(57)【要約】【課題】ある作業車両の作業完了まで他の作業車両の進入を防止する技術を提供する。【解決手段】作業車両は、作業部位センサから作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、自車両の識別情報に対応付けられた後工程車両の識別情報を取得し、位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を作業領域として作成し、作業領域を示したエリア座標と、後工程車両の識別情報とを対応付けて記憶するとともに、これを他車両とも同期する設定処理を実行し、また、自車両の現在位置と、記憶しているエリア座標とを比較して、自車両がいずれかの作業領域に接近しているかを判定し、該当するエリア座標と対応している後工程車両の識別情報が、自車両のものでない場合、警報装置に発報指令を出力する警報処理を実行する。【選択図】図３
2020086779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の作業部位が動作したかを検出する作業部位センサと、
自車両の位置を検出する位置センサと、
他車両との間でデータの通信を行う通信装置と、
作業内容に応じてあらかじめ定められた自車両及び他車両の識別情報を記憶している記憶装置と、
警報装置と、
あらかじめ定められた複数の作業内容間の時系列順に基づいて、第１車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両である第２車両を特定して、自車両と他車両との間で共有する設定処理と、自車両が前記第１及び第２車両でない場合に前記作業領域に接近すると前記警報装置を発報させる警報処理とを行う車載コントローラと、
を有する作業車両であって、
前記記憶装置は、前記車載コントローラにより特定された、前記第１車両の識別情報と当該第１車両が行った作業の次に作業を行う第２車両の識別情報とを記憶し、
前記車載コントローラは、
前記作業部位センサから前記作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を取得し、
第２車両の識別情報を、前記記憶装置から取得し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を、前記作業領域として作成し、
前記作業領域を示したエリア座標と、前記第２車両の識別情報とを対応付けて、前記記憶装置に記憶するとともに、他車両でも記憶されるように、前記通信装置を介して他車両に送信する、前記設定処理を実行し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置と、前記記憶装置に記憶されている前記エリア座標とを比較して、自車両がいずれかの作業領域に接近しているかを判定し、
接近してると判定されたエリア座標と対応している第２車両の識別情報が、自車両のものでない場合、前記警報装置に発報指令を出力する、前記警報処理を実行する、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両において、
さらに、前記作業車両の速度を検出する速度センサを有し、
前記車載コントローラは、前記警報処理において、前記速度センサが検出した現在速度を取得し、この速度と現在位置とに基づき、到達予測時刻として設定される時間後の自車両が、前記作業領域内に位置するかを判定することで、前記作業領域に接近しているかの判定を行う、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項３】
請求項１に記載の作業車両において、
前記車載コントローラは、さらに、前記設定処理において、前記エリア座標内と自車両の識別情報とを対応付けて前記記憶装置に記憶しておき、自車両が前記作業領域から退出したときに、当該対応付けを消去し、
前記警報処理において、前記自車両の識別情報と対応付けられたエリア座標に自車両がいる場合、前記警報装置に発報指令を出力しない、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項４】
請求項１に記載の作業車両において、
自車両が後工程車両である場合、
前記車載コントローラは、
自車両が前記作業領域内に位置しているかを、自車両の前記位置センサで検出された現在位置に基づき判定し、
当該作業領域から自車両が退出してからエリア消去時間の経過した後に、当該作業領域を示したエリア座標と自車両の識別情報とが対応付けられたデータを、自車両の前記記憶装置から削除するとともに、他車両でも削除されるように、前記通信装置を介して他車両に送信する、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項５】
作業車両から区間要求メッセージを受信すると、当該作業車両の次の走行区間を返信することで、作業車両の走行および停止の制御を行う管制サーバと、
前記管制サーバから次の走行区間を受信すると当該走行区間を自律走行し、次の走行区間を受信しない場合は走行を停止する、複数の作業車両と、
を有する作業エリア管理システムであって、
前記作業車両のそれぞれは、
自車両の作業部位が動作したかを検出する作業部位センサと、
自車両の位置を少なくとも検出する位置センサと、
前記管制サーバとの間でデータの通信を行う通信装置と、
車両の識別情報と、当該車両が行った作業の次に作業を行う後工程車両の識別情報とを、車両ごとに対応付けて記憶している記憶装置と、
警報装置と、
自車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両を特定して、前記管制サーバに送信する処理を行う車載コントローラと、
を有し、
前記車載コントローラは、
前記作業部位センサから前記作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を取得し、
自車両の識別情報に対応付けられた後工程車両の識別情報を、前記記憶装置から取得し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を、前記作業領域として作成し、
前記作業領域を示したエリア座標と、前記後工程車両の識別情報とを対応付けて、前記記憶装置に記憶するとともに、前記通信装置を介して前記管制サーバに送信する処理を実行し、
前記管制サーバは、
前記エリア座標と前記後工程車両の識別情報とを受信して、これらを対応付けて記憶装置に記憶しておき、
区間要求メッセージを作業車両から受信すると、当該作業車両に返信すべき走行区間が、前記記憶装置に記憶されているエリア座標のいずれかと干渉しているかを判定し、
干渉していると判定すると、当該エリア座標に対応付けられている後工程車両の識別情報と送信元の作業車両の識別情報とを比較し、
これらが異なる場合、当該走行区間を返信しない、
ことを特徴とする作業エリア管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱山または建設現場などで作業車両が走行・作業する作業現場において、作業車両の進入を防止する領域を設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山では、ショベル、ダンプトラック、ドーザなどの作業車両が、土砂の掘削、土砂の搬送・放土、路面の整地、建設作業など、車種毎に割り当てられた作業を行う。特に放土場や積込場では、ダンプトラックが放土した後、あるいはショベルが掘削作業をした後に、ドーザが当該地点の整地作業をするなど、作業車両が入れ替わりながら、連携して高密度に作業を行う必要がある。このような状況においては、各作業車両のオペレータ同士が互いに無線でコミュニケーションを取り合うことで、接触を回避しているが、オペレータの不注意、コミュニケーション不足、時間帯や天候による視界不良などにより、作業車両が安全性を欠いた動きや効率的でない動きをすることもある。
【０００３】
