(57)【要約】【課題】路肩への接近操作時における路肩崩落リスクを運転者に報知することができる路肩崩落リスク監視装置を提供すること。【解決手段】車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度を計測する路肩形状計測装置１０１と、路肩形状計測装置によって形状を計測された路肩における車輪位置を計測する計測位置計測部１２１と、路肩形状計測装置で計測された路肩の形状及び路肩の法面角度に基づいて、計測位置計測部で計測された車輪位置における路肩強度を算出する路肩強度算出部１２２と、計測位置計測部で車輪位置が計測された車輪の輪荷重を計測する輪荷重計測部１２３と、輪荷重計測部で計測された輪荷重と路肩強度算出部で算出された路肩強度とを比較することで、計測位置計測部で車輪位置が計測された車輪が位置する路肩の崩落リスクを報知する報知装置１０５を備える。【選択図】図２
2011018132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度を計測する路肩形状計測手段と、
前記路肩形状計測手段によって路肩の形状及び路肩の法面角度を計測したときの路肩における車輪位置を計測する計測位置計測手段と、
前記路肩形状計測手段で計測された前記路肩の形状及び路肩の法面角度に基づいて、前記計測位置計測手段で計測された車輪位置における路肩強度を算出する路肩強度算出手段と、
前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪の輪荷重を計測する輪荷重計測手段と、
前記輪荷重計測手段で計測された輪荷重と前記路肩強度算出手段で算出された路肩強度とを比較することで、前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪が位置する路肩の崩落リスクを提示する崩落リスク提示手段とを備えることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の路肩崩落リスク監視装置において、
路肩における車両位置を計測する車両位置計測手段をさらに備え、
前記路肩形状計測手段は、任意の位置における路肩の形状及び路肩の法面角度が記憶された路肩形状情報記憶手段を備え、
前記路肩形状計測手段は、前記車両位置計測手段で計測された車両位置における路肩の形状及び路肩の法面角度を前記路肩形状情報記憶手段から読み出し、その読み出したものを前記車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度とすることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項３】
請求項１記載の路肩崩落リスク監視装置において、
前記路肩強度算出手段において路肩強度を算出する際に用いられる補正パラメータが記憶された路肩強度補正値記憶手段をさらに備え、
前記路肩強度算出手段は、前記補正パラメータを利用して路肩強度を算出することを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項４】
請求項３記載の路肩崩落リスク監視装置において、
路肩における車両位置を計測する車両位置計測手段をさらに備え、
前記路肩強度補正値記憶手段における補正パラメータは、位置と関連づけて記憶されており、
前記路肩強度算出手段は、前記車両位置計測手段で計測された車両位置における補正パラメータを前記路肩強度補正値記憶手段から読み出し、その読み出した補正パラメータを利用して路肩強度を算出することを特徴とする路肩崩壊リスク監視装置。
【請求項５】
請求項４記載の路肩崩落リスク監視装置において、
車両周囲の路面状態を測定し、当該路面状態に対応する補正パラメータを算出する補正パラメータ測定手段をさらに備え、
前記路肩強度補正値記憶手段は、前記補正パラメータ測定手段によって算出された補正パラメータを、前記路面状態の測定位置における新たな補正パラメータとして記憶することを特徴とする路肩崩壊リスク監視装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の路肩崩落リスク監視装置において、
運転者による車両操作手段の操作量又は車両が走行する走行経路形状に基づいて、車両の走行状態を予測する走行状態予測手段と、
前記走行状態予測手段において予測された走行状態に基づいて、車両の加減速や旋回に伴って生じる荷重移動量を各車輪ごとに算出する荷重移動量算出手段とをさらに備え、
前記崩落リスク提示手段は、前記輪荷重計測手段で計測された前記輪荷重に対して荷重移動量算出手段で算出された前記荷重移動量を加算し、その加算後の荷重と前記路肩強度算出手段で算出された前記路肩強度とを比較することで路肩の崩落リスクを提示することを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の路肩崩落リスク監視装置において、
前記路肩強度算出手段は、前記計測位置計測手段で計測された車輪位置における路肩の内部摩擦角に基づいて滑り面を規定し、当該滑り面におけるせん断強さを前記路肩強度として算出し、
前記崩落リスク提示手段は、前記滑り面に作用する土砂荷重と前記輪荷重計測手段で計測された輪荷重とを合計し、当該合計荷重における前記滑り面方向への分力と前記せん断強さとを比較することで前記路肩の崩落リスクを提示することを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項８】
