(57)【要約】【課題】遠隔操作される作業機械と運搬車両とが作業現場に配備される場合に、通信障害に鑑みて運搬車両を制御する。【解決手段】作業システムは、操作信号を送信する操作装置と、操作信号に基づいて動作する作業機械と、操作装置と作業機械との間の通信に障害が生じている場合に、走行抑制信号を出力する運搬車両とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作信号に基づいて動作する作業機械と、
前記作業機械の外部に設けられ、前記操作信号を送信する操作装置と、
前記作業機械により積み込まれた積荷を運搬する運搬車両と、
前記操作装置と前記作業機械との間の通信に障害を検出した場合に、前記運搬車両に走行抑制指示信号を送信する制御装置と
を備える作業システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記操作装置と前記作業機械との間の通信の障害を検出する障害検出部と、
前記障害を検出した場合に、前記運搬車両に走行抑制指示信号を送信する走行抑制指示部と
を備える請求項１に記載の作業システム。
【請求項３】
前記障害検出部は、前記通信の遅延時間を計算し、
前記走行抑制指示部は、前記遅延時間が所定時間を超える場合に、前記走行抑制指示信号を送信する
請求項２に記載の作業システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記遅延時間が所定時間以内である場合に、前記操作信号が示す操作量に、前記遅延時間が大きいほど小さくなるゲインを乗算した値に基づいて、前記作業機械を駆動させる駆動制御部を備え、
前記制御装置は、前記作業機械に備えられる
請求項３に記載の作業システム。
【請求項５】
前記操作装置は、第１の通信回線を介して前記制御装置へ前記操作信号を送信し、
前記走行抑制指示部は、前記第１の通信回線と異なる第２の通信回線を介して前記走行抑制指示信号を送信する
請求項４に記載の作業システム。
【請求項６】
前記運搬車両は、前記操作装置と前記作業機械との間の通信に障害が生じ、かつ前記運搬車両の走行経路上に前記作業機械が位置する場合に、前記走行抑制信号を出力する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業システム。
【請求項７】
前記運搬車両は、前記操作装置と前記作業機械との間の通信に障害が生じ、かつ前記運搬車両と同じ積込場で前記作業機械に接近している場合に、前記走行抑制信号を出力する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の作業システム。
【請求項８】
運搬車両に積荷を積載する作業機を備える作業機械であって、
操作装置から操作信号を受信する操作信号受信部と、
前記操作信号に基づいて前記作業機を動作させる駆動制御部と、
前記操作装置との通信に障害が生じている場合に、前記運搬車両の走行を停止させるための走行抑制指示信号を送信する走行抑制指示部と
を備える作業機械。
【請求項９】
操作装置が作業機械に操作信号を送信するステップと、
前記操作装置と前記作業機械との間の通信に障害が生じている場合に、前記作業機械により積み込まれた積荷を運搬する運搬車両に走行抑制指示信号を送信するステップと
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作される作業機械および運搬車両を備える作業システム、作業機械およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、遠隔操作装置と制御対象の車両の間の通信状態の悪化により、制御信号の受信が遅れた場合に、制御対象の車両の運転制御を通常制御から安全制御に変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７１５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、遠隔操作される作業機械と運搬車両とが作業現場に配備される場合、操作装置と作業機械との通信に障害が発生して作業機械が停止する可能性を考慮して、運搬車両を制御する必要がある。
本発明の態様は、遠隔操作される作業機械と運搬車両とが作業現場に配備される場合に、通信障害に鑑みて運搬車両を制御する作業システム、作業機械および制御方法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】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、作業システムは、操作信号を送信する操作装置と、前記操作信号に基づいて動作する作業機械と、前記操作装置と前記作業機械との間の通信に障害が生じている場合に、走行を停止する運搬車両とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、作業システムは、遠隔操作される作業機械と運搬車両とが作業現場に配備される場合に、通信障害に鑑みて運搬車両を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る作業機械の外観図である。
