(57)【要約】【課題】自律走行する運搬車両の不必要な停止動作を回避しつつ、非常時には遠隔から停止させることを可能にした技術を提供する。【解決手段】非常停止装置は、操作用ボタンの操作に従い、作業現場内を走行している車両を停止させるための非常停止信号を送信するように無線装置を制御するコントローラを有する非常停止装置であって、コントローラは、時分割多重化方式に従い規定の単位時間を複数に分割した各スロットのうち、自機に割り当てられた第１スロット内で信号を出力するように無線装置を制御するベースバンドプロセッサと、操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、第１スロット内で非常停止信号を送信するようにベースバンドプロセッサを制御するとともに、当該第１スロット以外のスロットでも、当該操作に起因した非常停止信号が作業現場内で送信され続けるように無線出力を制御するアプリケーションプロセッサと、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置と、操作用ボタンと、前記操作用ボタンと前記無線装置とに接続しており、前記操作用ボタンの操作に従い、作業現場内を走行している車両を停止させるための非常停止信号を送信するように前記無線装置を制御するコントローラと、を有する非常停止装置であって、
前記コントローラは、
時分割多重化方式に従い規定の単位時間を複数に分割した各スロットのうち、自機に割り当てられた第１スロット内で非常停止信号を出力するように前記無線装置を制御するベースバンドプロセッサと、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、自機に割り当てられた前記第１スロット内で非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、当該第１スロット以外のスロットでも、当該操作に起因した非常停止信号が前記作業現場内で送信され続けるように無線出力を制御するアプリケーションプロセッサと、
を有することを特徴とする非常停止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非常停止装置において、
前記コントローラは、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、自機に割り当てられた前記第１スロット以外のスロットでも、前記非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、停波するように無線出力を制御することを特徴とする非常停止装置。
【請求項３】
請求項１に記載の非常停止装置において、
前記コントローラは、
他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、自機に割り当てられた前記第１スロット内で、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御することを特徴とする非常停止装置。
【請求項４】
請求項１に記載の非常停止装置において、
前記コントローラは、
前記操作用ボタンが操作されていない状態の場合、自機が通信可能であることを外部に示すための確認信号を、自機に割り当てられた前記第１スロット内で送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御し、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、前記確認信号の送信から前記非常停止信号の送信に切り替えて、当該非常停止信号をスロット内で送信するように前記無線装置を制御することを特徴とする非常停止装置。
【請求項５】
請求項１に記載の非常停止装置において、
前記非常停止装置は、前記作業現場内の車両に搭載される第１非常停止装置、または前記作業現場内の人が携帯可能な第２非常停止装置のいずれかの構成となっており、
前記非常停止信号は、送信元の非常停止装置を識別する識別信号を含み、
前記コントローラは、
他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、当該非常停止信号が第１非常停止装置から送信された信号であるか、または第２非常停止装置から送信された信号であるかを、当該非常停止信号内に含まれる識別信号に基づき判定し、
第１非常停止装置から送信された信号であると判定する場合、停波するように出力制御し、
第２非常停止装置から送信された信号であると判定する場合、自機に割り当てられた前記第１スロット内で、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、自機が第１非常停止装置であるか第２非常停止装置であるかを判定し、自機が第１非常停止装置である場合、自機に割り当てられた前記第１スロット以外のスロットで、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御することを特徴とする非常停止装置。
【請求項６】
無線装置と、操作用ボタンと、前記操作用ボタンと前記無線装置とに接続しており、前記操作用ボタンの操作に従い、作業現場内を走行している自律走行車両を停止させるための非常停止信号を送信するように前記無線装置を制御するコントローラとを有する、複数の非常停止装置と、前記自律走行車両に搭載された無線受信装置であって、前記操作用ボタンの操作に起因した非常停止信号を受信して前記自律走行車両の走行を停止させる無線受信装置と、を有する非常停止無線システムであって、
前記非常停止装置の前記コントローラは、
時分割多重化方式に従い規定の単位時間を複数に分割した各スロットのうち、自機に割り当てられた第１スロット内で信号を出力するように前記無線装置を制御するベースバンドプロセッサと、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、自機に割り当てられた前記第１スロット内で非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、当該第１スロット以外のスロットでも、当該操作に起因した非常停止信号が前記作業現場内で送信され続けるように無線出力を制御するアプリケーションプロセッサと、
を有することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項７】
請求項６に記載の非常停止無線システムにおいて、
前記コントローラは、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、自機に割り当てられた前記第１スロット以外のスロットでも、前記非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、停波するように無線出力を制御することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項８】
請求項６に記載の非常停止無線システムにおいて、
前記コントローラは、
他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、自機に割り当てられた前記第１スロット内で、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項９】
請求項６に記載の非常停止無線システムにおいて、
前記コントローラは、
前記操作用ボタンが操作されていない状態の場合、自機が通信可能であることを外部に示すための確認信号を、自機に割り当てられた前記第１スロット内で送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御し、
前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、前記確認信号の送信から前記非常停止信号の送信に切り替えて、当該非常停止信号をスロット内で送信するように前記無線装置を制御することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項１０】
請求項６に記載の非常停止無線システムにおいて、
前記複数の非常停止装置の中のいずれかは、前記作業現場内の有人車両に搭載される第１非常停止装置であり、他方は前記作業現場内の人が携帯可能な第２非常停止装置であり、
前記非常停止信号は、送信元の非常停止装置を識別する識別信号を含み、
前記コントローラは、
