させる。
 発進条件生成部105は、無人車両2の発進制御に使用される発進条件を生成する。発進条件は、発進制御に係る制御プログラムを含む。発進条件生成部105で生成された発進条件は、発進条件記憶部112に記憶される。走行制御部104は、発進条件記憶部112に記憶されている発進条件に基づいて、無人車両2の発進制御を実施する。
 図7は、実施形態に係る発進条件を説明するための図である。無人車両2を発進させる場合、走行制御部104から発進指令Caが出力される。図7において、縦軸は、発進指令Caの指令値を示し、横軸は、発進指令Caの出力が開始された時点taからの経過時間を示す。時点taは、発進指令Caによる発進制御の開始時点である。発進条件は、無人車両2を発進させる発進指令Caと、発進制御の時点taからの経過時間との関係を示す。発進指令Caは、時点taから時点tbまでの規定時間Tだけ出力される。時点tbは、発進指令Caによる発進制御の終了時点である。
 発進指令Caは、無人車両2の駆動装置55に駆動力Daを発生させる駆動指令を含む。発進指令Caの指令値が大きいほど、駆動装置55が発生する駆動力Daは大きくなり、発進指令Caの指令値が小さいほど、駆動装置55が発生する駆動力Daは小さくなる。指令値が100[%]である場合、駆動装置55は、駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値を出力する。すなわち、指令値が100[%]である場合、駆動装置55は、フルアクセル状態で作動する。
 図7に示す例において、発進条件は、発進指令Caの指令値が100[%]に到達しないように設定される。時点taの発進指令Caの指令値Vaは、50[%]よりも小さい。なお、時点taの発進指令Caの指令値Vaは、50[%]でもよいし、50[%]よりも大きくてもよい。時点tbの発進指令Caの指令値Vbは、指令値Vaよりも大きく100[%]よりも小さい。発進指令Caの指令値は、時点taから時点tbまで単調増加するように設定される。発進指令Caの出力が開始されてから規定時間Tが経過した時点tbにおいて、発進指令Caの出力が停止される。
 停止状態の無人車両2が時点taにおいて発進するように、発進指令Caの指令値Vaが算出される。発進条件生成部105は、コースデータにより規定される無人車両2の目標走行速度に基づいて、無人車両2の目標加速度を算出する。発進条件生成部105は、無人車両2及び走行エリア4のそれぞれをモデル化した運動方程式に基づいて、目標加速度を発生させる駆動装置55の目標駆動力を算出する。目標駆動力と指令値との関係を示す相関データ(テーブル)が予め定められている。発進条件生成部105は、相関データに基づいて、時点taにおいて目標駆動力を発生させる指令値Vaを決定する。
 発進条件に基づいて発進制御する場合、走行制御部104は、時点taにおいて発進指令Caの出力を開始する。発進指令Caが出力されることにより、無人車両2は、発進することができる。駆動装置55は、発進指令Caに基づいて、駆動力Daを発生する。
 なお、時点taにおける指令値Vaは、上述の運動方程式に基づいて算出される理論値である。例えば無人車両2の実際の状態又は走行エリア4の実際の状態により、発進指令Caの出力が開始されても、時点taにおいて無人車両2が発進できない可能性がある。実施形態においては、発進指令Caの指令値が時点taから時点tbまで単調増加するので、無人車両2は、規定時間Tにおいて発進することができる。
 なお、発進指令Caの指令値は、100[%]に到達してもよい。例えば、時点tbの発進指令Caの指令値Vbが100[%]でもよい。時点taの発進指令Caの指令値Vaが100[%]でもよい。
 発進判定部106は、発進指令Caで無人車両2が発進したか否かを判定する。発進判定部106は、規定時間T及び速度センサ74の検出データに基づいて、無人車両2が発進したか否かを判定する。発進判定部106は、速度センサ74の検出データに基づいて、無人車両2が加速を開始したか否かを判定することができる。発進判定部106は、規定時間Tにおいて無人車両2が加速を開始したと判定した場合、無人車両2が発進したと判定する。発進判定部106は、規定時間Tにおいて無人車両2が加速を開始しないと判定した場合、無人車両2が発進しないと判定する。
 なお、発進判定部106は、無人車両2の走行速度、無人車両2の加速度、及び無人車両2の移動距離に基づいて、無人車両2が発進したか否かを判定してもよい。発進判定部106は、パルスセンサを含む速度センサ74の検出データ、GNSS受信機を含む位置センサ71の検出データ、及び慣性計測装置を含む傾斜センサ73の検出データの少なくとも一つの検出データから、無人車両2の走行速度を推定してもよい。発進判定部106は、タイヤ54のスリップ状況を考慮して、無人車両2が発進したか否かを判定してもよい。
 図8は、実施形態に係る発進制御される無人車両2の状態を示す図である。無人車両2の状態は、通常状態と異常状態とを含む。無人車両2が発進前において、ダンプボディ52は、積載姿勢である。
 図8(A)に示すように、無人車両2の通常状態は、タイヤ54の下端部54Bが路面81に接触している状態を含む。すなわち、無人車両2が通常状態とは、タイヤ54が路面81の下に埋没していない状態又はタイヤ54が路面81に存在する溝に入り込んでいない状態をいう。路面81が強固である場合、無人車両2は、通常状態になる可能性が高い。
 図8(B)に示すように、無人車両2の異常状態は、タイヤ54の少なくとも一部が路面81の下に埋没している状態又は路面81に存在する溝に入り込んでいる状態を含む。路面81が軟弱である場合、無人車両2は、異常状態になる可能性が高い。また、ダンプボディ52に積荷82が積載され、無人車両2の重量が大きい場合、無人車両2は、異常状態になる可能性が高い。軟弱な路面81として、オイルサンドの路面又は雨水によりぬかるんだ路面が例示される。
 図7に示す発進条件は、無人車両2が通常状態のときに使用される発進条件である。すなわち、発進指令Caは、通常状態の無人車両2を発進させる場合に使用される。無人車両2が異常状態である場合、発進指令Caで無人車両2が発進しない可能性がある。
 ダンプボディ制御部107は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ制御部107は、ホイストシリンダ62によりダンプボディ52がダンプ動作するように、バルブ装置64にダンプ指令Cdを出力する。
 図9は、実施形態に係る発進制御においてダンプ指令Cdが出力されたときの無人車両2の状態を示す図である。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52は、ダンプ指令Cdに基づいて、積載姿勢からダンプ動作する。
 ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52に積荷82が積載されている状態で、ダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52が積載姿勢からダンプ姿勢に変化するようにダンプ動作することにより、積荷82がダンプボディ52から排出される。積荷82は、車両本体50の後方に排出される。