作業車両同士の接触を防ぐための工夫が、様々な先行文献において開示されている。特許文献１に示す例では、作業車両の位置情報に基づき当該車両を包囲する他車両の進入禁止領域を設定し、異常監視部により通信状態や位置検出状態の異常が検出された時に、進入禁止領域を拡大する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０３０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
作業車両が安全かつ効率的に作業を行うためには、作業すべき範囲を適切に確保する必要がある。上記特許文献１に示す方法では、作業車両同士の接触を回避するため、作業車両の位置を基準にその周囲を進入禁止領域としている。
【０００６】
また一方で、ドーザの主な作業は、上記のとおりショベルやダンプトラックなど他の作業車両が行った後の整地作業である。この整地作業は、ショベルやダンプトラックなどが今現在作業を行った後の周囲領域内で行われる。
【０００７】
特許文献１の開示技術では、ドーザの位置を基準にしてその周囲を進入禁止領域とすることができるが、ドーザがこれから作業を行う領域（上記のショベルなどの作業車両が作業を行った後の領域）に対しては、進入禁止領域としない。よって、ドーザ以外の他の作業車両が当該領域に進入すると、これから行われるドーザの作業の妨げとなり、作業効率が低下する可能性がある。また当該領域では、作業車両同士の接近や接触が増す可能性もある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みたものであり、ある作業車両が作業すべき範囲を適切に設定し、作業完了まで他の作業車両の進入を防止する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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る作業車両は、自車両の作業部位が動作したかを検出する作業部位センサと、自車両の位置を検出する位置センサと、他車両との間でデータの通信を行う通信装置と、作業内容に応じてあらかじめ定められた自車両及び他車両の識別情報を記憶している記憶装置と、警報装置と、あらかじめ定められた複数の作業内容間の時系列順に基づいて、第１車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両である第２車両を特定して、自車両と他車両との間で共有する設定処理と、自車両が前記第１及び第２車両でない場合に前記作業領域に接近すると前記警報装置を発報させる警報処理とを行う車載コントローラと、を有する作業車両であって、前記記憶装置は、前記車載コントローラにより特定された、前記第１車両の識別情報と当該第１車両が行った作業の次に作業を行う第２車両の識別情報とを記憶し、前記車載コントローラは、前記作業部位センサから前記作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を取得し、第２車両の識別情報を、前記記憶装置から取得し、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を、前記作業領域として作成し、前記作業領域を示したエリア座標と、前記第２車両の識別情報とを対応付けて、前記記憶装置に記憶するとともに、他車両でも記憶されるように、前記通信装置を介して他車両に送信する、前記設定処理を実行し、前記位置センサで検出された自車両の現在位置と、前記記憶装置に記憶されている前記エリア座標とを比較して、自車両がいずれかの作業領域に接近しているかを判定し、接近してると判定されたエリア座標と対応している第２車両の識別情報が、自車両のものでない場合、前記警報装置に発報指令を出力する、前記警報処理を実行する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
ある車両が前工程の作業を行った後に、後工程の作業を行う別の車両のみを進入可能と設定した作業領域を適切に設定することができる。また、自車両が進入可能として設定されていない作業領域への進入が予測された場合、警報を出力することで、作業に関係のない車両の当該作業領域への進入を防止することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、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】
【００１１】
【図１】実施形態の概略構成を例示する図である。
【図２】実施形態の作業車両のハードウェア構成を例示する図である。
【図３】第１実施形態の作業車両の機能ブロックを例示する図である。
【図４】第１実施形態で使用されるデータ構成を例示する図である。
【図５】第１実施形態のダンプトラックによる作業エリアの生成を説明する図である。
【図６】第１実施形態の作業エリア管理部の作業エリア設定処理を例示するフローチャートである。
【図７】作業エリアへ進入しようとする車両への警報出力を説明する図である。
【図８】第１実施形態の進入可否判定部の警報処理を例示するフローチャートである。
【図９】第１実施形態の作業エリアの登録解除の処理を例示するフローチャートである。
【図１０】第２実施形態のショベルによる作業エリアの生成を説明する図である。
【図１１】第２実施形態のショベルにおける作業エリア管理部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第３実施形態の作業エリア管理システムの機能ブロックを例示する図である。
【図１３】ダンプトラックの自律走行指示を行うためのデータ構成を例示する図である。
【図１４】第３実施形態の管制制御部の走行許可区間設定に関する処理を例示するフローチャートである。
【図１５】放土場において自律走行するダンプトラックの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、特に明示した場合およ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、特に明示した場合およ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。
【００１３】
以下、図面などを用いて、実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本実施形態に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本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ものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、実施形態の態様を建設現場に適用させる場合の概略構成を説明する図である。図１に示す作業エリア管理システム１００は、ショベル１０と、ダンプトラック２０と、ドーザ９０とを有し、これらが無線通信回線４０を介して互いに通信接続して構成される。ショベル１０は、鉱山などの採石場において、積込場６１で掘削および積込作業を行う。ダンプトラック２０は、ショベル１０から積み込まれた土砂や鉱石などの積荷を、搬送路６０を走行して搬送し、放土場６２に放土する。ドーザ９０は、積込場６１や放土場６２においてショベル１０やダンプトラック２０が作業した後の整地作業を行う。ショベル１０、ダンプトラック２０、ドーザ９０は、それぞれ１台もしくは複数台の構成とし、適所に配置されているものとする。また以下においては、ショベル１０、ダンプトラック２０、ドーザ９０などの作業を行う車両をまとめて作業車両もしくは単に車両と呼称する。
【００１５】
図２は、ダンプトラック２０のハードウェア構成を示す図である。図２ではダンプトラック２０を例に挙げて構成を説明するが、本構成はショベル１０およびドーザ９０も同様である。作業エリア管理システム１００は、これらの作業車両のうち少なくとも２つ以上が、互いに無線通信回線４０を介して通信接続されて構成される。
【００１６】