請求項１から７いずれかに記載の路肩崩落リスク監視装置において、
前記崩落リスク提示手段によって提示される崩落リスクが閾値を超えたとき、当該崩落リスクが前記閾値よりも低くなる方向へ車両進路を変更する車両進路制御手段をさらに備えることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載の路肩崩落リスク監視装置において、
前記計測位置計測手段で車輪位置が計測される車輪は、前輪のうち路肩近くに位置するものであることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項１０】
請求項１から８いずれかに記載の路肩崩落リスク監視装置において、
前記計測位置計測手段で車輪位置が計測される車輪は、後輪のうち路肩近くに位置するものであることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項１１】
車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度を計測する路肩形状計測手段と、
前記路肩形状計測手段によって路肩の形状及び路肩の法面角度を計測したときの路肩における車両位置を計測する計測位置計測手段と、
前記路肩形状計測手段で計測された前記路肩の形状及び路肩の法面角度に基づいて、前記計測位置計測手段で計測された車両位置における路肩強度を算出する路肩強度算出手段と、
前記車両の輪荷重の合計を計測する輪荷重計測手段と、
前記輪荷重計測手段で計測された合計輪荷重と前記路肩強度算出手段で算出された路肩強度とを比較することで、前記合計輪荷重に対する前記路肩強度の余裕度を算出し、さらに、当該余裕度の大きさに基づいて、前記計測位置計測手段で計測された車両位置における路肩の崩落リスクを提示する崩落リスク提示手段とを備えることを特徴とする路肩崩落リスク監視装置。
【請求項１２】
車体に装着された複数の車輪と、
車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度を計測する路肩形状計測手段と、
前記路肩形状計測手段によって路肩の形状及び路肩の法面角度を計測したときの路肩における車輪位置を計測する計測位置計測手段と、
前記路肩形状計測手段で計測された路肩の形状及び路肩の法面角度に基づいて、前記計測位置計測手段で計測された車輪位置における路肩強度を算出する路肩強度算出手段と、
前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪の輪荷重を計測する輪荷重計測手段と、
前記輪荷重計測手段で計測された輪荷重と前記路肩強度算出手段で算出された路肩強度とを比較することで、前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪が位置する路肩の崩落リスクを提示する崩落リスク提示手段とを備えることを特徴とする運搬車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を路肩に接近させた際の路肩崩落リスクを提示する路肩崩落リスク監視装置と、これを備える運搬車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両運転中には、前方から対向して走行してくる他車両や路上障害物等を避ける場合等、車両を路肩に接近させる操作が要求されることがある。このような路肩への接近操作時の安全性確保を図る技術としては、自車両と路肩又は路肩障害物との距離を車載カメラ等によって監視し、当該距離が所定値以下になった場合にその旨を運転者に報知するものがある（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、路面から下り勾配になっている法面を有する路肩への接近操作では、地盤が脆弱で路肩が崩落することも考えられるため、上記従来技術のように自車両と路肩等との距離のみをもって安全性を判定するのでは必ずしも十分でない場合がある。これは、例えば、路肩への近接が避けられない狭小道路における他車両とのすれ違い時に特に問題となる。また、たとえ路肩までの距離が十分あっても、主として私有地内に設けられる未舗装道路であって、路肩の法面に何ら補強等の措置がとられていない道路では、車両重量によって路肩が崩落してスタック等が発生することも考えられる。上記従来技術は、このような路肩崩落リスクを運転者に報知する仕組みを持たないため、明らかな路肩の踏み外しには効果があっても、路肩崩落リスクに対してはあまり効果が得られないという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、路肩への接近操作時における路肩崩落リスクを運転者に報知することができる路肩崩落リスク監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、車両周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度を計測する路肩形状計測手段と、前記路肩形状計測手段によって路肩の形状及び路肩の法面角度を計測したときの路肩における車輪位置を計測する計測位置計測手段と、前記路肩形状計測手段で計測された前記路肩の形状及び路肩の法面角度に基づいて、前記計測位置計測手段