他の非常停止装置から非常停止信号を入力したことを検出すると、当該非常停止信号が第１非常停止装置から送信された信号であるか、または第２非常停止装置から送信された信号であるかを、当該非常停止信号内に含まれる識別信号に基づき判定し、
第１非常停止装置から送信された信号であると判定する場合、停波するように出力制御し、
第２非常停止装置から送信された信号であると判定する場合、自機に割り当てられた前記第１スロット内で、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、自機が第１非常停止装置であるか第２非常停止装置であるかを判定し、自機が第１非常停止装置である場合、自機に割り当てられた前記第１スロット以外のスロットでも、非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項１１】
請求項６に記載の非常停止無線システムにおいて、
さらに、前記非常停止装置から送信される前記非常停止信号を受信して前記無線受信装置に当該非常停止信号を中継する、１または複数の基地局を有することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の非常停止無線システムにおいて、
さらに、前記基地局のいずれかと接続しており、操作されることで、前記基地局を介して非常停止信号を前記自律走行車両に送信する非常停止入力装置を有することを特徴とする非常停止無線システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の非常停止無線システムにおいて、
前記非常停止入力装置は、さらに、前記作業現場内での前記非常停止信号の送信を停止させる復旧信号を、前記基地局を介して送信し、
前記非常停止装置の前記コントローラは、さらに、前記復旧信号を受信すると、前記非常停止信号の送信を停止するように出力制御することを特徴とする非常停止無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行する運搬車両に対し、非常停止を指示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山現場では、人件費の高騰や安全性の向上により、運搬車両を自律走行させる要望が高い。この要望に対し、鉱山現場において土砂や鉱物を搬送する運搬車両を、有人運転によらず管制サーバからの指示に従って自律走行させる技術がある。
【０００３】
また鉱山現場では、運搬車両が停止すると運搬効率が低下し、鉱山の生産性の低下につながるため、必要な場合にのみ運搬車両を停止させたいという要望がある。一方で、自律走行エリアに作業者や有人車両が立ち入り作業を行うケースもあり、非常の際に、作業者や有人車両が遠隔操作により自律走行の運搬車両を停止させることも求められる。
【０００４】
特許文献１には、鉱山現場内を走行する運搬車両に対して、非常停止入力装置が操作されると、鉱山現場内を走行する全ての運搬車両に対して非常停止信号を送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−７２９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自律走行している運搬車両を非常時に停止させるには、非常停止信号を送信する数百台規模の送信端末すべてに対し、所定の間隔で安定して通信機会が与えられる必要がある。また、時速５０ｋｍ程度で走行する運搬車両が、送信端末から送信される非常停止信号を安定して受信することも必要な要件となる。さらには、自律走行の運搬車両を１台停止させるだけでなく、同じルートを巡回運行しているすべての運搬車両を相違なく停止させることも重要である。しかしながら、上記特許文献１には、このような運搬車両を停止させるための通信方式については、特段考慮されていない。
【０００７】
数百台規模の送信端末すべてに対して通信機会を与えるには、従前の無線通信プロトコルであるＣＳＭＡ−ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式のようなＬＢＴ（Listen Before Talk）のアクセス方式では難しい。これに対し、ユーザ数に応じて、バーストやスロットと呼ばれる単位で定常的に接続機会が与えられる分割通信方式があり、このような分割通信方式としてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信が知られている。
【０００８】
しかしながらＴＤＭＡ通信では、例えば、非常停止信号を送信する送信機の台数が２５６台とすると、通信間隔が非常に長くなる。あるいは、ある所定の時間(例えば１秒)を２５６分割し、この分割時間を１スロットとする場合、非常に短い通信時間となり１スロット内で送れる情報量が少なくなる。あるいは通信速度を上げると、これに伴い通信品質が劣化する可能性もある。これに加え、通常、鉱山現場は例えば１０ｋｍ×１０ｋｍ程度もしくはこれ以上の広域エリアとなっており、干渉を避けるためのガードタイムを長く設ける必要がある。これに伴い、さらに１回で送信可能な情報量が少なくなるという課題もある。
【０００９】
信頼性の高い通信接続を達成するための再送方式は、送信に対する受信側の応答信号送信が必要になり、受信側の応答と送信側の再送に一定の時間を要し、これに伴い遅延が発生することから、伝送効率が低下する。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、自律走行する運搬車両の不必要な停止動作を回避しつつ、非常時には、高速移動する運搬車両を、応答遅延を最小限としつつ通信の安定性を維持して遠隔から停止させることを可能にした技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、代表的な非常停止装置は、無線装置と、操作用ボタンと、前記操作用ボタンと前記無線装置とに接続しており、前記操作用ボタンの操作に従い、作業現場内を走行している車両を停止させるための非常停止信号を送信するように前記無線装置を制御するコントローラと、を有する非常停止装置であって、前記コントローラは、時分割多重化方式に従い規定の単位時間を複数に分割した各スロットのうち、自機に割り当てられた第１スロット内で非常停止信号を出力するように前記無線装置を制御するベースバンドプロセッサと、前記操作用ボタンが操作されたことを検出した場合、自機に割り当てられた前記第１スロット内で非常停止信号を送信するように前記ベースバンドプロセッサを制御するとともに、当該第１スロット以外のスロットでも、当該操作に起因した非常停止信号が前記作業現場内で送信され続けるように無線出力を制御するアプリケーションプロセッサと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
非常時には安定して運搬車両に対し停止を指示することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】非常停止無線システムの概略構成を示す図である。
【図２】非常停止無線システムの無線フレーム及びスロットを示す図である。
【図３】携帯型送信端末の構成を示す図である。
【図４】非常停止無線全体の通信プロトコルスタックを示す図である。
【図５】無線通信レイヤと安全通信レイヤのデータフォーマットの一例を示す図である。
【図６】通常時の携帯型送信端末１−１から１−１１のスロットと送信タイミングを示す図である。
【図７】第１実施形態における、非常時の携帯型送信端末１−１から１−１１のスロットと送信タイミングの一例を示す図である。
【図８】第１実施形態における、携帯型送信端末１の動作例を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態における、非常時の携帯型送信端末１−１から１−１１のスロットと送信タイミングの一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態における、携帯型送信端末１の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態における、非常時のスロットと送信タイミングの一例を示す図である。