 ダンプボディ52は、ダンプ方向である後方に傾斜するようにダンプ動作する。ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生する。なお、アシスト力Dcは、水平面に対するダンプボディ52の傾斜角度θ及び積荷82の重量M等に基づいて規定される。発進指令Caにより無人車両2が前進しなくても、ダンプボディ52がダンプ動作することにより無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生するので、無人車両2は発進することができる。タイヤ54が路面81の下に埋没又は路面81に存在する溝に入り込んでいる埋没状態においても、ダンプボディ52がダンプ動作することにより、タイヤ54は、埋没状態から脱出することができる。タイヤ54が埋没状態から脱出することにより、無人車両2は、発進することができる。
 走行制御部104は、ダンプボディ制御部107からダンプ指令Cdが出力されている状態で、無人車両2を発進させる発進指令Cbを出力する。無人車両2を発進させる発進指令Cbは、無人車両2の駆動装置55に駆動力Dbを発生させる駆動指令を含む。すなわち、ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生するので、タイヤ54が路面81の下に埋没している状態又はタイヤ54が路面81に存在する溝に入り込んでいる状態においても、無人車両2は、発進することができる。
 発進指令Cbにより発生する駆動力Dbは、無人車両2を所定の進行方向に発進させる。ダンプ動作は、ダンプボディ52を無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させることを含む。実施形態において、無人車両2の進行方向は、前方である。ダンプ方向は、無人車両2の後方である。
 発進指令Caは、ダンプボディ52が積載姿勢において出力される。発進指令Cbは、ダンプボディ52がダンプ姿勢において出力される。発進指令Caと発進指令Cbとは連続的に出力されてもよい。なお、発進指令Caが出力され、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定されたときに発進指令Caの出力が停止され、発進指令Caの出力が停止され後に、発進指令Cbが出力されてもよい。
 発進指令Cbにより出力される駆動力Dbは、発進指令Caにより出力される駆動力Daと等しくてもよい。駆動力Dbは、駆動力Daよりも大きくてもよい。実施形態において、駆動力Dbは、無人車両2の駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値である。すなわち、発進指令Cbの指令値は、100[%]である。
 駆動力Dbが発生する期間は、駆動力Daが発生する規定時間Tよりも長くてもよい。実施形態においては、発進判定部106により無人車両2が発進したと判定されるまで、走行制御部104は、駆動力Dbの発生を継続させる。
 ダンプ動作において、ダンプボディ52は、回動軸AXを中心に回動する。回動軸AXは、ダンプボディ52の後部に規定される。回動軸AXは、車幅方向に延伸する。ダンプボディ52が積載姿勢からダンプ動作することにより、ダンプボディ52の重心が後方に移動する。ダンプボディ52の重心が後方に移動することにより、後輪53Rに掛かる鉛直方向の荷重Ldは大きくなる。すなわち、ダンプ動作の開始後のダンプ姿勢おいて後輪53Rに掛かる荷重Ldは、ダンプ動作の開始前の積載姿勢において後輪53Rに掛かる荷重Ldよりも大きい。ダンプ動作により後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなるので、後タイヤ54Rと路面81との摩擦力が大きくなる。これにより、発進制御において、後タイヤ54Rのスリップが抑制される。
 発進制御において、ダンプボディ52がダンプ動作する場合、走行制御部104は、前輪53Fが直進状態になるように、ステアリング装置58を制御する。走行制御部104は、ステアリングセンサ75の検出データに基づいて、前輪53Fが直進状態になるように、ステアリング装置58を制御する。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力する。前輪53Fが非直進状態でダンプボディ52がダンプ姿勢になると、無人車両2の重量バランスが不安定になる可能性がある。無人車両2の重量バランスが不安定になると、無人車両2の円滑な発進が困難になる可能性がある。前輪53Fが直進状態でダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2は円滑に発進することができる。
 車両状況判定部108は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する。ダンプボディ制御部107は、車両状況判定部108の判定結果に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。
 図10は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況を示す図である。車両状況は、ダンプボディ52を支持する無人車両2の車両本体50の姿勢を含む。車両本体50の姿勢は、水平面に対する車両本体50の傾斜角度を含む。実施形態において、水平面に対する車両本体50の傾斜角度は、水平面に対する車両本体50のロール角Rθを含む。図10に示すように、ダンプ動作の開始前において、車両本体50がロール軸RAを中心とする回転方向に傾斜する可能性がある。車両本体50がロール軸RAを中心とする回転方向に傾斜している状態で、ダンプ動作が開始されると、無人車両2の重量バランスが不安定になる可能性がある。無人車両2の重量バランスが不安定になると、無人車両2の円滑な発進が困難になり、無人車両2の作業効率が低下する可能性がある。
 車両状況判定部108は、傾斜センサ73の検出データに基づいて、ロール角Rθを認識する。ロール角Rθについて閾値が予め定められている。ロール角Rθが閾値未満である場合、車両状況判定部108は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。ロール角Rθが閾値以上である場合、車両状況判定部108は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。車両状況判定部108によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。車両状況判定部108によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、無人車両2の作業効率の低下が抑制される。
 なお、車両状況は、水平面に対する車両本体50のピッチ角Pθを含んでもよい。車両状況判定部108は、ピッチ角Pθが閾値未満である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定し、ピッチ角Pθが閾値以上である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定してもよい。なお、車両状況は、油圧装置60の状況を含んでもよい。車両状況判定部108は、油圧装置60が正常である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定し、油圧装置60が異常である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定してもよい。