【図３】第１の実施形態に係る作業機械の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】走行経路の例を表す図である。
【図６】第１の実施形態に係る作業システムの動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〈第１の実施形態〉
《遠隔操作システム》
図１は、第１の実施形態に係る作業システムの構成を示す概略図である。
作業システム１は、遠隔操作される作業機械１００と、１または複数の運搬車両２００と、管理装置３００と、遠隔運転室５００とを備える。作業機械１００および運搬車両２００は、作業現場（例えば、鉱山）で稼働する。遠隔運転室５００は、作業現場や作業現場から離れた遠隔地（例えば、市街）に設けられる。
【０００９】
運搬車両２００は、管理装置３００から受信するコース情報に基づいて無人走行する。すなわち、第１の実施形態に係る運搬車両２００は、設定されたコース情報に基づいて無人で走行する無人運搬車である。運搬車両２００と管理装置３００とはアクセスポイント３６０を介した通信により接続される。管理装置３００は、運搬車両２００から運搬車両２００の位置および方位を取得し、これらに基づいて運搬車両２００の走行に用いるコース情報およびベッセル操作信号を生成する。管理装置３００は、コース情報を運搬車両２００に送信する。運搬車両２００は、受信したコース情報に基づいて無人走行する。つまり、作業システム１は、運搬車両２００と管理装置３００とから構成される無人搬送システムを備える。アクセスポイント３６０は、無人搬送システムの通信に用いられる。
【００１０】
管理装置３００は、作業機械１００および遠隔運転室５００から運搬車両２００の指示信号を受信し、これを運搬車両２００に送信する。作業機械１００と管理装置３００とはアクセスポイント３６０を介した通信により接続される。また遠隔運転室５００と管理装置３００とはネットワークを介して接続される。作業機械１００および遠隔運転室５００から受信する運搬車両２００の指示信号の例としては、進入指示信号、発進指示信号、停止指示信号、停止解除信号が挙げられる。進入指示信号は、運搬車両２００に待機点Ｐ１から積込点Ｐ３まで進入することを指示する信号である。発進指示信号は、運搬車両２００に積込の完了により積込点Ｐ３を発進し積込場Ａ１からの退出を指示する信号である。停止指示信号は、運搬車両２００の停止を指示する信号である。停止指示信号は、走行抑制指示信号の一例である。停止解除信号は、停止指示信号による運搬車両２００の停止を解除する信号である。
【００１１】
作業機械１００は、遠隔運転室５００から送信される操作信号に基づいて遠隔操作される。作業機械１００と遠隔運転室５００とはアクセスポイント５５０を介した通信により接続される。遠隔運転室５００の第１操作装置５３０は、オペレータの操作により、作業機械１００の操作を受け付け、制御装置５４０は、操作信号を作業機械１００に送信する。作業機械１００は、遠隔運転室５００から受信した操作信号に基づいて動作する。つまり、作業システム１は、作業機械１００と遠隔運転室５００とから構成される遠隔運転システムを備える。アクセスポイント５５０は、遠隔運転システムの通信に用いられる。
【００１２】
《運搬車両》
第１の実施形態に係る運搬車両２００は、ベッセルを備えるオフロードダンプトラックである。なお、他の実施形態に係る運搬車両２００は、ダンプトラック以外の運搬車であってもよい。
運搬車両２００は、位置方位検出器２１０および制御装置２２０を備える。位置方位検出器２１０は、運搬車両２００の位置および方位を検出する。位置方位検出器２１０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する人工衛星から測位信号を受信する２つの受信器を備える。２つの受信器は、それぞれ運搬車両２００の異なる位置に設置される。ＧＮＳＳの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が挙げられる。位置方位検出器２１０は、受信器が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における運搬車両２００の位置を検出する。位置方位検出器２１０は、２つの受信器が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器の設置位置に対する他方の受信器の設置位置の関係として、運搬車両２００の向く方位を演算する。なお、他の実施形態においてはこれに限られず、例えば運搬車両２００が慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を備え、慣性計測装置の計測結果に基づいて方位を演算してもよい。この場合、運搬車両２００の走行軌跡に基づいて慣性計測装置のドリフトを補正してもよい。慣性計測装置を用いて方位を演算する場合、運搬車両２００は１つの受信機を備えていればよい。
【００１３】
制御装置２２０は、位置方位検出器２１０が検出した位置および方位を管理装置３００に送信する。制御装置２２０は、管理装置３００からコース情報および指示信号を受信する。制御装置２２０は、受信したコース情報および指示信号に基づいて運搬車両２００を走行させ、または運搬車両２００のベッセルを上下させる。また制御装置２２０は、管理装置３００から停止指示信号を受信すると、ブレーキ信号を出力することで運搬車両２００の走行を停止させる。ブレーキ信号は、走行抑制信号の一例である。
