(57)【要約】      （修正有）【課題】積込点の位置が逐次変更する際にも、後続車との干渉を避けつつ、新たな走行経路を生成する。【解決手段】鉱山で掘削作業を行う積込機が運搬車両に積込作業を行う積込点と、運搬車両２０−１が待機する第一待機点との間の運搬車両の最終走行経路を算出する走行経路算出部３１１ａと、積込機１０−１の移動を予告する予告トリガ信号を生成するトリガ信号生成部１９１ａと、予告トリガ信号が生成されると、第一待機点から最終走行経路への進入を禁止する進入禁止部３１１ｂと、を備える。【選択図】図５
2015194933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱山で掘削作業を行う積込機が運搬車両に積込作業を行う積込点と、前記運搬車両が待機する待機点と、の間の前記運搬車両の走行経路を、前記積込点又は前記待機点の位置が変更されると算出する車両走行システムにおいて、
前記積込点とは異なる地点に設けられた第一待機点及び前記積込点の間の前記走行経路である最終走行経路を算出する走行経路算出部と、
前記積込機の移動を予告する予告トリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、
前記予告トリガ信号が生成されると、前記第一待機点から前記最終走行経路への進入を禁止する進入禁止部と、
を備えることを特徴とする車両走行システム。
【請求項２】
前記最終走行経路上には、前記第一待機点よりも前記積込点に近い位置に第二待機点が更に設けられ、
前記車両走行システムは、前記積込機の移動量が所定の閾値未満であるか否かを判定する移動量判定部と、
前記積込機の移動量が前記所定の閾値未満である場合に、前記第二待機点の位置を、前記最終走行経路に沿って前記第一待機点に近づくように変更する待機点動的変更部と、を更に備え、
前記走行経路算出部は、前記最終走行経路のうち、前記変更後の第二待機点から前記積込点までの走行経路を再算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両走行システム。
【請求項３】
前記待機点動的変更部は、前記第二待機点の位置の変更量を、前記積込機の移動量、及び前記運搬車両の操舵角度のうちの少なくとも一つに基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両走行システム。
【請求項４】
前記積込機の移動量が前記所定の閾値以上である場合に、前記走行経路算出部は、前記第一待機点から前記移動後の積込機に対して設定された積込点までの最終走行経路を算出し、
前記待機点動的変更部は、前記算出された最終走行経路上に前記第二待機点の位置を変更する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両走行システム。
【請求項５】
前記積込機のオペレータから、前記積込機の移動を予告する信号の入力操作を受け付ける予告トリガ操作部材と、
前記変更前の第二待機点に停車中、又は前記変更前の第二待機点に向かって走行中の運搬車両の停車位置を、前記変更後の第二待機点に修正する指示を行う停車位置修正指示部と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両走行システム。
【請求項６】
前記車両走行システムは、前記積込点の設定及び前記積込機に対して掘削及び積込作業を指示する掘削管理システムに接続され、
前記掘削管理システムにおいて、現在設定されている積込点における積込残量が所定量に到達したと判断されると、前記トリガ信号生成部は、前記予告トリガ信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両走行システム。
【請求項７】
前記積込点の位置を設定する積込点設定部を更に備え、
前記積込点設定部により設定されていた積込点の位置が更新されると、前記進入禁止部による前記第一待機点から最終走行経路への進入禁止が解除される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両走行システム。
【請求項８】
鉱山で掘削作業を行う積込機が運搬車両に積込作業を行う積込点と、前記運搬車両が待機する待機点と、の間の前記運搬車両の走行経路を、前記積込点又は前記待機点の位置が変更されると算出する管制サーバであって、
前記積込点とは異なる地点に設けられた第一待機点及び前記積込点の間の前記走行経路である最終走行経路を算出する走行経路算出部と、
前記積込機の移動を予告する予告トリガ信号を取得するトリガ信号取得部と、
前記予告トリガ信号を受信すると、前記第一待機点から前記最終走行経路への進入を禁止する進入禁止部と、
前記運搬車両に前記進入禁止を示す情報を送信する通信部と、
を備えることを特徴とする管制サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行システム及び車載端末装置に係り、特に鉱山内を走行する運搬車両の走行経路の生成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山における採掘作業では、安全性向上と低コスト化を目的に無人の機械が採掘作業を行うための技術が求められている。採掘現場では土砂を掘り、採掘現場の外に鉱物や土砂を運搬する必要がある。採掘現場の外に土砂を運搬する作業は鉱山ダンプトラック（以下、ダンプトラックを「ダンプ」と略記する）など土砂積載量の大きな巨大車両にて行われるが、土砂の単位時間当たりの運搬量は採掘の進捗に直結するため、高速走行での土砂運搬が求められる。
【０００３】
鉱山ダンプには、オペレータが搭乗して運転するいわゆる有人ダンプと、オペレータが搭乗することなく、ダンプトラックが自律走行するいわゆる自律走行ダンプと、がある。この鉱山ダンプの自律走行システムでは、ダンプに装着したＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位装置による自車位置情報に基づいて自律的に走行できるように車両の走行制御を行っている。ダンプの自車位置は無線を介して管制センタに送信される。管制センタは、鉱山の地図データに基づいて、ショベルなどの積込機により鉱物や表層土を積込む積込場から、鉱物や表層土を放土する放土場までの走行経路を生成する。