 周辺状況判定部109は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する。ダンプボディ制御部107は、周辺状況判定部109の判定結果に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。
 周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始前において、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83を算出する。推定エリア83とは、ダンプ動作により推定される路面81における積荷82の占有エリアをいう。周辺状況判定部109は、無人車両2の位置及び方位に基づいて、推定エリア83を算出することができる。無人車両2の位置は、位置センサ71により検出される。無人車両2の方位は、方位センサ72により検出される。周辺状況判定部109は、位置センサ71の検出データ及び方位センサ72の検出データに基づいて、推定エリア83を算出することができる。
 周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の移動体の位置が例示される。移動体として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。また、周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の非移動体の位置が例示される。非移動体として、作業現場に存在する電灯、石、土手、給油設備、及び標識が例示される。また、周辺状況として、推定エリア83に対する無人車両2の周辺の他の無人車両2Aのコースデータが例示される。
 図11は、実施形態に係るダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況を示す図である。図11は、周辺状況が他の無人車両2Aのコースデータである例を示す。図11に示すように、ダンプ動作の開始前において、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている可能性がある。走行コース15が推定エリア83に設けられている状態でダンプ動作が開始されると、排出された積荷82により他の無人車両2Aの進行が妨げられる可能性がある。その結果、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
 周辺状況判定部109は、コースデータ生成部211から他の無人車両2Aのコースデータを取得する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていない場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 また、ダンプ動作の開始前において、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近している状態で、ダンプ動作が開始されると、排出された積荷82により他の無人車両2A又は補助車両3の進行が妨げられる可能性がある。その結果、作業現場の生産性が低下する可能性がある。
 他の無人車両2Aの位置は、他の無人車両2Aが有する位置センサ71により検出される。補助車両3の位置は、位置センサ41により検出される。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの位置センサ71の検出データ及び補助車両3の位置センサ41の検出データに基づいて、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近しているか否かを判定することができる。他の無人車両2A及び補助車両3が推定エリア83に接近していない場合、又は他の無人車両2A及び補助車両3が推定エリア83から離隔している場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近している場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能であると判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。周辺状況判定部109によりダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力しない。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 許可エリア変更要求部110は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア設定部212に許可エリア16の拡大を要求する。許可エリア変更要求部110は、許可エリア16の拡大を要求する要求指令Crを、通信システム24を介して許可エリア設定部212に送信する。ダンプボディ制御部107は、許可エリア16の拡大後、ダンプ指令Cdを出力する。
 図12は、実施形態に係る許可エリア16を示す模式図である。図12に示すように、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、許可エリア変更要求部110は、ダンプ動作の開始前に、許可エリア16が初期状態から拡大状態に変更されるように、要求指令Crを出力する。
 走行制御部104から発進指令Caが出力されるときにおいて、初期状態の許可エリア16が設定される。また、無人車両2が走行エリア4を通常走行しているときにおいて、初期状態の許可エリア16が設定される。許可エリア設定部212は、ダンプ動作の開始前に、無人車両2に初期状態の許可エリア16を設定する。
 発進指令Caで無人車両2が発進せず、ダンプ動作が実施されるときにおいて、拡大状態の許可エリア16が設定される。拡大状態の許可エリア16は、初期状態の許可エリア16よりも大きい。許可エリア設定部212は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア変更要求部110からの要求指令Crに基づいて、初期状態の許可エリア16を拡大して、拡大状態の許可エリア16を設定する。
 無人車両2の進行方向において、拡大状態の許可エリア16の寸法は、初期状態の許可エリア16の寸法よりも大きい。また、無人車両2の車幅方向において、拡大状態の許可エリア16の寸法は、初期状態の許可エリア16の寸法よりも大きい。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、許可エリア設定部212は、許可エリア変更要求部110からの要求指令Crに基づいて、初期状態の許可エリア16を進行方向及び車幅方向のそれぞれに拡大する。なお、許可エリア設定部212は、初期状態の許可エリア16を進行方向及び車幅方向のいずれか一方に拡大してもよい。