で計測された車輪位置における路肩強度を算出する路肩強度算出手段と、前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪の輪荷重を計測する輪荷重計測手段と、前記輪荷重計測手段で計測された輪荷重と前記路肩強度算出手段で算出された路肩強度とを比較することで、前記計測位置計測手段で車輪位置が計測された車輪が位置する路肩の崩落リスクを提示する崩落リスク提示手段とを備えるものとする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、路肩崩落リスクを運転者に報知することができるので、車両を路肩へ接近させる際の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る路肩崩落リスク監視装置を備える車両の全体構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における路肩形状計測装置の設置状況を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る路肩崩落リスク監視装置における崩落リスク算出処理のフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図６】本発明の第３の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図７】本発明の第４の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図８】本発明の第５の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図９】本発明の第６の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図。
【図１０】本発明の第７の実施の形態における路肩強度算出の考え方の模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係る路肩崩落リスク監視装置を備える車両の全体構成図である。本稿では、この図に示すように、路肩崩落リスク監視装置が設置された車両として、露天の採掘場、石切り場、鉱山等で採掘した砕石物を運搬する大型の運搬車両であるダンプトラック（いわゆるマイニングダンプ）を例に挙げて説明する。
【００１１】
図１に示すダンプトラック（車両）１１２は、頑丈なフレーム構造で形成された車体２と、車体２上に起伏可能に搭載されたベッセル（荷台）３と、車体２に装着された前輪１０８及び後輪１０９を主に備えている。
【００１２】
ベッセル３は、砕石物等の荷物を積載するために設けられた容器であり、ピン結合部４等を介して車体２に対して起伏可能に連結されている。ベッセル３の下部には、車両の幅方向に所定の間隔を介して２つの起伏シリンダ６２が設置されている。起伏シリンダ６２に圧油が供給・排出されると、起伏シリンダ６２が伸長・縮短してベッセル３が起伏される。また、ベッセル３の前側上部には庇部６が設けられている。
【００１３】
庇部６は、その下側（すなわち車体２の前部）に設置された運転室５を岩石等の飛散物から保護するとともに、車両転倒時等に運転室５を保護する機能を有している。運転室５の内部には、操舵用のハンドル１０７と、路肩崩落リスクの程度等が報知される報知装置１０５（ともに後述の図２参照）に加え、アクセルペダル及びブレーキペダル等（図示せず）が設置されている。
【００１４】
前輪１０８は、車両進路制御装置１０６（図２参照）によって操舵される操舵輪であり、車体２の前側に回転可能に装着されている。車両進路制御装置１０６は、ハンドル１０７等介して入力される操舵角に基づいて前輪１０８を操舵する。後輪１０９は、駆動輪であり、車体２の後側に回転可能に装着されている。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する（後の図も同様）。
【００１６】
この図に示す路肩崩落リスク監視装置は、車両１１２に設置されており、路肩形状計測装置（路肩形状計測手段）１０１と、制御装置１２０と、報知装置１０５と、車両進路制御装置１０６を備えている。
【００１７】
路肩形状計測装置１０１は、車両１１２周囲における路肩の形状及び路肩の法面角度（以下において「路肩形状データ」と称することがある）を計測するものであり、車両１１２に取り付けられている。本実施の形態では、路肩形状計測装置１０１としては、赤外レーザ光等を利用して路肩までの距離を光学的に測定し、これによって得られる点列に基づいて路肩形状データを測定するレーザレーダを利用している。また、この他にも、ミリ波アレイまたは超音波アレイを用いた距離検出装置や、撮像素子（カメラ）を用いて撮影した画像を処理することによって距離情報を抽出する画像認識装置などを用いても良い。路肩形状計測装置１０１で計測された路肩形状データは、計測位置計測部１２１及び路肩強度算出部１２２（ともに後述）に出力されている。
【００１８】
図３は本発明の第１の実施の形態における路肩形状計測装置１０１の設置状況を示す図である。この図において、車両１１２は路肩の平坦部２０１上に位置しており、路肩は平坦部２０１に対して下り勾配に設けられた法面部２０２を有している。路肩形状データを容易に計測する観点からは、この図に示すように、路肩形状計測装置１０１は車両１１２のできるだけ高い位置に設置することが好ましい。また、路肩形状データを計測したときの路肩における車輪の位置を容易に計測する観点からは、その車輪の水平位置と一致するように路肩形状計測装置１０１を設置することが好ましい。