【図１２】第３実施形態における動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施形態においては、便宜上必要があるときは、複数のセクションまたは実施形態に分割して説明する。以下の実施形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。尚、以下の実施形態において、その構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係わる非常停止無線システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、第１実施形態に係わる非常停止無線システムの概略構成を示した図である。図１において、非常停止無線システム１０００は、携帯型送信端末１−１〜１−１１（第２非常停止装置）、車載型送信端末２−１（第１非常停止装置）、車載型受信端末３−１〜３−３、中継基地局４−１、４−２、統括基地局５、土砂や鉱石等の積荷を搬送する運搬車両（以下「ダンプトラック」という）１０−１〜１０−３、有人車両であるサービスカー２０、管制センター３０から構成される。管制センター３０には、運行管理システム３１、非常停止入力装置３２が設置されている。尚、ここで示す各装置の台数については、特に限定されない。例えば車載型受信端末や運搬車両は、１台構成であっても複数台構成であってもよく、車載型送信端末やサービスカーも、１台構成であっても複数台構成であってもよい。
【００１８】
また、図示していないが、ダンプトラック１０−１〜１０−３が自律走行するための自律走行システム、及び自律走行システムに必要な無線システムが、鉱山内の作業現場に設けられている。
【００１９】
携帯型送信端末１−１〜１−１１の構成は全て同じであるので、以下では携帯型送信端末１−１〜１−１１を区別することなく総称する場合は携帯型送信端末１と記載する。車載型受信端末３−１〜３−３、中継基地局４−１〜４−２についても、総称する場合はそれぞれ車載型受信端末３、中継基地局４と記載する。また、ダンプトラック１０−１〜１０−３の構成も全て同じであるので、総称する場合はダンプトラック１０と記載する。
【００２０】
ダンプトラック１０は、運転手が搭乗することなく、自律走行システムの管理に基づき無人で走行する自律走行車両である。これに限らず有人ダンプトラックに本実施形態の態様を適用しても構わない。ダンプトラック１０は、鉱山現場内であらかじめ設定された走行路を無人で走行し、走行路に沿って、採石場で土砂や鉱石の積込作業を行っているショベルと放土場との間を往復し、積荷を搬送する。尚、鉱山現場では、土砂や鉱石等の積荷を搬送するダンプトラック１０以外に、採石場で掘削及び積込作業を行うショベル、ドーザー等の有人車両及び有人のダンプトラックも走行する。
【００２１】
携帯型送信端末１は、鉱山現場内の作業者が常時所持することができる、携帯可能な携帯型装置であり、非常時に非常停止を指示する非常停止装置である。車載型送信端末２は、鉱山現場内をパトロールするサービスカー２０などの車両に搭載される車載型装置であり、サービスカー２０の運転手あるいは搭乗者が非常時に非常停止を指示する非常停止装置である。尚、ここで「非常時」とは、ダンプトラック１０を停止させる必要のある状況全般をいい、例えばダンプトラック１０同士が接触干渉する可能性のある状況や、作業者とダンプトラック１０とが接触干渉する可能性のある状況などである。
【００２２】
車載型受信端末３−１、３−２、３−３は、ダンプトラック１０−１、１０−２、１０−３にそれぞれ搭載された無線受信装置である。車載型受信端末３−１、３−２、３−３は、携帯型送信端末１もしくは車載型送信端末２から送信される、ダンプトラック１０−１、１０−２、１０−３の各車両を停止させるための非常停止信号を、送信元の端末から直接受信する。また車載型受信端末３は、中継基地局４あるいは統括基地局５を介して中継される非常停止信号を、間接的に受信する。車載型受信端末３−１、３−２、３−３が直接もしくは間接的に非常停止信号を受信すると、ダンプトラック１０−１、１０−２、１０−３は走行を停止する。
【００２３】
ダンプトラック１０に搭載される車載型受信端末３のアンテナは、電波の見通しのよい場所、例えばダンプトラック１０における運転室の上面前方に設置されることが望ましい。
【００２４】
携帯型送信端末１、車載型送信端末２は、現場内の走行路、積込場、放土場、駐機場などから、非常停止信号を送信することが可能となり、車載型受信端末３は、携帯型送信端末１、車載型送信端末２から送信される非常停止信号を直接もしくは間接的に受信することが可能となる。
【００２５】
各中継基地局４と統括基地局５は、ダンプトラック１０及びサービスカー２０などの有人車両が走行する走行路、積込場、放土場、駐機場などで無線通信が可能となる位置に設置されている。各中継基地局４と統括基地局５とは、中継基地局４−１、４−２、統括基地局５の相互で通信を行うため、無線回線で接続されており、携帯型送信端末１、車載型送信端末２から送信される非常停止信号を中継し、鉱山現場内のすべてのダンプトラック１０に対して、非常停止を指示することができる。これにより、いずれかの携帯型送信端末１もしくは車載型送信端末２から非常停止信号が発せられた場合、当該停止が必要なダンプトラック１０以外のダンプトラックも、すべて停止する。
【００２６】
管制センター３０に設置された非常停止入力装置３２と統括基地局５とは、有線回線３３で接続されている。非常停止入力装置３２は、オペレータの操作に従い、非常停止を指示する装置である。管制センター３０内のオペレータは、非常停止入力装置３２を用いて、統括基地局５経由ですべてのダンプトラック１０に対して非常停止を指示することが可能となる。尚、非常停止入力装置３２は、統括基地局５と接続しているものとして説明したが、中継基地局４と接続する構成であってもよい。
【００２７】
図２は、非常停止無線システム１０００で用いられる無線フレーム及びスロットを例示した図である。時分割多重化方式に従い所定の間隔（例えば１秒間隔）で区切られた無線フレームは、まず下り回線（ＤＬ）及び上り回線（ＵＬ）で２分割される。さらに上り回線（ＵＬ）は、携帯型送信端末１、車載型送信端末２の総数と同一あるいはそれより多く区切られたスロットから構成される。図２の例では、上り回線（ＵＬ）は２５６に分割され、２５６のスロットを有するものとする。
【００２８】
各携帯型送信端末１、各車載型送信端末２は、あらかじめ決められたスロットが割り当てられ、所定の間隔で通信機会が与えられるものとする。また、各スロット間は、各携帯型送信端末１、各車載型送信端末２間の伝搬遅延時間の差による干渉を防ぐために、ガードタイムと呼ばれる間隔が空けられている。
【００２９】
図２では、上り回線と下り回線を同一の周波数で通信するＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を例にして説明したが、もちろん、下り回線と上り回線を異なる周波数で通信するＦＤＤ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）でも構わない。
【００３０】
図３は、携帯型送信端末１の構成例を示した図である。携帯型送信端末１は、アンテナ１０１、無線装置１０２、コントローラ１０８、電源装置１０５、表示装置１０６、非常停止ボタン１０７を有する。また本実施形態では、コントローラ１０８は、アプリケーションプロセッサ１０４、ベースバンドプロセッサ１０３を含むものとするが、ベースバンドプロセッサ１０３の機能を無線装置１０２に持たせてもよい。
【００３１】
電源装置１０５は、バッテリ８１０、電圧変換器８１１などから構成されている。電源装置１０５は、バッテリ８１０から供給される電源を、電圧変換器８１１で必要な電圧に変換した後、携帯型送信端末１内の各部に対して供給する機能を持つ。
【００３２】
表示装置１０６は、ＬＥＤや液晶表示装置などから構成され、電源装置１０５とアプリケーションプロセッサ１０４に接続している。表示装置１０６は、電源の正常性、及び無線エリアの圏外判定結果を操作者に知らせるための機能を持つ。
【００３３】
非常停止ボタン１０７は、コントローラ１０８のアプリケーションプロセッサ１０４と接続しており、操作者が非常停止を指示するための操作用ボタンを含んでいる。本実施形態では、非常停止ボタン１０７は押下操作により操作者からの指示を検出する押しボタンとする。また非常停止ボタン１０７は、押下された場合にロックされ、これを解除しないかぎり押下され続ける機構を備えていることが望ましい。
【００３４】