【００１４】
《作業機械》
図２は、第１の実施形態に係る作業機械の外観図である。
第１の実施形態に係る作業機械１００は、積込機械の一種である油圧ショベルである。なお、他の実施形態に係る作業機械１００は、油圧ショベル以外の作業機械であってもよい。また図２に示す作業機械１００はフェイスショベルであるが、バックホウショベルやロープショベルであってもよい。
作業機械１００は、走行体１３０と、走行体１３０に支持される旋回体１２０と、油圧により作動し旋回体１２０に支持される作業機１１０とを備える。旋回体１２０は、旋回中心を中心として旋回自在に支持される。
【００１５】
作業機１１０は、ブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３と、ブームシリンダ１１４と、アームシリンダ１１５と、バケットシリンダ１１６と、ブーム角度センサ１１７と、アーム角度センサ１１８と、バケット角度センサ１１９とを備える。
【００１６】
ブーム１１１の基端部は、旋回体１２０にピンを介して取り付けられる。
アーム１１２は、ブーム１１１とバケット１１３とを連結する。アーム１１２の基端部は、ブーム１１１の先端部にピンを介して取り付けられる。
バケット１１３は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を収容するための容器とを備える。バケット１１３の基端部は、アーム１１２の先端部にピンを介して取り付けられる。
【００１７】
ブームシリンダ１１４は、ブーム１１１を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１１４の基端部は、旋回体１２０に取り付けられる。ブームシリンダ１１４の先端部は、ブーム１１１に取り付けられる。
アームシリンダ１１５は、アーム１１２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１１５の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。アームシリンダ１１５の先端部は、アーム１１２に取り付けられる。
バケットシリンダ１１６は、バケット１１３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１１６の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。バケットシリンダ１１６の先端部は、バケット１１３に取り付けられる。
【００１８】
ブーム角度センサ１１７は、ブーム１１１に取り付けられ、ブーム１１１の傾斜角を検出する。
アーム角度センサ１１８は、アーム１１２に取り付けられ、アーム１１２の傾斜角を検出する。
バケット角度センサ１１９は、バケット１１３に取り付けられ、バケット１１３の傾斜角を検出する。
第１の実施形態に係るブーム角度センサ１１７、アーム角度センサ１１８、およびバケット角度センサ１１９は、地平面に対する傾斜角を検出する。なお、他の実施形態に係る角度センサはこれに限られず、他の基準面に対する傾斜角を検出してもよい。例えば、他の実施形態においては、角度センサは、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の基端部に設けられたポテンショメータによって相対回転角を検出してもよいし、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５およびバケットシリンダ１１６のシリンダ長さを計測し、シリンダ長さを角度に変換することで傾斜角を検出するものであってもよい。
【００１９】
旋回体１２０には、運転室１２１が備えられる。運転室１２１の上部には、撮像装置１２２が設けられる。撮像装置１２２は、運転室１２１内の前方かつ上方に設置される。撮像装置１２２は、運転室１２１前面のフロントガラスを通して、運転室１２１の前方を撮像する。撮像装置１２２の例としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いた撮像装置が挙げられる。なお、他の実施形態においては、撮像装置１２２は、必ずしも運転室１２１内に設けられなくてもよく、撮像装置１２２は、少なくとも作業対象範囲と作業機１１０とを撮像可能な位置に設けられていればよい。
【００２０】
作業機械１００は、撮像装置１２２、位置方位演算器１２３、傾斜計測器１２４、制御装置１２５を備える。
【００２１】
位置方位演算器１２３は、旋回体１２０の位置および旋回体１２０が向く方位を演算する。位置方位演算器１２３は、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から測位信号を受信する２つの受信器１２３１を備える。２つの受信器１２３１は、それぞれ旋回体１２０の異なる位置に設置される。位置方位演算器１２３は、受信器１２３１が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体１２０の代表点（車体座標系の原点）の位置を検出する。