ダンプトラック２０は、車載コントローラ２００、記憶装置２５０、無線通信装置２４０、入力装置２７０、表示装置２６０、位置・方向センサ２２０、速度センサ２３０、作業部位センサ２３１、警報装置２３２を有する。
【００１７】
車載コントローラ２００はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８０３を含み、ＣＰＵ８０１がＲＯＭ８０３や記憶装置２５０に記憶されているプログラムやデータをＲＡＭ８０２に展開し、これを演算実行することで、ダンプトラック２０の全体の動作を制御する。車載コントローラ２００は、これらハードウェアとソフトウェアとを協働させて、以下で説明する各動作を実行する。
【００１８】
記憶装置２５０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム、データベース等が格納されている。
【００１９】
無線通信装置２４０は、無線通信回線４０に接続するための無線機であり、他車両との間でデータの通信を行う通信装置である。入力装置２７０は、オペレータが車載コントローラ２００上で動作するプログラムに対し情報を入力するためのユーザインタフェースであり、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）に積層されたタッチパネルを構成に含む。
【００２０】
表示装置２６０は、車載コントローラ２００上で動作するプログラムから出力された情報をもとに、オペレータが鉱山内のダンプトラック２０や他の作業車両の走行状況、作業エリア７０の位置の確認などを行うためのユーザインタフェースである。表示装置２６０は、例えば上記のＬＣＤを構成に含む。
【００２１】
位置・方向センサ２２０は、例えばＧＮＳＳ衛星８０から出力される電波を受信するアンテナを複数備えて、方向を検出できるようにしたＧＮＳＳ装置や、慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）、地上に設置された基地局からの電波を用いて位置を特定するシステムである。または、位置・方向センサ２２０は、これら各装置から得られる情報を、カルマンフィルタなどを用いて複合的に処理して位置・方向を取得するようにしたシステムであってもよい。
【００２２】
速度センサ２３０は、ダンプトラック２０の現在速度を検出するためのセンサであり、例えばＧＮＳＳ装置や車輪速センサによって速度を取得するものであってもよい。
【００２３】
作業部位センサ２３１は、作業車両固有の作業部位の作動状態を検出するためのセンサである。ダンプトラック２０の場合、作業部位センサ２３１は、荷台を上昇させて放土作業を行ったことを検出するための、荷台を昇降させるホイストシリンダの圧力を取得するセンサや、ホイストシリンダの昇降制御を行うためのレバーの位置、圧力を制御する油圧電磁弁に対する指令値を取得するものであってもよい。ショベル１０の場合、作業部位センサ２３１は、バケットを動かして掘削作業を行ったことを検出するための、アームシリンダ圧力やバケットシリンダ圧力を取得するセンサ、レバーの位置、あるいはそれらの複合的な情報から判断して作業状態を検出するシステムであってもよい。ドーザ９０の場合、作業部位センサ２３１は、ブレードで土砂を押し出して整地作業を行ったことを検出するための、ブレードシリンダ圧力や、クローラの回転数を取得するセンサ、レバーの位置、あるいはそれらの複合的名情報から判断して作業状態を検出するシステムであってもよい。
【００２４】
警報装置２３２は、車載コントローラ２００からの発報指令に基づきオペレータへの注意を促す装置であり、例えば警報音やＬＥＤ発光などの出力や、画面表示などによって警告の状態をオペレータに知らせる構成であればよい。
【００２５】
以下では、図３と図４を参照して作業エリア管理システム１００の機能の概要を説明する。
【００２６】
図３は、ダンプトラック２０の機能ブロック図である。図２と同様に、ショベル１０、ドーザ９０も機能ブロック図の構成は同様である。車載コントローラ２００は、作業エリア管理部２０２、進入可否判定部２０３、出力制御部２０４を含む。また記憶装置２５０は、作業車両ＤＢ２５１（ＤＢ：データベース）、地形情報ＤＢ２５２、作業エリアＤＢ２５３、自車情報ＤＢ２５４を含む。
【００２７】
図４は、各ＤＢに登録される情報の例であり、図４（ａ）は作業エリアＤＢ２５３の情報の例、図４（ｂ）は作業車両ＤＢ２５１の情報の例、図４（ｃ）は自車情報ＤＢ２５４の情報の例である。
【００２８】
作業エリア管理部２０２は、あらかじめ定められた複数の作業内容間の時系列順に基づいて、第１車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両である第２車両を特定する。尚、ここでの第１車両は、後工程車両である第２車両の前工程を行う車両であり、以降の説明では、自車両がこの第１車両であるものとして説明する。また作業エリア管理部２０２は、自車両と他車両との間でこの情報を共有する。これらの動作（設定処理）を行うため、作業エリア管理部２０２は、現在位置取得部２６１、後工程車両取得部２６２、作業領域特定部２６３、次車両・領域出力部２６４を有する。
【００２９】
現在位置取得部２６１は、作業部位センサ２３１から作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、位置・方向センサ２２０で検出された自車両の現在位置を示す座標値、および自車両の向きを取得する。
【００３０】
後工程車両取得部２６２は、後工程車両である第２車両の識別情報を、作業車両ＤＢ２５１から取得する。
【００３１】
作業領域特定部２６３は、今現在作業を行っている作業領域を作成する。作業領域は、位置・方向センサ２２０で検出された自車両の現在位置を示す座標値を基準とし、且つ、自車両の車体寸法および後工程車両の車体寸法に基づき求められた大きさの領域である。この作業領域の求め方については後述する。
【００３２】
次車両・領域出力部２６４は、作業領域を示した座標値の点群データであるエリア座標と、後工程車両である第２車両の識別情報とを対応付けて、作業エリアＤＢ２５３に記憶するとともに、他車両の作業エリアＤＢ２５３でも記憶されるように、これら情報を対応付けて無線通信装置２４０を介して他車両に送信する。
【００３３】
ここでは、作業エリア管理部２０２の内部の動作を機能分割し、各分割機能部を現在位置取得部２６１、後工程車両取得部２６２、作業領域特定部２６３、次車両・領域出力部２６４として表したが、実装によって様々な機能分割を行うことができる。このような理由から、以下では作業エリア管理部２０２自体を動作主体として、詳細な説明を行う。
【００３４】
作業エリア管理部２０２は、ダンプトラック２０などの作業車両が作業を行ったことを判定し、必要に応じて、自車両（第１車両）の後工程の作業車両（第２車両）のみを進入可能として設定した作業エリアデータを生成し、作業エリアＤＢ２５３に登録する。作業エリア管理部２０２は、これらの動作を位置・方向センサ２２０、作業部位センサ２３１、作業車両ＤＢ２５１、地形情報ＤＢ２５２のデータに基づき行う。また作業エリア管理部２０２は、生成した作業エリアデータを、無線通信装置２４０を介して他の作業車両に送信する。当該データを受信した他の作業車両の作業エリア管理部２０２は、受信した作業エリアデータを作業エリアＤＢ２５３に登録する。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、作業エリアＤＢ２５３には、作業エリア識別情報（以下、「識別情報」をＩＤと記す）、エリアを生成した車両が作業を実施した位置を示す作業座標、エリアを構成する点列の位置を示すエリア座標が含まれる。また作業エリアＤＢ２５３には、当該エリア座標で示される領域内での後工程作業を実施予定であり、進入を許可された作業車両を識別する進入可能車両ＩＤが含まれる。尚、ここでのエリア座標は、積込場６１の全領域、放土場６２の全領域などではなく、積込場６１内の一部の局所領域、もしくは放土場６２内の一部の局所領域を示した点群データである。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示すように、作業車両ＤＢ２５１には、各作業車両のＩＤ、車両種別、当該作業車両に関連付けられた後工程作業車両のＩＤ、車体の長さ・幅などの寸法情報が含まれる。これらの情報は、作業エリアの大きさや、生成した作業エリアに対する進入可能車両ＩＤを決定するのに用いられる。作業車両ＤＢ２５１は、図４（ｂ）に示すように、作業内容に応じてあらかじめ定められた自車両及び他車両の作業車両ＩＤを記憶しており、また、複数の作業内容間の時系列順に基づいて定められた後工程作業車両ＩＤを、作業車両ＩＤに対応付けて記憶している。