 発進制御においてダンプ動作が開始されることにより、駆動力Dbにアシスト力Dcが付加される。そのため、無人車両2が勢い良く発進する可能性がある。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入を禁止する。許可エリア16が拡大されることにより、無人車両2が勢い良く発進しても、許可エリア16の外側に出てしまうことが抑制される。したがって、無人車両2と他の無人車両2Aとの接触が抑制される。
 通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。
 無人車両2の外部の対象として、管理装置21のコースデータ生成部211が例示される。また、無人車両2の外部の対象として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。
 図13は、実施形態に係る通知部111からの通知により他の無人車両2Aのコースデータが変更されることを説明するための図である。
 通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、ダンプ動作が開始されることをコースデータ生成部211に通知する。また、通知部111は、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83をコースデータ生成部211に通知する。
 コースデータ生成部211は、通知部111から通知された推定エリア83に基づいて、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。実施形態において、コースデータ生成部211は、通知部111から通知された推定エリア83の位置に基づいて、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられているか否かを判定する。他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていると判定した場合、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83から離隔するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。他の無人車両2Aの走行コース15は、推定エリア83を回避するように変更される。また、他の無人車両2Aの走行コース15は、走行コース15に従って走行する他の推定エリア83と重複しないように変更される。コースデータ生成部211は、変更後のコースデータを他の無人車両2Aに送信する。他の無人車両2Aは、変更後の走行コース15に従って走行する。変更後の走行コース15は、推定エリア83から離隔しているので、他の無人車両2Aは、推定エリア83を回避するように走行することができる。ダンプボディ制御部107は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83から離隔するように変更後、積荷82が推定エリア83に排出されるように、ダンプ指令Cdを出力することができる。積荷82が他の無人車両2Aの進行を妨げることが予防されるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 なお、通知部111は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプ動作の開始前に、ダンプ動作が開始されること及び積荷82の推定エリア83を補助車両3に通知してもよい。補助車両3の制御装置40は、通知部111から通知された推定エリア83の位置を補助車両3の出力装置42に出力させる。補助車両3の運転者は、出力装置42に出力された推定エリア83の位置を確認して、推定エリア83を回避するように、走行エリア4を走行することができる。積荷82が補助車両3の進行を妨げることが予防されるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 また、通知部111は、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。
 無人車両2の外部の対象として、管理装置21のコースデータ生成部211及び出力制御部213が例示される。また、無人車両2の外部の対象として、他の無人車両2A又は補助車両3が例示される。
 図14は、実施形態に係る通知部111からの通知により他の無人車両2Aのコースデータが生成されることを説明するための図である。
 通知部111は、発進制御においてダンプ動作が実施された場合、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したことをコースデータ生成部211に通知する。周辺状況判定部109は、ダンプ動作の終了後において、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出された積荷82の排出エリア84を算出する。排出エリア84とは、ダンプ動作により生成された路面81おける積荷82の占有エリアをいう。周辺状況判定部109は、ダンプ動作が実施されたときの位置センサ71の検出データ及び方位センサ72の検出データに基づいて、積荷82の排出エリア84を算出することができる。通知部111は、排出エリア84を、コースデータ生成部211に通知する。
 コースデータ生成部211は、通知部111から通知された積荷82の排出エリア84に基づいて、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。実施形態において、コースデータ生成部211は、通知部111から通知された積荷82の排出エリア84の位置に基づいて、他の無人車両2Aの走行コース15が排出エリア84から離隔するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成する。他の無人車両2Aの走行コース15は、排出エリア84を回避するように生成される。コースデータ生成部211は、生成されたコースデータを他の無人車両2Aに送信する。他の無人車両2Aは、走行コース15に従って走行する。他の無人車両2Aの走行コース15は、排出エリア84から離隔しているので、他の無人車両2Aは、排出エリア84を回避するように走行することができる。これにより、排出エリア84の積荷82が他の無人車両2Aの進行を妨げることが抑制される。
 なお、通知部111は、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したこと及び積荷82の排出エリア84を補助車両3に通知してもよい。補助車両3の制御装置40は、通知部111から通知された排出エリア84の位置を補助車両3の出力装置42に出力させる。補助車両3の運転者は、出力装置42に出力された排出エリア84の位置を確認して、排出エリア84を回避するように、走行エリア4を走行することができる。これにより、排出エリア84の積荷82が補助車両3の進行を妨げることが抑制される。
 図15は、実施形態に係る通知部111からの通知により積荷82の排出エリア84が出力装置23に出力されることを説明するための図である。
 通知部111は、発進制御においてダンプ動作が実施された場合、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したこと及び積荷82の排出エリア84を出力制御部213に通知する。