【００１９】
制御装置１２０は、計測位置計測部（計測位置計測手段）１２１と、路肩強度算出部（路肩強度算出手段）１２２と、輪荷重計測部（輪荷重計測手段）１２３と、崩落リスク算出部１２４を備えている。
【００２０】
計測位置計測部１２１は、路肩崩壊リスクを判定する際に基準となる位置（基準位置）であって、路肩形状データを計測した位置を計測する部分である。本実施の形態における計測位置計測部１２１は、前輪１０８，１０９のうち少なくとも１つの車輪（基準車輪）の位置を基準としており、路肩形状計測装置１０１によって路肩形状データを計測したときの路肩におけるその基準車輪の位置（車輪位置）を計測している。また、その車輪位置を計測する際、計測位置計測部１２１は、路肩形状計測装置１０１で計測された路肩形状データを利用している。具体的には、本実施の形態における計測位置計測部１２１は、路肩における平坦部２０１と法面部２０２との境界部２０５を路肩形状データから抽出し、基準車輪から当該境界部２０５までの距離を計測することで車輪位置を算出している。このように計測位置計測部１２１によって計測された車輪位置は、路肩強度算出部１２２に出力されている。
【００２１】
路肩強度算出部１２２は、路肩形状計測装置１０１で計測された路肩形状データに基づいて、計測位置計測手段１２１で計測された基準位置における路肩強度（耐荷重）を算出する部分である。本実施の形態では、計測位置計測部１２１で計測された車輪位置における路肩強度を路肩形状データに基づいて算出している。一般に、路肩に法面部２０２等の斜面がある場合には、その地盤中にすべり破壊を起こそうとする力（せん断応力）と、そのすべり破壊を防ごうとする力（せん断抵抗力）とが発生するが、路肩強度を算出する方法には、このせん断抵抗力の最大値（せん断強さ）を路肩強度とするものがある。
【００２２】
輪荷重計測部１２３は、車両の輪荷重を計測する部分である。本実施の形態における輪荷重計測部１２３は、計測位置計測部１２１で車輪位置が計測された車輪の輪荷重を計測している。輪荷重計測部１２３によって計測された輪荷重は、崩落リスク算出部１２４に出力されている。
【００２３】
新荷重計測部１２３において輪荷重を計測する方法としては、前輪１０８及び後輪１０９に取り付けられたサスペンション１１０，１１１（図２参照）のたわみ量を利用するものがある。本実施の形態では、サスペンション１１０，１１１のたわみ量が輪荷重計測部１２３に出力されており、輪荷重計測部１２３はそのたわみ量に基づいて基準車輪の輪荷重を算出している。なお、サスペンション１１０，１１１のばね定数が判明していれば、それをたわみ量と積算することにより容易に輪荷重が算出できる。また、サスペンション１１０，１１１の構成部品に歪み計（歪みセンサ）を取り付けておき、その歪み計に加わる応力を計算して輪荷重を求めても良い。さらに、サスペンション１１０，１１１が油圧サスペンションやエアサスペンションなど油空圧を用いている場合には、その作動流体の圧力を計測することで簡単かつ正確に輪荷重を計測することができる。
【００２４】
崩落リスク算出部１２４は、輪荷重計測部１２３で計測された輪荷重と路肩強度算出部１２２で算出された路肩強度とを比較することで輪荷重に対する路肩強度の余裕度を算出し、その余裕度の大きさに基づいて路肩の崩落リスクの程度を算出する部分である。崩落リスク算出部１２４は後述の報知装置１０５とともに崩落リスク提示手段を構成している。
【００２５】
本実施の形態における崩落リスク算出部１２４は、算出した崩落リスクの程度が閾値を超えたときを運転者への報知タイミングとしており、崩落リスクが当該閾値を超えた場合のみに崩落リスクが高い旨を報知装置１０５に出力するように構成されている。このときの報知タイミングの決定方法としては、余裕度が一定値以下に達したとき（すなわち、輪荷重の大きさに対する路肩強度の大きさが閾値を超えてしまって余裕がないとき）を報知タイミングとする方法や、輪荷重が路肩強度を上回ったときを報知タイミングとする方法などがある。
【００２６】
報知装置１０５は、崩落リスク算出部１２４で算出された崩落リスクの程度が高い旨を運転者に対して提示したり、当該崩落リスクの程度を運転者に対して提示したりするものであり、車両１１２の運転室内に設置されている。報知装置１０５としては、文字や図形等を利用して崩落リスクの程度を表示する表示装置（例えば、高精細モニタ）や、崩落リスクが閾値を超えたときにその旨の音声やブザーが発せられる警報装置、崩落リスクが閾値超えたときに点灯する警告灯（例えば、メータパネル内に設けた警告ランプ）等がある。このように崩落リスクを報知すれば、運転者に対して崩落リスクが高いことを効果的に伝達することができる。
【００２７】
次に上記のように構成される路肩崩落リスク監視装置の動作を説明する。
【００２８】
図４は本発明の第１の実施の形態に係る路肩崩落リスク監視装置における崩落リスク算出処理のフローチャートである。なお、車両１１２の走行中においては、図４の処理を一定の時間間隔で繰り返すものとする。
【００２９】
