(57)【要約】【課題】積込機械の積込位置や、掘削形成された地山の傾斜面の角度が変更されても、積込機械からの運搬機械への停止位置を的確に判定指示し、生産性を向上させる。【解決手段】積込機械１と、運搬機械２と、それらの運行を管理する管制局７が操業している中、運搬機械の停止位置判定装置１０００は、傾斜面範囲演算部２００と、運搬機械範囲演算部３００と、干渉判断部４００と、表示装置５００と、運搬機械仕様取得部６００と、積込機械範囲演算部７００を備える。運搬機械仕様取得部６００は運搬機械２の仕様を取得し、傾斜面範囲演算部２００は運搬機械２と傾斜面６が干渉する傾斜面範囲１８を演算し、運搬機械範囲演算部３００は運搬機械２の停止に必要な運搬機械範囲４を演算し、積込機械範囲演算部７００は積込機械１の占める積込機械範囲７１２を演算し、干渉判断部４００は運搬機械２が傾斜面６や積込機械１と干渉せずに安全に停止できるかを判断する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積込機械からの運搬機械へ停止位置を判定指示することができる運搬機械の停止位置判定装置であって、
前記積込機械の周辺の状態情報を取り込み、この取り込んだ状態情報から前記運搬機械と干渉する対象を認識し、この干渉対象が占める干渉対象範囲を演算する干渉対象認識装置と、
前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲決定装置と、
前記干渉対象認識装置と前記運搬機械範囲決定装置とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記干渉対象との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する干渉判断装置とを備えた
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置は、前記積込機械に設けられ、前記積込機械の前方の状態を取り込む距離センサと、この距離センサからの信号を取り込み、前記運搬機械が掘削する傾斜面に干渉する傾斜面範囲を演算する傾斜面範囲演算部とを有し、
前記運搬機械範囲決定装置は、前記運搬機械の仕様を記憶する運搬機械仕様記憶部と、この運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の仕様を読み込む運搬機械仕様読込部と、この運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲演算部とを有し、
前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記傾斜面範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記傾斜面との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置の前記傾斜面範囲演算部は、前記距離センサの撮像結果に基づいて前記傾斜面を検出する傾斜面検出部と、前記距離センサの撮像結果に基づいて前記走行面を検出する走行面検出部と、前記傾斜面検出部と前記走行面検出部とからの検出結果に基づいて前記傾斜面と前記走行面との境界線を検出する傾斜面境界線検出部と、前記傾斜面境界線検出部の検出結果に基づいて前記傾斜面範囲を演算する傾斜面範囲決定部とを更に有した
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部は、前記運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の投影領域を演算する投影領域演算部と、前記積込機械のバケット位置を演算するバケット位置演算部と、前記投影領域演算部からの前記投影領域を前記バケット位置演算部からの前記バケット位置の真下に射影して、前記運搬機械範囲を演算するバケット下方領域投影部とを更に有した
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項５】
請求項２に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置は、前記積込機械の仕様を読み込む積込機械仕様読込部と、前記積込機械仕様読込部からの前記積込機械の仕様に基づいて前記積込機械の範囲を演算する積込機械範囲演算部とを更に有し、
前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記積込機械範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記積込機械との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項６】
請求項２に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置は、前記運搬機械が前記傾斜面に向かって後進する場合において、前記運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の後部の高さ寸法を読み込む後部高さ寸法読込部と、前記後部高さ寸法読込部からの前記運搬機械の後部の高さ寸法と前記距離センサからの前記傾斜面の情報とに基づいて、前記運搬機械の後部の高さと対応する前記傾斜面の位置を前記運搬機械の後方限界線として演算する後方限界線演算部とを更に有した
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置は、前記後方限界線演算部で演算した前記後方限界線と前記走行面と前記傾斜面との境界部との間の第１距離Ｌを求める第１距離演算部と、前記運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の後端と後輪の中心との間の第２距離Ｊを読み込む第２距離演算部と、前記第１距離演算部で演算した第１距離Ｌが前記第２距離演算部で読み込んだ第２距離Ｊよりも大きい場合には、前記運搬機械の左右の後輪の中心を結ぶ線を前記後方限界線として出力する補正判断部とを更に有した
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の運搬機械の停止位置判定装置において、
前記干渉対象認識装置は、前記積込機械に設けられ、前記積込機械の前方の状態を取り込む距離センサと、この距離センサからの信号を取り込み、前記運搬機械が掘削する傾斜面に干渉せずに停止可能な走行面範囲を演算する走行面範囲演算部とを有し、
前記運搬機械範囲決定装置は、前記運搬機械の仕様を記憶する運搬機械仕様記憶部と、この運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の仕様を読み込む運搬機械仕様読込部と、この運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲演算部とを有し、
前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記走行面範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記走行面との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する
ことを特徴とする運搬機械の停止位置判定装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載した運搬機械の停止位置判定装置を備えたことを特徴とする積込機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬機械の停止位置判定装置およびこの装置を備えた積込機械に係り、更に詳しくは露天掘り鉱山等で使用される運搬機械の停止位置判定装置およびこの装置を備えた積込機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
露天掘り鉱山等で使用される無人ダンプ運行システムにおいて、積込機が積込位置を頻繁に変更しても、その度に走行コースをティーチングすること無く、ダンプの走行コースデータを容易に自動作成するために、積込機の現在位置を計測する位置計測手段から入力した現在位置を無線装置を介して送信する積込機コントローラと、積込機を走行コースに沿って積込位置へ自動走行させるモードを選択する自動誘導モードスイッチが付設された監視コントローラと、自動誘導モードスイッチからの自動誘導モード信号が入力されたとき、積込機の現在位置を新たな積込位置と見做し、この積込位置データおよび前記所定の走行パターンに基づいて新たに走行コースデータを作成するコース作成手段と、コースデータ記憶装置内に記憶されている走行コースデータをコース作成手段により作成した新たな走行コースデータに書き換える自動走行コントローラとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８−２６３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した露天掘り鉱山等の掘削現場においては、掘削により掘り起こされた地山の近傍にショベル等の積込機械が設置され、鉱石や土砂などの砕石物をダンプトラックなどの運搬機械に積み込む作業が行われる。また、ダンプトラック等の運搬機械は、積込機械で掘削した砕石等が放出される位置に向かって後進しながら、積込機械による砕石等の掘削物の放出位置に到達すると、運搬機械は、積込機械による掘削物の放出位置（積込位置）に停止する。このとき、運搬機械は、積み込み作業を効率的に行うため積込機械の近傍に停止する必要がある。
【０００５】
この場合、運搬機械を、特許文献１のように積込位置に自動的に停止させる方式や、積込機械のオペレータが積込機械の掘削バケットによって運搬機械の停止位置を示し、ホーンを鳴らすことにより、停止位置が確定したことを運搬機械の運転者に通知する方式が執られている。
【０００６】
ところで、掘削現場においては、掘削積込作業の進行に伴って、積込機械によって掘削形成された地山の傾斜面（法面）は、直角に近い法面、あるいはある角度を持った法面になることがある。また、掘削作業の関係上、積込機械が予め掘削形成した地山上の平坦部に位置する場合がある。
【０００７】
このように、積込機械の位置および掘削現場における地山の傾斜面の形状が、逐次変化する環境で、上記の積込機械のオペレータによる運搬機械への停止位置を指示する方式を採用した場合、積込機械のオペレータは、周囲環境に対する視認不足の発生、死角となる領域の拡大を十分認識できずに積込機械の掘削バケットによる運搬機械の停止位置を指示することになる。
【０００８】
このため、掘削現場における地山の傾斜面が、例えば、直角に近い法面である状況下で、運搬機械を積込機械の掘削バケットによって指示された運搬機械の停止位置に停止させる場合、運搬機械の荷台の後部が掘削面に衝突する。また、積込機械が予め掘削形成された地山上の平坦部に位置に位置している状況下で、運搬機械を積込機械の掘削バケットによって指示された運搬機械の停止位置に停止させる場合、運搬機械のタイヤが予め掘削形成された地山の傾斜面の下方部に突き当たる等の不具合が生じる。そして、運搬機械が切羽などとの衝突を回避するために指定された停止位置に移動することができずに停止をやり直すことによって作業効率が低下するという憾みがある。