 出力制御部213は、通知部111から送信された積荷82の排出エリア84を出力装置23に出力させる。図15に示すように、出力制御部213は、走行エリア4における排出エリア84の位置を示すマップ画像を出力装置23に表示させる。排出エリア84を示すマップ画像が出力装置23に表示されることにより、管制施設13の管理者は、排出エリア84の位置を認識することができる。
 また、出力制御部213は、ダンプ動作が終了したことを出力装置23に出力させてもよい。出力制御部213は、排出エリア84における走行エリア4の整備が必要であることを出力装置23に出力させてもよい。なお、出力制御部213は、モータグレーダ又はドーザのオペレータに排出エリア84における走行エリア4の整備が必要であることを通知してもよい。
[制御方法]
 図16は、実施形態に係る無人車両2の制御方法を示すフローチャートである。以下の説明においては、作業現場1において停止状態の無人車両2が前進を開始するときの発進制御について説明する。
 走行制御部104は、無人車両2の発進を開始するために、駆動装置55に発進指令Caを出力する(ステップS1)。
 発進判定部106は、規定時間T及び速度センサ74の検出データに基づいて、発進指令Caで無人車両2が発進したか否かを判定する(ステップS2)。
 ステップS2において、発進指令Caで無人車両2が発進したと判定された場合(ステップS2:Yes)、発進制御が終了する。無人車両2は、コースデータに従って作業現場1を走行する。
 ステップS2において、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合(ステップS2:No)、車両状況判定部108は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況を認識する(ステップS3)。
 実施形態において、車両状況判定部108は、車両状況として、傾斜センサ73から車両本体50のロール角Rθを取得する。車両状況判定部108は、車両本体50のロール角Rθを認識する。
 車両状況判定部108は、認識した車両状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS4)。
 車両状況判定部108は、ロール角Rθが閾値未満である場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。車両状況判定部108は、ロール角Rθが閾値以上である場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。
 ステップS4において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップS4:Yes)、周辺状況判定部109は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況を認識する(ステップS5)。
 周辺状況判定部109は、無人車両2の位置及び方位に基づいて、ダンプ動作によりダンプボディ52から排出される積荷82の推定エリア83を算出する。周辺状況判定部109は、周辺状況として、推定エリア83に対する他の無人車両2Aのコースデータを認識する。
 周辺状況判定部109は、認識した周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS6)。
 周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられていない場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83に設けられている場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定する。
 なお、周辺状況判定部109は、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83に接近又は存在する場合、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定し、他の無人車両2A又は補助車両3が推定エリア83から離隔する場合、ダンプ動作の開始が可能であると判定してもよい。周辺状況判定部109は、他の無人車両2Aの位置センサ71の検出データに基づいて、他の無人車両2Aが推定エリア83に接近又は存在するか否かを判定することができる。周辺状況判定部109は、補助車両3の位置センサ41の検出データに基づいて、補助車両3が推定エリア83に接近又は存在するか否かを判定することができる。
 ステップS6において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップS6:Yes)、許可エリア変更要求部110は、許可エリア16の拡大を要求する要求指令Crを許可エリア設定部212に出力する(ステップS7)。
 許可エリア16の拡大後、ダンプボディ制御部107は、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。実施形態において、ダンプボディ制御部107は、走行制御部104からの発進指令Cbの出力と並行して、ダンプ指令Cdを出力する(ステップS8)。
 発進指令Cbの出力により、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生する。ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を発進させるアシスト力Dcが発生する。これにより、無人車両2は、発進することができる。
 ダンプボディ52がダンプ動作するときに発生する駆動力Dbは、ステップS1において発生する駆動力Daよりも大きくてもよいし、同じでもよい。実施形態においては、駆動装置55は、駆動装置55が発生可能な駆動力の最大値を出力する。駆動装置55は、フルアクセル状態で作動する。
 無人車両2が発進した後、許可エリア変更要求部110は、許可エリア16が初期状態になるように、許可エリア設定部212に要求指令Crを出力する(ステップS9)。
 また、無人車両2が発進した後、ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52を下げ動作させる下げ指令Ceを出力する(ステップS10)。
 通知部111は、ダンプ動作の終了後に、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が終了したことをコースデータ生成部211及び出力制御部213に通知する(ステップS11)。
 これにより、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aが排出エリア84を回避するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成することができる。出力制御部213は、排出エリア84を出力装置23に出力させることができる。
 発進制御により発進した無人車両2は、コースデータに従って作業現場1を走行する。