位置方位演算器１２３は、２つの受信器１２３１が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器１２３１の設置位置に対する他方の受信器１２３１の設置位置の関係として、旋回体１２０の向く方位を演算する。旋回体１２０の位置及び方位により作業機械１００の位置及び方位を特定することができる。
【００２２】
傾斜計測器１２４は、旋回体１２０の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体１２０の姿勢（例えば、ロール角、ピッチ角、ヨー角）を検出する。傾斜計測器１２４は、例えば旋回体１２０の下面に設置される。傾斜計測器１２４は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を用いることができる。
【００２３】
制御装置１２５は、遠隔運転室５００から受信した操作信号に基づいて作業機１１０、旋回体１２０および走行体１３０を駆動させる。
図３は、第１の実施形態に係る作業機械の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
制御装置１２５は、プロセッサ１１００、メインメモリ１２００、ストレージ１３００、インタフェース１４００、第１通信装置１４１０および第２通信装置１４２０を備えるコンピュータである。ストレージ１３００は、プログラムｐ１を記憶する。プロセッサ１１００は、プログラムｐ１をストレージ１３００から読み出してメインメモリ１２００に展開し、プログラムｐ１に従った処理を実行する。インタフェース１４００と、第１通信装置１４１０と、第２通信装置１４２０とは、互いにＣＡＮ（Controller Area Network）やEthernet（登録商標）などのネットワークで接続される。第１通信装置１４１０は、遠隔運転システムの通信に用いられ、アクセスポイント５５０を介して遠隔運転室５００と無線接続される。第１通信装置１４１０およびアクセスポイント５５０を経由する通信回線は、第１の通信回線の一例である。第２通信装置１４２０は、無人搬送システムの通信に用いられ、アクセスポイント３６０を介して管理装置３００と無線接続される。第２通信装置１４２０およびアクセスポイント３６０を経由する通信回線は、第２の通信回線の一例である。
【００２４】
プロセッサ１１００は、プログラムｐ１の実行により、車両情報送信部１１０１、操作信号受信部１１０２、駆動制御部１１０３、障害検出部１１０４、停止指示部１１０５を備える。
【００２５】
車両情報送信部１１０１は、撮像装置１２２が撮像した画像、旋回体１２０の旋回速度、位置および方位、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の傾斜角、走行体１３０の走行速度、ならびに旋回体１２０の姿勢を、第１通信装置１４１０を介して遠隔運転室５００に送信する。以下、画像、旋回体１２０の旋回速度、位置および方位、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の傾斜角、走行体１３０の走行速度、ならびに旋回体１２０の姿勢を、車両情報ともよぶ。なお、他の実施形態に係る車両情報はこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る車両情報は、旋回速度、位置、方位、傾斜角、走行速度、および姿勢のいずれかを含まなくてもよいし、その他のセンサによって検出された値を含んでもよいし、検出された値から演算された値を含んでもよい。
【００２６】
操作信号受信部１１０２は、第１通信装置１４１０を介して遠隔運転室５００から操作信号を受信する。
【００２７】
駆動制御部１１０３は、操作信号受信部１１０２が受信した操作信号に基づいて、作業機１１０、旋回体１２０、および走行体１３０を駆動させる。
【００２８】
障害検出部１１０４は、操作信号受信部１１０２が受信する操作信号の受信間隔を監視することで、第１通信装置１４１０を介した通信の障害を検出する。操作信号は、一定時間ごとに遠隔運転室５００から送信されるため、通信の障害がなければ操作信号の受信間隔は略一定となる。
【００２９】
停止指示部１１０５は、障害検出部１１０４が通信の障害を検出した場合に、運搬車両２００を停止させる停止指示信号を、第２通信装置１４２０を介して管理装置３００に送信する。停止指示部１１０５は、走行抑制指示部の一例である。
【００３０】
《管理装置》
図４は、第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
管理装置３００は、運搬車両２００の走行を管理する。管理装置３００は、プロセッサ３１００、メインメモリ３２００、ストレージ３３００、インタフェース３４００を備えるコンピュータである。ストレージ３３００は、プログラムｐ３を記憶する。プロセッサ３１００は、プログラムｐ３をストレージ３３００から読み出してメインメモリ３２００に展開し、プログラムｐ３に従った処理を実行する。管理装置３００は、インタフェース３４００を介してネットワークに接続される。インタフェース３４００には、アクセスポイント３６０が接続される。管理装置３００は、アクセスポイント３６０を介して作業機械１００および運搬車両２００と無線接続される。
【００３１】