【０００４】
走行経路は、積込場の入口点と積込機の脇に設置された積込点と結ぶ。そしてダンプはこの走行経路に沿って走行し、積込機の近くの経由点で進行方向を切返して積込点まで後退で移動する。
【０００５】
積込場では、掘削作業の進行に応じて、積込機の位置が移動する。積込機の移動に伴い、積込機の脇に設定された積込点の位置も移動する。そのため、積込場では、積込場の入口点から積込点までの走行経路を動的に生成する必要がある。
【０００６】
上記の走行経路を動的に生成するための技術として、特許文献１に記載の公知技術がある。特許文献１には、積込点の位置変更の指示があった場合に、当該位置変更後の積込点の位置情報と、積込点が移動する前の走行経路上のダンプの待機点の位置情報と、に基づき、待機点から当該位置変更後の積込点までの部分走行経路を生成する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０９００９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、積込点の移動に伴い、部分走行経路を動的に変更できるものの、部分走行経路を変更中に後続のダンプが待機点に進入することによる不具合については考慮されていない。
【０００９】
例えば、鉱山の生産効率を向上ために、待機点を積込点に近く設定した結果、変更後の待機点の位置によっては、ダンプが経由点において切返し動作を行う際の操舵角度が十分取れず複数回の切り返し動作が必要となることもあり得る。この場合、後続車が変更後の待機点に進入することにより、切返しに必要な範囲と、後続車の走行経路とが干渉し、切返し動作の妨げになるという課題がある。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、積込点の位置が逐次変更する際にも、後続車との干渉を避けつつ、新たな走行経路を生成できる車両走行システム及び管制サーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両走行システムは、鉱山で掘削作業を行う積込機が運搬車両に積込作業を行う積込点と、前記運搬車両が待機する待機点と、の間の前記運搬車両の走行経路を、前記積込点又は前記待機点の位置が変更されると再算出する車両走行システムにおいて、前記積込点とは異なる地点に設けられた第一待機点、及び前記積込点の間の前記走行経路である最終走行経路を算出する走行経路算出部と、前記積込機の移動を予告する予告トリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、前記予告トリガ信号が生成されると、前記第一待機点から前記最終走行経路への進入を禁止する進入禁止部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、積込機が移動を開始する前にトリガ信号生成部により予告トリガ信号が生成されると、これに応じて進入禁止部が新たな運搬車両（後続車）による最終走行経路への進入を禁止する。これにより、新たな運搬車両（後続車）が、最終走行経路内に残っている運搬車両や、運搬車両の切替し動作に必要なスペースと干渉することを抑止できる。
【００１３】
また、上記車両走行システムにおいて、前記最終走行経路上には、前記第一待機点よりも前記積込点に近い位置に第二待機点が更に設けられ、前記車両走行システムは、前記積込機の移動量が所定の閾値未満であるか否かを判定する移動量判定部と、前記積込機の移動量が前記所定の閾値未満である場合に、前記第二待機点の位置を、前記最終走行経路に沿って前記第一待機点に近づくように変更する待機点動的変更部と、を更に備え、前記走行経路算出部は、前記最終走行経路のうち、前記変更後の第二待機点から前記積込点までの走行経路を再算出する、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、予告トリガ信号が生成された際に、移動量判定部による判定の結果、積込機の移動量が所定値未満の移動であれば、待機点動的変更部が第二待機点を第一待機点に近づくように変更することで、進入禁止がされたときに最終走行経路上にいるダンプを積込点から遠ざけて待機させることができる。その結果、積込機の移動に際し、第二待機点に停車中のダンプとの干渉を避けることができる。また、変更後の第二待機点から積込点までの走行経路だけを再算出することにより、第一待機点から積込点までの走行経路を再算出する場合に比べて、走行経路の算出に関する演算量を削減することができる。
【００１５】
また、上記車両走行システムにおいて、前記待機点動的変更部は、前記第二待機点の位置の変更量を、前記積込機の移動量、及び前記運搬車両の操舵角度のうちの少なくとも一つに基づいて算出する、ことを特徴とする。
【００１６】
前記積込機の移動量や運搬車両の操舵角度によっては、再度の切返し動作が必要となることもあるが、これらを基に待機点動的変更部が第二待機点の位置の変更することで、所望の条件、例えば１回の切り返し動作で新たな積込点に向かって後進できる位置に第二待機点を移動することができる。
【００１７】
また、上記車両走行システムにおいて、前記積込機の移動量が前記所定の閾値以上である場合に、前記走行経路算出部は、前記第一待機点から前記移動後の積込機に対して設定された積込点までの最終走行経路を算出し、前記待機点動的変更部は、前記算出された最終走行経路上に前記第二待機点の位置を変更する、ことを特徴とする。
【００１８】
移動量判定部による判定の結果、積込機の移動量が所定値以上の場合に、走行経路算出部が第一待機点から積込点までの走行経路を再算出し、待機点動的変更部が新たな位置に第二待機点の位置を変更する。これにより、移動量に関らず常に第一待機点から積込点までの最終走行経路を算出する場合に比べて、走行経路の算出に関する演算量を削減することができる。
【００１９】