コントローラ１０８のアプリケーションプロセッサ１０４は、表示装置１０６、非常停止ボタン１０７、ベースバンドプロセッサ１０３と接続しているマイクロコンピュータであり、演算処理装置であるＣＰＵ８０１、メインメモリやフラッシュメモリなどの記憶装置８０２を有している。本実施形態では、記憶装置８０２に記憶されているプログラムがＣＰＵ８０１で演算実行されることで、以降に説明する機能を実現するものとするが、一部もしくは全てが集積回路などで構成されていてもよい。
【００３５】
コントローラ１０８のベースバンドプロセッサ１０３は、集積回路などで構成されており、時分割多重化方式に従い他の装置と通信を行うユニットである。ベースバンドプロセッサ１０３は、規定の単位時間（例えば１秒）を複数に分割した各スロットのうち、自機に割り当てられたスロット（第１スロット）内で信号を出力する。ベースバンドプロセッサ１０３は、アプリケーションプロセッサ１０４からの制御に従い、自機に割り当てられたスロット内で信号を送信するように、無線装置１０２を制御する。
【００３６】
また本実施形態においては、非常停止ボタン１０７が操作され、アプリケーションプロセッサ１０４がこれを検出した場合、アプリケーションプロセッサ１０４は自機に割り当てられたスロット以外のスロット内でも、この非常停止ボタン１０７の操作に起因した非常停止信号が送信され続けるように、ベースバンドプロセッサ１０３を制御する。ベースバンドプロセッサ１０３は、この制御に従い、自機に割り当てられたスロット以外でも非常停止信号を送信するように、無線装置１０２を制御する。この動作の具体例については後述する。
【００３７】
またアプリケーションプロセッサ１０４は、上記に加え、電源装置１０５が正常に動作しているかの判定、及び各中継基地局４と統括基地局５とにより形成される無線エリアの中に在圏しているかどうかの圏外判定も行っている。
【００３８】
無線装置１０２は、ベースバンドプロセッサ１０３による制御に基づき、ベースバンドプロセッサ１０３から出力されたデータに対し、変調、周波数変換、フィルタリング、増幅等の処理を施して無線信号を生成する。無線装置１０２は、生成した無線信号をアンテナ１０１に送る。
【００３９】
ここで、非常停止無線システム１０００で用いられる通信プロトコルスタックについて説明した後に、改めて図３の構成について説明する。図４は、携帯型送信端末１、車載型送信端末２、車載型受信端末３、中継基地局４、統括基地局５の通信プロトコルスタックを例示した図である。
【００４０】
携帯型送信端末１、車載型送信端末２、車載型受信端末３、中継基地局４、統括基地局５は、無線通信レイヤ、安全通信レイヤ、アプリケーションレイヤのプロトコルスタックから構成されるデータを相互に送受信する。
【００４１】
無線通信レイヤは、無線通信として通信接続、通信維持を目的とした通信プロファイルが定義されており、これに基づいた無線通信機能を司るレイヤである。安全通信レイヤは、安全通信として機能安全を目的とした通信プロファイルが定義されており、これに基づいた安全通信機能を司るレイヤである。アプリケーションレイヤは、操作者とのユーザインタフェースを司るレイヤである。
【００４２】
携帯型送信端末１、車載型送信端末２、車載型受信端末３、中継基地局４、統括基地局５が各々と通信する際には、各々のレイヤ毎の通信プロファイルに基づいて、通信接続及び通信維持が図られる。例えば、携帯型送信端末１と中継基地局４が通信する場合、携帯型送信端末１の無線通信レイヤ１２１と中継基地局４の無線通信レイヤ４２１とは、相互に認識できるフォーマットを用いて通信接続を行う。携帯型送信端末１の安全通信レイヤ１２２と中継基地局４の安全通信レイヤ４２２も同様に、相互に認識できるフォーマットを用いて通信接続を行う。携帯型送信端末１のアプリケーションレイヤ１２３と中継基地局４のアプリケーションレイヤ４２３も同様であり、相互に認識できるフォーマットを用いて通信接続を行う。尚、送受信される対象データは、各レイヤを跨ぐごとにカプセル化され、またカプセル化の解除が行われる。
【００４３】
図３に示すコントローラ１０８のアプリケーションプロセッサ１０４は、図４のアプリケーションレイヤ１２３と安全通信レイヤ１２２で提供される機能を実施する。アプリケーションプロセッサ１０４は、アプリケーションレイヤ１２３の機能として、非常停止ボタン１０７が押されている場合は非常停止を指示する送信データを生成し、押されていない場合は確認応答のための送信データを生成する。アプリケーションプロセッサ１０４は、生成した送信データを下位層の安全通信レイヤ１２２に渡す。
【００４４】
アプリケーションプロセッサ１０４は、安全通信レイヤ１２２の機能として、アプリケーションレイヤ１２３から渡された確認応答用の送信データあるいは非常停止指示用の送信データに対し、後述の制御情報を付与する。この制御情報により、機能安全を目的とした通信プロファイルに基づいた送信処理が行われる。この送信処理は、例えば、データ破損、繰り返し、不正順序、欠落、遅延、挿入、なりすまし、宛先違いのいずれか、もしくは全ての脅威に対する安全方策を行う処理である。
【００４５】
図５は、安全通信レイヤ、無線通信レイヤのデータフォーマットの一例を示した図である。アプリケーションレイヤ１２３で生成された、非常停止を指示するための送信データ、あるいは確認応答のための送信データは、安全通信レイヤにおいてはＤＡＴＡ１２２３となる。ＤＡＴＡ１２２３として送られる送信データは、機能安全を目的とした安全方策として、通番１２２１、ＩＤ１２２２、セーフティコード１２２４が付与される。通番１２２１は、送信側の携帯型送信端末１や車載型送信端末２が自機内で管理している通し番号（シーケンス番号）である。ＩＤ１２２２は、送信側となる携帯型送信端末１及び車載型送信端末２を一意に識別するための識別信号である。セーフティコード１２２４は、上記のデータ破損、繰り返し、不正順序、欠落、遅延、挿入、なりすまし、宛先違いなどの脅威に対する安全方策を施すためのコードである。アプリケーションプロセッサ１０４は、これらの制御情報を付与して、安全通信送信データ１１３を生成し、これをベースバンドプロセッサ１０３に出力する。尚、図５における安全通信レイヤのデータフォーマットはあくまで一例であり、これに限定されない。
【００４６】
このような機能を提供するため、アプリケーションプロセッサ１０４には、機能安全に適したマイクロコンピュータを使用することが望ましく、ＳＩＬ（Ｓａｆｅｔｙ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｌｅｖｅｌ）などの安全規格を満たしたマイクロコンピュータであることが望ましい。
【００４７】
図３に示すコントローラ１０８のベースバンドプロセッサ１０３は、図４に示す無線通信レイヤ１２１の機能を持つ。ベースバンドプロセッサ１０３は、無線通信レイヤ１２１において、安全通信レイヤ１２２で生成された安全通信送信データ１１３に対し、無線通信接続、通信維持を目的とした通信プロファイルに基づいた処理を施す。
【００４８】
図５に示すように、無線通信レイヤ１２１において、安全通信送信データ１１３はＰＡＹＬＯＡＤ１２１３となり、通信の接続及び維持を目的としたＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｗｏｒｄ）、ＣＴＲＬ（Ｃｏｎｔｒｏｌ）、データ誤りを検出するＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）が付与されて無線通信送信データ１１１が生成される。図５における無線通信レイヤのデータフォーマットはあくまで一例であり、これに限定されない。
【００４９】
無線通信レイヤ１２１で生成された無線通信送信データ１１１は、あらかじめ決められた所定のスロットで送信されるようにタイミング調整された後、無線装置１０２に送られる。無線装置１０２は、無線通信送信データ１１１を、変調、周波数変換、フィルタリング、増幅等の処理を施して無線信号を生成し、生成した無線信号をアンテナ１０１に送る。
【００５０】
アンテナ１０１は、無線装置１０２で生成された無線信号を携帯型送信端末１、車載型送信端末２、車載型受信端末３、中継基地局４、統括基地局５に向けて放射する。また、アンテナ１０１は、携帯型送信端末１、車載型送信端末２、車載型受信端末３、中継基地局４、統括基地局５から送信される無線信号を受信し、無線装置１０２にこの無線信号を送る。
【００５１】
無線装置１０２は、アンテナ１０１から送られてきた無線信号を、増幅、フィルタリング、周波数変換、復調等の処理を施してベースバンド受信データ１１２を生成する。尚、ベースバンド受信データ１１２のデータフォーマットは図５の無線通信送信データ１１１と同じである。
【００５２】