【０００９】
また、前述した運搬機械を特許文献１のように積込位置に自動的に停止させる方式についても、上記と同様の不都合を生じる。
【００１０】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、積込機械の積込位置や、積込機械により掘削形成された地山の傾斜面の角度が変更されていても、積込機械からの運搬機械への停止位置を的確に判定指示することができ、現場における生産性を向上させることができる運搬機械の停止位置判定装置およびこの装置を備えた積込機械を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、第１の発明は、積込機械からの運搬機械へ停止位置を判定指示することができる運搬機械の停止位置判定装置であって、前記積込機械の周辺の状態情報を取り込み、この取り込んだ状態情報から前記運搬機械と干渉する対象を認識し、この干渉対象が占める干渉対象範囲を演算する干渉対象認識装置と、前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲決定装置と、前記干渉対象認識装置と前記運搬機械範囲決定装置とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記干渉対象との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する干渉判断装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また第２の発明は、第１の発明において、前記干渉対象認識装置は、前記積込機械に設けられ、前記積込機械の前方の状態を取り込む距離センサと、この距離センサからの信号を取り込み、前記運搬機械が掘削する傾斜面に干渉する傾斜面範囲を演算する傾斜面範囲演算部とを有し、前記運搬機械範囲決定装置は、前記運搬機械の仕様を記憶する運搬機械仕様記憶部と、この運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の仕様を読み込む運搬機械仕様読込部と、この運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲演算部とを有し、前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記傾斜面範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記傾斜面との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力することを特徴とする。
【００１３】
また第３の発明は、第２の発明において、前記干渉対象認識装置の前記傾斜面範囲演算部は、前記距離センサの撮像結果に基づいて前記傾斜面を検出する傾斜面検出部と、前記距離センサの撮像結果に基づいて前記走行面を検出する走行面検出部と、前記傾斜面検出部と前記走行面検出部とからの検出結果に基づいて前記傾斜面と前記走行面との境界線を検出する傾斜面境界線検出部と、前記傾斜面境界線検出部の検出結果に基づいて前記傾斜面範囲を演算する傾斜面範囲決定部とを更に有したことを特徴とする。
【００１４】
また第４の発明は、第２の発明において、前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部は、前記運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の投影領域を演算する投影領域演算部と、前記積込機械のバケット位置を演算するバケット位置演算部と、前記投影領域演算部からの前記投影領域を前記バケット位置演算部からの前記バケット位置の真下に射影して、前記運搬機械範囲を演算するバケット下方領域投影部とを更に有したことを特徴とする。
【００１５】
また第５の発明は、第２の発明において、前記干渉対象認識装置は、前記積込機械の仕様を読み込む積込機械仕様読込部と、前記積込機械仕様読込部からの前記積込機械の仕様に基づいて前記積込機械の範囲を演算する積込機械範囲演算部とを更に有し、前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記積込機械範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記積込機械との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力することを特徴とする。
【００１６】
また第６の発明は、第２の発明において、前記干渉対象認識装置は、前記運搬機械が前記傾斜面に向かって後進する場合において、前記運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の後部の高さ寸法を読み込む後部高さ寸法読込部と、前記後部高さ寸法読込部からの前記運搬機械の後部の高さ寸法と前記距離センサからの前記傾斜面の情報とに基づいて、前記運搬機械の後部の高さと対応する前記傾斜面の位置を前記運搬機械の後方限界線として演算する後方限界線演算部とを更に有したことを特徴とする。
【００１７】
また第７の発明は、第６の発明において、前記干渉対象認識装置は、前記後方限界線演算部で演算した前記後方限界線と前記走行面と前記傾斜面との境界部との間の第１距離Ｌを求める第１距離演算部と、前記運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の後端と後輪の中心との間の第２距離Ｊを読み込む第２距離演算部と、前記第１距離演算部で演算した第１距離Ｌが前記第２距離演算部で読み込んだ第２距離Ｊよりも大きい場合には、前記運搬機械の左右の後輪の中心を結ぶ線を前記後方限界線として出力する補正判断部とを更に有したことを特徴とする。
【００１８】
また第８の発明は、第１の発明において、前記干渉対象認識装置は、前記積込機械に設けられ、前記積込機械の前方の状態を取り込む距離センサと、この距離センサからの信号を取り込み、前記運搬機械が掘削する傾斜面に干渉せずに停止可能な走行面範囲を演算する走行面範囲演算部とを有し、前記運搬機械範囲決定装置は、前記運搬機械の仕様を記憶する運搬機械仕様記憶部と、この運搬機械仕様記憶部から前記運搬機械の仕様を読み込む運搬機械仕様読込部と、この運搬機械仕様読込部からの前記運搬機械の仕様に基づいて前記運搬機械の停止に必要な範囲を演算する運搬機械範囲演算部とを有し、前記干渉判断装置は、前記干渉対象認識装置の前記走行面範囲演算部と前記運搬機械範囲決定装置の前記運搬機械範囲演算部とからの演算結果に基づいて前記運搬機械と前記走行面との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力することを特徴とする。
【００１９】
また上記目的を達成するために、第９の発明は、第１の発明乃至第８の発明のいずれかにの運搬機械の停止位置判定装置を備えたことを特徴とする積込機械である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積込機械の積込位置や、積込機械により掘削形成された地山の傾斜面の角度が変更されていても、積込機械からの運搬機械への停止位置を的確に判定指示することができるので、積込機械による掘削積込作業の効率が向上する。
【００２１】
その結果、積込機械の掘削積込作業と運搬機械の運搬作業とが有機的に機能し、露天掘り鉱山等の掘削現場における生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１に示す本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態を備えた鉱山の操業の様子を示した斜視図である。
【図２】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態の全体構成を示した図である。
【図３】本発明の運搬機械の停止位置判定装置における距離センサの積込機械への取り付け位置の一例を示した図である。
【図４】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における傾斜面検出部、走行面検出部、傾斜面境界線検出部の機能を示す説明図である。
【図５】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における投影領域演算部の機能を示す説明図である。
【図６Ａ】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態におけるバケット下方領域投影部の機能を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態におけるバケット下方領域投影部の機能を示す説明図である。
【図７】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における干渉判断部の機能を示す説明図である。
【図８】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャート図である。
【図９】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図１０】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図１１】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図１２】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図１３】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図１４】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第２の実施形態における運搬機械範囲を示す平面図である。
【図１５】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態の全体構成を示す構成図である。
【図１６】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態における、後方限界線演算部と補正判断部の機能を説明する図である。
【図１７】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態における、後方限界線演算部と補正判断部の機能を説明する図である。
【図１８】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態における干渉判断部の機能を説明する平面図である。
【図１９】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第４の実施形態の全体構成と、無人運搬機械５０の構成を示す構成図である。
【図２０】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第４の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャート図である。