また、上記車両走行システムにおいて、前記積込機のオペレータから、前記積込機の移動を予告する信号の入力操作を受け付ける予告トリガ操作部材と、前記変更前の第二待機点に停車中、又は前記変更前の第二待機点に向かって走行中の運搬車両の停車位置を、前記変更後の第二待機点に修正する指示を行う停車位置修正指示部と、を更に備える、ことを特徴とする。
【００２０】
変更前の第二待機点に向かって走行中、又は停車中の運搬車両がいる場合に、オペレータが予告トリガ操作部材を操作して、待機点動的変更部が第二待機点の位置を第一待機点に近づくように変更しても、停車位置修正指示部により、変更後の第二待機点に運搬車両を誘導することができる。
【００２１】
また、上記車両走行システムは、前記積込点の設定及び前記積込機に対して掘削及び積込作業を指示する掘削管理システムに接続され、前記掘削管理システムにおいて、現在設定されている積込点における積込残量が所定量に到達したと判断されると、前記トリガ信号生成部は、前記予告トリガ信号を生成する、ことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、掘削管理システムを用いて積込機を無人稼働している場合にも、積込残量が所定量に達した場合に予告トリガ信号を生成することができる。これにより、積込機の移動開始前に移動予告を行い、最終走行経路への後続車の進入を抑止することができる。
【００２３】
また、上記車両走行システムは、前記積込点の位置を設定する積込点設定部を更に備え、前記積込点設定部により設定されていた積込点の位置が更新されると、前記進入禁止部による前記第一待機点から最終走行経路への進入禁止が解除される、ことを特徴とする。
【００２４】
積込機の移動が終了すると、再度新たな積込点を設定する必要が生じる。本発明によれば、進入禁止を解除するための特別な動作を行うことなく、通常の積込機の移動操作、すなわち、積込点の再設定の操作又は処理だけで進入禁止の解除を行うことができる。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明は、鉱山で掘削作業を行う積込機が運搬車両に積込作業を行う積込点と、前記運搬車両が待機する待機点と、の間の前記運搬車両の走行経路を、前記積込点又は前記待機点の位置が変更されると算出する管制サーバであって、前記積込点とは異なる地点に設けられた第一待機点及び前記積込点の間の前記走行経路である最終走行経路を算出する走行経路算出部と、前記積込機の移動を予告する予告トリガ信号を取得するトリガ信号取得部と、前記予告トリガ信号を受信すると、前記第一待機点から前記最終走行経路への進入を禁止する進入禁止部と、前記運搬車両に前記進入禁止を示す情報を送信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、積込機が移動を開始する前にトリガ信号取得部が予告トリガ信号を取得すると、これに応じて進入禁止部が新たな運搬車両（後続車）による最終走行経路への進入を禁止する。これにより、新たな運搬車両（後続車）が、最終走行経路内に残っている運搬車両や、運搬車両の切返し動作に必要なスペースと干渉することを抑止できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、積込点の位置が逐次変更する際にも、後続車との干渉を避けつつ、新たな走行経路を生成できる車両走行システム及び管制サーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一実施形態に係る車両指示システムの概略構成を示す図
【図２】ダンプの概略構成を示す図
【図３】管制センタの概略構成を示す図
【図４】管制サーバ、車載端末装置、及び積込機端末装置のハードウェア構成図
【図５】第一実施形態に係る車両走行システムの機能構成を示すブロック図
【図６】鉱山の全体配置の一例を示す図
【図７】図６に示すダンプの走行経路の内、積込場の入口から積込点までの最終走行経路の一例を示す図
【図８】第一実施形態に係る車両走行システムの処理の流れを示すシーケンス図
【図９】図８の各ステップにおけるダンプの位置を示す説明図
【図１０】第二実施形態に係る車両走行システムの機能構成を示すブロック図
【図１１】積込点の設定画面例を示す図
【図１２】移動予告トリガの生成タイミングの設定画面例を示す図
【図１３】第二実施形態に係る車両走行システムの処理の流れを示すシーケンス図
【図１４】図１１の各ステップにおけるダンプの位置を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。以下の実施の形態において、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。なお、以下の実施の形態において、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。
【００３０】
また、以下の実施の形態における各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、後述する各構成、機能、処理部、処理手段等は、コンピュータ上で実行されるプログラムとして実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各構成、機能、処理部、処理手段等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）等の記憶装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に格納することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００３２】
＜第一実施形態＞
［システム構成］
第一実施形態は、鉱山において、ショベルやホイールローダ等の積込機から土砂や鉱石を積み込まれて搬送する運搬車両と、積込機及び運搬車両の位置や走行状態を管制する管制センタとを無線通信回線で接続した車両走行システムに係り、特に積込機にオペレータが搭乗し、このオペレータから積込機の移動開始前に移動を予告する信号を入力して、運搬車両が積込エリアへの進入を禁止し、待機点を移動する点に特徴がある。以下、本発明の第一実施形態に係る車両走行システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