【００３７】
図４（ｂ）に示す作業車両ＤＢ２５１に関し、具体例を用いて説明する。例えば、ダンプトラック２０であるＨＴ１が放土場６２で放土作業を実施したとき、作業エリア管理部２０２は、作業車両ＤＢ２５１を参照し、ＨＴ１に関連付けられた後工程作業車両ＩＤであるＤＺ１（ドーザ）を、ＨＴ１が生成する作業エリアに対して進入可能な作業車両として選択する。尚、本実施形態では、ダンプトラック２０による放土作業の後にはドーザ９０による整地作業が行われるものとして、あらかじめ定められているものとする。また作業エリア管理部２０２は、作業を実施したダンプトラック２０の作業位置・方向、およびダンプトラック２０の寸法情報と後工程作業を行うドーザ９０の寸法情報（ＤＺ１の寸法情報）を参照して、ダンプトラック２０の放土した土砂範囲と、当該土砂範囲を作業時にドーザ９０が最も後退する位置におけるドーザ車体範囲を包含するように、生成する作業エリアの位置・大きさを決定する。作業エリア管理部２０２は、さらに当該作業エリアの進入可能車両ＩＤとして、後工程作業を行うドーザ９０を登録することで、図４（ａ）に示す１つのレコードを作業エリアＤＢ２５３に登録する。詳細は後述するが、作業エリアＤＢ２５３にレコードが登録されると、当該登録されたレコードに示されるエリア座標内に、進入可能車両ＩＤ以外の車両が進入すると、警報が発せられるようになる。
【００３８】
次に作業エリア管理部２０２は、作業エリア生成時に、生成直後の作業エリアＩＤ（図４（ａ）参照）を、図４（ｃ）に示す自車情報ＤＢ２５４の「生成直後の作業エリアＩＤ」に登録する。例えば図４（ａ）に示す各レコードの中で、作業エリアＩＤが「１」となっているレコードが登録された場合、自車情報ＤＢ２５４の「生成直後の作業エリアＩＤ」にも、同じ値である「１」が登録される。作業エリアを生成した直後は、自車両が当該エリア内にいる状態となっているため、これに起因して警報が発報されてしまう。この発報を抑止するため、作業エリア管理部２０２は、自車情報ＤＢ２５４の「生成直後の作業エリアＩＤ」に登録する。
【００３９】
また作業エリアデータを生成する処理においては、作業エリア管理部２０２は、例えば作業車両の稼働領域周辺のＣＡＤデータが登録されている地形情報ＤＢ２５２を参照し、生成する作業エリアが作業車両の走行可能な範囲内に収まるように、作業エリアの形状を変形する処理を加えてもよい。具体的には、前述の方法で生成した作業エリアは、放土場終端にあるダンピングエッジを越えて崖下の領域に生成される場合があるため、地形情報ＤＢ２５２に登録された地形の各地点の傾斜データを参照し、生成した作業エリアのうち、路面の傾斜が作業車両の走行可能な１０度未満で連続している部分については残し、傾斜が作業車両の走行不可能な１０度以上の地点より外側の範囲を削除する、などの処理を行ってもよい。
【００４０】
また作業エリア管理部２０２は、オペレータが作業エリアに対する自車両の相対位置を確認できるように、作業エリアＤＢ２５３に登録された作業エリアの位置と、位置・方向センサ２２０で取得した自車両の位置とを、表示装置２６０に表示する。また、後工程作業を完了した作業車両のオペレータは、入力装置を介して、作業が完了し不要となった作業エリアを指定し、削除できるようにしてもよい。この削除により、当該エリアについて他車両が進入しても、警報などが発生しないようになる。尚、後工程作業を完了した作業車両が作業エリアから退出した際に、オペレータの操作無しに登録を削除する実装例については、図９を用いて後述する。
【００４１】
進入可否判定部２０３は、自車両が、上記の第１車両及び後工程車両である第２車両でない場合に作業領域に接近すると警報装置２３２を発報させる警報処理を行う機能部であり、エリア座標取得部２７１、接近判定部２７２、警報出力判定部２７３を有する。
【００４２】
エリア座標取得部２７１は、作業エリアＤＢ２５３に記憶されているエリア座標の全てを取得する。
【００４３】
接近判定部２７２は、位置・方向センサ２２０で検出された自車両の現在位置と、取得されたエリア座標とを比較して、自車両がいずれかの作業領域に接近しているかを判定する。接近判定部２７２は、速度センサ２３０が検出した現在速度を取得し、この速度と現在位置を示す座標値と基づき、到達予測時刻として設定された時間後の自車両が、自車両が後工程車両のみ許可された作業領域内に位置するかを判定することで、接近しているかの判定を行う。
【００４４】
警報出力判定部２７３は、接近してると判定されたエリア座標と対応している後工程車両の識別情報が、自車両のものでない場合、警報装置２３２に発報指令を出力する。この指令を受けると、警報装置２３２は発報を行う。
【００４５】
作業エリア管理部２０２と同様に、進入可否判定部２０３の内部の機能分割についても、実装によって様々な態様を取ることができる。よって以下では、進入可否判定部２０３自体を動作主体として詳細な説明を行う。
【００４６】
進入可否判定部２０３は、作業エリアＤＢ２５３、自車情報ＤＢ２５４、位置・方向センサ２２０、速度センサ２３０のデータに基づき、自車が近い将来、例えば一定時間後までに、作業エリアＤＢ２５３に登録されているいずれかの作業エリア内に進入するかどうかを予測する。進入すると予測される場合、進入可否判定部２０３は、当該作業エリアの進入可能車両ＩＤが自車ＩＤと一致していなければ、出力制御部２０４に対して警報装置２３２から警報を出力するように発報指令を出す。ただし、当該作業エリアが、自車情報ＤＢ２５４に登録された「生成直後の作業エリアＩＤ」と一致する場合は、警報を出力しない。
【００４７】
以下では、図５および図６を参照して、放土場６２においてダンプトラック２０がドーザ９０の作業エリアを生成する動作について説明する。図５は放土場６２における作業エリア生成の説明図であり、図５（ａ）は作業エリア生成時の様子を示す図、図５（ｂ）は作業エリアデータのパラメータの関係を示す図、図５（ｃ）は作業エリアデータのパラメータの説明である。また、図６は作業エリア管理部２０２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４８】
図５（ａ）では、放土場６２において生成済みの作業エリア７０−１、７０−２、７０−３、７０−４があり、作業エリア７０−１でダンプトラック２０が土砂を放土した地点に対してドーザ９０が整地作業を行っている。そこに新たにダンプトラック２０が放土位置７１で放土作業を実施し、新規の作業エリア７０−５を生成する状況である。
【００４９】
ダンプトラック２０が放土作業を実施するとき、ダンプトラック２０の作業エリア管理部２０２は、作業部位センサ２３１のデータ、すなわちホイストシリンダ圧の上昇などから、放土作業が行われたことを判定する（Ｓ６０１）。そして作業エリア管理部２０２は、その時の位置・方向データを、位置・方向センサ２２０から取得する（Ｓ６０２）。次に作業エリア管理部２０２は、自車情報ＤＢ２５４の自車ＩＤを参照し、作業車両ＤＢ２５１から自車の作業の後工程作業を行う作業車両、すなわち放土土砂を整地する放土場のドーザ９０を検索し、その作業車両ＩＤを取得する（Ｓ６０３）。作業車両ＤＢ２５１のデータとして、例えば図４（ｂ）のテーブルを参照する場合を考えると、ダンプトラック２０の自車ＩＤがＨＴ１であった場合、作業エリア管理部２０２は、その後工程作業車両として登録されているＤＺ１を抽出する。次に作業エリア管理部２０２は、自車両および後工程作業を行う作業車両について、作業車両ＤＢ２５１からそれぞれの寸法情報を取得して、生成する作業エリアの大きさを決定する（Ｓ６０４）。