ストレージ３３００は、走行経路記憶部３３０１、位置方位記憶部３３０２としての記憶領域を有する。ストレージ３３００の例としては、ＨＤＤ、ＳＳＤ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ３３００は、管理装置３００の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３４００を介して管理装置３００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ３３００は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００３２】
走行経路記憶部３３０１は、運搬車両２００ごとに走行経路Ｒを記憶する。
図５は、走行経路の例を表す図である。走行経路Ｒは、２つのエリアＡ（例えば、積込場Ａ１と排土場Ａ２）を結ぶあらかじめ定められた接続経路Ｒ１、ならびにエリアＡ内の経路である進入経路Ｒ２、アプローチ経路Ｒ３および退出経路Ｒ４を有する。進入経路Ｒ２は、エリアＡ内において接続経路Ｒ１の一端である待機点Ｐ１と所定の切り返し点Ｐ２とを接続する経路である。アプローチ経路Ｒ３は、エリアＡ内の切り返し点Ｐ２と積込点Ｐ３または排土点Ｐ４とを接続する経路である。退出経路Ｒ４は、エリアＡ内の積込点Ｐ３または排土点Ｐ４と接続経路Ｒ１の他端である出口点Ｐ５とを接続する経路である。積込点Ｐ３は、作業機械１００のオペレータの操作によって設定される点である。切り返し点Ｐ２は、積込点Ｐ３の位置に応じて管理装置３００によって設定される点である。
【００３３】
位置方位記憶部３３０２は、各運搬車両２００の位置情報および方位情報を記憶する。
【００３４】
プロセッサ３１００は、プログラムｐ３の実行により、位置方位収集部３１０１、走行コース生成部３１０２、停止指示受信部３１０３、停止対象特定部３１０４、停止指示送信部３１０５を備える。
【００３５】
位置方位収集部３１０１は、アクセスポイント３６０を介して運搬車両２００から運搬車両２００の位置情報および方位情報を受信する。位置方位収集部３１０１は、受信した位置情報および方位情報を位置方位記憶部３３０２に記憶させる。
走行コース生成部３１０２は、走行経路記憶部３３０１が記憶する走行経路と、位置方位記憶部３３０２が記憶する位置情報および方位情報とに基づいて、運搬車両２００の移動を許可する領域の情報を含むコース情報を生成する。生成されたコース情報は、運搬車両２００に送信される。コース情報は、走行経路上に所定間隔で設定された地点の位置情報、その地点での目標速度情報、および他の運搬車両２００の走行許可領域と重複しない走行許可領域情報を含む。
【００３６】
停止指示受信部３１０３は、アクセスポイント５５０を介して作業機械１００から停止指示信号を受信する。
【００３７】
停止対象特定部３１０４は、停止指示信号に基づいて停止対象の運搬車両２００を特定する。停止対象特定部３１０４は、停止指示信号の送信元の作業機械１００と同じ積込場Ａ１に存在し、かつ進入経路Ｒ２またはアプローチ経路Ｒ３上を走行する運搬車両２００を停止対象と特定する。つまり、停止対象特定部３１０４は、積込場Ａ１で作業機械１００に接近する運搬車両２００を停止対象とする。
停止指示送信部３１０５は、停止対象特定部３１０４によって特定された運搬車両２００に、アクセスポイント３６０を介して停止指示信号を送信する。
【００３８】
《遠隔運転室》
遠隔運転室５００は、運転席５１０、表示装置５２０、第１操作装置５３０、第２操作装置５３１、制御装置５４０を備える。
表示装置５２０は、運転席５１０の前方に配置される。表示装置５２０は、オペレータが運転席５１０に座ったときにオペレータの眼前に位置する。表示装置５２０は、図１に示すように、並べられた複数のディスプレイによって構成されてもよいし、１つの大きなディスプレイによって構成されてもよい。また、表示装置５２０は、プロジェクタ等によって曲面や球面に画像を投影するものであってもよい。
【００３９】
第１操作装置５３０は、遠隔運転システム用の操作装置である。第１操作装置５３０は、オペレータの操作に応じて、ブームシリンダ１１４の操作信号、アームシリンダ１１５の操作信号、バケットシリンダ１１６の操作信号、旋回体１２０の左右への旋回操作信号、走行体１３０の前後進のための走行操作信号を生成し制御装置５４０に出力する。第１操作装置５３０は、例えばレバー、ノブスイッチおよびペダルにより構成される。
第２操作装置５３１は、無人搬送システム用の操作装置である。第２操作装置５３１は、オペレータの操作により進入指示信号、発進指示信号、停止指示信号、停止解除信号を生成し、管理装置３００に送信する。第２操作装置５３１は、例えばタッチパネル等により構成される。
第１操作装置５３０および第２操作装置５３１は、運転席５１０の近傍に配置される。第１操作装置５３０および第２操作装置５３１は、オペレータが運転席５１０に座ったときにオペレータの操作可能な範囲内に位置する。
【００４０】