 ステップS6において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS6:No)、通知部111は、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83をコースデータ生成部211に通知する。また、実施形態において、通知部111は、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83を補助車両3に通知する(ステップS12)。
 ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83がコースデータ生成部211に通知されることにより、コースデータ生成部211は、他の無人車両2Aが推定エリア83を回避するように、他の無人車両2Aのコースデータを生成することができる。
 ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83が補助車両3に通知されることにより、補助車両3は、推定エリア83を回避するように走行することができる。
 ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83が通知された後、周辺状況判定部109は、無人車両2の周辺状況を認識する(ステップS13)。
 周辺状況判定部109は、認識した周辺状況に基づいて、ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する(ステップS14)。
 例えば、ダンプ動作が開始されること及び推定エリア83の通知により、他の無人車両2Aの走行コース15が推定エリア83を回避するように生成された場合、他の無人車両2Aが推定エリア83から離隔するように走行する場合、又は補助車両3が推定エリア83を回避するように走行する場合、周辺状況判定部109は、ダンプ動作の開始が可能であると判定する。
 ステップS14において、ダンプ動作の開始が可能であると判定された場合(ステップS14:Yes)、ステップS7からステップS11の処理が実施される。
 ステップS14において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS14:No)、ステップS12の処理が実施される。ダンプ動作の開始が可能であると判定されるまで、ステップS12の処理、ステップS13の処理、及びステップS14の処理が実施される。
 ステップS4において、ダンプ動作の開始が可能ではないと判定された場合(ステップS4:No)、ダンプ動作は実施されない。発進制御は終了する。
[効果]
 以上説明したように、実施形態によれば、ダンプボディ制御部107は、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、無人車両2のダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力する。ダンプボディ52がダンプ動作することにより、無人車両2を発進させるアシスト力Dcが発生する。アシスト力Dcが発生することにより、発進指令Caでは発進できなかった無人車両2は、発進することができる。無人車両2を発進させることができるので、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 ダンプボディ制御部107は、ダンプボディ52に積荷82が積載されている状態で、ダンプ指令Cdを出力する。これにより、大きいアシスト力Dcが発生する。
 ダンプボディ制御部107は、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプ指令Cdを出力する。これにより、無人車両2は、駆動力Db及びアシスト力Dcに基づいて、発進することができる。
 駆動力Dbは、無人車両2を所定の進行方向に発進させる。ダンプ動作は、ダンプボディ52を無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させる。実施形態において、駆動力Dbは、無人車両2を前方に発進させる。ダンプ方向は、無人車両2の後方である。これにより、無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、無人車両2を前進させるアシスト力Dcが発生する。
 実施形態においては、ダンプボディ52は、積荷82が積載された状態で、ダンプ動作する。ダンプボディ52に積荷82が積載された状態でダンプ動作が開始されると、積荷82の重心が無人車両2の後部に移動する。積荷82の重心が無人車両2の後部に移動すると、車両本体50の重心を中心とするモーメントが変化したり、ホイストシリンダ62に作用する荷重分布が変化したりして、前輪53Fと後輪53Rとに掛かる荷重が変化し、駆動輪である後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなる。すなわち、実施形態においては、ダンプ動作の開始後に後輪53Rに掛かる荷重Ldが、ダンプ動作の開始前に後輪53Rに掛かる荷重Ldよりも大きくなるように、後輪53Rとダンプボディ52の回動軸AXとの相対位置が定められている。ダンプ動作により、後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなるので、後タイヤ54Rと路面81との摩擦力が大きくなる。これにより、発進制御において、後タイヤ54Rのスリップが抑制される。
 無人車両2は、操舵輪である前輪53Fを有する。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力する。前輪53Fが直進状態でダンプボディ52がダンプ姿勢になるので、無人車両2の重量バランスが不安定になることが抑制される。そのため、無人車両2は円滑に発進することができる。
 ダンプボディ制御部107は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2の車両状況に基づいて、ダンプボディ52のダンプ動作の適否が判定される。ダンプ動作が不適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施されない。ダンプ動作が適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施される。これにより、無人車両2の作業効率の低下が抑制される。
 ダンプボディ制御部107は、ダンプ動作を開始前の無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプ指令Cdを出力する。無人車両2の周辺状況に基づいて、ダンプボディ52のダンプ動作の適否が判定される。ダンプ動作が不適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施されない。ダンプ動作が適切であると判定された場合、ダンプ動作は実施される。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプ動作の開始前に、許可エリア16が拡大される。ダンプ動作によりアシスト力Dcが発生すると、無人車両2が勢い良く発進する可能性がある。許可エリア16は、他の無人車両2Aの進入を禁止する。許可エリア16が拡大されることにより、無人車両2が勢い良く発進しても、許可エリア16の外側に出てしまうことが抑制される。したがって、無人車両2と他の無人車両2Aとの接触が抑制される。