図４の処理が呼び出されると、まず、路肩形状計測装置１０１は車両周囲における路肩の形状を計測する（Ｓ３０１）。次に、計測位置計測部１２１は、Ｓ３０１で計測した路肩の形状に基づいて境界部２０５を抽出し、基準車輪から境界部２０５までの距離を算出することで基準車輪の車輪位置を計測する（Ｓ３０２）。なお、以下においては、説明を簡単にするために、前輪１０８のうち路肩（法面部２０２）の近くに位置する車輪１０８ａ（図３参照）を基準車輪とする。基準車輪である車輪１０８ａの位置が計測されたら、路肩形状計測装置１０１は、路肩形状計測装置１０１で計測した路肩の形状において、平坦部２０１（境界部２０５）よりも外側に位置する法面部２０２を抽出し、法面部２０２における法面角度を計測する（Ｓ３０３）。なお、法面角度は、Ｓ３０１で路肩の形状とともに測定しても良い。
【００３０】
このように路肩形状データ（路肩の形状及び路肩の法面角度）が得られたら、路肩強度算出部１２２は、その路肩形状データに基づいて、車輪１０８ａの位置における路肩強度を算出する（Ｓ３０４）。一方、輪荷重計測部１２３は、サスペンション１１０，１１１に取り付けたセンサ等を用いることにより、車輪１０８ａの輪荷重を計測する（Ｓ３０５）。
【００３１】
次に、崩落リスク算出部１２４は、Ｓ３０４で算出した路肩強度とＳ３０５で計測した輪荷重を比較し、車輪１０８ａの位置における崩落リスクを算出する。そして、崩落リスク算出部１２４は、車輪１０８ａの位置における路肩強度の余裕度が閾値以下に到達していないか、または、車輪１０８ａの輪荷重が当該路肩強度を超えていないか等の判定を行う（Ｓ３０６）。ここでもし、余裕度が閾値以下に到達していたり、輪荷重が路肩強度を超えていたりした場合には、運転者に対し路肩崩落リスクが高いことを報知装置１０５を介して提示する（Ｓ３０７）。一方、Ｓ３０６において崩落リスクが高いという判定がされなければ、上記の一連の処理を終了し、次の処理開始タイミングまで待機する。
【００３２】
上記の説明から明らかなように、本実施の形態に係る崩落リスク監視装置は、路肩形状データを計測する路肩形状計測装置１０１と、路肩形状データを計測した路肩における車輪位置を計測する計測位置計測部１２１と、その車輪位置における路肩強度を路肩形状データに基づいて算出する路肩強度算出部１２２と、基準車輪の輪荷重を計測する輪荷重計測部１２３と、輪荷重と路肩強度とを比較することで車輪位置における路肩の崩落リスクを算出する崩落リスク算出部１２４と、その算出した路肩の崩落リスクを提示する報知装置１０５を備えている。
【００３３】
このように構成された崩落リスク監視装置によれば、現在の車輪位置において路肩の崩落リスクが高まったときには、その旨を運転者に報知することができるので、車両を路肩へ接近させる際の安全性を向上させることができる。特に、本発明の適用対象として取り上げた上記のダンプトラックは、路肩の法面に何ら補強措置が施されていない私有地内の道路を走行することも少なくない。そのため、崩落リスクが高い路肩を走行する機会が多くなる傾向があるので、一般車両に本発明を適用した場合よりも顕著な効果を発揮する。また、ダンプトラックのような運搬車両は積荷の有無によって車両重量が変動するため、積荷が有るときに初めて輪荷重が路肩強度を超えてしまう場合もある。そのため、上記のように輪荷重と路肩強度を比較して崩落リスクを判定する本発明の効果は、運搬車両において特に顕著なものとなる。例えば、露天の採掘場等で稼働するダンプトラック（いわゆるマイニングダンプ）には数百トンの積載重量を備えるものもあるが、この種の車両では、車両重量が極端に変動するため、本発明による効果はさらに顕著なものとなる。さらに、この種のダンプトラックは、その車体の大きさゆえに車幅感覚もつかみにくいため、上記のような路肩への接近操作時における崩落リスクの報知は特に顕著な効果を奏するといえる。
【００３４】
ところで、上記の説明における崩落リスク算出部１２４は、崩落リスクが閾値を超えた場合にのみ当該崩落リスクを報知装置１０５に出力するものとしたが、当該崩落リスクを報知装置１０５に常時出力するように構成し、当該崩落リスクの程度を数値や文字等で運転者に常時提示するようにしても良い。このように崩落リスクの程度を運転者に提示すると、操舵に伴うリスク変化を容易に把握させることができる。従来では、路肩への接近操作における路肩崩落の回避は、運転者の経験や勘に頼るところが大部分であったが、上記のように崩落リスクの変化を数値的に提示すれば、崩落リスクに対して合理的な状況判断を運転者に行なわせ得る情報を提示することができる。さらに、路肩の形状に応じた適切な避け幅を運転者が取ることができるようになるため、他車両とのすれ違いのために路幅余裕を過剰に確保したり、すれ違いが起こらない区間において法面部に過剰な補強を施す必要がなくなるので、道路の設計上においてもコスト低減を図ることができる。
【００３５】
なお、上記のように、路肩崩壊リスクを判定する際の基準位置となる基準車輪として、前輪１０８のうち路肩近くに位置する車輪１０８ａを設定すると、前進時の路肩崩壊リスクを主に監視することができる。反対に、後輪１０９のうち路肩近くに位置する車輪を基準車輪に設定すると、後退時のリスクを主に監視することができる。また、本実施の形態のダンプトラックのように荷台３を車両後方に備える運搬車両では、後輪１０９の輪荷重が前輪１０８よりも大きくなる傾向があるので、後輪を基準車輪とすることが好ましい。なお、このとき、全ての車輪または路肩に近いすべての前輪及び後輪を基準車輪としても良いことは言うまでもない。
【００３６】