【図２１】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態の全体構成を示す構成図である。
【図２２】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャート図である。
【図２３】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図２４】本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【図２５】本発明の運搬機械の停止位置判定装置を、バックホー型の積込機械に適用した様子を示す斜視図である。
【図２６】本発明の運搬機械の停止位置判定装置における距離センサの積込機械への取り付け位置の他の一例を示した図である。
【図２７】本発明の運搬機械の停止位置判定装置における距離センサの積込機械への取り付け位置の他の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の実施形態を、図面を用いて説明する。
【００２４】
＜第１の実施形態＞  
本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の第１の実施形態を、図１乃至図１３を用いて説明する。なお、図１乃至図１３においては、積込機械としてローディングショベル、運搬機械としてマイニングダンプトラックに適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態を備えた鉱山の掘削現場の様子を示す斜視図、図２は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態の全体構成を示す構成図である。
【００２５】
図１において、鉱山などの掘削現場は、この例では地山Ｍと、地山Ｍの掘削面となる傾斜面６と、後述する積込機械１の設置個所および後述する運搬機械２の走行路面となる地面Ｘとを備えている。地面Ｘには、運搬機械２の走行面３が設けられている。この掘削現場の傾斜面６の近傍の地面には掘削作業を行う積込機械１が設置されている。また、掘削現場の地面Ｘには、積込機械１で掘削された砕石物を運搬する運搬機械２が搬出入している。この掘削現場の遠隔地には、積込機械１、運搬機械２の稼働を管理する管制局７が設置されている。そして管制局７は無線通信システムで積込機械１と運搬機械２との間でデータの授受ができるように構成されている。
【００２６】
図２において、運搬機械の停止位置判定装置１０００は、傾斜面範囲演算部２００と、距離センサ２１１と、運搬機械範囲演算部３００と、干渉判断部４００と、表示装置５００と、運搬機械仕様取得部６００と、積込機械範囲演算部７００とを少なくとも備えている。図１に示すように、このうち運搬機械仕様取得部６００の一部機能（運搬機械データベース６２０）は管制局７に設けられ、傾斜面範囲演算部２００と距離センサ２１１と運搬機械範囲演算部３００と干渉判断部４００と表示装置５００と運搬機械仕様取得部６００のその他の機能と積込機械範囲演算部７００は積込機械１に設けられている。
【００２７】
運搬機械仕様取得部６００は、運搬機械２のＩＤを取得し、そのＩＤから運搬機械２の仕様を取得し、運搬機械範囲演算部３００に出力するよう構成されている。
この運搬機械仕様取得部６００は、運搬機械２と通信可能な通信部６１０と、鉱山内を走行している様々な運搬機械２の仕様を記録している運搬機械データベース６２０と、取得した運搬機械２のＩＤを基に運搬機械データベース６２０から運搬機械２の仕様を取得するＩＤ照合部６３０と、を少なくとも備えている。
【００２８】
通信部６１０は、積込機械１の稼働時は、常時、次の積み込みを行う運搬機械２のＩＤを運搬機械２または管制局７のＩＤ通知部６１１とのやり取りによって取得し、そのＩＤをＩＤ照合部６３０に通知する。
運搬機械データベース６２０は、運搬機械２の寸法などの様々なデータを記録している。
ＩＤ照合部６３０は、通信部６１０によって取得したＩＤを運搬機械データベース６２０に記録されたデータと照合し、該当する運搬機械２の仕様を読み込み、運搬機械範囲演算部３００に出力する。
【００２９】
距離センサ２１１は、積込機械の前方の状態、例えば前方の物体までの距離を検出し、この検出結果を後述する傾斜面検出部２１０と走行面検出部２２０へ出力する。例えば赤外線センサやレーザースキャナ、ステレオカメラ等の、前方の物体までの距離を検出可能なセンサからなる。この距離センサ２１１は、積込機械１に設置され、積込機械１の３次元的な位置や姿勢、距離センサ２１１の積込機械１に設置する位置や角度を基にして、検出された距離を絶対座標系２４における鉛直方向の高さに変換するよう構成されている。絶対座標系２４は、図１に示すように地球上のある位置に原点を置く座標系である。これにより、距離センサ２１１の検出範囲である検出範囲１１（図４参照）に存在する物体の鉛直方向の高さを検出する。
図３に示すように、積込機械１は、フロント１４と積込機械本体２１を備える。積込機械本体２１は旋回体２１Ａと走行体２１Ｂを有している。距離センサ２１１は、積込機械１のバケット１０の概略真下の領域を検出可能な位置である積込機械本体２１の前方に配置されている。また、距離センサ２１１は、その距離を検出する検出範囲１１が、後述する運搬機械範囲４（図４参照）よりも大きくなるように設定されている。さらに、距離センサ２１１は、積込機械１のオペレータが旋回体２１Ａを旋回させると、検出範囲１１もそれに従って旋回・移動するようになっており、バケット１０を具備するフロント１４が旋回体２１Ａの旋回に伴って旋回する際に距離センサ２１１も旋回し、常にバケット１０の下方を検出するようになっている。
例えば、積込機械１は、傾斜面６を掘削して砕石物をバケット１０に積み込んだ後、バケット１０の内容物を運搬機械２に積み込むために傾斜面６から離れる方向に旋回体２１Ａが旋回する。この際、距離センサ２１１は、積込機械１が砕石物を掘削している間は検出範囲１１が傾斜面６上にあり、積込機械１が旋回する際に、検出範囲１１が運搬機械走行面３の方に移動する。これらにより、距離センサ２１１は常にバケット１０の概略真下の領域を検出する。
【００３０】
傾斜面範囲演算部２００は、運搬機械２が傾斜面６と干渉するために停止することが不可能な範囲（傾斜面範囲）１８（図４参照）を演算し、干渉判断部４００に出力するよう構成されている。
この傾斜面範囲演算部２００は、距離センサ２１１の撮像結果を基にして傾斜面６を検出する傾斜面検出部２１０と、同じく距離センサ２１１の出力結果を基にして運搬機械走行面３を検出する走行面検出部２２０と、傾斜面検出部２１０の出力結果と走行面検出部２２０の出力結果を基にして傾斜面６と運搬機械走行面３との境界線である傾斜面境界線１２を検出する傾斜面境界線検出部２４０と、傾斜面６、走行面３、傾斜面境界線１２を基にして傾斜面範囲１８を演算する傾斜面範囲決定部２６０を少なくとも備えている。
【００３１】
図４に、傾斜面６と運搬機械走行面３の両方に検出範囲１１が存在するときの様子、つまり、傾斜面６と運搬機械走行面３の境界の真上付近にバケット１０があるときの様子を示す。
距離センサ２１１により、検出範囲１１内の各点の鉛直方向の高さのデータを取得し、図４中のグラフに示すような検出範囲１１のある断面Ｙにおける高さの変化のプロファイルＰを作成する。グラフの横軸は検出範囲１１の位置、縦軸は鉛直方向高さを示している。その後、傾斜面検出部２１０において、この高さの変化のプロファイルＰから、例えば高さが徐々に増加している領域Ａを傾斜面６として検出し、傾斜面境界線検出部２４０と傾斜面範囲決定部２６０へ出力する。また、走行面検出部２２０において、プロファイルＰの高さの変化がほとんどないか十分小さい領域Ｂを運搬機械走行面３として検出し、傾斜面境界線検出部２４０と傾斜面範囲決定部２６０へ出力する。更に、傾斜面境界線検出部２４０において、傾斜面検出部２１０で検出した傾斜面６と走行面検出部２２０で検出した運搬機械走行面３との境界、つまり、プロファイルＰが大きく変化する位置Ｄを傾斜面境界線１２として検出し、傾斜面範囲決定部２６０へ出力する。傾斜面範囲決定部２６０において、傾斜面境界線検出部２４０が検出した傾斜面境界線１２の運搬機械走行面３側と反対側の範囲を傾斜面範囲１８と演算し、後述する傾斜面干渉判断部４２０へ出力する。
【００３２】
運搬機械範囲演算部３００は、運搬機械仕様取得部６００のＩＤ照合部６３０から得た運搬機械２の仕様を基にして、運搬機械２が停止するために必要な範囲である運搬機械範囲４を演算し、干渉判断部４００へ出力するよう構成されている。
この運搬機械範囲演算部３００は、運搬機械仕様取得部６００から取得した運搬機械２の仕様に基づいて停止時の運搬機械走行面３への投影領域を取得・演算する投影領域演算部３１０と、積込機械１の鉱山座標系２４におけるバケット１０の位置を取得・演算するバケット位置演算部３２０と、それらの演算結果を基にして、運搬機械２の停止に必要な範囲を積込機械１のバケット１０の位置の真下の運搬機械走行面３に投影して運搬機械範囲４を演算するバケット下方領域投影部３３０を少なくとも備えている。
このうちバケット下方領域投影部３３０は、バケット位置演算部３３０ａと、範囲決定部３３０ｂとを有している。
【００３３】
まず、図５を用いて投影領域演算部３１０の機能を説明する。
投影領域演算部３１０は、運搬機械仕様取得部６００から運搬機械２を走行面３に射影したときの幾何的な中心位置Ｇ１と、その中心位置Ｇ１から水平方向に最も離れた運搬機械端８のデータを取得する。その後、中心位置Ｇ１から運搬機械端８までの距離Ｒ１を半径にとり、中心位置Ｇ１を中心とした円形投影領域９を演算し、バケット下方領域投影部３３０へ出力する。
【００３４】
バケット位置演算部３２０は、図１に示す絶対座標系２４における積込機械１のバケット１０の位置を取得・演算し、バケット下方領域投影部３３０へ出力するよう構成されている。このバケット位置演算部３２０は、積込機械１に設置されており、例えば、絶対座標系２４における３次元的な位置を計測可能なＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）と、フロント１４の各軸に回転角度を検出できるセンサやフロント１４を駆動する直動シリンダの変位を検出できるセンサとからなる。またバケット１０に設けたＧＰＳとすることも可能である。
【００３５】
次に、図６Ａおよび図６Ｂを用いて、バケット下方領域投影部３３０の機能を説明する。
バケット下方領域投影部３３０は、バケット位置演算部３３０ａにおいて、図６Ａに示すように、バケット位置演算部３２０から取得・演算した絶対座標系２４におけるバケット１０の位置（例えばフロント１４におけるバケット１０とアームとの接続位置を基準とする）を運搬機械走行面３に射影した位置Ｋを演算する。
また、バケット下方領域投影部３３０は、範囲決定部３３０ｂにおいて、図６Ｂに示すように、バケット位置演算部３３０ａで演算した位置Ｋを、投影領域演算部３１０から取得した円形投影領域９の中心位置Ｇ１と概略一致させ、運搬機械走行面３上に投影された円形投影領域９を絶対座標系２４で表現される運搬機械範囲４とみなすことで運搬機械範囲４を演算する。この演算した運搬機械範囲４を、干渉判断部４００の積込機械干渉判断部４１０と傾斜面干渉判断部４２０へ出力する。