 通知部111は、ダンプ動作の開始前において、ダンプ動作が開始されることを無人車両2の外部の対象に通知する。これにより、積荷82が他の無人車両2A又は補助車両3の進行を妨げることが予防される。したがって、作業現場の生産性の低下が抑制される。
 通知部111は、ダンプ動作が終了したことを無人車両2の外部の対象に通知する。これにより、積荷82が他の無人車両2A又は補助車両3の進行を妨げることが抑制される。したがって、作業現場の生産性の低下が抑制される。
[その他の実施形態]
 図17は、実施形態に係る発進制御を説明するための図である。上述の実施形態においては、駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52がダンプ動作することとした。走行制御部104は、ダンプ動作の終了後、無人車両2を発進させる駆動力Dbを発生させてもよい。
 発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ制御部107は、ダンプ指令Cdを出力する。ダンプ指令Cdが出力されることにより、ダンプボディ52は、積載姿勢からダンプ動作する。ダンプボディ52に積載されていた積荷82は、ダンプボディ52から排出される。ダンプ動作において、発進指令Cbは出力されない。すなわち、ダンプ動作において、駆動力Dbは発生しない。
 ダンプ動作が終了し、ダンプボディ52がダンプ姿勢になることにより、後輪53Rに掛かる荷重Ldは大きくなる。
 ダンプ動作が終了し、ダンプボディ52がダンプ姿勢になった後、走行制御部104は、発進指令Cbを出力する。発進指令Cbが出力されることにより、無人車両2を発進させる駆動力Dbが発生する。後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きい状態で、駆動力Dbが発生することにより、無人車両2は、発進することができる。
 上述の実施形態においては、発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ52は、積荷82が積載されている状態で、ダンプ動作することとした。発進指令Caで無人車両2が発進しないと判定された場合、ダンプボディ52は、積荷82が積載されていない状態で、ダンプ動作してもよい。ダンプボディ52に積荷82が積載されてなくても、積載姿勢のダンプボディ52がダンプ動作することにより、車両本体50の重心を中心とするモーメントが変化したり、ホイストシリンダ62に作用する荷重分布が変化したりして、前輪53Fと後輪53Rとに掛かる荷重が変化し、駆動輪である後輪53Rに掛かる荷重Ldが大きくなる。
 上述の実施形態においては、ダンプボディ制御部107は、無人車両2を前進させる駆動力Dbが発生している状態で、ダンプボディ52を後方に傾斜させて、無人車両2を前進させるアシスト力Dcを発生させることとした。ダンプボディ52のダンプ方向は、車両本体50の後方でなくてもよい。ダンプボディ52は、駆動力Dbによる無人車両2の進行方向の反対のダンプ方向にダンプ動作すればよい。
 上述の実施形態においては、ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが直進状態で、ダンプ指令Cdを出力することとした。ダンプボディ制御部107は、前輪53Fが非直進状態で、ダンプ指令Cdを出力してもよい。
 上述の実施形態においては、駆動輪が後輪53Rであり、操舵輪が前輪53Fであることとした。駆動輪は、前輪53Fでもよいし、前輪53F及び後輪53Rの両方でもよい。操舵輪は、後輪53Rでもよいし、前輪53F及び後輪53Rの両方でもよい。
 上述の実施形態においては、発進指令Caで無人車両2が発進しないと発進判定部106により判定された場合、ダンプボディ制御部107がダンプボディ52をダンプ動作させるダンプ指令Cdを出力することとした。ダンプボディ制御部107は、管理装置21から送信された制御指令に基づいて、ダンプ指令Cdを出力してもよい。例えば、発進指令Caで無人車両2が発進しないことを管制施設13の管理者が判定した場合、ダンプボディ制御部107は、管理装置21から送信された制御指令に基づいて、ダンプボディ52をダンプ動作させることができる。また、ダンプボディ制御部107は、補助車両3から送信された操作指令に基づいて、ダンプ指令Cdを出力してもよい。例えば、発進指令Caで無人車両2が発進しないことを補助車両3の運転者が判定した場合、ダンプボディ制御部107は、補助車両3の制御装置40から送信された制御指令に基づいて、ダンプボディ52をダンプ動作させることができる。
 上述の実施形態においては、発進条件が発進条件生成部105により生成されることとした。発進条件は、制御装置30とは異なる演算処理装置で生成されてもよい。演算処理装置で生成された発進条件が発進条件記憶部112に記憶されてもよい。走行制御部104は、発進条件記憶部112に記憶されている発進条件を使用して、無人車両2の発進制御を実施することができる。
 上述の実施形態において、制御装置30の機能の少なくとも一部が管理装置21に設けられてもよいし、管理装置21の機能の少なくとも一部が制御装置30に設けられてもよい。例えば、上述の実施形態において、管理装置21が、発進条件生成部105の機能を有してもよい。発進条件が、通信システム24を介して管理装置21から無人車両2の制御装置30に送信されてもよい。走行制御部104は、管理装置21から送信された発進条件を使用して、無人車両2の発進制御を実施することができる。また、管理装置21が、例えば発進判定部106、車両状況判定部108、及び周辺状況判定部109の機能を有してもよい。
 上述の実施形態において、コースデータ取得部101、許可エリアデータ取得部102、センサデータ取得部103、走行制御部104、発進条件生成部105、発進判定部106、ダンプボディ制御部107、車両状況判定部108、周辺状況判定部109、許可エリア変更要求部110、通知部111、及び発進条件記憶部112のそれぞれが、別々のハードウエアにより構成されてもよい。
 上述の実施形態において、無人車両2は、機械駆動式ダンプトラックでもよいし、電気駆動式ダンプトラックでもよい。