まず、図１に基づいて第一実施形態に係る車両走行システムの概略構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る車両指示システムの概略構成を示す図である。
【００３４】
図１に示す車両走行システム１は、鉱山などの採石場で、土砂や鉱石の積込作業を行うショベル１０−１、１０−２と、土砂や鉱石等の積荷を搬送するダンプトラック（以下「ダンプ」と略記する）２０−１、２０−２と、採石場の近傍若しくは遠隔の管制センタ３０に設置された管制サーバ３１と、を含む。
【００３５】
各ダンプ２０−１、２０−２は、鉱山内であらかじめ設定された走行経路６０に沿って、ショベル１０−１又は１０−２、及び図示しない放土場の間を往復し、積荷を搬送する。本実施形態ではダンプ２０−１、２０−２は、オペレータが搭乗することなく自律走行する無人ダンプを例に挙げて説明するが、オペレータが搭乗して運転する有人ダンプであっても本発明を適用することができる。
【００３６】
ショベル１０−１、１０−２、各ダンプ２０−１、２０−２、及び管制サーバ３１は、無線通信回線４０を介して互いに無線通信接続される。この無線通信接続を円滑に行うために、鉱山内には、複数の無線基地局４１−１、４１−２、４１−３が設置される。そしてこれらの基地局を経由して、無線通信の電波が送受信される
ショベル１０−１、１０−２及び各ダンプ２０−１、２０−２は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）の少なくとも３つの航法衛星５０−１、５０−２、５０−３から測位電波を受信して自車両の位置を取得するための自車位置測位装置（図１では図示を省略する）を備える。ＧＮＳＳとして、例えばＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＡＬＩＬＥＯを用いてもよい。以下、ショベル１０−１、１０−２、及び各ダンプ２０−１、２０−２、及び管制サーバ３１の構成について説明するが、ショベル１０−１とショベル１０−２、及びダンプ２０−１と２０−２とはそれぞれ同一の構成であるので、ショベル１０−１及びダンプ２０−１について説明し、ショベル１０−２、ダンプ２０−２については説明を省略する。
【００３７】
ショベル１０−１は、超大型の油圧ショベルであって、走行体１１と、この走行体１１上に旋回可能に設けた旋回体１２と、運転室１３と、旋回体１２の前部中央に設けたフロント作業機１４と、を備えて構成される。フロント作業機１４は、旋回体１２に対し俯仰動可能に設けられたブーム１５と、このブーム１５の先端に回動可能に設けられたアーム１６と、そのアーム１６の先端に取り付けられたバケット１７とを含む。ショベル１０−１における見通しの良い場所、例えば運転室１３の上部に、無線通信回線に接続するための無線ＬＡＮアンテナ１８Ｌ及び航法衛星５０−１、５０−２、５０−３から測位電波を受信するためのＧＰＳアンテナ１８Ｇが設置されている。更に、運転室１３内には、ショベル１０−１の移動前に移動を予告するためのトリガを入力する予告トリガ操作部材を備えた積込機端末装置１９を備える。
【００３８】
管制サーバ３１は、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ３２に接続される。そして、管制サーバ３１は、アンテナ３２、無線基地局４１−４、４１−２、４１−３を経由してショベル１０−１、１０−２、及びダンプ２０−１、２０−２の其々と通信する。
【００３９】
次に、本実施形態に係るダンプについて、図２を参照して説明する。図２は、ダンプの概略構成を示す図である。
【００４０】
ダンプ２０−１は、図２に示すように、本体を形成するフレーム２１と、前輪２２及び後輪２３と、フレーム２１の後方部分に設けられたヒンジピン（図示せず）を回動中心として上下方向に回動可能な荷台２４と、この荷台２４を上下方向に回動させる左右一対のホイストシリンダ（図示せず）と、を含む。また、ダンプ２０−１は、見通しの良い場所、例えば、ダンプ２０−１の上面前方に、無線通信回線４０に接続するための無線ＬＡＮアンテナ２５Ｌ及び航法衛星５０−１、５０−２、５０−３から測位電波を受信するためのＧＰＳアンテナ２５Ｇが設置される。
【００４１】
更にダンプ２０−１には、管制サーバ３１からの指示に従って自律走行をするための車載端末装置２６が搭載される。
【００４２】
次に、図３を参照して管制センタの概略構成を説明する。図３は、管制センタの概略構成を示す図である。
【００４３】
図３に示すように、管制センタ３０に設置された管制サーバ３１は、表示装置（図４のサーバ側表示部３１３参照）の画面３１ａを用いてオペレータに対して走行経路やダンプの位置などの情報提示を行う。画面３１ａに表示された矢印は、オペレータが着目しているダンプの現在位置を示す。
【００４４】
次に図４を参照して、図１の管制サーバ３１、車載端末装置２６、及び積込機端末装置１９のハードウェア構成について説明する。図４は、管制サーバ、車載端末装置、及び積込機端末装置のハードウェア構成図である。
【００４５】
図４に示すように、管制サーバ３１は、管制サーバ３１の全体的な処理制御を行うサーバ側制御部３１１と、オペレータが入力操作を行うサーバ側入力部３１２と、オペレータに情報表示を行うサーバ側表示部３１３と、車載端末装置２６及び積込機端末装置１９と無線通信回線４０を経由して通信を行うサーバ側通信部３１４と、通信バス３１５と、鉱山の地図データを記憶するサーバ側地図データ記憶部３１６と、を備える。
【００４６】
サーバ側制御部３１１は、管制サーバ３１の各構成要素の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算・制御装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置を含むハードウェアと、サーバ側制御部３１１により実行されるソフトウェアとを含んで構成される。これらのハードウェアがソフトウェアを実行することにより、管制サーバ３１の各機能が実現される。