コントローラ１０８のベースバンドプロセッサ１０３は、無線通信レイヤ１２１の機能として、無線装置１０２で生成されたベースバンド受信データ１１２をもとに、無線通信接続、通信維持を目的とした通信プロファイルに基づいた受信処理を施し、安全通信受信データ１１４を生成する。尚、安全通信受信データ１１４のデータフォーマットは、図５の安全通信送信データ１１３と同じである。また、無線通信接続、通信維持を目的とした通信プロファイルに基づいた受信処理とは、例えば、同期検出、同期維持、誤り検出等である。ベースバンドプロセッサ１０３は、これらを行った後、ベースバンド受信データ１１２内のＰＡＹＬＯＡＤ１２１３、すなわち安全通信受信データ１１４を抽出する。ベースバンドプロセッサ１０３は、生成した安全通信受信データ１１４を、アプリケーションプロセッサ１０４に出力する。
【００５３】
コントローラ１０８のアプリケーションプロセッサ１０４は、ベースバンドプロセッサ１０３で生成された安全通信受信データ１１４をもとに、安全通信として機能安全を目的とした通信プロファイルに基づいた受信処理を施す。アプリケーションプロセッサ１０４は、その後、安全通信受信データ１１４からＤＡＴＡ１２２３を生成する。ここで生成されたＤＡＴＡ１２２３が受信データであり、上記送信データと同様、非常停止を指示するためのデータ、あるいは確認応答のためのデータとなっている。
【００５４】
以上、携帯型送信端末１を例にして説明を行ったが、車載型送信端末２も同様である。
【００５５】
次に、本実施形態の特徴的な態様を説明する。通常時、携帯型送信端末１及び車載型送信端末２は、確認応答信号を、あらかじめ決められた該当スロットにて送信する。これは、各中継基地局４または統括基地局５から形成される無線エリアの中に在圏しているかどうかを判定するため、及び、携帯型送信端末１または車載型送信端末２が故障なく正常に動作しているかどうか判定する死活監視のために行われる。このように確認応答信号は、自機が通信可能であることを外部に示すための確認信号となっており、非常停止ボタン１０７が操作されていない状態の場合に、自機のスロットを用いて送信され続ける。
【００５６】
図６は、通常時の携帯型送信端末１−１から１−１１におけるスロットと送信タイミングを示した図である。図６に示すとおり、携帯型送信端末１−１から１−１１にはあらかじめ割り当てられたスロット、すなわちスロットＳ１であれば携帯型送信端末１−１、スロットＳ２であれば携帯型送信端末１−２、スロットＳ３であれば携帯型送信端末１−３が割り当てられる。
【００５７】
また通常時、携帯型送信端末１はあらかじめ割り当てられた該当スロットから確認応答信号を送信する。例えば携帯型送信端末１−１はスロットＳ１、携帯型送信端末１−２はスロットＳ２、携帯型送信端末１−３はスロットＳ３を用いて、確認応答信号を送信する。
【００５８】
図７は、非常時の携帯型送信端末１−１から１−１１におけるスロットと送信タイミングを示した図である。非常時、すなわち携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２で非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、あらかじめ割り当てられた該当スロットにて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止を指示する非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号の両信号を送信する。
【００５９】
本実施形態において、非常停止信号を送信した携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、該当スロットのみならず、次に続く他の携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２に割り当てられたスロットにおいても、非常停止信号を連続送信する。非常停止信号を入力したことを検出した他の携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、割り当てられた該当スロットにおいて、確認応答信号あるいは非常停止信号のいずれも送信しない。
【００６０】
図７を用いて詳しく説明する。ある無線フレームにおいて、携帯型送信端末１−１はあらかじめ割り当てられたスロットＳ１にて確認応答信号を送信し、携帯型送信端末１−２、１−３、１−４、１−５に関しても、それぞれあらかじめ割り当てられたスロットＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５にて確認応答信号を送信する。
【００６１】
ここで携帯型送信端末１−６で非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１−６は、あらかじめ割り当てられたスロットＳ６にて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【００６２】
携帯型送信端末１−６は、自機に割り当てられたスロットＳ６に引き続き、さらに、携帯型送信端末１−７に割り当てられたスロットＳ７、携帯型送信端末１−８に割り当てられたスロットＳ８、携帯型送信端末１−９に割り当てられたスロットＳ９などを用いて、連続して非常停止信号を送信し続ける。
【００６３】
このように連続したスロットで密に連続送信することは、高速で移動するダンプトラックでの移動フェージング環境に対して、大きな効果が得られる。
【００６４】
ここで、携帯型送信端末１−７、１−８、１−９、１−１１は携帯型送信端末１−６の近傍に位置し、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できるものとし、携帯型送信端末１−１０は携帯型送信端末１−６から遠方にある、あるいは遮蔽物などにより非常停止信号を受信できないものと仮定する。
【００６５】
携帯型送信端末１−６の近傍に位置する携帯型送信端末１−７、１−８、１−９、１−１１は、スロットＳ６にて携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信すると、自機に割り当てられた該当スロットＳ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１１では、確認応答信号、あるいは非常停止信号のいずれも送信しない。これは、鉱山現場内の無線エリアにおいて同一タイミングで複数の携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２が送信した場合に引き起こされる電波干渉を防ぐ効果がある。
【００６６】
一方、携帯型送信端末１−６の遠方に位置する、あるいは遮蔽物などにより携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できなかった携帯型送信端末１−１０は、割り当てられた該当スロットＳ１０において、確認応答信号を送信する。あるいは携帯型送信端末１−１０の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１−１０は、割り当てられた該当スロットＳ１０において非常停止信号、または確認応答信号と非常停止信号とを送信する。
【００６７】
これは鉱山現場内の無線エリアにおいて同一タイミングで携帯型送信端末１−６と１−１０とが送信されることとなるが、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できない場所に位置する携帯型送信端末１−１０の送信信号が干渉を起こす可能性は非常に小さい。
【００６８】
本実施形態では、このように、通常時においては確認応答用の送信データが自機の１スロット内に格納されて送信される。そして非常時には、確認応答用の送信データから非常停止指示用の送信データに切り替えられ、非常停止指示用の送信データが１つのスロット内に格納され、送信される。以降、他スロットも用いて非常停止指示用のデータが送信され続ける。
【００６９】
次に図８のフローチャートを使って携帯型送信端末１の動作を詳しく説明する。図８のフローチャートは、ある所定の時間(例えば１秒)単位で実施されるものとする。
【００７０】
携帯型送信端末１のアンテナ１０１は、無線信号を受信し（Ｓ００１）、ベースバンドプロセッサ１０３は、無線通信レイヤ１２１にて無線通信として必要な受信処理を施す（Ｓ００２）。そしてアプリケーションプロセッサ１０４は、安全通信レイヤ１２２にて機能安全として必要な受信処理を施す（Ｓ００３）。