制御装置５４０は、作業機械１００から受信した画像を表示装置５２０に表示させる。また制御装置５４０は、作業機械１００から受信した車両情報を表示装置５２０に表示させる。このとき、制御装置５４０は、作業機械１００との通信の遅延時間を計算し、表示装置５２０にこの遅延時間を表示させてもよい。制御装置５４０は、例えば、作業機械１００から受信する画像の受信間隔に基づいて遅延時間を計算することができる。オペレータは、例えば表示装置５２０に表示された通信の遅延時間を視認することで、通信の障害が解消しているか否かを判断することができ、当該判断に基づいて第２操作装置５３１を操作して停止解除信号の送信を指示することができる。
制御装置５４０は、第１操作装置５３０の操作を表す操作信号を作業機械１００に送信する。制御装置５４０は、第１操作装置５３０の操作の有無に関わらず、定期的に操作信号を送信する。つまり、制御装置５４０は、第１操作装置５３０の操作がない場合、ニュートラルを示す操作信号を送信する。
【００４１】
《方法》
図６は、第１の実施形態に係る作業システムの動作を示すシーケンス図である。
遠隔運転室５００の制御装置５４０は、アクセスポイント５５０を介して一定時間ごとに操作信号を作業機械１００に送信する（ステップＳ１）。
作業機械１００の操作信号受信部１１０２が遠隔運転室５００から操作信号を受信すると、障害検出部１１０４は、前回の操作信号の受信時刻と現在時刻の差を、操作信号の受信間隔として算出する（ステップＳ２）。障害検出部１１０４は、算出した受信間隔が所定の閾値（例えば、１秒）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
障害検出部１１０４は、算出した受信間隔が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、停止指示部１１０５は、アクセスポイント３６０を介して管理装置３００に停止信号を送信する（ステップＳ４）。
【００４２】
管理装置３００の停止対象特定部３１０４は、作業機械１００から停止信号を受信すると、停止指示信号に基づいて停止対象の運搬車両２００を特定する（ステップＳ５）。具体的には、停止対象特定部３１０４は、位置方位記憶部３３０２から作業機械１００および運搬車両２００の位置情報を読み出し、停止指示信号の送信元の作業機械１００と同じ積込場Ａ１に存在する運搬車両２００を特定する。そして、停止対象特定部３１０４は、特定した運搬車両２００の走行経路を走行経路記憶部３３０１から読み出し、進入経路Ｒ２またはアプローチ経路Ｒ３上を走行する運搬車両２００を停止対象と特定する。停止対象特定部３１０４は、停止対象となる運搬車両２００が存在するか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００４３】
停止対象となる運搬車両２００が存在する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、停止指示送信部３１０５は、停止対象特定部３１０４によって特定された運搬車両２００に、アクセスポイント３６０を介して停止指示信号を送信する（ステップＳ７）。運搬車両２００の制御装置２２０は、停止指示信号を受信すると、ブレーキ信号を出力し、停止解除信号を受信するまで、運搬車両２００を停止させる（ステップＳ８）。運搬車両２００は、停止指示信号を受信してから停止解除信号を受信するまでの間、管理装置３００からコース情報を受信しても運搬車両２００を走行させない。
停止対象となる運搬車両２００が存在しない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、停止指示送信部３１０５は、停止信号を送信しない。
【００４４】
作業機械１００の駆動制御部１１０３は、ステップＳ４で停止信号を送信した場合、または受信間隔が所定の閾値未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、受信間隔に基づいて駆動量のゲインを決定する（ステップＳ９）。駆動量のゲインは、０以上１以下の値であって、受信間隔が長いほど小さい値となる。受信間隔が第１の閾値（例えば、０．５秒）以下である場合、駆動量のゲインは１である。受信間隔が第２の閾値（例えば、１秒）以上である場合、駆動量のゲインは０である。受信間隔が第１の閾値超かつ第２の閾値未満である場合、駆動量のゲインは受信間隔に対して単調減少する。
【００４５】
駆動制御部１１０３は、受信した操作信号が示す操作量にゲインを乗算して得られた操作量に基づいて、作業機１１０、旋回体１２０、および走行体１３０を駆動させる（ステップＳ１０）。
【００４６】
また、オペレータが遠隔運転室５００の第２操作装置５３１を操作して停止解除信号の送信を指示すると、第２操作装置５３１は、停止解除信号を管理装置３００に送信する（ステップＳ１１）。管理装置３００は、遠隔運転室５００から受信した停止解除信号を運搬車両２００に送信する（ステップＳ１２）。運搬車両２００の制御装置２２０は、停止解除信号を受信すると、運搬車両２００の駆動を再開する（ステップＳ１３）。すなわち、運搬車両２００の制御装置２２０は、停止解除信号の受信以降、管理装置３００から受信するコース情報に基づいて運搬車両２００を走行させる。なお、第１の実施形態においては、ステップＳ１１でオペレータが障害解消を判断して停止解除信号の送信を行うが、これに限られない。例えば制御装置５４０が、通信の遅延時間を障害と判定するときの遅延時間よりも短い所定の設定時間と比較することで通信の障害が解消しているか否かを判断し、自動で停止解除信号を送信してもよい。