【００４７】
サーバ側入力部３１２は、マウス、キーボードなどの入力装置及びこれらの入力装置を駆動するためのドライバソフトウェアを含んで構成され、オペレータからの入力操作を受け付けるユーザインターフェースとして機能する。
【００４８】
サーバ側表示部３１３は、液晶モニタ等の表示装置及び表示装置を駆動するためのドライバソフトウェアを含んで構成され、オペレータに対して情報を表示して提供するユーザインターフェースとして機能する。
【００４９】
サーバ側通信部３１４は、無線通信装置及びこれらの無線装置を駆動するためのドライバソフトウェアを含んで構成される。
【００５０】
通信バス３１５は、サーバ側制御部３１１、サーバ側入力部３１２、サーバ側表示部３１３、サーバ側通信部３１４、及びサーバ側地図データ記憶部３１６を互いに電気的に接続する。
【００５１】
サーバ側地図データ記憶部３１６は、ＨＤＤなど固定的に記憶する記憶装置を用いて構成され、走行経路６０上の各地点（以下「ノード」という）の位置情報と、各ノードを連結するサブリンクとにより定義された走行経路情報を記憶する。また、鉱山の地形情報や、各ノードの絶対座標（測位電波を基に算出される３次元実座標）を含んでもよい。各ノードには、そのノードを固有に識別する位置識別情報（以下「ノードＩＤ」という）が付与される。走行経路上に設定される待機点、経由点、及び積込点（詳細は後述する）は、ノードＩＤを用いて定義してもよいし、３次元実座標を用いて定義してもよい。
【００５２】
車載端末装置２６は、車載端末装置２６の全体的な処理制御を行う車載側制御部２６１と、車載端末からの入力を行う車載側入力部２６２と、車載端末への表示を行う車載側表示部２６３と、管制サーバ３１と無線ＬＡＮなどの通信網を経由して通信を行う車載側通信部２６４と、通信バス２６５と、車載地図データ記憶部２６６と、ダンプ２０−１の自車位置を測位する自車位置測位部２６７を備える。
【００５３】
車載地図データ記憶部２６６は、ＨＤＤなど固定的に記憶する記憶装置を用いて構成され、サーバ側地図データ記憶部３１６に格納された地図情報と同じ地図情報を格納する。
【００５４】
自車位置測位部２６７は、ＧＰＳアンテナ２５Ｇから取得した測位電波を基に３次元実座標を算出し、自車の実座標を求める。更に、速度センサやジャイロを用いて、自車の向きを算出してもよい。
【００５５】
車載側制御部２６１、車載側入力部２６２、車載側表示部２６３、車載側通信部２６４、通信バス２６５、及び車載地図データ記憶部２６６のハードウェア構成は管制サーバ３１と同様であり、これらのハードウェアと車載端末装置２６の機能を実現するためのソフトウェアとが協働して車載端末装置２６の各機能が実現される。
【００５６】
積込機端末装置１９は、積込端末システムの全体的な処理制御を行う積込機側制御部１９１と、積込機のオペレータが入力操作を行う積込機側入力部１９２と、積込機のオペレータに情報を表示する積込機側表示部１９３と、管制サーバ３１と無線ＬＡＮなどの無線通信回線４０を経由して通信を行う積込機側通信部１９４と、通信バス１９５と、車載端末装置２６と同様にＧＰＳや加速度センサやジャイロや速度センサ等を使って積込機の自車位置を測位する自車位置測位部１９７と、を含んで構成される。
【００５７】
積込機側制御部１９１、積込機側入力部１９２、積込機側表示部１９３、積込機側通信部１９４、通信バス１９５、及び自車位置測位部１９７のハードウェア構成は管制サーバ３１と同様であり、これらのハードウェアと積込機端末装置１９の機能を実現するためのソフトウェアとが協働して積込機端末装置１９の各機能が実現される。
【００５８】
図５を参照して、第一実施形態に係る車両走行システムに係る機能構成について説明する。図５は、第一実施形態に係る車両走行システムの機能構成を示すブロック図である。
【００５９】
管制サーバ３１のサーバ側制御部３１１は、走行経路算出部３１１ａ、進入禁止部３１１ｂ、移動量判定部３１１ｃ、待機点動的変更部３１１ｄ、停車位置修正指示部３１１ｅ、及び走行許可区間設定部３１１ｆを含み、サーバ側通信部３１４は、通信制御部３１４ａを含む。
【００６０】
走行経路算出部３１１ａは、積込点とは異なる地点に設けられた第一待機点と、積込点との間の運搬車両の走行経路である最終走行経路を、サーバ側地図データ記憶部３１６の地図情報を参照して算出する。また、最終走行経路上にある第二待機点と積込点との間の部分走行経路の算出も行う。
【００６１】
進入禁止部３１１ｂは、予告トリガ信号が生成されると、第一待機点から最終走行経路への進入を禁止する。また、所定の条件の下、進入禁止を解除する。ここでいう所定の条件として、例えば、新たな積込点の設定処理や操作が行われることがある。
【００６２】
移動量判定部３１１ｃは、積込機の現在位置を取得し、当該積込機の移動量を算出し、その移動量が所定の閾値未満であるか否かを判定する。
【００６３】
待機点動的変更部３１１ｄは、積込機の移動量が所定の閾値未満である場合に、第二待機点の位置を最終走行経路に沿って第一待機点に近づくように、換言すると積込点から遠ざかるように変更する。
【００６４】
待機点動的変更部３１１ｄは、第二待機点の位置の変更量を、積込機の移動量、及びダンプ２０−１の操舵角度のうちの少なくとも一つに基づいて算出する。
【００６５】
停車位置修正指示部３１１ｅは、変更前の第二待機点の位置から変更後の第二待機点に、ダンプ２０−１の停車位置を修正する修正指示信号を生成する。
【００６６】
走行許可区間設定部３１１ｆは、走行経路算出部３１１ａが算出した走行経路のうちを、各ダンプの走行を許可する区間（以下「走行許可区間」という）を設定する。また、設定した走行許可区間のうち、当該ダンプが通過した後の区間を解放して、他のダンプに対して走行許可が行える解放区間として設定する。
【００６７】
通信制御部３１４ａは、管制サーバ３１と、各運搬車両２０−１、２０−２及び各積込機１０−１、１０−２との無線通信制御を行う。