【００５０】
作業エリアの大きさに関するパラメータは、例えば図５（ｂ）に示す放土位置７１を基準に定義した、長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３を用いる。尚、Ｌ１、Ｌ３や安全率の各パラメータは、事前に記憶装置２５０に記憶されているか、もしくは制御プログラム内にハードコーディングされているものとする。ここで、図５（ｃ）に示すように、Ｌ１はダンプトラック２０の寸法に応じて決定される土砂の長さ、Ｌ２はドーザ９０の長さ、Ｌ３はダンプトラック２０の寸法に応じて決定される土砂の幅とドーザ９０の幅の大きい方に、それぞれ安全率を掛けた値である。すなわち、長さについては、放土位置７１を起点として放土方向（ダンプトラック２０後方）に土砂放土範囲の長さ、加えて放土方向と反対方向（ダンプトラック２０前方）にドーザ車体範囲の長さが設定される。また、幅については放土位置７１を中心に土砂放土範囲の幅とドーザ車体範囲の幅のうち大きい方が設定される。土砂放土範囲の長さと幅は、例えばダンプトラックの長さと幅それぞれに対して、比例定数を掛けて決定してもよい。この比例定数は、実際にダンプトラック２０が放土した位置と土砂範囲の関係から実験的に決定した値を用いてもよい。作業エリア管理部２０２は、これらパラメータを踏まえ、対象のドーザ９０のみを進入可能車両として指定した作業エリアのエリア座標を、ダンプトラック２０の放土位置７１を基準に生成する（Ｓ６０５）。
【００５１】
このように作業エリアデータを生成することで、作業エリア管理部２０２は、ダンプトラック２０の放土した土砂範囲と、後工程作業時のドーザ９０の移動範囲とを包含する、局所的な作業範囲を作成することができ、放土位置７１に対して適切な作業エリアを設定することができる。
【００５２】
生成した作業エリアデータは、自車両内の作業エリアＤＢ２５３に登録されるとともに、無線通信装置２４０を介して作業エリア管理システム１００を構成する全ての作業車両に配信される。これにより、各作業車両における作業エリアＤＢ２５３が同期される（Ｓ６０６）。次に、作業エリアを生成したダンプトラック２０において、作業エリア管理部２０２は、生成した作業エリアのＩＤを自車情報ＤＢ２５４の「生成直後の作業エリアＩＤ」として登録する（Ｓ６０７）。
【００５３】
そして作業エリア管理部２０２は、位置・方向センサ２２０から得られる現在のデータと作業エリアＤＢ２５３のエリア座標とを比較して、ダンプトラック２０が当該登録した作業エリアから退出したかどうかを判定する（Ｓ６０８）。退出したことが確認された場合（Ｓ６０８：Ｙｅｓ）、作業エリア管理部２０２は、自車情報ＤＢ２５４の「生成直後の作業エリアＩＤ」を消去する（Ｓ６０９）。
【００５４】
このようにすることで、エリアを生成したダンプトラック２０自身に対して、生成した作業エリアから退出するまでの間、後述で説明するとおり警報出力を抑制することができる。
【００５５】
次に図７と図８を参照して、放土場６２で生成済みの作業エリアに対し、進入可能車両として指定されていない車両が進入しようとした時の警報機能について説明する。図７は、ダンプトラック２０に対する警報出力の説明図であり、図８は、進入可否判定部２０３の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
図７では、生成済みの作業エリア７０−１において、進入が許可されているドーザ９０が整地作業を行っている。この時、ダンプトラック２０が確認不足等によりドーザの作業領域に進行しようとしている状況を考える。
【００５７】
ダンプトラック２０の進入可否判定部２０３は、車載コントローラ２００がプログラムを実行する周期で、位置・方向センサ２２０と速度センサ２３０から位置・速度データを取得して、あらかじめ設定した到達予測時刻Ｔ秒先までの自車の車体範囲の位置変化を予測する（Ｓ８０１）。
【００５８】
次に進入可否判定部２０３は、自車両のＴ秒先までの車体範囲が、作業エリアＤＢ２５３に登録されたいずれかの作業エリアデータに干渉するかどうかを判定する（Ｓ８０２）。干渉が無い場合（Ｓ８０３：Ｎｏ）、何もせずにＳ８０１に戻る。干渉がある場合（Ｓ８０３：Ｙｅｓ）、進入可否判定部２０３は、進入可能車両ＩＤと自車ＩＤとが一致するかを、干渉すると予測された作業エリアごとに判定することで、各作業エリアに進入可能であるかを判定する（Ｓ８０４）。進入可能である場合（Ｓ８０４：Ｙｅｓ）、何もせずに処理はＳ８０１に戻る。進入可能でない作業エリアがある場合（Ｓ８０４：Ｎｏ）、次に進入可否判定部２０３は、干渉する作業エリアＩＤが、自車情報ＤＢ２５４に登録されている「生成直後の作業エリアＩＤ」と一致するかを判定する（Ｓ８０５）。一致する場合（Ｓ８０５：Ｙｅｓ）、何もせずに処理はＳ８０１に戻る。一致しない場合（Ｓ８０５：Ｎｏ）、進入可否判定部２０３は、最終的に出力制御部２０４に対して、警報装置２３２から警報を出力するように指令する（Ｓ８０６）。
【００５９】
このような処理を行うことで、ドーザ９０が作業中の作業エリア７０において、進入可能車両ではないダンプトラック２０などの他の作業車両が進入しようとした場合に、ダンプトラック２０のオペレータに対し警報を発報して不適切な進入であることを知らせることができる。この結果、接触のリスクを下げ、安全性を向上させることが可能となる。また、ドーザ９０が作業を実施中ではないが、ドーザ９０が整地作業を実施した後でないと他の作業車両が作業することが望ましくない場合、例えば放土土砂が過剰であり、整地作業が必須である場合などに、不必要に当該作業エリアに進入してドーザ９０の作業開始を妨害するのを防止して、ドーザ９０、ひいては現場全体の作業効率を向上させることが可能である。
【００６０】
尚、ドーザ９０の整地作業の前工程を行っているダンプトラック２０が、作業エリアから退出していない状況においては、ステップＳ８０５の処理により、当該ダンプトラック２０内での発報が抑止される。
【００６１】
また、前述の到達予測時刻Ｔは固定でなくてもよく、速度や車種に応じて、変化させてもよい。例えば、予測を行う時点での車速をＶ［ｍ／ｓ］、車種に応じた減速度を一定値β［ｍ／ｓ２］、オペレータが警告を受けてからの制動開始遅延時間を一定値Ｔｄ［ｓ］、干渉予測マージンをＴｍ［ｓ］として、（１）式のように到達予測時刻Ｔを決定してもよい。
Ｔ  ＝  Ｖ／β  ＋  Ｔｄ  ＋  Ｔｍ      （１）
例えば、ダンプトラック２０の走行速度を４０［ｋｍ／ｈ］、ブレーキを踏み込んだ際の減速度を５［ｍ／ｓ２］、制動開始遅延時間を１［ｓ］、干渉予測マージンを２［ｍ］とすれば、到達予測時刻Ｔは５．２［ｓ］と計算される。尚、減速度、制動開始遅延時間、干渉予測マージンは、例えば車種に応じてパラメータとして事前に設定されているものとする。このようにすれば、マージンを考慮して最低限の計算量で予測を行い、かつ警報にオペレータが気づいた時点で制動を開始することで、干渉が予測される作業エリアに進入する前に停止可能とすることができる。
【００６２】
次に、ダンプトラック２０が放土した時に生成される、ドーザ９０のみを進入可能とした作業エリアの消去に関して説明する。図９は、作業エリア管理部２０２の、作業エリア消去の処理の流れを示すフローチャートである。図９のフローチャートは、ドーザ９０によって行われる動作である。またドーザ９０は、自車両の位置・方向センサ２２０により検出される現在位置と、作業エリアＤＢ２５３に登録されているエリア座標とを比較することで、自車両が該当作業エリアの内側にいるか外側にいるかを常時判定しながら、図９のフローチャートを実施する。
【００６３】