【００７１】
アプリケーションプロセッサ１０４は、アプリケーションレイヤ１２３にて、安全通信レイヤ１２２からの出力である安全性が確認された後の受信データが、非常停止を指示する信号であるかを判定する（Ｓ００４）。非常停止を指示する信号でない場合（Ｓ００４：Ｎｏ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、アプリケーションレイヤ１２３にて、非常停止ボタン１０７が押下されているかを判定する（Ｓ００５）。
【００７２】
非常停止ボタン１０７が押されていないと判定する場合（Ｓ００５：Ｎｏ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、アプリケーションレイヤ１２３にて確認応答のための送信データを生成し（Ｓ００６）、安全通信レイヤ１２２にて機能安全として必要な送信処理を施して出力する（Ｓ００７）。ベースバンドプロセッサ１０３は、これを入力して無線通信レイヤ１２１にて無線通信として必要な送信処理を施し、そして無線装置１０２に出力する（Ｓ００８）。無線装置１０２は、これを入力して、変調、周波数変換、フィルタリング、増幅等の処理を施してアンテナ１０１から確認応答信号を出力する（Ｓ００９）。
【００７３】
一方、Ｓ００５で非常停止ボタン１０７が押されたと判定した場合（Ｓ００５：Ｙｅｓ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、アプリケーションレイヤ１２３にて非常停止を指示するための送信データを生成し（Ｓ０１０）、安全通信レイヤ１２２にて機能安全として必要な送信処理を施す（Ｓ０１１）。その後、ベースバンドプロセッサ１０３が無線通信として必要な送信処理を施し（Ｓ０１２）、無線装置１０２が変調などの処理を行いアンテナ１０１を介して非常停止信号を出力する（Ｓ０１３）。
【００７４】
このＳ０１３の終了後、Ｓ００５にループすることで、非常停止ボタン１０７が押下されている間は、自機のスロットとは異なるスロットも用いて、連続して非常停止信号が送信されることとなる（Ｓ０１３からＳ００５へのループ）。また、非常停止ボタン１０７が解除されれば（Ｓ００５：Ｎｏ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、非常停止信号を停波するように無線出力を制御し、確認応答信号を出力するように制御する（Ｓ００６〜Ｓ００９）。
【００７５】
またＳ００４で、受信した信号が非常停止を指示する信号である場合（Ｓ００４：Ｙｅｓ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、無線信号を停波するように出力制御する（Ｓ０１５）。これにより、確認応答信号あるいは非常停止信号のいずれも送信されない。
【００７６】
尚、本実施形態では、非常停止信号を送信する際、連続したスロットを用いて密に連続送信するものとしている。この実装以外にも、移動フェージング環境についての効果は低減するが、他のスロットで送信する場合は１つ置きや２つ置きずつ送信する、などと実装してもよい。すなわち、他のスロットを用いて非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する実装であればよい。
【００７７】
また、非常停止信号を送信する際、確認応答信号の出力強度よりも電波の出力を高めて、より遠方まで送信する実装であってもよい。
【００７８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係わる非常停止無線システム１０００について、図面を参照しながら説明する。第２実施形態に係わる非常停止無線システム１０００の概略構成（図１）、無線フレーム（図２）、携帯型送信端末１の構成（図３）、通信プロトコルスタック（図４）、無線通信レイヤと安全通信レイヤのデータフォーマット（図５）に関しては、第１実施形態のものと変わらないため、説明を省略する。
【００７９】
第２実施形態の特徴を以下に詳しく述べる。通常時、上記図６を用いて説明したとおり、携帯型送信端末１及び車載型送信端末２は、各中継基地局４及び統括基地局５から形成される無線エリアの中に在圏しているかどうかを判定するため、また携帯型送信端末１及び車載型送信端末２が故障なく正常に動作しているかどうか判定するための確認信号を、あらかじめ決められた該当スロットにて送信している（図６参照）。
【００８０】
図９は、第２実施形態における非常時の携帯型送信端末１−１から１−１１のスロットと送信タイミングを示した図である。非常時、すなわち携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、あらかじめ割り当てられた該当スロットにて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止を指示する非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号の両信号を送信する。
【００８１】
第２実施形態では、非常停止信号を送信した携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、該当スロットでのみ非常停止信号を送信する。そして非常停止信号を受信した他の携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、割り当てられた自身のスロットにおいて、この非常停止信号に起因した非常停止信号を送信（中継）する。第２実施形態は、この点が特徴となっている。
【００８２】
図９を用いて詳しく説明する。ある無線フレームにおいて、携帯型送信端末１−１はあらかじめ割り当てられたスロットＳ１にて確認応答信号を送信し、携帯型送信端末１−２、１−３、１−４、１−５も、それぞれあらかじめ割り当てられたスロットＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５にて確認応答信号を送信する。
【００８３】
ここで携帯型送信端末１−６の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１−６は、あらかじめ割り当てられたスロットＳ６にて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【００８４】
ここで、携帯型送信端末１−７、１−８、１−９は携帯型送信端末１−６の近傍に位置し、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できるものとする。また携帯型送信端末１−１０は、携帯型送信端末１−６から遠方にある、あるいは遮蔽物などにより非常停止信号を受信できないものと仮定する。携帯型送信端末１−１１についても、携帯型送信端末１−６から直接的に非常停止信号を受信できないものと仮定する。
【００８５】
携帯型送信端末１−６の近傍に位置する携帯型送信端末１−７、１−８、１−９は、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信すると、割り当てられた該当スロットＳ７、Ｓ８、Ｓ９において非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。これにより、現場内においては非常停止信号が連続して送信されることになるため、第１実施形態と同様にサイトダイバーシチの効果がある。
【００８６】
一方、携帯型送信端末１−６の遠方に位置する、あるいは遮蔽物等により携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できなかった携帯型送信端末１−１０は、割り当てられた該当スロットＳ１０において確認応答信号を送信する。あるいは携帯型送信端末１−１０の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１−１０は非常停止信号、または確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【００８７】
尚、携帯型送信端末１−１１は、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を直接受信できなくても、例えば携帯型送信端末１−９が送信した非常停止信号を受信すると、割り当てられた該当スロットＳ１１において非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【００８８】