【００６８】
積込機端末装置１９の積込機側制御部１９１は、トリガ信号生成部１９１ａ、及び積込点設定部１９１ｂを含む。積込機端末装置１９は、通信制御部１９４ａ、予告トリガ操作部材１９２ａ、及び自車位置測位部１９７を含む。また積込機１０−１は、操作レバー・フットペダル１０１、及び積込機駆動装置１０２を備える。
【００６９】
予告トリガ操作部材１９２ａが入力操作されると、トリガ信号生成部１９１ａは、積込機の移動を予告する予告トリガ信号を生成する。
【００７０】
通信制御部１９４aは、管制サーバ３１との無線通信制御を行う。通信制御部１９４aは、自車位置測位部１９７が測定した積込機１０−１の現在位置を示す位置情報、及び上記予告トリガ信号を、管制サーバ３１に送信する。
【００７１】
また、積込機１０−１は、オペレータがフロント作業機１４に俯仰操作をさせたり、旋回体１２を旋回させる指示を入力させたり、走行体１１を前進・後進させるための操作レバー・フットペダル１０１と、操作レバー・フットペダル１０１の入力操作に従ってフロント作業機１４を駆動する積込機駆動装置１０２と、を備える。
【００７２】
積込点の設定に際して、オペレータが、操作レバーを操作して、バケット１７（図１参照）を所望の位置に合わせ、積込点設定ボタン（図示を省略）を操作すると、積込点設定部１９１ｂは、自車位置測位部１９７が算出したショベル１０−１の現在位置情報、及びアームやブームに取り付けられた角度センサ（図示を省略）の角度情報に基づいてバケット位置を算出し、これを積込点として設定する。そして積込点の座標を示す積込点位置情報を生成し、通信制御部１９４aを介して管制サーバ３１に送信する。
【００７３】
車載端末装置２６の車載側制御部２６１は走行制御部２６１ａを含み、車載側通信部２６４は、通信制御部２６４ａを含む。更に車載端末装置２６は、車載地図データ記憶部２６６、及び自車位置測位部２６７を備える。また、ダンプ２０−１には、車載端末装置２６に加えて車両駆動装置２０１を備える。
【００７４】
通信制御部２６４ａは、ダンプ２０−１と管制サーバ３１との間の無線通信制御を行う。通信制御部２６４ａは、ダンプ２０−１の現在位置情報を管制サーバ３１に送信し、管制サーバ３１から進入禁止信号、停車位置の修正指示信号、走行許可信号を受信する。
【００７５】
走行制御部２６１ａは、車載地図データ記憶部２６６及び自車位置測位部２６７が算出した現在位置を参照し、管制サーバからの走行許可信号の指示に従って走行・停止するように、ダンプ２０−１の車両駆動装置（加減速装置、ステアリング装置、及び制動装置を含む）２０１を制御する。
【００７６】
次に図６乃至図７を参照して、ダンプの走行経路及び待機点について説明する。図６は、鉱山の全体配置の一例を示す図である。図７は、図６に示すダンプの走行経路の内、積込場の入口から積込点までの最終走行経路の一例を示す図である。
【００７７】
図６に示すように、鉱山の構内には、積込場６００、放土場６８０、駐機場６９０とこれらを結ぶ走行経路６０が含まれる。積込場６００は、積込機としてのショベル１０−１がダンプ２０−１に鉱物や表土層を積み込む作業を行う場所である。積込場６００では、積込機１０−１による掘削作業とダンプ２０−１への積込作業が行われる。
【００７８】
放土場６８０は、ダンプ２０−１が表層土や鉱物を積下ろす場所である。
【００７９】
駐機場６９０は、オペレータの交代やダンプ２０−２、２０−ｎの駐車を行う場所である。本実施形態では、駐機場６９０に管制センタ３０がある。自律走行システムにおけるダンプ２０−１は、積込場６００で積込機１０−１を使って採掘された表層土や鉱物を積込み、走行経路６０では表層土や鉱物を搬送し、放土場６８０では鉱物や表土を放土する処理を、管制センタ３０内の管制サーバ３１からの指示に従って実行する。
【００８０】
次に、図７を参照して、積込場６００の入口から積込機の脇に設定された積込点までの最終走行経路について説明する。
【００８１】
図７に示すように、積込場６００では、ダンプ２０−１は積込場６００の入口点６０１から障害物６０５を回避して、積込場６００の境界６１０を超えないように積込機１０−１の脇に存在する積込点６１５まで走行する。この入口点６０１から積込点６１５までの走行経路を、最終走行経路６２５という。最終走行経路６２５上には、ダンプ２０−１が進行方向を切返す（スイッチバックする）経由点６２０が設けられる。そしてダンプ２０−１は、経由点６２０から積込点６１５まで後退で移動する。
【００８２】
積込場６００では、掘削作業の進行に応じて、積込機２０−１の位置が移動する。積込機１０−１の移動に伴い積込点６１５の位置も移動する。そのため、積込場６００では、最終走行経路６２５を動的に生成する必要がある。また、生産効率を向上のためには、積込機１０−１の待ち時間を抑制する必要がある。そこで、入口点６０１よりも積込点６１５に近く、かつ、積込点６１５から一定の距離を離れた最終走行経路６２５上に待機点６３０を設ける。本実施形態では、入口点６０１（第一待機点）と、積込点６１５との間に一つの待機点６３０（第二待機点）と、を設けたが、待機点の数はこれに限定されない。
【００８３】
ショベル１０−１が移動するとそれに伴い積込点６１５も移動する。よって、積込点の移動量が、ショベル１０−１の移動量と相関が高い。本実施形態では、ショベル１０−１の移動量が小さい（以下「小移動」という）場合は、待機点６３０から新たな積込点までの走行経路（部分走行経路）のみを再算出し、ショベル１０−１の移動量が大きい（以下「大移動」という）場合は、入口点６０１から新たな積込点までの走行経路、即ち、最終走行経路全体を再算出する。図７では、小移動後のショベル１０−１を符号１０−１ｍ１、大移動後のショベル１０−１を符号１０−１ｍ２で示す。小移動か大移動かは、移動量判定部３１１ｃの判定結果に基づいて決定する。
【００８４】
ショベル１０−１が小移動して符号１０−１ｍ１に移動すると、これに伴い、積込点６１５は符号６５１ｍ１に移動する。このとき、待機点６３０は、小移動前に生成された最終走行経路６２５に沿って入口点６０１に近づくように位置が変更される。変更後の待機点の位置は、符号点６３０ｍ１により示す。