さらに、上記のように車輪位置を基準位置とする代わりに、車両位置を基準位置としても良い。この場合には、計測位置計測部１２１において路肩形状データを計測したときの路肩における車両位置を計測し、路肩強度算出部１２２において当該車両位置における路肩強度を算出し、輪荷重計測部１２３において車両の輪荷重の合計（合計輪荷重）を計測し、崩落リスク算出部１２４において先に算出した合計輪荷重と路肩強度を比較すれば良い。このように崩落リスク監視装置を構成しても車両を路肩へ接近させる際の安全性を向上させることができる。
【００３７】
図５は本発明の第２の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。この図に示す崩落リスク監視装置は、路肩形状情報記憶部５２１と、車両位置計測部５２２を備えている点で第１の実施の形態のものと異なる。
【００３８】
路肩形状情報記憶部（路肩形状情報記憶手段）５２１は、任意の位置における路肩の形状及び路肩の法面角度がデータとして記憶されている部分であり、車両１１２に設置されている。車両位置計測部（車両位置計測手段）５２２は、路肩における車両位置を計測する部分であり、車両１１２に設置されている。車両位置計測部５２２の具体例としては自車位置が計測可能なＧＰＳ（Global Positioning System）装置がある。
【００３９】
このように構成した崩落リスク監視装置において、車両位置計測部５２２で計測された車両位置における路肩形状データを路肩形状情報記憶部５２１から読みだし、その読み出したデータを車両周囲における路肩形状データとすれば、第１の実施の形態のように路肩形状計測装置１０１を用いて常時オンラインで路肩形状データを取得することなく、車両周囲の路肩形状データを取得することができる。
【００４０】
第１の実施の形態の崩落リスク監視装置では、路肩形状計測装置１０１によってレーザ光スキャンによる路肩形状計測をしている場合に、雨や霧等の悪天候時には路肩形状計測が困難になる可能性がある。しかし、上記のように車両１１２側に路肩形状データを予め記憶しておけば、雨や霧等の悪天候時で路肩形状計測装置１０１による路肩形状の計測が困難な状況にあっても、路肩崩落リスクを提示することができる。
【００４１】
図６は本発明の第３の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。この図に示す崩落リスク監視装置は、路肩強度補正値記憶部５３１を備えている点で第１の実施の形態のものと異なる。
【００４２】
路肩強度補正値記憶部（路肩強度補正値記憶手段）５３１は、路肩強度算出部１２２において路肩強度を算出する際に用いられる補正パラメータ（補正値）が記憶された部分である。路肩強度算出部１２２は、路肩強度補正値記憶部５３１に記憶された補正パラメータを利用して路肩強度を算出する。ここにおける補正パラメータとしては、例えば、車両の走行環境における土質の特性を反映したパラメータ（土質パラメータ）や、天候変化による土砂の保水量変化を反映したパラメータ（天候パラメータ）がある。路肩強度は土質によって変化するが、土質パラメータを利用して路肩強度を算出すれば、走行環境の土質に即した路肩強度を算出することができる。また、一般に地盤の保水量が高まると地盤強度が低下することが知られているが、地盤の保水量は路肩形状計測手段１０１を介して取得することが難しく、補正パラメータとして別途設定可能に構成した方が良い。天候パラメータは、降雨などの状況に応じて運転者が入力装置を介して設定しても良いし、管制センターのようなところから無線装置で一括して車両に送信しても良い。
【００４３】
上記のように崩落リスク監視装置を構成すれば、走行環境の土質に即した路肩強度を算出することができるし、天候変化に即した路肩強度を算出することができるので、実際の路面状況に即した崩落リスクの判定を行うことができる。
【００４４】
図７は本発明の第４の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。この図に示す崩落リスク監視装置は、路肩強度補正値記憶部５４１と、車両位置計測部５２２を備えている点で第１の実施の形態のものと異なる。
【００４５】
路肩強度補正値記憶部５４１は、第３の実施の形態における路肩強度補正値記憶部５３１と異なり、補正パラメータが位置情報と関連づけて記憶されている部分である。例えば、前述の天候パラメータの例でいえば、車両１１２が走行するエリアがある程度の広さを持っている場合には、ある場所の路面は乾いているが、別の場所の路面は集中降雨等でぬかるんでいるといった状況も考えられる。そこで、補正パラメータを位置に応じて変更可能にするために、補正パラメータは位置情報と関連づけて路肩強度補正値記憶部５４１に記憶されている。
【００４６】
このように構成した崩落リスク監視装置において、路肩強度算出部１２２は、車両位置計測部５２２で計測された車両位置における補正パラメータを路肩強度補正値記憶部５４１から読みだし、その読み出した補正パラメータを利用して路肩強度を算出する。これにより、補正パラメータが車両位置に応じて変化する場合にも、車両位置における補正パラメータを利用して路肩強度を算出することができるので、第３の実施形態よりもさらに実際の路面状況に即した崩落リスクの判定を行うことができる。
【００４７】
図８は本発明の第５の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。この図に示す崩落リスク監視装置は、補正パラメータ測定装置（補正パラメータ測定手段）５５１を備えている点で第４の実施の形態のものと異なる。