次に図１０のフローチャートを使って、第２実施形態における携帯型送信端末１の動作を説明する。図１０のフローチャートは、ある所定の時間(例えば１秒)単位で実施されるものとする。
【００８９】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、第１実施形態のＳ００１〜Ｓ００４と同様である（図８参照）。第２実施形態では、Ｓ１０４において非常停止信号を受信した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、非常停止信号を生成する処理を行う（Ｓ１１０）。そして、上記第１実施形態のＳ０１１、Ｓ０１２の動作と同様に、安全通信レイヤ、無線通信レイヤで適切な処理が施され（Ｓ１１１、Ｓ１１２）、非常停止信号がアンテナ１０１から出力される（Ｓ１１３）。
【００９０】
また一方、確認応答信号を受信した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、Ｓ１０５〜Ｓ１０９の処理を行うが、これらは第１実施形態のＳ００５〜Ｓ００９と同様であるため、説明を割愛する（図８参照）。
【００９１】
第２実施形態では、ある携帯型送信端末１（図９の例では携帯型送信端末１−６）から出力された非常停止信号が、他の携帯型送信端末１からも出力される実装例について説明した。このように、他の携帯型送信端末１にも伝播して非常停止信号が出力されることから、同じ携帯型送信端末１から連続送信する第１実施形態に比べ、非常停止信号の送信範囲を広げることができる。
【００９２】
第１、第２実施形態ともに、主に携帯型送信端末１について説明したが、車載型送信端末２にも、第１、第２実施形態の態様が適用される。
【００９３】
また中継基地局４は、図４に示したように携帯型送信端末１と同じ通信プロトコルスタックで動作し、非常停止ボタン１０７がないことだけが構成の違いである。そして統括基地局５は、図４に示したように携帯型送信端末１と同じ通信プロトコルスタックで動作し、非常停止ボタン１０７の替わりに管制センター３０に設置してある非常停止入力装置３２が有線回線３３で接続される構成である。これら中継基地局４、統括基地局５についても第１、第２実施形態の態様は適用され得る。
【００９４】
また、上記第２実施形態において、非常停止信号を受信した携帯型送信端末１もしくは車載型送信端末２は、図５に示すＩＤ１２２２を自機のものに付け替えて送信してもよいし、ＩＤ１２２２を替えずに送信してもよい。もしくは、中継の際に自機のＩＤをＩＤ１２２２に追記していく実装でもよい。ＩＤを追記していく場合、後に、どの携帯型送信端末１もしくは車載型送信端末２の非常停止ボタン１０７が押されたのか、どの経路で伝播されたのかを追跡することが可能となる。尚、ＩＤ１２２２を付け替える、もしくは追記する場合、セーフティコード１２２４やＣＲＣ１２１４は、必要に応じて更新される。
【００９５】
（第３実施形態）
携帯型送信端末１の電力供給源は、自機内に備えられたバッテリ８１０であり、１回の充電での使用時間を長くするため消費電力を極力抑える実装が望まれる。一方、車載型送信端末２は、車両から電力を得ることが可能であるため、消費電力をあまり気にせずに電波出力強度を強めに設定することにより安定して通信ができるため、運搬車両を安定して停止させることができる。また、電波出力強度が同じであったとしても、車載型送信端末２は携帯型送信端末１と比べて、一般的にアンテナ特性に優れており安定して通信ができるため、運搬車両を安定して停止させることができる。
【００９６】
第３実施形態では、上記第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせることで、運搬車両を安定して停止させることができる実装例について説明する。尚、第３実施形態に係わる非常停止無線システム１０００の概略構成（図１）、無線フレーム（図２）、携帯型送信端末１の構成（図３）、通信プロトコルスタック（図４）、無線通信レイヤと安全通信レイヤのデータフォーマット（図５）、通常時の送信タイミング（図６）に関しては、第１実施形態のものと変わらないため、説明を省略する。
【００９７】
第３実施形態の特徴を以下に詳しく述べる。図１１は、第３実施形態における非常時の送信タイミングを例示した図である。非常時、すなわち携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、あらかじめ割り当てられた該当スロットにて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止を指示する非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【００９８】
第３実施形態では、携帯型送信端末１が非常停止信号を受信した場合、第２実施形態で説明した動作により、割り当てられた自身のスロットにおいて、確認応答信号に替えて非常停止信号を送信する。一方、車載型送信端末２が非常停止信号を受信した場合、第１実施形態で説明した動作により、自らが他のスロットを用いて非常停止信号を送信し続ける。車載型送信端末２が非常停止信号を送信し続けている間、これを受信した他の携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２は、電波干渉を避けるため、非常停止信号あるいは確認応答信号のいずれも送信せずに停波する。
【００９９】
図１１を用いて具体的に説明する。ある無線フレームにおいて、携帯型送信端末１−１は、あらかじめ割り当てられたスロットＳ１にて確認応答信号を送信し、携帯型送信端末１−２、１−３、１−４、１−５も、それぞれあらかじめ割り当てられたスロットＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５にて確認応答信号を送信する。
【０１００】
ここで携帯型送信端末１−６の非常停止ボタン１０７が押された場合、携帯型送信端末１−６は、あらかじめ割り当てられたスロットＳ６にて確認応答信号を送信する代わりに、非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【０１０１】
携帯型送信端末１−７、１−８、及び車載型送信端末２−１は、携帯型送信端末１−６の近傍に位置し、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信できるものとする。
【０１０２】
携帯型送信端末１−６の近傍に位置する携帯型送信端末１−７、１−８は、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信すると、第２実施形態と同様に、割り当てられた該当スロットＳ７、Ｓ８において非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信する。
【０１０３】
一方、携帯型送信端末１−６の非常停止信号を受信した車載型送信端末２−１は、あらかじめ割り当てられたスロットＳ９以降、他のスロットも用いて自機のＩＤを付与した非常停止信号を送出し続ける。
【０１０４】
携帯型送信端末１−１０、１−１１は、たとえスロットＳ６で携帯型送信端末１−６から送信される非常停止信号を受信できたとしても、その後車載型送信端末２のＩＤが付与された非常停止信号を受信すると、電波干渉を回避するために停波する。図１１の例では、携帯型送信端末１−１０、１−１１は、スロット６以降のスロット９で、車載型送信端末２−１からの非常停止信号（車載型送信端末２のＩＤが付与された非常停止信号）を受信するため、非常停止信号、あるいは確認応答信号及び非常停止信号を送信しない。
【０１０５】
図１２は、第３実施形態の動作例を示すフローチャートである。ここでは、携帯型送信端末１の動作として説明するが、車載型送信端末２−１も同様の動作となる。図１２のフローチャートは、第１、第２実施形態と同様に、ある所定の時間(例えば１秒)単位で実施されるものとする。
【０１０６】
尚、第３実施形態では、信号を受信した際に当該信号の送信元端末が携帯型であるか車載型であるかを判別するための種別判定情報が、事前にアプリケーションプロセッサ１０４の記憶装置８０２に記憶されているものとする。例えば第３実施形態では、携帯型送信端末１−１〜１−１１および車載型送信端末２−１にそれぞれ付与されているＩＤと、携帯型であるか車載型であるかの種別を示す情報とが対応付けられたテーブルが、種別判定情報として事前に記憶装置８０２に記憶されている。また、自機が携帯型であるか車載型であるかを特定するための自機種別情報も、記憶装置８０２に記憶されているものとする。