【００４７】
《作用・効果》
第１の実施形態によれば、運搬車両２００は、第１操作装置５３０と作業機械１００との間の通信に障害が生じている場合に、走行を停止する。これにより、作業システム１は、作業機械１００と運搬車両２００とが接触しないように、運搬車両２００を制御することができる。
【００４８】
また、第１の実施形態によれば、作業機械１００の制御装置１２５は、操作信号が示す操作量に、遅延時間が大きいほど小さくなるゲインを乗算した値に基づいて、作業機械１００を駆動させる。これにより、作業機械１００は、第１操作装置５３０からの操作信号が遅れて受信される場合にも、作業機１１０、旋回体１２０、および走行体１３０の速度を低減させて、オペレータに作業機械１００を運転させることができる。
【００４９】
また、第１の実施形態によれば、制御装置１２５は、アクセスポイント５５０を介して第１操作装置５３０から送信される操作信号を受信し、アクセスポイント３６０を介して停止信号を送信する。つまり、操作信号の伝送と停止信号の伝送とで異なる通信回線を用いる。これにより、制御装置１２５は、操作信号が通信回線の障害により伝送されなくなった場合にも、障害が発生していない可能性がある通信回線を用いて停止信号を送信することができる。
【００５０】
また、第１の実施形態によれば、通信に障害が生じている作業機械１００と同じ積込場Ａ１で作業機械１００に接近する運搬車両２００に、停止信号が送信される。他方、通信に障害が生じている作業機械１００と同じ積込場Ａ１に存在しない運搬車両２００、および作業機械１００と同じ積込場Ａ１において作業機械１００から離れる運搬車両２００には、停止信号が送信されない。これにより、作業システム１は、通信に障害が生じた場合に、接触の可能性がない運搬車両２００の走行を継続させつつ、接触の可能性がある運搬車両２００を選択的に停止させることができる。なお、他の実施形態においては、通信に障害が生じている作業機械１００に接近しているか否かに関わらず、当該作業機械１００と同じ積込場Ａ１に存在する運搬車両２００を停止または減速させてもよいし、また、積込場Ａ１に存在するか否かに関わらず、走行しているすべての運搬車両２００を停止または減速させてもよい。
【００５１】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る作業システム１は、作業機械１００が備える制御装置１２５が、通信の障害を検出するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業システム１では、管理装置３００や、遠隔運転室５００の制御装置５４０が通信の障害を検出してもよい。つまり、障害検出部１１０４および停止指示部１１０５とが管理装置３００や制御装置５４０に設けられてもよい。例えば、制御装置５４０は、定期的に通信の障害を検出する確認信号を作業機械１００に送信し、作業機械１００からの応答の受信の有無により、障害を検出してもよい。この場合、遠隔運転室５００の制御装置５４０が停止信号を管理装置３００に出力する。
【００５２】
また、上述した実施形態では、制御装置１２５は、操作信号の受信間隔に基づいて通信の障害の有無を判定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業システム１では、制御装置１２５は、受信するデータの誤り検出率、データの再送信回数、データの消失回数などに基づいて通信の障害の有無を判定してもよい。また例えば、他の実施形態に係る作業システム１では、作業機械１００の制御装置１２５が送信したデータを遠隔運転室５００の制御装置５４０が返送し、制御装置１２５がデータの送信時刻と受信時刻との差に基づいて通信の障害の有無を判定してもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、停止指示信号の送信元の作業機械１００と同じ積込場Ａ１に存在し、かつ進入経路Ｒ２またはアプローチ経路Ｒ３上を走行する運搬車両２００を停止対象となるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、通信の障害が生じている作業機械１００が走行経路Ｒ上に存在する場合に、当該走行経路Ｒを走行する運搬車両２００を停止対象としてもよい。つまり、運搬車両２００は、第１操作装置５３０と作業機械１００との間の通信に障害が生じ、かつ運搬車両２００の走行経路Ｒ上に作業機械１００が位置する場合に、走行を停止する。例えば、管理装置３００は、作業機械１００の位置および方位から、作業機械１００の旋回体１２０が存在する領域を特定し、ブーム１１１、アーム１１２、およびバケット１１３の傾斜角から作業機１１０の伸長距離を特定することで、作業機械１００が存在する領域を特定することができる。管理装置３００は、当該領域と走行経路Ｒとの重複を検出することで、走行経路Ｒ上に作業機械１００が存在するか否かを判定することができる。この場合、作業システム１は、通信に障害が生じた場合に、接触の可能性がない運搬車両２００の走行を継続させつつ、接触の可能性がある運搬車両２００を選択的に停止させることができる。