まず、図６のステップＳ６０６において、前工程作業を実施したダンプトラック２０の作業エリア管理部２０２は、生成した作業エリアのデータを、後工程作業の作業車両であるドーザ９０を含む他車両の作業エリア管理部２０２に、無線通信を介して送信する。ドーザ９０の作業エリア管理部２０２は、当該データを作業エリアＤＢ２５３に登録する（Ｓ９０１）。生成された作業エリアに、ドーザ９０が作業開始制限時間以内に進入しない場合（Ｓ９０２：Ｙｅｓ）、作業エリア管理部２０２は、表示装置２６０を作動させてドーザ９０のオペレータに対して数秒以内に当該作業エリアが消去されることを通知する（Ｓ９０３）。この際、提示した時間以内にオペレータが入力装置２７０に用意された作業エリア維持ボタンを押下すれば（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、作業エリア管理部２０２はこれを検知し、当該作業エリアを消去せずに維持する（Ｓ９０５へ進む）。作業エリア維持ボタンが押下されなかった場合（Ｓ９０４：Ｎｏ）、処理はステップＳ９０８に進む。
【００６４】
作業開始制限時間を経過するよりも前にドーザ９０が該当作業エリアに進入するか（Ｓ９０２：Ｎｏ）、もしくは作業エリア維持ボタンが押下される場合（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、作業エリアは消去されずに維持され、ドーザ９０は当該作業エリア内での作業を開始する（Ｓ９０５）。そして作業完了後、ドーザ９０は作業エリアから退出する（Ｓ９０６）。ドーザ９０が作業エリアを退出してからエリア消去時間経過した場合（Ｓ９０７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０８に進む。
【００６５】
作業開始前に作業開始制限時間を超え、作業エリア維持ボタンを押下しない場合（Ｓ９０４：Ｎｏ）、もしくは作業エリア退出後に、エリア消去時間を経過した場合（Ｓ９０７：Ｙｅｓ）、作業エリア管理部２０２は、該当する作業エリアデータを作業エリアＤＢ２５３から消去する（Ｓ９０８）。そして、作業エリア管理部２０２は、削除した作業エリアＩＤを他車両に送信し、同期する（Ｓ９０９）。
【００６６】
このような処理を行うことで、作業が一定時間（作業開始制限時間）のうちに開始されない作業エリアについては、作業予定の車両が当該作業エリアの維持を要求しなければ消去される。また、作業を完了して一定時間（エリア消去時間）が経過した作業エリアについても消去される。これにより、不要な進入禁止領域を解除することができ、不要な作業エリアデータの蓄積により記憶領域が圧迫されることなく、オペレータに提供するデータが煩雑になることを防止することができる。尚、一旦ドーザ９０が作業エリアを離れても、上記のエリア消去時間内に再び戻れば、作業を継続することができる。
【００６７】
また、上記の処理に加え、オペレータがタッチパネル等を介して消去する作業エリアを指定し、任意のタイミングで消去実行するようにし、消去した作業エリアの情報を他の作業車両に送信・同期するようにしてもよい。そのようにすれば、オペレータが誤って作業エリア維持を要求してしまった場合においても、再度消去したい作業エリアを任意のタイミングで消去することができる。
【００６８】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の方法を応用し、積込場においてショベル１０が掘削作業を行い、その後工程作業を行うドーザ９０の作業エリアを生成する例を説明する。以下、第１実施形態と構成・動作の重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
以下では、図１０および図１１を参照して、積込場６１においてショベル１０がドーザ９０の作業エリアを生成する動作について説明する。図１０は積込場６１における作業エリア生成の説明図である。また図１０（ａ）は作業エリア生成時の様子を示す図、図１０（ｂ）は作業エリアデータのパラメータの関係を示す図、図１０（ｃ）は作業エリアデータのパラメータの説明の図である。図１１はショベル１０における作業エリア管理部２０２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００７０】
図１０（ａ）は積込場６１の様子を示しており、図中において、ショベル１０が作業を行っている掘削ベンチをハッチングで示している。掘削ベンチは、ダンプトラック２０やドーザ９０が走行する領域よりも４ｍ程度高くなっている。ショベルは掘削ベンチの上で、掘削ベンチを構成する土砂を順次掘削し、ショベル１０にアプローチするダンプトラック２０に対して積込を行う。この積込場６１において、作業エリア７０−６はショベル１０が土砂を掘削した生成済みの領域であり、ドーザ９０が整地作業を行っている。ショベル１０は掘削ベンチを掘り進め、掘削位置７２で掘削作業を行うことで、新規の作業エリア７０−７を生成する状況である。
【００７１】
ショベル１０が掘削ベンチで掘削作業を実施するとき、ショベル１０の作業エリア管理部２０２は、作業部位センサ２３１のデータ、すなわちアームシリンダ圧やバケットシリンダ圧の上昇などから、新たに掘削作業が行われたことを判定し（Ｓ１１０１）、その時の位置・方向データを、位置・方向センサ２２０から取得する（Ｓ１１０２）。ここで掘削作業では同じ地点で何度か繰り返し掘削を行うこともあるため、作業エリア管理部２０２は、前回掘削作業により作業エリアを生成した位置を記憶しておき、今回の掘削位置と比較し、前回の作業位置からの距離が所定距離以上である場合に（Ｓ１１０３：Ｙｅｓ）、次のステップへ進む。前回の作業位置から所定距離以上離れていない場合（Ｓ１１０３：Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０１へ戻る。過去の作業位置と今回の作業位置との比較はこれに限らず、作業エリアＤＢ２５３を参照して、自車両が生成した既存の作業エリアの掘削位置と比較してもよい。
【００７２】
次に作業エリア管理部２０２は、自車情報ＤＢ２５４の自車ＩＤを参照し、作業車両ＤＢ２５１から自車両の作業の後工程作業を行う作業車両を選択し、その作業車両ＩＤを取得する（Ｓ１１０４）。例えば自車ＩＤがＥＸ１であると自車情報ＤＢ２５４に登録されている場合、作業エリア管理部２０２は、図４（ｂ）に示す作業車両ＤＢ２５１を検索し、後工程作業車両ＩＤとしてＤＺ２を選択する。次に作業エリア管理部２０２は、自車両および後工程作業を行う作業車両について、作業車両ＤＢ２５１からそれぞれの寸法情報を取得して、生成する作業エリアの大きさを決定する（Ｓ１１０５）。
【００７３】
作業エリアの大きさに関するパラメータは、例えば図１０（ｂ）に示す掘削位置７２を基準とした、長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が用いられる。ここで、図１０（ｃ）に示すように、Ｌ１はショベル１０の回転中心から前面までの長さ、Ｌ２はショベル１０のバケットのリーチ長さ、Ｌ３はドーザ９０の長さ、Ｌ４はショベル１０の幅とドーザ９０の幅の大きい方に、それぞれ安全率を掛けた値である。すなわち、長さ寸法は、ショベル１０の掘削位置７２（回転中心）を起点として掘削方向（ショベル１０前方）のショベル前面からショベル１０のリーチまでの長さ（すなわち掘削範囲の長さ）、そこからさらにドーザ車体範囲の長さを取ったものとなる。また幅寸法は、ショベル１０の幅に基づく掘削範囲の幅とドーザ車体範囲の幅のうち大きいものとなる。これらのパラメータを踏まえ、作業エリア管理部２０２は、対象のドーザ９０のみを進入可能車両として指定した作業エリアのエリア座標を、ショベル１０の掘削位置７２を基準に生成する（Ｓ１１０６）。
【００７４】
以降、ステップＳ１１０７〜Ｓ１１１０までの処理は、図６におけるステップＳ６０６からＳ６０９までの処理と同一であるため、説明を省略する。
【００７５】
以上が本実施形態に係る作業エリア管理システムの動作であり、このように作業エリアデータを生成することで、ショベル１０の掘削作業により整地が必要になった土砂の範囲と、後工程作業におけるドーザ９０の移動範囲を考慮することができる。よって、積込場の作業においても、掘削位置７２に対して適切な作業エリアを設定することができる。