【０１０７】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、第１実施形態のＳ００１〜Ｓ００４と同様である（図８参照）。第３実施形態では、Ｓ２０４において非常停止信号を受信した場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、受信した信号の中のＩＤ１２２２と上記の種別判定情報とを用いることで、当該信号が車載型送信端末２から送信された信号であるか否かを判定する（Ｓ２２１）。車載型送信端末２からの信号である場合（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、電波干渉を避けるため、非常停止信号あるいは確認応答信号のいずれも送信せずに停波させる（Ｓ２１５）。
【０１０８】
一方、車載型送信端末２からの信号でない場合（Ｓ２２１：Ｎｏ）、アプリケーションプロセッサ１０４は、非常停止信号を生成する処理を行う（Ｓ２１０）。そして、上記第１実施形態のＳ０１１、Ｓ０１２の動作と同様に、安全通信レイヤ、無線通信レイヤにおいて適切な処理が施され（Ｓ２１１、Ｓ２１２）、非常停止信号がアンテナ１０１から出力される（Ｓ２１３）。
【０１０９】
アプリケーションプロセッサ１０４は、記憶装置８０２に記憶されている、上記の自機種別情報を用いることで、自機が車載型送信端末２であるかを判定する（Ｓ２２２）。自機が車載型送信端末２である場合（Ｓ２２２：Ｙｅｓ）、Ｓ２０５以降の動作を行う。これは、第１実施形態（図８）のＳ０１３からＳ００５へのループ処理と同様の動作である。この動作により、自機が車載型送信端末２の場合は他のスロットを用いて非常停止信号を送信し続ける。
【０１１０】
尚、Ｓ２０４からＳ２０５に処理が進む場合と、Ｓ２２２からＳ２０５に処理が進む場合とでは、Ｓ２０５の判定動作が異なる。Ｓ２０４からＳ２０５に処理が進む場合のＳ２０５は、自機の非常停止ボタン１０７が押下されたか（押下され続けているか）の判定となる。一方、Ｓ２２２からＳ２０５に処理が進む場合のＳ２０５は、自機ではなく、非常停止信号の送信源となる端末の非常停止ボタン１０７が押下され続けているかの判定となる。この判定は、例えば図１１おけるスロット６が非常停止信号から確認応答信号に変わったかを判定することで、行うことができる。
【０１１１】
Ｓ２２２において、自機が車載型送信端末２でない場合（Ｓ２２１：Ｎｏ）、終了となる。これは、第２実施形態のＳ１１３（図１０参照）のように、非常停止信号を送信した後は終了する動作と同じである。このように終了することで、自機が携帯型送信端末１の場合には、第２実施形態と同様の動作、すなわち自らに割り当てられたスロットのみを用いて、非常停止信号を送信する動作となる。
【０１１２】
尚、Ｓ２０６〜Ｓ２０９の確認応答信号の送信処理については、第１実施形態のＳ００６〜Ｓ００９と同様であるため、説明を割愛する。
【０１１３】
図１２のフローチャートのように動作制御するプログラムを作成することで、携帯型送信端末１、車載型送信端末２のいずれにも同じプログラムを導入することが可能となる。尚、携帯型送信端末１用のプログラム、車載型送信端末２用のプログラムを個別に作成し、携帯型送信端末１、車載型送信端末２にそれぞれ導入する実装でもよい。
【０１１４】
第３実施形態の態様を適用することで、運搬車両を安定して停止させることができる車載型送信端末２から他のスロットを用いて非常停止信号を送信し続けることにより、運搬車両を安定して停止させることができる。
【０１１５】
また、車載型送信端末２が車両（例えばサービスカー２０）からの供給電力により動作する場合、車載型送信端末２の電波強度を強めに設定することで、たとえ携帯型送信端末１の電波強度を弱めに設定しても、非常停止信号の電波送出範囲を確保することができる。すなわち、携帯型送信端末１の電波強度を弱めるように調整することができ、携帯型送信端末１のバッテリ８１０の消費をさらに抑えることができる。
【０１１６】
ここで、非常停止信号を停波させ、通常に戻すことについて言及する。非常停止信号停波の手段として、例えば、図１で示す管制センター３０に設置された非常停止入力装置３２に非常停止信号を解除（停波）する機能を持たせる。管制センター３０のオペレータは、安全性について確認が取れ次第、非常停止入力装置３２に対して所定の操作を行う。非常停止入力装置３２は、非常停止信号の送信を停止させるための復旧信号を、統括基地局５を介して作業現場内に送信する。携帯型送信端末１のアプリケーションプロセッサ１０４は、復旧信号を受信すると、非常停止信号の送信を停止する。このように、統括基地局５経由ですべての携帯型送信端末１あるいは車載型送信端末２に対して復旧信号を送信する。これにより、非常停止信号を停波することが可能となる。このような通常業務に復旧させる動作は、第１〜第３実施形態のいずれにも適用可能である。
【０１１７】
上記第１〜第３実施形態において、変調方式には制限はなく、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）などの周波数変調方式、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）などの位相変調方式、スペクトル拡散変調方式、周波数ホッピング方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｅｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式すべてに適用可能である。
【０１１８】
尚、上記第１〜第３実施形態では、図５に示すように、データ誤りの検出のみを行い、訂正を行わないＣＲＣを採用し、データの検証を行う。これにより、誤り訂正を実施する構成よりも、回路規模を小さくし、信号処理量を抑えることができる。また、図５に示す例えば通番、ＩＤなどの各フィールドサイズは、調整することができ、例えばそれぞれ数バイトずつの小サイズとすることができる。例えば、端末が２５６台以下の場合はＩＤのフィールドは１バイト（＝２５６）で済み、通番については、半日（４３２００秒）程度で数値を巡回させることが許容される場合は２バイト（＝６５５３６）で済む。上記第１〜第３実施形態のように、付与する制御コード（ヘッダやフッタ）のサイズを小さくし、制御コードの種別を減らして簡素な構成とすることで、１回で送信可能な情報量を削減することができ、またガードタイムを長めに設けることも可能となる。
【０１１９】
また本実施形態の場合、図５に示すＤＡＴＡ１２２３に入る情報（コンテンツ）は、少なくとも非常停止であるか確認応答であるかを判別可能な情報であればよいため、１ビット〜数ビット（処理上は１バイト）程度あれば、要件を満たす。このような小サイズのＤＡＴＡ１２２３を送受信するのに際し、制御コードが大きなサイズでは、コンテンツデータに対する伝送効率が低減する。本実施形態では、制御コードのサイズを小さくすることで、コンテンツデータに対する伝送効率の低減を緩和することができる。
【０１２０】
尚、第１〜第３実施形態ともに鉱山現場のダンプトラックを例にして実施形態を説明したが、鉱山のダンプトラックに限らず、建設現場の建設機械、及び、各産業分野における産業機械に適用可能である。
【０１２１】
以上に詳説したように、本実施形態によって、自律走行する運搬車両の不必要な停止動作を回避しつつ、非常時には、高速移動する運搬車両を、応答遅延を最小限としつつ通信の安定性を維持して遠隔から停止させることができる。
【０１２２】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１：携帯型送信端末（第２非常停止装置）
２：車載型送信端末（第１非常停止装置）
３：車載型受信端末
４：中継基地局
５：統括基地局
１０：ダンプトラック
２０：サービスカー
３０：管制センター
３１：運行管理システム
３２：非常停止入力装置
１０２：無線装置
１０３：ベースバンドプロセッサ
１０４：アプリケーションプロセッサ
１０５：電源装置
１０６：表示装置
１０７：非常停止ボタン
１０８：コントローラ
１０００：非常停止無線システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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