【００４８】
補正パラメータ測定装置５５１は、車両１１２周囲の路面状態を測定し、当該路面状態に対応する補正パラメータを算出するものであり、車両１１２に取り付けられている。補正パラメータ測定装置５５１としては、例えば、超音波や電波を路面に照射し、その反射波の状態から地盤の硬さを計測するものや、カメラ等で撮像した路面画像に基づいて路面表面の材質、土質、保水量を推定するものがある。
【００４９】
このように構成された崩落リスク監視装置において、路肩強度補正値記憶部５４１は、補正パラメータ測定装置５５１によって算出された補正パラメータを、路面状態の測定位置における新たな補正パラメータとして記憶する。すなわち、路肩強度補正値記憶部５４１に記憶されている補正パラメータは、車両を走行させながら収集した補正パラメータによって随時更新され、常に最新な状態で保持される。これにより、補正パラメータ測定装置５５１の測定結果に基づいて補正パラメータが逐次更新されるので、第４の実施形態よりもさらに実際の路面状況に即した崩落リスクの判定を行うことができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、補正パラメータ測定装置５５１を車両に取り付けたが、車両が走行する敷地内に複数の補正パラメータ測定装置を点在させ、その測定値を収集することで路肩強度補正値記憶部５４１内の補正パラメータを更新しても良い。例えば、このような補正パラメータ測定装置として、降雨量を測定する降雨センサを複数設置すれば、その降雨センサが設置された位置における地盤の保水量を推定することができる。また、補正パラメータ測定装置５５１を取り付けた補正パラメータ測定専用車両を別途用意して、その車両によって敷地内を走行して補正パラメータを収集しても良い。
【００５１】
図９は本発明の第６の実施の形態である路肩崩落リスク監視装置の全体構成図である。この図に示す崩落リスク監視装置は、走行状態予測部（走行状態予測部手段）５６１と、荷重移動量算出部（荷重移動量算出手段）５６２を備えている点で第１の実施の形態のものと異なる。
【００５２】
走行状態予測部５６１は、運転者による車両操作手段（ハンドル１０７、ブレーキペダル、アクセルペダル等）の操作量又は車両が現在若しくは将来走行する走行経路形状に基づいて、現在又は将来の車両の走行状態（旋回状況や加減速状況）を予測する部分である。ここにおいて、車両が現在又は将来走行する走行経路形状は、例えば、車両前方に搭載したカメラからの画像や、ナビゲーション装置に記憶されている走行経路形状に基づいて予測すると良い。このように得られた車両操作手段の操作量及び走行経路形状は、現在又は将来の車両１１２の走行状態の予測に用いられる。また、荷重移動量算出部５６２は、走行状態予測部５６１において予測された走行状態に基づいて、車両の加減速や旋回に伴って生じる荷重移動量を各車輪ごとに算出する部分である。
【００５３】
このように構成された崩落リスク監視装置において、崩落リスク算出部１２４は、輪荷重計測部１２３で計測された輪荷重に対して荷重移動量算出部５６２で算出された荷重移動量を加算し、その加算後の荷重と路肩強度算出手段１２２で算出された路肩強度とを比較することで路肩の崩落リスクを算出している。このように崩落リスクを算出すれば、操作量や走行経路に応じて車両１１２がダイナミックに動くことにより各輪荷重が変化した場合においても、正確な崩落リスクの判定を行うことができる。
【００５４】
次に本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態は、路肩強度算出部１２２における路肩強度算出方法の具体例を示すものである。図１０は本発明の第７の実施の形態における路肩強度算出の考え方を模式的に表した図である。
【００５５】
この図において、路肩（法面部２０２）の内部摩擦角４０５は土砂の種類によってほぼ決まる値であるので、計測位置計測部１２１で計測された車輪位置における土砂の種類が判明すれば、当該車輪位置における内部摩擦角４０５に基づいて滑り面４０６を規定できる。そこで、本実施の形態における路肩強度算出部１２１は、計測位置計測部１２１で計測された車輪位置における路肩の内部摩擦角４０５に基づいて滑り面４０６を規定し、その滑り面４０６におけるせん断抵抗力４０２の最大値（せん断強さ）を路肩強度として算出している。なお、本実施の形態では、図１０に示すように、せん断抵抗力４０２は滑り面４０６に作用する垂直荷重４０３で発生するものとしている。
【００５６】
そして、本実施の形態における崩落リスク算出部１２４は、滑り面４０６に作用する土砂荷重４０７と輪荷重計測部１２３で計測された輪荷重４０１とを合計し、その合計荷重４０８における滑り面４０６方向への分力４０８ｘとせん断強さとを比較することで崩落リスクを算出している。すなわち、滑り面４０６よりも上側の部分の土砂４０４が崩落しないためには、垂直荷重４０３で発生するせん断強さが上記の分力４０８ｘよりも大きければ良い。
【００５７】
上記のように構成された本実施の形態によれば、土砂の種類によって決まる内部摩擦角４０５という数値に基づいて、滑り面４０６が支えなければいけない土砂荷重４０７及び輪荷重４０１と、滑り面４０６における土の摩擦で支えることができる荷重（せん断強さ）を理論的に導き出すことができる。これにより、より明確で合理的な崩落リスクの判定を行うことができる。