【００７６】
（第３実施形態）
第３実施形態においては、第１実施形態の方法を応用し、ダンプトラック２０が自律で走行する無人ダンプであった場合に、警報による作業エリアへの進入防止ではなく、無人ダンプが作業エリアへ進入しないように走行を制御する例について説明する。以下、第１実施形態と構成・動作の重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７７】
以下では図１２と図１３を用いて、第３実施形態の作業エリア管理システム１００の構成を説明する。図１２は、第３実施形態の作業エリア管理システム１００の機能ブロック図である。図１３は、第３実施形態でのダンプトラック２０の自律走行指示を行うためのデータの例である。図１３（ａ）は配車管理情報ＤＢのデータ例、図１３（ｂ）は運行管理情報ＤＢのデータ例をそれぞれ示している。
【００７８】
図１２に示すように、第３実施形態では、自律走行するダンプトラック２０へ走行指示を送るための管制サーバ３１が加わる。また、ダンプトラック２０についても、自律走行を実現するための後述する構成が加わる。ショベル１０やドーザ９０については、第１実施形態と同様の構成であり、これらの管制サーバ３１、ダンプトラック２０、ショベル１０、ドーザ９０は、互いに無線通信で接続されている。
【００７９】
管制サーバ３１は、ダンプトラック２０から区間要求メッセージを受信すると、当該ダンプトラック２０の次の走行区間を、送信元のダンプトラック２０に返信する。これにより管制サーバ３１は、ダンプトラック２０それぞれの走行および停止の制御を行う。管制サーバ３１は、管制コントローラ３１０、管制記憶装置３５０、管制無線通信装置３４０を有するコンピュータである。尚、管制コントローラ３１０のハードウェア構成については図示しないが、例えば図２などに示す車載コントローラ２００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを少なくとも含んでいるものとする。また管制記憶装置３５０、管制無線通信装置３４０も、図２に示す記憶装置２５０、無線通信装置２４０と同等の装置である。
【００８０】
管制コントローラ３１０は、配車管理部３１１、管制制御部３１２を含む。管制記憶装置３５０は、配車管理情報ＤＢ３５１、運行管理情報ＤＢ３５２、管制作業エリアＤＢ３５３を含む。これらは、管制コントローラ３１０内のＣＰＵが、ＲＯＭや管制記憶装置３５０に記憶されているプログラムをＲＡＭに展開し、演算実行することで実現する機能部である。
【００８１】
配車管理部３１１は、ダンプトラック２０の目的地とその目的地に至る走行経路とを決定する。例えばダンプトラック２０が積込場６１にいる場合は、放土場６２に至るまでの走行経路を決定する。ダンプトラック２０が放土場６２にいる場合は、積込場６１に至るまでの走行経路を決定する。図１３（ａ）に配車管理情報ＤＢ３５１のテーブル例を示す。配車管理情報ＤＢ３５１では、各ダンプトラックを固有に識別する車両ＩＤと、配車管理部３１１が定めた経路が記録される。図１３（ａ）において、例えばＨＴ１のダンプトラック２０の運行経路は、始点が「ｎｏｄｅ＿ＤＰ０」、経路の終点が「ｎｏｄｅ＿ＬＰ０」となっていることを示している。
【００８２】
管制制御部３１２は、運行管理情報ＤＢ３５２を参照して、走行車線の各区間を１台のダンプトラック２０のみが走行するように許可設定を行う。
【００８３】
図１３（ｂ）に運行管理情報ＤＢ３５２のテーブル例を示す。運行管理情報ＤＢ３５２では、「ノードＩＤ・リンクＩＤ」と、各ノードＩＤ・リンクＩＤで示される区間が管制作業エリアＤＢ３５３に登録された作業エリアデータに重複するかを示す「作業エリア重複フラグ」と、各ノードＩＤ・リンクＩＤで示される区間に対して走行許可を付与したダンプトラックを示す「走行許可車両」とが記憶される。運行管理情報ＤＢのうち、「ノードＩＤ・リンクＩＤ」は地図情報を構成する。また「ノードＩＤ・リンクＩＤ」および「走行許可車両」は、走行許可区間を付与したダンプトラック２０および当該ダンプトラック２０が走行可能な区間情報を構成する。
【００８４】
管制制御部３１２は、新たな走行許可区間を設定すると運行管理情報ＤＢ３５２を上書きして更新する。運行管理情報ＤＢ３５２には、走行許可区間の最前端のノードである前方境界点のノードＩＤ、および最後端のノードである後方境界点のノードＩＤが含まれる。例えば図１３（ｂ）において、あるダンプトラック２０（ＨＴ１）に付与された走行許可区間の前方境界点はｎｏｄｅ＿１、後方境界点はｎｏｄｅ＿３であり、ｌｉｎｋ１およびｌｉｎｋ２が走行を許可された区間となっている。
【００８５】
また管制制御部３１２は、ダンプトラック２０、ショベル１０、ドーザ９０などから新規に生成された作業エリアデータを受信すると、管制作業エリアＤＢ３５３に同期する。管制作業エリアＤＢ３５３の内容は、ダンプトラック２０における作業エリアＤＢ２５３と同様である。管制制御部３１２は、管制作業エリアＤＢ３５３を参照し、運行管理情報ＤＢ３５２に登録されているノードやリンクの位置（座標値）が、いずれかの作業エリアデータと重複している場合、当該ノードＩＤ・リンクＩＤに紐付けられた作業エリア重複フラグを１にする。管制制御部３１２が新たな走行許可区間を設定する際、この作業エリア重複フラグが１であるものは走行許可の対象から除外する。
【００８６】
一方、第３実施形態のダンプトラック２０は、第１実施形態の構成に加え、走行駆動装置２１０を備える。また、車載コントローラ２００は自律走行制御部２０１を備え、記憶装置２５０は地図情報ＤＢ２５５を備える。
【００８７】
自律走行制御部２０１は、自律走行処理を行う機能部であり、管制サーバ３１から次の走行区間を受信すると当該走行区間を自律走行し、次の走行区間を受信しない場合は、当該走行区間に進入する前に停止するように、走行駆動装置２１０を制御する。自律走行制御部２０１は、地図情報ＤＢ２５５に格納された地図情報および位置・方向センサ２２０から取得した現在位置を基に、ダンプトラック２０が区間要求メッセージを送信する地点に到達したかを判定する。そして自律走行制御部２０１は、要求地点に到達すると区間要求メッセージを生成し、無線通信回線４０を介して管制サーバ３１に区間要求メッセージを送信する。
【００８８】
また、自律走行制御部２０１は、位置・方向センサ２２０から現在位置を取得し、地図情報ＤＢ２５５の地図情報を参照して、区間応答メッセージに含まれる走行許可区間を取得する。そして自律走行制御部２０１は、地図情報に規定された走行経路に追従しつつ、走行許可区間からはみ出さないようにダンプトラック２０を走行させるための加減速制御信号や操舵制御信号を走行駆動装置２１０に出力する。また自律走行制御部２０１は、送信した区間要求メッセージに対応する区間応答メッセージを受信しない場合、もしくは不許可とする応答メッセージを受信した場合、安全性に鑑みて、現在走行している走行許可区間の後方境界点近傍で停止する。この動作は従前のとおりである。
【００８９】
尚、図１２において、作業エリア管理部２０２の内部の部位（現在位置取得部２６１など）、進入可否判定部２０３の内部の部位（エリア座標取得部２７１など）について図示していないが、これらも当然備わっていてもよい。
【００９０】
以下では、図１４と図１５を用いて、管制制御部３１２がダンプトラック２０に対して走行許可区間を設定する動作について説明する。図１４は管制制御部３１２による走行許可区間設定に関する処理の流れを示すフローチャートである。図１５は放土場６２において自律走行するダンプトラックの様子を示す図である。
【００９１】
まず、管制制御部３１２がダンプトラック２０から区間要求メッセージを受信する（Ｓ１４０１）。区間要求メッセージにはダンプトラック２０の位置情報が含まれているものとする。
【００９２】
管制制御部３１２は、区間要求メッセージに含まれるダンプトラック２０の位置情報と、運行管理情報ＤＢ３５２に含まれる地図情報および区間情報と、走行許可付与長さの設定値（Ｎ）とに基づき、ダンプトラック２０に設定する走行許可区間の候補となる対象区間１〜Ｎを抽出する（Ｓ１４０２）。