また、他の実施形態においては、すべての運搬車両２００を停止対象としてもよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、作業機械１００が管理装置３００を介して運搬車両２００に停止指示信号を送信するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、車車間通信により運搬車両２００に停止指示信号を送信してもよい。この場合、作業機械１００と運搬車両２００との車車間通信は、第２の通信回線の一例である。また、上述した実施形態では、第２操作装置５３１が管理装置３００を介して運搬車両２００に停止解除信号を送信するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る第２操作装置５３１は、アクセスポイント３６０に接続され、アクセスポイント３６０を介して運搬車両２００に停止解除信号を送信してもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、制御装置５４０が運搬車両２００に停止指示信号を送信し、運搬車両２００が停止指示信号に基づいてブレーキ信号を出力する。すなわち、上述した実施形態では、制御装置５４０が走行抑制指示信号として停止指示信号を出力し、運搬車両２００が走行抑制信号としてブレーキ信号を出力する。他方、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る、制御装置５４０が走行抑制指示信号として減速指示信号を出力し、運搬車両２００が走行抑制信号として減速信号を出力してもよい。すなわち、運搬車両２００は、走行抑制指示信号に基づいて必ずしも停止しなくてよい。
【００５６】
また、上述した実施形態によれば、制御装置１２５が操作信号の受信間隔に基づいて駆動量のゲインを決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置１２５は、駆動量のゲインの調整を行わなくてもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態では、運搬車両２００が無人運搬車両であるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る運搬車両２００は有人の運搬車両であってもよい。この場合、運搬車両２００の制御装置２２０は、管理装置３００から受信する停止指示信号に基づいて、オペレータの操作によらずブレーキ信号を出力することで運搬車両２００を停止させてもよいし、停止指示信号に基づいて警報信号を出力することでオペレータに停止を促してもよい。制御装置２２０が警報信号を出力すると、運搬車両２００に設けられた図示しないスピーカが警報音を発し、または図示しないモニタが警告情報を表示する。警報信号は、走行抑制信号の一例である。
【００５８】
なお、上述した実施形態に係る作業システム１では、作業機械１００が土砂を積み込むが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る積込対象は、鉱石、砕石、石炭などであってもよい。
【００５９】
上述した実施形態に係る制御装置１２５においては、プログラムｐ１がストレージ１３００に格納される場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、プログラムｐ１が通信回線によって制御装置１２５に配信されるものであってもよい。この場合、配信を受けた制御装置１２５が当該プログラムｐ１をメインメモリ１２００に展開し、上記処理を実行する。
【００６０】
また、プログラムｐ１は、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムｐ１は、上述した機能をストレージ５３００に既に記憶されている他のプログラムｐ１との組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムｐ１との組み合わせで実現するものであってもよい。
【００６１】
また、制御装置１２５、管理装置３００、および制御装置５４０は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部が当該ＰＬＤによって実現されてよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…作業システム  １００…作業機械  １２５…制御装置  １１０１…車両情報送信部  １１０２…操作信号受信部  １１０３…駆動制御部  １１０４…障害検出部  １１０５…停止指示部（走行抑制指示部）  １４１０…第１通信装置  １４２０…第２通信装置  ２００…運搬車両  ３００…管理装置  ３６０…アクセスポイント  ５５０…アクセスポイント  ３１０１…位置情報収集部  ３１０２…走行コース生成部  ３１０３…転送部  ３１０４…停止対象特定部  ３１０５…停止指示送信部  ３３０１…走行経路記憶部  ３３０２…位置情報記憶部  ５００…遠隔運転室  ５１０…運転席  ５２０…表示装置  ５３０…第１操作装置  ５３１…第２操作装置  ５４０…制御装置
【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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