【００５８】
なお、以上の説明における崩落リスク提示手段は、崩落リスク算出部１２４で算出した崩落リスクを報知装置１０５に出力することで崩落リスクが高い旨を報知していたが、崩落リスク算出部１２４で算出された崩落リスクが閾値（先述の閾値と異なっても良い）を超えたときには、車両進路制御装置１０６において、その崩落リスクが当該閾値よりも低くなる方向へ車両進路を変更するように路肩崩落リスク監視装置を構成しても良い。このようにすれば、崩落リスクに応じた車両の進路制御を自動的に行うことができる。
【００５９】
また、上記の説明では、本発明の適用対象として、大型の運搬車量であるダンプトラックを例に挙げて説明したが、本発明は一般的な車両やその他運搬車両にも勿論適用可能である。さらに、本発明は、上記の各実施形態の具体例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１０１      路肩形状計測装置
１０５      報知装置
１０６      車両進路制御装置
１１２      車両
１２０      制御装置
１２１      計測位置計測部
１２２      路肩強度算出部
１２３      輪荷重計測部
１２４      崩落リスク算出部
１２４      輪荷重計測部
４０１      輪荷重
４０２      せん断抵抗力
４０５      内部摩擦角
４０６      滑り面
４０７      土砂荷重
４０８ｘ    合計荷重の滑り面方向の分力
５２１      路肩形状情報記憶部
５２２      車両位置計測部
５３１      路肩強度補正値記憶部
５４１      路肩強度補正値記憶部
５５１      補正パラメータ測定装置
５６１      走行状態予測部
５６２      荷重移動量算出部
【図１】
2011018132.tif 000003
【図２】
2011018132.tif 000004
【図３】
2011018132.tif 000005
【図４】
2011018132.tif 000006
【図５】
2011018132.tif 000007
【図６】
2011018132.tif 000008
【図７】
2011018132.tif 000009
【図８】
2011018132.tif 000010
【図９】
2011018132.tif 000011
【図１０】
2011018132.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月23日(2010.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
計測位置計測部１２１は、路肩崩壊リスクを判定する際に基準となる位置（基準位置）であって、路肩形状データを計測した位置を計測する部分である。本実施の形態における計測位置計測部１２１は、前輪１０８，１０９のうち少なくとも１つの車輪（基準車輪）の位置を基準としており、路肩形状計測装置１０１によって路肩形状データを計測したときの路肩におけるその基準車輪の位置（車輪位置）を計測している。また、その車輪位置を計測する際、計測位置計測部１２１は、路肩形状計測装置１０１で計測された路肩形状データを利用している。具体的には、本実施の形態における計測位置計測部１２１は、路肩における平坦部２０１と法面部２０２との境界部２０３を路肩形状データから抽出し、基準車輪から当該境界部２０３までの距離を計測することで車輪位置を算出している。このように計測位置計測部１２１によって計測された車輪位置は、路肩強度算出部１２２に出力されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図４の処理が呼び出されると、まず、路肩形状計測装置１０１は車両周囲における路肩の形状を計測する（Ｓ３０１）。次に、計測位置計測部１２１は、Ｓ３０１で計測した路肩の形状に基づいて境界部２０３を抽出し、基準車輪から境界部２０３までの距離を算出することで基準車輪の車輪位置を計測する（Ｓ３０２）。なお、以下においては、説明を簡単にするために、前輪１０８のうち路肩（法面部２０２）の近くに位置する車輪１０８ａ（図３参照）を基準車輪とする。基準車輪である車輪１０８ａの位置が計測されたら、路肩形状計測装置１０１は、路肩形状計測装置１０１で計測した路肩の形状において、平坦部２０１（境界部２０３）よりも外側に位置する法面部２０２を抽出し、法面部２０２における法面角度を計測する（Ｓ３０３）。なお、法面角度は、Ｓ３０１で路肩の形状とともに測定しても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
この図において、路肩（法面部２０２）の内部摩擦角４０５は土砂の種類によってほぼ決まる値であるので、計測位置計測部１２１で計測された車輪位置における土砂の種類が判明すれば、当該車輪位置における内部摩擦角４０５に基づいて滑り面４０６を規定できる。そこで、本実施の形態における路肩強度算出部１２２は、計測位置計測部１２１で計測された車輪位置における路肩の内部摩擦角４０５に基づいて滑り面４０６を規定し、その滑り面４０６におけるせん断抵抗力４０２の最大値（せん断強さ）を路肩強度として算出している。なお、本実施の形態では、図１０に示すように、せん断抵抗力４０２は滑り面４０６に作用する垂直荷重４０３で発生するものとしている。