【００８５】
そして、変更後の待機点６３０ｍ１から変更後の積込点６１５ｍ１までの走行経路（部分走行経路）が新たに算出される。図７では、変更後の部分走行経路を符号６２５ｍ１で示す。図７の例では、経由点６２０の位置も新たな部分走行経路６２５ｍ１上の地点、符号６２０ｍ１に移動するとしているが、経由点６２０ｍ１の位置は固定して部分走行経路を算出してもよい。
【００８６】
待機点動的変更部３１１ｄが待機点６３０の位置をずらし、走行経路算出部３１１ａが、移動後の積込点６１５ｍ１と変更後の待機点６３０ｍ１との部分走行経路を算出し、ダンプ２０−１の操舵角度と照らし合わせて、算出した部分走行経路に沿ってダンプ２０−１が走行可能か否かを判定する。そして、走行不可能であれば、さらに待機点動的変更部３１１ｄが待機点６３０を入口点６０１に近づけるように変更し、部分走行経路６２５ｍ１の再算出を行う。このように、待機点６３０の位置をずらしながらトライアンドエラーを繰り返し、待機点６３０を変更してもよい。
【００８７】
また、ショベル１０−１が符号１０−１ｍ１に移動した際の移動量を基に、待機点動的変更部３１１ｄが部分走行経路６２５ｍ１の再算出を行ってもよい。
【００８８】
本実施形態には、ショベル１０−１の移動量が０の場合、即ち、移動予告を行ってから実際に移動を開始する前に、待機点６３０の位置を変更し、部分走行経路６２５ｍ１を算出する場合も含む。
【００８９】
一方、ショベル１０−１が大移動して、図７の符号１０−１ｍ２に示す位置に移動すると、この移動に伴い積込点は符号６１５から符号６５１ｍ２に変更される。この場合、走行経路算出部３１１ａが、入口点６０１から移動後の積込点６５１ｍ２への部分走行経路６２５ｍ２を算出する。また、待機点動的変更部３１１ｄは、新たに算出された部分走行経路６２５ｍ２上に、待機点６３０ｍ２を変更設定する。経由点６２０ｍ２は、走行経路算出部３１１ａが設定してもよいし、経由点６２０ｍ２が待機点として機能する場合には、待機点動的変更部３１１ｄが設定してもよい。
【００９０】
次に図８及び図９を参照して第一実施形態に係る車両走行システムの処理の流れについて説明する。図８は、第一実施形態に係る車両走行システムの処理の流れを示すシーケンス図である。図９は、図８の各ステップにおけるダンプの位置を示す説明図である。以下では、ショベル１０−１のオペレータが大移動の準備動作の一旦として小移動を行い、その後大移動を行う場合を例に挙げて説明する。以下、図８の各ステップ順に沿って説明するが、随時図９を参照して、図８の各ステップにおけるダンプ等の位置も合わせて説明する。
【００９１】
管制サーバ３１の主電源が投入されると（Ｓ８０１）、管制サーバ３１は、トリガ信号の待機状態となる（Ｓ８０２）。
【００９２】
また、ダンプ２０−１は、自車の現在位置を測定し、管制サーバ３１に自車現在位置情報を送信する（Ｓ８０３）。説明の便宜のため、図８ではステップＳ８０３にのみ、自車現在位置情報の送信を記載するが、実際には、ダンプは走行中、自車の現在位置情報を所定のタイミング、例えば新たな走行許可区間の要求時などに管制サーバ３１に送信する。
【００９３】
ショベル１０−１のオペレータが積込点の設定を行うと（Ｓ８０４）、積込点設定部１９１ｂは、積込点位置情報を生成し、管制サーバ３１に送信する（Ｓ８０５）。またステップＳ８０３と同様、ショベル１０−１も自車位置測位部１９７で算出したショベル１０−１の現在位置情報を管制サーバ３１に送信する。よって、管制サーバ３１は、常に各ダンプの走行経路上の位置及びショベル１０−１の位置を把握しているものとする。
【００９４】
走行経路算出部３１１ａは、サーバ側地図データ記憶部３１６の地図情報及び積込点位置情報を基に、走行経路６０を算出し（Ｓ８０６）、走行許可区間設定部３１１ｆが、各ダンプに対し走行経路６０上の走行許可区間を設定し（Ｓ８０７）、管制サーバ３1の通信制御部３１４ａから各ダンプに対して走行許可区間情報が送信される（Ｓ８０８）。
【００９５】
各ダンプは、車載端末装置２６の通信制御部２６４ａを介して走行許可区間情報を取得する。走行制御部２６１ａは、車載地図データ記憶部２６６の地図情報、自車位置測位部１９７による自車の現在位置情報、及び走行許可区間情報に従って車両駆動装置２０１を制御し、各ダンプが自律走行する（Ｓ８０９）。
【００９６】
上記ステップＳ８０１〜ステップＳ８０９までの間のダンプの動きについて、図９を参照して説明する。
【００９７】
図９のステップＳ９０１からステップＳ９０３は、移動予告トリガの入力操作が行われる前のダンプ１，２，３，４の最終走行経路６２５上の位置・動作を示す。最終走行経路６２５上の入口点６０１、待機点６３０、積込点６１５に、ダンプ１、２、３のそれぞれが停車している（Ｓ９０１）。自車両の直前のダンプが移動すると、自車両も移動を開始する。積込点６１５で積込作業が完了すると、放土場６８０に向けて出発する（Ｓ９０２のダンプ１、Ｓ９０３３のダンプ２）。
【００９８】
待機点６３０が空車になると、ダンプ４が入口点６０１から待機点６３０に向かって最終走行経路６２５に進入する（Ｓ９０３）。
【００９９】
ショベル１０−１のオペレータが予告トリガ操作部材１９２ａを操作すると（Ｓ８１０、図９のＳ９０４）、トリガ信号生成部１９１ａは、予告トリガ信号を生成する。生成された予告トリガ信号は、ショベル１０−１から管制サーバ３１に送信される（Ｓ８１１）。
【０１００】
管制サーバ３１の通信制御部３１４ａが予告トリガ信号を受信すると、進入禁止部３１１ｂ及び移動量判定部３１１ｃに出力される。進入禁止部３１１ｂは、新たなダンプが入口点６０１から最終走行経路に進入することを禁止するとともに（図９のステップＳ９０６からＳ９０９のダンプ５）、待機点動的変更部３１１ｄが、最終走行経路上の待機点の位置を入口点６０１へ近づくように変更する（Ｓ８１２）。待機点６３０が待機点６３０ｍ１’に移動するとともに、待機点６３０ｍ１’から積込点６１５までの部分走行経路６２５ｍ１’が算出される（図９のＳ９０５）。
【０１０１】