 1…作業現場、2…無人車両、2A…他の無人車両、3…補助車両、4…走行エリア、5…積込場、6…排土場、7…駐機場、8…給油場、9…走行路、10…交差点、11…積込機、12…破砕機、13…管制施設、14…コース点、15…走行コース、16…許可エリア、17…停止点、20…管理システム、21…管理装置、21A…プロセッサ、21B…メインメモリ、21C…ストレージ、21D…インタフェース、21E…コンピュータプログラム、22…入力装置、23…出力装置、24…通信システム、24A…無線通信機、24B…無線通信機、24C…無線通信機、30…制御装置、30A…プロセッサ、30B…メインメモリ、30C…ストレージ、30D…インタフェース、30E…コンピュータプログラム、40…制御装置、40A…プロセッサ、40B…メインメモリ、40C…ストレージ、40D…インタフェース、40E…コンピュータプログラム、41…位置センサ、42…出力装置、50…車両本体、51…走行装置、52…ダンプボディ、53…車輪、53F…前輪、53R…後輪、54…タイヤ、54B…下端部、54F…前タイヤ、54R…後タイヤ、55…駆動装置、56…ブレーキ装置、57…トランスミッション装置、58…ステアリング装置、59…動力伝達機構、60…油圧装置、61…ステアリングシリンダ、62…ホイストシリンダ、63…油圧ポンプ、64…バルブ装置、71…位置センサ、72…方位センサ、73…傾斜センサ、74…速度センサ、75…ステアリングセンサ、81…路面、82…積荷、83…推定エリア、84…排出エリア、100…制御システム、101…コースデータ取得部、102…許可エリアデータ取得部、103…センサデータ取得部、104…走行制御部、105…発進条件生成部、106…発進判定部、107…ダンプボディ制御部、108…車両状況判定部、109…周辺状況判定部、110…許可エリア変更要求部、111…通知部、112…発進条件記憶部、211…コースデータ生成部、212…許可エリア設定部、213…出力制御部、Ca…発進指令、Cb…発進指令、Cd…ダンプ指令、Ce…下げ指令、Cr…要求指令、Da…駆動力、Db…駆動力、Dc…アシスト力、Ld…荷重、PA…ピッチ軸、Pθ…ピッチ角、RA…ロール軸、Rθ…ロール角、T…規定時間、ta…時点、tb…時点、Va…指令値、Vb…指令値、YA…ヨー軸、Yθ…ヨー角、θ…傾斜角度。

Claims (19)

  1.  無人車両を発進させる発進指令を出力する走行制御部と、
     前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力するダンプボディ制御部と、を備える、
     無人車両の制御システム。
  2.  前記ダンプボディ制御部は、前記ダンプボディに積荷が積載されている状態で、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1に記載の無人車両の制御システム。
  3.  前記ダンプボディ制御部は、前記無人車両を発進させる駆動力が発生している状態で、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1又は請求項2に記載の無人車両の制御システム。
  4.  前記走行制御部は、前記ダンプ動作の終了後、前記無人車両を発進させる駆動力を発生させる、
     請求項1又は請求項2に記載の無人車両の制御システム。
  5.  前記駆動力は、前記無人車両を所定の進行方向に発進させ、
     前記ダンプ動作は、前記ダンプボディを前記進行方向の反対のダンプ方向に傾斜させることを含む、
     請求項3又は請求項4に記載の無人車両の制御システム。
  6.  前記無人車両は、駆動輪を有し、
     前記ダンプ動作の開始後に前記駆動輪に掛かる荷重は、前記ダンプ動作の開始前に前記駆動輪に掛かる荷重よりも大きい、
     請求項5に記載の無人車両の制御システム。
  7.  前記無人車両は、操舵輪を有し、
     前記ダンプボディ制御部は、前記操舵輪が直進状態で、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  8.  前記ダンプ動作を開始前の前記無人車両の車両状況に基づいて、前記ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する車両状況判定部を備え、
     前記ダンプボディ制御部は、前記車両状況判定部の判定結果に基づいて、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  9.  前記車両状況は、前記ダンプボディを支持する前記無人車両の車両本体の姿勢を含む、
     請求項8に記載の無人車両の制御システム。
  10.  前記ダンプ動作を開始前の前記無人車両の周辺状況に基づいて、前記ダンプ動作の開始が可能か否かを判定する周辺状況判定部を備え、
     前記ダンプボディ制御部は、前記周辺状況判定部の判定結果に基づいて、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  11.  前記周辺状況判定部は、前記ダンプ動作の開始前において、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出される積荷の推定エリアを算出し、
     前記周辺状況は、前記推定エリアに対する前記無人車両の周辺の移動体のコースデータ、及び前記推定エリアに対する前記無人車両の周辺の移動体の位置の少なくとも一方を含む、
     請求項10に記載の無人車両の制御システム。
  12.  前記無人車両の走行を許可する許可エリアが設定され、
     前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記許可エリアの拡大を要求する許可エリア変更要求部を備え、
     前記ダンプボディ制御部は、前記許可エリアの拡大後、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  13.  前記ダンプ動作の開始前において、前記ダンプ動作が開始されることを前記無人車両の外部の対象に通知する通知部を備える、
     請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  14.  前記対象は、移動体のコースデータを生成するコースデータ生成部を含み、
     前記通知部は、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出される積荷の推定エリアを通知し、
     前記コースデータ生成部は、前記推定エリアに基づいて、前記コースデータを生成する、
     請求項13に記載の無人車両の制御システム。
  15.  前記ダンプ動作が終了したことを前記無人車両の外部の対象に通知する通知部を備える、
     請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の無人車両の制御システム。
  16.  前記対象は、移動体のコースデータを生成するコースデータ生成部を含み、
     前記通知部は、前記ダンプ動作により前記ダンプボディから排出された積荷の排出エリアを通知し、
     前記コースデータ生成部は、前記排出エリアに基づいて、前記コースデータを生成する、
     請求項13に記載の無人車両の制御システム。
  17.  請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の無人車両の制御システムを備える、
     無人車両。
  18.  無人車両を発進させる発進指令を出力することと、
     前記発進指令で前記無人車両が発進しないと判定された場合、前記無人車両のダンプボディをダンプ動作させるダンプ指令を出力することと、を含む、
     無人車両の制御方法。
  19.  前記ダンプボディに積荷が積載されている状態で、前記ダンプ指令を出力する、
     請求項18に記載の無人車両の制御方法。
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