【００９３】
管制制御部３１２は、変数ｋ＝１と設定し（Ｓ１４０３）、ｋをインクリメントしながら対象区間１〜Ｎの走行許可設定可否を順に判定する。ｋが対象区間数Ｎを超えた場合（Ｓ１４０４：Ｙｅｓ）、管制制御部３１２は、ステップＳ１４１０に処理を進め、それ以外はステップＳ１４０５に処理を進める。
【００９４】
管制制御部３１２は、区間ｋが区間要求メッセージを送信したダンプトラック２０（以下、このダンプトラック２０を自車両とする）の走行許可区間として既に設定されている場合（Ｓ１４０５：Ｙｅｓ）、変数ｋをインクリメントし（Ｓ１４０９）、ステップＳ１４０４に処理を戻す。
【００９５】
区間ｋが自車の走行許可区間として設定されていない場合（Ｓ１４０５：Ｎｏ）、管制制御部３１２は運行管理情報ＤＢ３５２を参照し、区間ｋが他のダンプトラックの走行許可区間として設定されているかを調べる（Ｓ１４０６）。
【００９６】
区間ｋが他車の走行許可区間として設定されている場合（Ｓ１４０６：Ｙｅｓ）、管制制御部３１２は、自車の走行を不可として扱い、ステップＳ１４１０に処理を進める。
【００９７】
区間ｋが他車の走行許可区間でない場合（Ｓ１４０６：Ｎｏ）、管制制御部３１２は運行管理情報ＤＢ３５２を参照し、作業エリア重複フラグを確認することで、区間ｋがいずれかの作業エリアと重複しているかを判定する（Ｓ１４０７）。いずれの作業エリアとも重複していない場合（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、管制制御部３１２は、区間ｋを自車の走行許可区間として設定し（Ｓ１４０８）、変数ｋをインクリメントして（Ｓ１４０９）、ステップＳ１４０４に処理を戻す。いずれかの作業エリアと重複している場合（Ｓ１４０７：Ｙｅｓ）、管制制御部３１２は、ステップＳ１４１０に処理を進める。
【００９８】
ステップＳ１４１０において、いずれかの区間ｋが走行許可不可と判定された結果（Ｓ１４０６：ＹｅｓまたはＳ１４０７：Ｙｅｓ）、または全ての区間について判定が終了した結果（Ｓ１４０４：Ｙｅｓ）に基づき、管制制御部３１２は、新たに走行許可区間として設定した区間があるかを判定する（Ｓ１４１０）。
【００９９】
管制制御部３１２は、区間要求メッセージを送信したダンプトラック２０に対して、新たに走行許可区間が設定されていると判定すると（Ｓ１４１０：Ｙｅｓ）、新たな走行許可区間の位置を示す情報を含んだ区間応答メッセージを返信する（Ｓ１４１１）。
【０１００】
管制制御部３１２は、区間要求メッセージを送信したダンプトラック２０に対して、新たに走行許可区間が設定されなかった場合（Ｓ１４１０：Ｎｏ）、管制制御部３１２は、当該ダンプトラック２０に対して不許可応答メッセージを返信するか、もしくは何も返信しない（Ｓ１４１２）。
【０１０１】
以上が管制制御部３１２における走行許可区間設定処理であり、本処理を行うことで、各区間について１台のみの車両へ排他的に許可を設定し、かつ作業エリアに重複する区間に許可を設定しない走行許可区間設定が可能となる。
【０１０２】
上記管制制御部３１２の動作を踏まえ、図１５において、ダンプトラック２０に対して８１−１、８１−２、８１−３の区間が走行許可区間として設定されている。この状況において、ダンプトラック２０は区間要求メッセージを送信しているが、区間８１−４が作業エリア７０と重複しているため、管制制御部３１２は、ステップＳ１４０７の判定で当該区間を新たな走行許可区間として設定することができない（上記ステップＳ１４０７：Ｎｏ）。結果として、ダンプトラック２０は、安全性に鑑みて区間８１−３の終端にて停止することになり、ドーザ９０が作業中である作業エリア７０への進行を防止することができる。
【０１０３】
以上が、第３実施形態に係る作業エリア管理システム１００の動作であり、このように、ダンプトラック２０が自律走行するシステムである場合においても、作業エリア管理システム１００を用いて、ダンプトラック２０のドーザ９０の作業範囲への進入を防止できる。よって、ドーザ９０が安全かつ効率的に整地作業を実施することができる。
【０１０４】
上記の第３実施形態では、管制サーバ３１が作業エリアと走行許可区間との重複を判定し、重複する場合は返信しないとすることで、ダンプトラック２０の作業エリアへの進入を抑制している。これに対し、ダンプトラック２０自らが作業エリアと走行許可区間との重複を判定し、自律的に進入を抑制する動作を行ってもよい。この場合、ダンプトラック２０の自律走行制御部２０１は、管制サーバ３１から次の走行許可区間を受信すると、作業エリアＤＢ２５３に記憶されているエリア座標の中から、当該走行許可区間と干渉するエリア座標の有無を判定する。干渉するエリア座標が有る場合、自律走行制御部２０１は、このエリア座標と対応付けられて登録されている後工程車両の識別情報と、自車両の識別情報とを比較する。これらが異なっている場合、自律走行制御部２０１は、受信した走行許可区間に進入する前に停止するように走行駆動装置２１０を制御する。
【０１０５】
上記各実施形態を個別に行ってもよく、また各実施形態を組み合わせてもよい。この場合、データの同期については、管制サーバ３１も含めて行われるものとする。また第３実施形態において、図９で説明したデータの消去についても、同期により管制サーバ３１内でも行われる。そして管制サーバ３１が該当データを削除した場合、禁止していた区間での走行を許可するように、ダンプトラック２０に送信する。
【０１０６】
また、上記各実施形態では、鉱山における作業エリア管理について言及したが、上記各実施形態で説明した作業エリア管理システムや作業車両は、これに限定されず、他の分野の現場においても活用することが可能である。例えば、農地において耕運機が土壌を耕した後に種蒔き機が作業を行う場合や、道路の路床工においてドーザが整地した後にローラが転圧作業を行うなどへの適用が考えられる。このように、異なる機械が順に作業を実施する現場で、上記各実施形態の態様を適用することができる。
【０１０７】
上記の各実施形態の説明では、車載コントローラ２００に内在している作業エリア管理部２０２、進入可否判定部２０３、出力制御部２０４、自律走行制御部２０１の機能部が動作主体となって各処理を行うものとして説明した。これら機能部の動作は、当然、車載コントローラ２００による動作と換言することができる。すなわち、各実施形態で説明した各機能部による動作や処理は、車載コントローラ２００による動作や処理とすることができる。また、第３実施形態で説明した配車管理部３１１、管制制御部３１２についても同様に、これらの動作は管制コントローラ３１０による動作と換言することができる。
【０１０８】
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】
【０１０９】
１０：ショベル
２０：ダンプトラック
３１：管制サーバ
４０：無線通信回線
９０：ドーザ
１００：作業エリア管理システム
２００：車載コントローラ
２０１：自律走行制御部
２０２：作業エリア管理部
２０３：進入可否判定部
２０４：出力制御部
２１０：走行駆動装置
２２０：位置・方向センサ
２３０：速度センサ
２３１：作業部位センサ
２３２：警報装置
２４０：無線通信装置
２５０：記憶装置
２５１：作業車両ＤＢ
２５２：地形情報ＤＢ
２５３：作業エリアＤＢ
２５４：自車情報ＤＢ
２５５：地図情報ＤＢ
２６０：表示装置
２６１：現在位置取得部
２６２：後工程車両取得部
２６３：作業領域特定部
２６４：次車両・領域出力部
２７０：入力装置
２７１：エリア座標取得部
２７２：接近判定部
２７３：警報出力部
３１０：管制コントローラ
３１１：配車管理部
３１２：管制制御部
３４０：管制無線通信装置
３５０：管制記憶装置
３５１：配車管理情報ＤＢ
３５２：運行管理情報ＤＢ
３５３：管制作業エリアＤＢ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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