【００３６】
積込機械範囲演算部７００は、積込機械１の概略外形寸法などのデータを基にして、運搬機械２の進入を禁止する範囲（積込機械範囲）７１２（図６Ａ参照）を演算し、干渉判断部４００に出力するよう構成されている。
この積込機械範囲演算部７００は、積込機械位置取得部７３０と、積込機械１の仕様を読み込む積込機械仕様読込部７１０と、その仕様に基づいて運搬機械２の進入を禁止する積込機械範囲７１２を演算する積込機械範囲決定部７２０を少なくとも備えている。
【００３７】
積込機械位置取得部７３０は、絶対座標系２４における積込機械１の位置を検出し、積込機械範囲決定部７２０へ出力するよう構成されている。例えば、積込機械１に設置したＧＰＳが相当する。この場合、ＧＰＳの設置されている位置を基準とする。
【００３８】
積込機械仕様読込部７１０は、積込機械１の仕様を記憶した積込機械データベース７１１から必要な仕様（例えば積込記載１の外形寸法のデータ）と、旋回体２１Ａおよび走行体２１Ｂの最も水平方向の外側にある縁を積込機械境界線として取得し、これらのデータを積込機械範囲決定部７２０へ出力する。
【００３９】
積込機械範囲決定部７２０は、積込機械仕様読込部７１０が取得した積込機械境界線と、積込機械位置取得部７３０が取得した絶対座標系２４における積込記載１の位置を基にして、図６Ａに示すような積込機械境界線を運搬機械走行面３に投影したときに囲まれる領域を積込機械範囲７１２として演算し、干渉判断部４００の積込機械干渉判断部４１０へ出力する。
【００４０】
干渉判断部４００は、傾斜面範囲演算部２００と運搬機械範囲演算部３００と積込機械範囲演算部７００での演算結果を基にして、運搬機械２が傾斜面６や積込機械１と干渉することなく安全に停止できるか否かを判断し、その判断結果を表示装置５００へ出力するよう構成されている。
この干渉判断部４００は、積込機械干渉判断部４１０と、傾斜面干渉判断部４２０と、総合判断部４３０を少なくとも備えている。
【００４１】
積込機械干渉判断部４１０は、運搬機械範囲演算部３００のバケット下方領域投影部３３０から出力された運搬機械範囲４と、積込機械範囲演算部７００の積込機械範囲決定部７２０から出力された積込機械範囲７１２との干渉の有無を判断し、その判断結果を総合判断部４３０に出力する。
【００４２】
傾斜面干渉判断部４２０は、運搬機械範囲演算部３００のバケット下方領域投影部３３０から出力された運搬機械範囲４と、傾斜面範囲演算部２００の傾斜面範囲決定部２６０から出力された傾斜面範囲１８との干渉の有無を判断し、その判断結果を総合判断部４３０に出力する。
【００４３】
図７を用いて、積込機械１とバケット１０、運搬機械範囲４、傾斜面範囲１８、積込機械範囲７１２の位置関係と、総合判断部４３０における干渉の有無の判断基準について説明する。
総合判断部４３０は、積込機械干渉判断部４１０と傾斜面干渉判断部４２０の判断結果が共に干渉なし（運搬機械範囲４が、傾斜面範囲１８とも積込機械範囲７１２とも干渉しない）の場合（図７中Ａ）は、その停止予定位置を「安全」と判断する。
また、積込機械干渉判断部４１０は干渉なしだが、傾斜面干渉判断部４２０が干渉あり（運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２とは干渉しないが、傾斜面範囲１８と干渉する）の場合（図７中Ｂ）は、その停止予定位置を「傾斜面干渉」と判断する。
また、傾斜面干渉判断部４２０は干渉なしだが、積込機械干渉判断部４１０が干渉あり（運搬機械範囲４が傾斜面範囲１８とは干渉しないが、積込機械範囲７１２と干渉する）の場合（図７中Ｃ）は、その停止予定位置を「積込機械干渉」と判断する。
また、積込機械干渉判断部４１０と傾斜面干渉判断部４２０とが共に干渉あり（運搬機械範囲４が、傾斜面範囲１８とも積込機械範囲７１２とも干渉する）の場合（図７中Ｄ）は、その停止予定位置を「積込機械傾斜面干渉」と判断する。
総合判断部４３０は、この「安全」「傾斜面干渉」「積込機械干渉」「積込機械傾斜面干渉」のいずれかの判断を表示装置５００に出力する。また、その判断結果を、図示しない通信部を介して、管制局７に出力することができる。
更には、総合判断部４３０は、「傾斜面干渉」「積込機械干渉」「積込機械傾斜面干渉」のいずれかと判断された場合には、ホーン制御部９０１に対して、音を出力しないよう不奏鳴信号を出力する。ホーン制御部９０１は、総合判断部４３０からの不奏鳴信号を受けている間は、積込機械１のオペレータによってホーンスイッチ９０２が押されたとしても、ホーン９００を鳴らさないよう制御する。
【００４４】
なお、積込機械干渉判断部４１０、傾斜面干渉判断部４２０、総合判断部４３０における「干渉」とは、運搬機械範囲４が、傾斜面範囲１８や積込機械範囲７１２と一部でも接触し、オーバーラップしている状態のことを示す。
【００４５】
表示装置５００は、干渉判断部４００から出力された判断結果を積込機械１のオペレータに対して通知する。例えば、積込機械１のキャブ内に設置されたスピーカにより、「安全」「傾斜面干渉」「積込機械干渉」「積込機械傾斜面干渉」のそれぞれに応じて予め決定された音のパターンを出力することでオペレータに通知する。その他には、ディスプレイに判断結果をそのまま表示し、積込機械１のオペレータに視覚的に通知することもできる。
【００４６】
以上のような運搬機械の停止位置判定装置１０００において、干渉対象認識装置は、距離センサ２１１と、傾斜面範囲演算部２００と、積込機械範囲演算部７００とにより構成される。
運搬機械範囲決定装置は、運搬機械データベース（運搬機械仕様記憶部）６２０と、通信部６１０およびＩＤ照合部６３０により構成される運搬機械仕様読込部と、運搬機械範囲演算部３００とにより構成される。
干渉判断装置は、干渉判断部４００より構成される。
【００４７】
次に、上述のような運搬機械の停止位置判定装置１０００の制御フローのフローチャートについて、図８−１３を用いて説明する。
【００４８】
積込機械１は、砕石物を掘削すると、掘削した砕石物を運搬機械２に積み込むために傾斜面６から離れる方向に旋回する。そして積込機械１のオペレータは、運搬機械２への積み込み作業を行う位置（運搬機械２の停止予定位置）にバケット１０を停止させる。
【００４９】
図８において、まず、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械仕様取得部６００は、積込機械１の稼働中は、バケット１０が停止しているか否かにかかわらず、ステップＳ２００において、運搬機械２のＩＤを取得し、そのＩＤを基にして運搬機械２の仕様を取得する。その後、この取得したＩＤを運搬機械範囲演算部３００に出力する。
このステップＳ２００の詳細について図９を参照して説明する。
まず、通信部６１０は、ステップＳ２０１において、運搬機械２のＩＤを取得し、この取得したＩＤをＩＤ照合部６３０に通知する。
次に、運搬機械データベース６２０およびＩＤ照合部６３０は、ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で通信部６１０から通知されたＩＤとデータの照合を行うことで運搬機械２の仕様を取得し、この取得した運搬機械２の仕様を運搬機械範囲演算部３００の投影領域演算部３１０へ出力する。
【００５０】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の傾斜面範囲演算部２００は、ステップＳ３００において、傾斜面範囲１８を演算し、干渉判断部４００に出力する。
このステップＳ３００の詳細について図１０を参照して説明する。
まず、距離センサ２１１は、ステップＳ３０１において、検出範囲１１内の物体の鉛直方向の高さを検出する。
次に、距離センサ２１１は、ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１で検出した高さデータから高さ変化プロファイルＰを作成する。
次に、傾斜面検出部２１０は、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２で距離センサ２１１が作成した高さ変化プロファイルＰから傾斜面６を検出する。
次に、走行面検出部２２０は、ステップＳ３０４において、ステップＳ３０２で距離センサ２１１が作成した高さ変化プロファイルＰから運搬機械走行面３を検出する。
次に、傾斜面境界線検出部２４０は、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０３で傾斜面検出部２１０が検出した傾斜面６とステップＳ３０４で走行面検出部２２０が検出した運搬機械走行面３とから傾斜面境界線１２を検出する。
その後、傾斜面範囲決定部２６０は、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０３で傾斜面検出部２１０が検出した傾斜面６とステップＳ３０４で走行面検出部２２０が検出した運搬機械走行面３とステップＳ３０５で傾斜面境界線検出部２４０が検出した傾斜面境界線１２とから傾斜面範囲１８を演算し、この演算した傾斜面範囲１８を干渉判断部４００の傾斜面干渉判断部４２０に出力する。
【００５１】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械範囲演算部３００は、ステップＳ４００において、ステップＳ２００で運搬機械仕様取得部６００から入力した運搬機械２の仕様を基にして運搬機械範囲４を演算し、干渉判断部４００に出力する。
このステップＳ４００の詳細について図１１を参照して説明する。
まず、投影領域演算部３１０は、ステップＳ４０１において、ステップＳ２０２で運搬機械仕様取得部６００のＩＤ照合部６３０から入力した運搬機械２の仕様から運搬機械２の幾何的中心位置Ｇ１の情報を取得する。
次に、投影領域演算部３１０は、ステップＳ４０２において、ステップＳ２０２で入力した運搬機械２の仕様から運搬機械端８の情報を取得する。
次に、投影領域演算部３１０は、ステップＳ４０３において、ステップＳ４０１で取得した幾何学的中心位置Ｇ１の情報とステップＳ４０２で取得した運搬機械端８の情報とから円形投影領域９を演算する。
次に、バケット位置演算部３２０は、ステップＳ４０４において、絶対座標系２４における積込機械１のバケット１０の位置を取得・演算し、バケット下方領域投影部３３０へ出力する。
その後、バケット下方領域投影部３３０は、ステップＳ４０５において、バケット位置演算部３３０ａにより、ステップＳ４０４でバケット位置演算部３２０が取得・演算した絶対座標系２４におけるバケット１０の位置から運搬機械走行面３に射影した位置Ｋを演算する。
次に、バケット下方領域投影部３３０は、ステップＳ４０６において、範囲決定部３３０ｂにより、ステップＳ４０１で取得した幾何的中心位置Ｇ１と、ステップＳ４０５で演算した位置Ｋとを一致させることで運搬機械範囲４を演算し、この演算した運搬機械範囲４を干渉判断部４００の積込機械干渉判断部４１０と傾斜面干渉判断部４２０へ出力する。
【００５２】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の積込機械範囲演算部７００は、ステップＳ５００において、積込機械範囲７１２を演算し、干渉判断部４００に出力する。
このステップＳ５００の詳細について図１２を参照して説明する。
まず、積込機械位置取得部７３０は、ステップＳ５０１において、絶対座標系２４における積込機械１の位置を検出する。
次に、積込機械仕様読込部７１０は、ステップＳ５０２において、積込機械１の仕様を取得する。
次に、積込機械範囲決定部７２０は、ステップＳ５０３において、ステップＳ５０１で積込機械位置取得部７３０が検出した積込機械１の位置とステップＳ５０２で積込機械仕様読込部７１０が取得した積込機械１の仕様から積込機械範囲７１２を演算し、この演算した積込機械範囲７１２を干渉判断部４００の積込機械干渉判断部４１０へ出力する。
【００５３】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の干渉判断部４００は、ステップＳ６００において、ステップＳ３００で傾斜面範囲演算部２００が演算した傾斜面範囲１８と、ステップＳ４００で運搬機械範囲演算部３００が演算した運搬機械範囲４と、ステップＳ５００で積込機械範囲演算部７００が演算した積込機械範囲７１２とを基にして、運搬機械２が積込機械１や傾斜面６と干渉するかどうかを判断し、この判断結果を表示装置５００およびホーン制御部９０１に対して出力する。
このステップＳ６００の詳細について図１３を参照して説明する。
まず、傾斜面干渉判断部４２０は、ステップＳ６０１において、ステップＳ４０６にて運搬機械範囲演算部３００のバケット下方領域投影部３３０から入力した運搬機械範囲４とステップＳ３０６にて傾斜面範囲演算部２００の傾斜面範囲決定部２６０から入力した傾斜面範囲１８との干渉があるかどうかを判断する。干渉する場合はステップＳ６０４に処理を進め、干渉しない場合はステップＳ６０２に処理を進める。
次に、積込機械干渉判断部４１０は、ステップＳ６０２において、ステップＳ４０６にて運搬機械範囲演算部３００のバケット下方領域投影部３３０から入力した運搬機械範囲４とステップＳ５０３にて積込機械範囲演算部７００の積込機械範囲決定部７２０から入力した積込機械範囲７１２との干渉があるかどうかを判断する。干渉する場合はステップＳ６０４に処理を進め、干渉しない場合はステップＳ６０３に処理を進める。
次に、総合判断部４３０は、ステップＳ６０３において、バケット１０で示す停止予定位置に運搬機械２が停車すると傾斜面６とも積込機械１とも干渉せずに「安全」に停止できると判断されることから、積込機械１のキャブ内にある表示装置５００に安全である旨の信号を出力する。
これに対し、総合判断部４３０は、ステップＳ６０４において、バケット１０で示す停止予定位置に運搬機械２が停車すると少なくとも傾斜面６か積込機械１のいずれかと干渉して「安全」に停止できないと判断されることから、積込機械１のキャブ内にある表示装置５００に安全でない旨の信号を出力する。さらに総合判断部４３０は、ホーン９００から音を出力しないよう、ホーン制御部９０１に対して不奏鳴信号を出力する。
上述のステップのうち、ステップＳ６０１とＳ６０２は逆でもよい。
【００５４】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の干渉判断部４００は、ステップＳ６５０において、総合判断部４３０により、ホーンスイッチ９０２が押されたかどうかを判断する。ホーンスイッチ９０２が押されていないと判断されるときは、運搬機械２が近くにおらずに積み込み作業を行う状態でなく、上述のステップＳ２００−ステップＳ６００の判断結果を表示する必要がないと判断し、ステップＳ２００に処理を戻す。ホーンスイッチ９０２が押されたと判断されるときは、干渉判断部４００における判断結果を表示するためにステップＳ７００に処理を進める。
【００５５】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の表示装置５００は、ステップＳ７００において、ステップＳ６００での干渉判断部４００の判断結果を基にして、積込機械１のオペレータに対して現在バケット１０で示している停止予定位置が安全である旨の表示か、安全でない旨の表示を行う。
また、運搬機械の停止位置判定装置１０００の総合判断部４３０は、安全に停車できる場合は、不奏鳴信号を出力せずにホーン９００が鳴るよう作動し、運搬機械２のオペレータに停止位置決定を通知できるよう作動する。これに対して、総合判断部４３０は、安全に停車できない場合は、不奏鳴信号をホーン制御部９０１に対して出力してホーン９００が鳴らないよう作動する。
【００５６】
ホーン９００の音を確認した運搬機械２のオペレータは、積込機械１のバケット１０で示される停止予定位置に向かって走行するよう、運搬機械２を操作する。
その後、積込機械１のオペレータは、運搬機械２がバケット１０の下に到着したところで再度ホーンスイッチ９０２を押すことによりホーン９００を鳴らし、運搬機械２のオペレータに対して停止指示に到着した旨を通知する。
停止指示に到着した旨のホーン９００の音を確認した運搬機械２のオペレータは、運搬機械２をその場で停止させ、その後、積込機械１のオペレータは、積み込み作業を開始する。
【００５７】
これに対し、積込機械１のオペレータは、運搬機械の停止位置判定装置１０００によって停止予定位置が不適切であると判断されたことを、表示装置５００の表示によって認識したときや、ホーンスイッチ９０２を押してもホーン９００が鳴らないことで認識したときは、新たな位置にバケット１０を移動させ、新たな停止位置を決定する。その後、運搬機械の停止位置判定装置１０００は、新たな停止予定位置が安全であるか否かのステップＳ１００からの判定処理を実施する。
【００５８】
本実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００５９】
運搬機械の停止位置判定装置１０００のうち、運搬機械仕様取得部６００で運搬機械２の仕様を取得し、運搬機械範囲演算部３００で運搬機械２が停止するために必要な運搬機械範囲４を演算する。また、傾斜面範囲演算部２００で運搬機械２が傾斜面６と干渉するために停止不可能な傾斜面範囲１８を演算する。そして、干渉判断部４００で運搬機械範囲４と傾斜面範囲１８との干渉の有無を判断し、表示装置５００でこの判断結果を表示して、運搬機械２のオペレータに現在示している停止予定位置に停止してよいかどうかを伝える。
このため、積込機械１のオペレータが運搬機械２の停止予定位置を指示する際に、周囲環境に対する視認不足や、死角となる領域の拡大について十分な注意を払いきれなかったり、積込機械１の位置や掘削現場における地山の傾斜面の形状が逐次変化したとしても、停止予定位置が安全であるかどうかを的確かつ素早く判定・指示することができ、運搬機械２と傾斜面６とが干渉することを高い精度で防ぐことができる。このため、運搬機械２の荷台の後部が傾斜面に衝突することや、運搬機械２のタイヤが傾斜面６の下方部に突き当たる等の不具合を防止することができるため、運搬機械２が傾斜面６との衝突を回避するために停止をやり直すこともなく、積込機械１による運搬機械２への積み込み作業がスムーズに進行し、掘削積込作業の作業効率が向上する。よって、積込機械１の掘削積込作業と運搬機械２の運搬作業とが有機的に機能し、露天掘り鉱山等の掘削現場における生産性を向上させることができる。
【００６０】
更に、積込機械範囲演算部７００において、積込機械１が占有する面積を基にして、運搬機械２の進入を禁止する積込機械範囲７１２を演算し、この積込機械範囲７１２と運搬機械範囲４とが干渉するか否かの判断を行うことで、運搬機械２と積込機械１の干渉を抑制することができ、より安全かつスムーズな操業が可能となる。
【００６１】
なお、上述の図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３００、ステップＳ４００、ステップＳ５００の順で実施する場合について述べたが、これら３つのステップＳ３００、ステップＳ４００、ステップＳ５００を実施する順に決まりはなく、上記以外の順とすることができる。例えば、ステップＳ３００→ステップＳ５００→ステップＳ４００の順でもよいし、ステップＳ４００→ステップＳ３００→ステップＳ５００の順、ステップＳ４００→ステップＳ５００→ステップＳ３００の順、ステップＳ５００→ステップＳ３００→ステップＳ４００の順、ステップＳ５００→ステップＳ４００→ステップＳ３００の順でもよい。
【００６２】
＜第２の実施形態＞  
本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の第２の実施形態を図１４を用いて説明する。
【００６３】
運搬機械の停止位置判定装置の第１の実施形態では、運搬機械２を傾斜面６に対して停止させる向き（停止方向）が予め決められておらず、円形投影領域９によって運搬機械２の停止に要する範囲を広くとって、傾斜面境界線１２との干渉の有無を確認している。しかし、運搬機械２の停止方向が予め決められている場合は、バケット下方領域投影部３３０において演算する運搬機械範囲４を円形にする必要はなく、停止方向に応じた適切な形状、例えば運搬機械２よりやや大きい少し余裕を持たせた形状とすることができる。運搬機械の停止位置判定装置の第２の実施形態では、運搬機械２の停止方向が予め決められている場合に好適な形態について説明する。具体的には、傾斜面境界線１２の近似直線に対して概略垂直に運搬機械２を停止するよう定められている場合を例にして説明する。
第２の実施形態における運搬機械の停止位置判定装置１０００は、運搬機械範囲演算部３００以外の構成は第１の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置と略同じであり、詳細は省略する。
【００６４】
図１４は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第２の実施形態における運搬機械範囲を示す図である。
【００６５】
図１４に示すように、本実施形態においては、運搬機械２の停止方向が予め決められているため、運搬機械範囲演算部３００において演算する運搬機械範囲４は、運搬機械２をその方向に停止したときに必要な範囲、すなわち運搬機械２を走行面３に投影した範囲である。
具体的には、本発明の運搬機械の停止位置判定装置１０００の第２の実施形態に係る運搬機械範囲演算部３００の投影領域演算部３１０は、運搬機械仕様取得部６００から、運搬機械２を走行面３に射影したときの幾何的な中心位置Ｇ１と、運搬機械２の概略外形寸法のデータを取得し、この概略外形寸法と予め決められた運搬機械２の停止方向とから投影領域９を演算する。バケット位置演算部３２０は、絶対座標系２４における積込機械１のバケット１０の位置を取得する。バケット下方領域投影部３３０は、バケット１０の位置を運搬機械走行面３に射影した位置Ｋを演算し、この位置Ｋと先に演算した投影領域９の中心位置Ｇ１とを概略一致させて運搬機械範囲４を演算する。
【００６６】
第２の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置においても、得られる効果は第１の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置の場合とほぼ同様である。
更に、第１の実施形態のように円形投影領域９を演算し、絶対座標系２４におけるバケット１０の位置を運搬機械走行面３に射影した位置Ｋと円形投影領域９の中心位置Ｇ１と概略一致させて運搬機械範囲４を演算する場合は、運搬機械範囲４を広く安全にとっていることになるが、実際の運搬機械２は、円形の形状をしているわけではない。そこで、予め停止方向が決められている場合は、本実施形態のように、運搬機械２を走行面に投影した範囲を運搬機械範囲４と演算することによって、実際は干渉しない範囲であっても干渉すると判断することを抑制する。これにより、停止予定位置の判断において、干渉と判断する割合を低下させることができ、停止予定位置の決定に要する時間をより短縮することができる。
これにより、停止予定位置の安全判定をより高精度に行うことができるとともに、柔軟に運搬機械２の停止予定位置を決定することできるため、運搬機械２の停止予定位置判定をより迅速に行うことができ、積み込み作業の効率を向上させることができる。
【００６７】
＜第３の実施形態＞  
本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の第３の実施形態を図１５乃至図１８を用いて説明する。
第３の実施形態における運搬機械の停止位置判定装置は、運搬機械仕様取得部６００、傾斜面範囲演算部２００、運搬機械藩演算部３００および干渉判断部４００以外の構成は第１の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置と略同じであり、詳細は省略する。
図１５は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態の全体構成を示した図で、図１６および図１７は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第３の実施形態における、後方限界線演算部と補正判断部の機能を説明する図である。
【００６８】
図１５乃至図１７において、本発明の運搬機械の停止位置判定装置１０００の第３の実施形態は、傾斜面範囲演算部２００と、運搬機械範囲演算部３００と、干渉判断部４００と、表示装置５００と、運搬機械仕様取得部６００と、積込機械範囲演算部７００とを少なくとも備えている。このうち運搬機械仕様取得部６００、傾斜面範囲演算部２００、運搬機械範囲演算部３００および干渉判断部４００について、以下説明する。
【００６９】
運搬機械仕様取得部６００は、ＩＤ照合部６３０において、運搬機械後端高さ１６のデータを運搬機械データベース６２０から読み込んで後述する後方限界線演算部２９５に出力し、また運搬機械２の後端と後輪の中心との運搬機械走行面３への投影点である後輪中心投影点２５との水平方向の距離（第２距離）Ｊのデータを読み込んで後述する補正判断部２９０に出力する。
【００７０】
傾斜面範囲演算部２００は、傾斜面検出部２１０と、走行面検出部２２０と、傾斜面境界線検出部２４０と、傾斜面範囲決定部２６０に加えて、更に、後方限界線演算部２９５と補正判断部２９０を備えている。
【００７１】
図１６および図１７を用いて、後方限界線演算部２９５と補正判断部２９０の機能を説明する。
後方限界線演算部２９５は、図１６および図１７に示すように、運搬機械仕様取得部６００から運搬機械２の後端の高さである運搬機械後端高さ１６を取得する後部高さ寸法読込部２９５ａを有する。後方限界線演算部２９５は、運搬機械後端高さ１６と、走行面検出部２２０が取得した運搬機械走行面３と、傾斜面検出部２１０が取得した傾斜面６を基にして、運搬機械走行面３から運搬機械後端高さ１６分だけ高い位置での傾斜面６上の傾斜面上位置１７を演算し、またこの傾斜面上位置１７から運搬機械走行面３に投影して作成した投影位置２３を演算し、更にこの投影位置２３を傾斜面６の長手方向に連続的に接続することで暫定後方限界線５ａを演算し、補正判断部２９０へ出力する。
補正判断部２９０は、傾斜面境界線検出部２４０が出力した傾斜面境界線１２と後方限界線演算部２９５が出力した暫定後方限界線５ａとの距離（第１距離）Ｌを演算する第１距離演算部２９０ａと、運搬機械仕様取得部６００の運搬機械データベース６２０から第２距離Ｊを読み込む第２距離演算部２９０ｂを有する。補正判断部２９０は、第１距離Ｌと第２距離Ｊとを比較し、図１７に示すように第１距離Ｌが第２距離Ｊよりも大きい（Ｌ＞Ｊ）ときは、傾斜面境界線１２を後方限界線５として暫定後方限界線５ａを補正する。第１距離Ｌが第２距離Ｊ以下（Ｌ≦Ｊ、図１６参照）のときは暫定後方限界線５ａをそのまま後方限界線５とする。この後方限界線５を傾斜面範囲決定部２６０とバケット下方領域投影部３３０へ出力する。
【００７２】
また、傾斜面範囲演算部２００における傾斜面範囲決定部２６０は、その後方限界線５で分割される領域の運搬機械走行面３側の反対側を傾斜面範囲１８として演算する。
【００７３】
運搬機械演算部３００は、バケット下方領域投影部３３０において、運搬機械範囲４を演算する。これとともに、バケット下方領域投影部３３０において、補正判断部２９０から第１距離Ｌと第２距離Ｊの関係、つまり、第１距離Ｌが第２距離Ｊよりも大きいか否かの比較結果を取得し、範囲決定部３３０ｂにより、第１距離Ｌが第２距離Ｊよりも大きい（Ｌ＞Ｊ、図１７）場合は、左右の後輪中心投影点２５同士を結ぶ直線（運搬機械後方線）４０を演算し、第１距離Ｌが第２距離Ｊ以下（Ｌ≦Ｊ、図１６）の場合は、運搬機械２のベッセル１５の最後方の縁を運搬機械走行面３に投影することで運搬機械後方線４０を演算する。そして、運搬機械範囲４を干渉判断部４００の積込機械干渉判断部４１０へ出力し、運搬機械後方線４０を干渉判断部４００の傾斜面干渉判断部４２０へ出力する。
【００７４】
また、干渉判断部４００は、積込機械干渉判断部４１０において、運搬機械範囲４と積込機械範囲７１２との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する。
また、傾斜面干渉判断部４２０において、運搬機械後方線４０と傾斜面範囲１８との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する。
更に、総合判断部４３０において、図１８に示すように、運搬機械後方線４０が傾斜面範囲１８と干渉せず、かつ運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と干渉しない（図１８中Ａ）場合は、その停止予定位置を「安全」と判断する。
運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２とは干渉しないが、運搬機械後方線４０が傾斜面範囲１８と干渉する場合（図１８中Ｂ）は、その停止予定位置を「傾斜面干渉」と判断する。
運搬機械後方線４０が傾斜面範囲１８とは干渉しないが、運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と干渉する場合（図１８中Ｃ）は、その停止予定位置を「積込機械干渉」と判断する。
運搬機械後方線４０が傾斜面範囲１８と干渉し、かつ運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と干渉する場合（図１８中Ｄ）は、その停止予定位置を「積込機械傾斜面干渉」と判断する。
なお、本実施形態における「干渉」とは、運搬機械後方線４０が傾斜面範囲１８、運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と、一部でも接触している状態のことを示す。
【００７５】
第３の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置においても、得られる効果は第１，第２の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置の場合とほぼ同様である。
【００７６】
更に、第２の実施形態のように運搬機械２の停止方向が傾斜面境界線１２の近似直線に対して概略垂直と決められており、かつ傾斜面６と反対側を向いて後進で停止予定位置に向けて走行する場面においては、傾斜面６により近い位置で運搬機械２に対して積み込み作業をするほうが、バケット１０の移動距離が少なく、効率的となる。
そこで、本実施形態のように、傾斜面範囲演算部２００で運搬機械２の暫定後方限界線５ａを演算し、また傾斜面６の角度に応じて暫定後方限界線５ａを補正して後方限界線５を求め、更にその後方限界線５で分割される領域の運搬機械走行面３側の反対側を傾斜面範囲１８として演算する。また、運搬機械演算部３００で運搬機械範囲４および運搬機械２の後端または後輪が傾斜面６と干渉するかどうかの判断基準となる運搬機械後方線４０を演算する。更に、干渉判断部４００で運搬機械後方線４０と傾斜面範囲１８との干渉の有無を判断し、その判断結果を出力する。
これにより、運搬機械２の停止位置をより傾斜面６に近い位置に設定できるので、積み込み作業の効率を更に向上させることができる。
【００７７】
また、運搬機械範囲４と積込機械範囲７１２との干渉の有無を判断することにより、積込機械１と運搬機械２の干渉を防止でき、より安全な操業が可能となる。
【００７８】
＜第４の実施形態＞  
本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の第４の実施形態を図１９および図２０を用いて説明する。
【００７９】
上述の運搬機械の停止位置判定装置の第１〜第３の実施形態は、オペレータが運搬機械を運転する有人運搬機械に適用した形態であるが、本発明の運搬機械の停止位置判定装置は、運搬機械が自律的に走行可能な無人運搬機械の場合でも適用可能である。本実施形態は、無人運搬機械を用いる場合に本発明を適用したケースである。
【００８０】
図１９は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第４の実施形態の全体構成と、無人運搬機械５０の構成を示す図である。
【００８１】
本発明の第４の実施形態において、鉱山で操業しているのは、掘削作業を行う積込機械１と、砕石物を運搬する無人運搬機械５０と、それらの運行を管理している管制局７である。
このうち、図１９に示すように、無人運搬機械５０は、自律的に走行することを可能とする自律走行部５１を備えている。
【００８２】
この自律走行部５１は、無人運搬機械５０が積込機械１および管制局７との間でデータ通信を行う通信部５２と、自機が次に移動すべき目標位置を認識する目標位置認識部５３と、現在の自機の位置を認識する自機位置認識部５４と、自機位置から目標位置に移動する経路を生成する目標経路生成部５５と、この目標経路に沿って移動するよう駆動、制動、操舵系を制御する目標経路追従部５６とを少なくとも備えている。
無人運搬機械５０は、この自律走行部５１により、目標の位置が指令されると、自機の位置を認識し、目標位置に到達するための目標経路を生成し、その経路に追従するよう走行することで、指令された目標位置に到達することができる。
【００８３】
通信部５２は、積込機械１および管制局７との間で自機の情報の通信を行う。また、運搬機械の停止位置判定装置１０００と、自機のＩＤを通知し、また決定された停止予定位置に関するデータのやり取りを行い、目標位置認識部５３に出力する。
【００８４】
目標位置認識部５３は、運搬機械の停止位置判定装置１０００から自律走行部５１に通知された無人運搬機械５０の停止予定位置の情報に基づいて目標位置を認識し、自機位置認識部５４に出力するよう構成されている。
【００８５】
自機位置認識部５４は、目標位置認識部５３から通知された目標位置と自機の移動開始時の位置と方向（現在の自機の位置と方向）との相対的な位置と方向の関係を検出し、目標経路生成部５５へ出力するよう構成されている。この自機位置認識部５４には、例えば、対地位置を検出可能なＧＰＳや、車体の加速度を検出可能な加速度センサ、角速度を検出可能なジャイロセンサ、前輪または後輪の少なくともいずれか一つに取り付けられた車輪回転数を検出する車輪回転数センサなどが用いられる。また、ＧＰＳは直接位置が検出可能であるため、ＧＰＳによって加速度センサやジャイロセンサ、車輪回転数センサで演算した位置を補正するよう構成することもできる。
【００８６】
目標経路生成部５５は、自機位置認識部５４で検出した相対的な位置・方向から無人運搬機械５０の幾何学的特性や車両運動特性などを考慮して、目標位置に向けて走行するための経路を演算し、目標経路追従部５６へ出力するよう構成されている。
【００８７】
目標経路追従部５６は、目標経路生成部５５で生成した目標経路と自機位置を比較しながら、その偏差が小さくなるよう無人運搬機械５０の駆動、制動、操舵系を制御し、目標経路に追従走行するよう構成されている。
【００８８】
また、図１９に示すように、本実施形態の運搬機械の停止位置判定装置１０００は、運搬機械仕様取得部６００と、傾斜面範囲演算部２００と、運搬機械範囲演算部３００と、積込機械範囲演算部７００と、干渉判断部４００と、表示装置５００に加え、停止予定位置を無人運搬機械５０の自律走行部５１に通知するよう構成された停止位置通知部８００を少なくとも備えている。
本実施形態の運搬機械の停止位置判定装置１０００は、運搬機械範囲演算部３００のバケット位置演算部３２０からバケット下方領域投影部３３０を介してバケット位置Ｋの座標値のデータを干渉判断部４００に出力する。干渉判断部４００は、停止予定位置が安全と判断されたとき、バケット位置Ｋの座標値を停止予定位置とみなし、その停止予定位置のデータを、停止位置通知部８００を介して、無人運搬機械５０に通知するように構成されている。
運搬機械仕様取得部６００は、更に、無人運搬機械５０の通信部５２と情報のやり取りを通信部６１０によって行うことによって、自積込機械１と無人運搬機械５０との距離を把握する。
その他の傾斜面範囲演算部２００と、積込機械範囲演算部７００と、表示装置５００の構成は、第１の実施形態と略同じである。
【００８９】
無人運搬機械５０の自律走行部５１は、運搬機械の停止位置判定装置１０００の停止位置通知部８００から通知された停止予定位置から目標位置を演算し、この目標位置と自機位置からそれらを繋ぐ経路を演算し、その経路に追従するように駆動、制動、操舵系を自動で制御して走行する。そして、目標定位置に到着したら無人運搬機械５０の駆動、制動、操舵系の自動制御を中止して、停止する。
この停止予定位置については、必ずしも正確に停止予定位置に停止する必要はなく、ある一定のマージンをとった停止予定位置領域に進入した段階で停止するよう構成することができる。また、この停止予定位置領域を、自機位置認識部５４などの誤差を考慮して決定することにより、何度も前進とバックを繰り返して停止位置を微調整する必要がなくなり、効率的である。
【００９０】
次に、本実施形態の運搬機械の停止位置判定装置１０００の制御フローのフローチャートについて、図２０を用いて説明する。
【００９１】
まず、積込機械１は、砕石物を掘削すると、掘削した砕石物を無人運搬機械５０に積み込むために傾斜面６から離れる方向に旋回する。そして積込機械１のオペレータは、無人運搬機械５０への積み込み作業を行う位置（無人運搬機械５０の停止予定位置）にバケット１０を停止させる。
【００９２】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械仕様取得部６００は、ステップＳ２１０において、無人運搬機械５０のＩＤを取得し、そのＩＤを基にして無人運搬機械５０の仕様を取得する。その後、この取得したＩＤを運搬機械範囲演算部３００に出力する。
【００９３】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の傾斜面範囲演算部２００は、ステップＳ３１０において、傾斜面範囲１８を演算し、干渉判断部４００に出力する。
【００９４】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械範囲演算部３００は、ステップＳ４１０において、ステップＳ２１０で運搬機械仕様取得部６００から入力した無人運搬機械５０の仕様を基にして運搬機械範囲４を演算し、干渉判断部４００に出力する。
【００９５】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の積込機械範囲演算部７００は、ステップＳ５１０において、積込機械範囲７１２を演算し、干渉判断部４００に出力する。
【００９６】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の干渉判断部４００は、ステップＳ６１０において、ステップＳ３１０で傾斜面範囲演算部２００が演算した傾斜面範囲１８と、ステップＳ４１０で運搬機械範囲演算部３００が演算した運搬機械範囲４と、ステップＳ５１０で積込機械範囲演算部７００が演算した積込機械範囲７１２とを基にして、無人運搬機械５０が積込機械１や傾斜面６と干渉するかどうかを判断し、この判断結果を表示装置５００および停止位置通知部８００に対して出力する。
【００９７】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械仕様取得部６００は、ステップＳ６６０において、通信部６１０によって無人運搬機械５０が積込機械１の付近に存在しているかを把握し、存在するかを判断する。付近に存在していると判断されるときは、ステップＳ７１０に処理を進める。付近を走行していないと判断されるときは、ステップＳ２１０に処理を戻す。
【００９８】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の表示装置５００は、ステップＳ７１０において、ステップＳ６１０での干渉判断部４００の判断結果から、積込機械１のオペレータに対して現在バケット１０で示している停止予定位置が安全である旨の表示か、安全でない旨の表示を行い、ステップＳ８１０に処理を進める。
【００９９】
次に、ステップＳ８１０において、運搬機械の停止位置判定装置１０００の停止位置通知部８００は、ステップＳ６１０において無人運搬機械５０が自積込機械１の付近に存在していると判断された場合は、停止予定位置の座標値等の情報を無人運搬機械５０に出力する。
その後、運搬機械の停止位置判定装置１０００の停止位置通知部８００から自機の停止予定位置のデータを受信した無人運搬機械５０の自律走行部５１は、積込機械１のバケット１０で示される停止予定位置から目標位置を演算し、この目標位置に向かうための経路を演算し、目標位置に向けて自律的に走行を開始する。
無人運搬機械５０が目標位置に到着したら、無人運搬機械５０の自律走行部５１は、無人運搬機械５０を停止させ、積込機械１のオペレータは無人運搬機械５０が停止したら積み込み作業を開始する。
【０１００】
これに対し、ステップＳ８１０において、運搬機械の停止位置判定装置１０００の停止位置通知部８００は、ステップＳ６１０において無人運搬機械５０が積込機械１または傾斜面６との少なくとも一方と干渉すると判断された場合は、通信部５２に対して停止予定位置のデータを出力せずに処理を終了する。
また、積込機械１のオペレータは、運搬機械の停止位置判定装置１０００によって停止予定位置が不適切であると判断されたことを表示装置５００の表示によって認識した後に、新たな位置にバケット１０を移動させ、新たな停止位置を決定する。その後、運搬機械の停止位置判定装置１０００は、新たな停止予定位置が安全であるか否かのステップＳ１００からの判定処理を実施する。
【０１０１】
運搬機械として無人運搬機械５０を用いる場合であっても、第４の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置１０００によれば、無人運搬機械５０が停止予定位置に安全に停止できるかを的確に判定指示することができるため、無人運搬機械５０と傾斜面６とが干渉することを防ぐことでき、第１の実施形態の運搬機械の停止位置判定装置の場合とほぼ同様の効果が得られる。
【０１０２】
なお、本実施形態のような無人運搬機械５０に本発明を適用した場合においても、第２，第３の実施形態に示すように、無人運搬機械５０の傾斜面６に対する停止方向を事前に決定しておくことで、運搬機械範囲４の領域を適正化することができ、本発明をより柔軟に運用することができる。これにより、無人運搬機械５０の停止に要する時間をより短縮することができ、操業効率を更に向上させることが可能である。
【０１０３】
また、上述の図２０のフローチャートにおいて、ステップＳ３１０、ステップＳ４１０、ステップＳ５１０の順で実施する場合について述べたが、これら３つのステップＳ３１０、ステップＳ４１０、ステップＳ５１０を実施する順に決まりはなく、上記以外の順とすることができる。例えば、ステップＳ３１０→ステップＳ５１０→ステップＳ４１０の順でもよいし、ステップＳ４１０→ステップＳ３１０→ステップＳ５１０の順、ステップＳ４１０→ステップＳ５１０→ステップＳ３１０の順、ステップＳ５１０→ステップＳ３１０→ステップＳ４１０の順、ステップＳ５１０→ステップＳ４１０→ステップＳ３１０の順でもよい。
【０１０４】
更に、無人運搬機械５０の停止予定位置は、積込機械１と無人運搬機械５０が直接通信する場合を例にして説明したが、この停止予定位置のやり取りは管制局７を介しても良い。
この場合、運搬機械の停止位置判定装置１０００は、停止位置通知部８００によって管制局７に対して停止予定位置の座標値等を出力する。この出力を受けた管制局７は、対象となる無人運搬機械５０の通信部５２に対してこの停止予定位置の座標値等のデータを出力する。この出力値を受けた無人運搬機械５０の自律走行部５１は、停止予定位置に向け自律的に走行するよう制御を開始し、無人運搬機械５０は自律走行を開始する。
【０１０５】
＜第５の実施形態＞  
本発明の運搬機械の停止位置判定装置および積込機械の第５の実施形態を図２１乃至図２４を用いて説明する。
図２１は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における運搬機械範囲を示す図、図２２は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャート図、図２３は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図、図２４は、本発明の運搬機械の停止位置判定装置の第５の実施形態における制御処理手順を説明するフローチャートの一部の詳細のフローを示す図である。
【０１０６】
図２１において、本発明の運搬機械の停止位置判定装置１０００の第５の実施形態は、走行面範囲演算部２０１と、運搬機械範囲演算部３００と、干渉判断部４００と、表示装置５００と、運搬機械仕様取得部６００と、積込機械範囲演算部７００とを少なくとも備えている。このうち走行面範囲演算部２０１および干渉判断部４００について、以下説明する。
【０１０７】
走行面範囲演算部２０１は、傾斜面検出部２１０と、走行面検出部２２０と、傾斜面境界線検出部２４０と、走行面範囲決定部２６１とを備えている。傾斜面検出部２１０、走行面検出部２２０、傾斜面境界線検出部２４０の構成、動作は第１の実施形態と略同じである。
走行面範囲決定部２６１は、傾斜面検出部２１０が検出した傾斜面６と、走行面検出部２２０が検出した運搬機械走行面３と、傾斜面境界線検出部２４０が検出した傾斜面境界線１２とから、運搬機械２が傾斜面６と干渉せずに停止することが可能な範囲（走行面範囲）１９（図１６，１７参照）を演算する。また、この演算した走行面範囲１９を干渉判断部４００の走行面干渉判断部４２１に出力する。
【０１０８】
干渉判断部４００は、積込機械干渉判断部４１０と、走行面干渉判断部４２１と、総合判断部４３０とを備えている。
干渉判断部４００は、積込機械干渉判断部４１０において、運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と干渉していないかどうかを判断し、運搬機械範囲４が積込機械範囲７１２と干渉していなければ、その停止予定位置は安全と判断する。また、干渉判断部４００は、走行面干渉判断部４２１において、運搬機械範囲４が走行面範囲１９と完全に干渉しているかどうかを判断し、運搬機械範囲４が走行面範囲１９と干渉していれば、その停止予定位置は安全と判断する。干渉判断部４００は、この判断結果を、表示装置５００およびホーン制御部９０１に対して出力する。
なお、本実施形態における「干渉」とは、運搬機械範囲４が、走行面範囲１９や積込機械範囲７１２と一部でも接触している状態のことを示す。
【０１０９】
以上のような運搬機械の停止位置判定装置１０００において、干渉対象認識装置は、距離センサ２１１と、走行面範囲演算部２０１と、積込機械範囲演算部７００により構成される。
運搬機械範囲決定装置は、運搬機械データベース６２０と、通信部６１０およびＩＤ照合部６３０により構成される運搬機械仕様読込部と、運搬機械範囲演算部３００とにより構成される。
干渉判断装置は、干渉判断部４００より構成される。
【０１１０】
次に、上述のような運搬機械の停止位置判定装置１０００の制御フローのフローチャートについて、図２２乃至図２４を用いて説明する。
【０１１１】
図２２において、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械仕様取得部６００は、ステップＳ２００において、運搬機械２のＩＤを取得し、そのＩＤを基にして運搬機械２の仕様を取得する。その後、この取得したＩＤを運搬機械範囲演算部３００に出力する。
【０１１２】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の走行面範囲演算部２０１は、ステップＳ３００−１において、走行面範囲１９を演算し、干渉判断部４００に出力する。
このステップＳ３００−１の詳細について図２３を参照して説明する。
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、図１０と略同じであるため詳細は省略する。
ステップＳ３０５の後、走行面範囲決定部２６１は、ステップＳ３０６−１において、ステップＳ３０３で傾斜面検出部２１０が検出した傾斜面６とステップＳ３０４で走行面検出部２２０が検出した運搬機械走行面３とステップＳ３０５で傾斜面境界線検出部２４０が検出した傾斜面境界線１２とから走行面範囲１９を演算し、この演算した走行面範囲１９を干渉判断部４００の走行面干渉判断部４２１に出力する。
【０１１３】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の運搬機械範囲演算部３００は、ステップＳ４００において、ステップＳ２００で運搬機械仕様取得部６００から入力した運搬機械２の仕様を基にして運搬機械範囲４を演算し、干渉判断部４００に出力する。
【０１１４】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の積込機械範囲演算部７００は、ステップＳ５００において、積込機械範囲７１２を演算し、干渉判断部４００に出力する。
【０１１５】
次に、運搬機械の停止位置判定装置１０００の干渉判断部４００は、ステップＳ６００において、ステップＳ３００−１で走行面範囲演算部２０１が演算した走行面範囲１９と、ステップＳ４００で運搬機械範囲演算部３００が演算した運搬機械範囲４と、ステップＳ５００で積込機械範囲演算部７００が演算した積込機械範囲７１２とを基にして、運搬機械２が積込機械１や傾斜面６と干渉するかどうかを判断し、この判断結果を表示装置５００およびホーン９００に対して出力する。
このステップＳ６００の詳細について図２４を参照して説明する。
まず、走行面干渉判断部４２１は、ステップＳ６０１−１において、ステップＳ４０６にて運搬機械範囲演算部３００のバケット下方領域投影部３３０から入力した運搬機械範囲４とステップＳ３０６−１にて走行面範囲演算部２０１の走行面範囲決定部２６１から入力した走行面範囲１９との干渉があるかどうかを判断する。干渉しない場合はステップＳ６０４に処理を進め、干渉する場合はステップＳ６０２に処理を進める。
ステップＳ６０２〜ステップＳ６０４は、図１３と略同じであるため詳細は省略する。
【０１１６】
次のステップＳ７００以降は、図８と略同じであるため詳細は省略する。
【０１１７】
このような構成を有する本発明の運搬機械の停止位置判定装置１０００の第５の実施形態においても、上述の第１の実施形態で得られる効果と同様の効果が得られる。
【０１１８】
なお、この運搬機械の停止位置判定装置１０００の第５の実施形態においても、第２の実施形態のように、運搬機械２の停止方向が予め決められている場合には、運搬機械範囲演算部３００において演算する運搬機械範囲４を、運搬機械２をその方向に停止したときに必要な範囲とすることができ、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
また、この第５の実施形態においても、第３の実施形態のように、運搬機械２の停止方向が傾斜面境界線１２の近似直線に対して概略垂直と決められており、かつ傾斜面６と反対側を向いて後進で停止予定位置に向けて走行する場合に、運搬機械後方線４０と傾斜面範囲１８との干渉の有無を判断することができ、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
更に、第４の実施形態のように、運搬機械が自律的に走行可能な無人運搬機械５０の場合にも適用することもでき、第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１９】
＜その他＞  
なお、上述の実施形態では、管制局７が運搬機械仕様取得部６００のうち運搬機械データベース６２０を備え、積込機械１が傾斜面範囲演算部２００と、運搬機械範囲演算部３００と、積込機械範囲演算部７００と、干渉判断部４００と、表示装置５００と、運搬機械仕様取得部６００のうち通信部６１０およびＩＤ照合部６３０を備える例を示した。
しかし、本発明は上述の実施形態に限られず、積込機械１に設置されていることが必要な距離センサ２１１およびバケット位置演算部３２０を除いたその他の構成要素は、積込機械１、管制局７、運搬機械２のどこに設置されていてもよく、それぞれの構成要素間で必要なデータを無線通信などでやり取りするよう構成すればよい。
更には、運搬機械の停止位置判定装置１０００の各部の全てを積込機械１が備えることもできる。
【０１２０】
また、上述の実施形態では、運搬機械の停止位置判定装置１０００が積込機械範囲演算部７００を備え、干渉判断部４００で運搬機械範囲４と積込機械範囲７１２との干渉の有無を判断している。しかし、例えば、積込機械として図２５に示すようなバックホー型の油圧ショベルに本発明の運搬機械の停止位置判定装置を適用する場合、積込機械１は、運搬機械２の上方に位置し、その位置で掘削積込作業を行う。このため、積込機械１と運搬機械２とが干渉することはない。従って、積込機械範囲演算部７００に関連する構成・ステップは不要である。
また積込機械１がローディングショベルであっても、積込機械範囲演算部７００は必須ではない。
【０１２１】
さらに、図３では距離センサ２１１を積込機械本体１のフロント１４の付け根付近の積込機械本体２１に設置した例を示しているが、積込機械１のバケット１０の概略真下の領域を常に検出可能な位置に配置される、との条件を満たす位置であれば、図２６のようにバケット１０、図２７のようにフロント１４、など、それ以外の位置に距離センサ２１１を設置することができる。
更には、距離センサ２１１を複数配置して、積込機械１のフロント１４がいかなる姿勢となってもバケット１の概略真下の領域が検出範囲１１となるように構成することもできる。
【０１２２】
また、干渉判断部４００における「干渉」とは、運搬機械範囲４や運搬機械後方線４０が、傾斜面範囲１８や走行面範囲１９、積込機械範囲７１２、と一部でも接触している状態のことを例示したが、これに限定されず、ある程度のオーバーラップを許容するよう「干渉」を設定することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…積込機械、
２…運搬機械、
３…運搬機械走行面、
４…運搬機械範囲、
５…後方限界線、
６…傾斜面、
７…管制局、
８…運搬機械端、
９…円形投影領域、
１０…バケット、
１１…検出範囲、
１２…傾斜面境界線、
１４…フロント、
１５…ベッセル、
１６…運搬機械後端高さ、
１７…傾斜面上位置、
１８…傾斜面範囲、
１９…走行面範囲、
２１…積込機械本体、
２１Ａ…旋回体、
２１Ｂ…走行体、
２３…投影位置、
２４…鉱山座標系、
２５…後輪中心投影点、
４０…運搬機械後方線、
５０…無人運搬機械、
５１…自律走行部、
５２…通信部、
５３…目標停止位置認識部、
５４…自機位置認識部、
５５…目標経路生成部、
５６…目標経路追従部、
２００…傾斜面範囲演算部、
２０１…走行面範囲演算部、
２１０…傾斜面検出部、
２１１…距離センサ、
２２０…走行面検出部、
２４０…傾斜面境界線検出部、
２６０…傾斜面範囲決定部、
２６１…走行面範囲決定部、
２９０…補正判断部、
２９５…後方限界線演算部、
３００…運搬機械範囲演算部、
３１０…投影領域演算部、
３２０…バケット位置演算部、
３３０…バケット下方領域投影部、
３３０ａ…バケット位置演算部、
３３０ｂ…範囲決定部、
４００…干渉判断部、
４１０…積込機械干渉判断部、
４２０…傾斜面干渉判断部、
４２１…走行面干渉判断部、
４３０…総合判断部、
５００…表示装置、
６００…運搬機械仕様取得部、
６１０…通信部、
６１１…ＩＤ通知部、
６２０…運搬機械データベース、
６３０…ＩＤ照合部、
７００…積込機械範囲演算部、
７１０…積込機械仕様読込部、
７１１…積込機械データベース、
７１２…積込機械範囲、
７２０…積込機械範囲決定部、
７３０…積込機械位置取得部、
８００…停止位置通知部、
９００…ホーン、
９０１…ホーン制御部、
９０２…ホーンスイッチ、
１０００…運搬機械の停止位置判定装置、
Ｍ…地山、
Ｘ…地面。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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