ダンプ２０−１が変更後の待機点の位置を超えて変更前の待機点に向かって走行しているか変更前の待機点で停車中の場合、すなわちオーバーラン状態にある場合（図９のステップＳ９０６のダンプ４）は、停車位置修正指示部３１１ｅが生成した、変更後の待機点の位置を修正する情報（「停車位置修正指示情報」という）をダンプ２０−１に送信する（Ｓ８１３）。
【０１０２】
これを受けて、ダンプ２０−１は、待機後の変更点６３０ｍ１’に後退する（Ｓ８１４、図９のステップＳ９０７のダンプ４）。
【０１０３】
一方、入力点６０１から変更後の待機点６３０ｍ１までの間を走行中であれば、変更後の待機点６３０ｍ１’に停車して待機する。
【０１０４】
ショベル１０−１のオペレータが、ショベル１０−１を小移動して、積込点の再設定を行う（Ｓ８１５、図９のステップＳ９０８）。
【０１０５】
ショベル１０−１は移動前後に亘って位置情報を管制サーバ３１に送信する（Ｓ８１６）。
【０１０６】
ステップＳ８１５の移動は小移動なので、移動量が閾値未満である。そこで、待機点動的変更部３１１ｅが、前回の最終走行経路（移動前の積込点から入口点６０１までを結ぶ最終走行経路）６２５に沿って待機点６３０ｍ１’の位置を６３０ｍ１へずらし、移動後のショベル１０−１ｍ１の脇に設定された新たな積込点６１５ｍ１までの部分走行経路６２５ｍ１、及び新たな経由点６２０ｍ１を算出する（Ｓ８１７）。
【０１０７】
ショベル１０−１のオペレータが変更前の待機点６３０ｍ１’で待機中のダンプを積込点６１５ｍ１に呼ぶ（コール）操作を行う（Ｓ８１８）。
【０１０８】
ダンプが積込点６１５ｍ１に移動し積込作業が完了すると、放土場６８０に向けて出発（キックアウト）する（Ｓ８１９、図９のステップＳ９０９のダンプ４）。
【０１０９】
ショベル１０−１のオペレータがショベル１０−１を大移動させ、積込点の再設定を行う（Ｓ８２０、図９のステップＳ９１０）。ショベル移動後の位置情報を管制サーバ３１に送信する（Ｓ８２１）。
【０１１０】
走行経路算出部３１１ａは、入口点６０１から移動の積込点６１５ｍ２までの新たな最終走行経路６２５ｍ２を再算出し、待機点動的変更部３１１ｅが新たな最終走行経路６２５ｍ２上に新たな待機点６３０ｍ２を設定する。新たな最終走行経路６２５ｍ２が決まると、走行許可区間設定部３１１ｆが各ダンプに対する走行許可区間を設定するとともに、進入禁止部３１１ｂが進入禁止信号の解除を行う（Ｓ８２２）。これにより、積込場６００の入口点６０１から再度ダンプの進入が開始し（図９のステップＳ９１１のダンプ５）、積込作業が再開する。
【０１１１】
本発明によれば、ショベルが移動する前に移動予告トリガを発行することにより、待機点に新たなダンプが進入すること禁止し、その待機点をショベルから遠ざける方向に移動するので、待機点がショベルに近すぎることによる弊害、例えば、ショベルが移動する際にダンプが邪魔になったり、ショベルが移動した結果、十分なスペースを確保できずにショベルが旋回できなくなったりすることを防ぐことができる。
【０１１２】
また、ショベル移動前の準備動作において待機点の位置を変更した際、及びショベルの小移動の際に待機点の位置を変更した際には、変更後の待機点から積込点までの部分走行経路のみを算出するので、最終走行経路全体を毎回算出する場合に比べて管制サーバ３１の演算処理の負荷を軽くすることができる。
【０１１３】
更に、移動予告トリガの入力操作をショベルのオペレータがマニュアル操作で行うので、移動予告トリガの入力するタイミングによっては、最終走行経路を走行中のダンプが、変更後の待機点をオーバーランしている状況があり得る。この場合、停止位置修正信号により、オーバーランしたダンプを、変更後の待機点に後退させることで、ショベルの移動準備動作との干渉を避けることができる。
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、ショベルの掘削地点や掘削量を管理して、ショベルを無人で稼働させる掘削管理システムから車両走行システムに対し、ショベルの移動予告トリガを出力する実施形態である。以下、図面を参照して第二実施形態について説明する。図１０は、第二実施形態に係る車両走行システムの機能構成を示すブロック図である。図１１は、積込点の設定画面例を示す図である。図１２は、移動予告トリガの生成タイミングの設定画面例を示す図である。図１３は、第二実施形態に係る車両走行システムの処理の流れを示すシーケンス図である。図１４は、図１３の各ステップにおけるダンプの位置を示す説明図である。
【０１１４】
第二実施形態に係る車両走行システムは、管制サーバ３１を掘削管理システムに接続し、この掘削管理システムから移動予告信号を受信する点に特徴がある。そのため、トリガ信号生成部は、ショベル１０−１ではなく、掘削管理システム内に備える。
【０１１５】
より具体的には、図１０に示すように、掘削管理システム１００は、切羽面周辺の地図情報を参照し、ショベル１０−１の掘削地点や掘削量を管理し、ショベル１０−１を無人稼働させる基幹部１１１と、その基幹部１１１に対し、移動予告信号を出力させるタイミングを設定するタイミング設定部１１２と、基幹部１１１から移動予告信号を受信して予告トリガ信号を生成するトリガ信号生成部１１３と、他の装置との送受信制御をする通信制御部１１４と、を含む。
【０１１６】
トリガ信号生成部１１３で生成された予告トリガ信号は、管制サーバ３１の通信制御部３１４ａに入力される。よって、通信制御部３１４ａがトリガ信号取得部として機能する。
【０１１７】
タイミング設定部１１２及びトリガ信号生成部１１３は、掘削管理システム１００から車両走行システムに対して予告トリガを生成させるためのアドインソフトにより構成してもよい。また、基幹部１１１は、積込点を設定する機能を有する。
【０１１８】
また、ショベル１０−１の積込機端末装置１９ａは、第一実施形態に係る積込機端末装置１９のトリガ信号生成部及び予告トリガ操作部材を備えていないが、掘削管理システム１００が備える地図データ（図示を省略）と同じ地図情報を格納する積込機地図データ記憶部１９６を備える。
【０１１９】
積込機側制御部１９１は、掘削管理システム１００からの制御信号に従って、積込機駆動装置１０２を制御し、ショベル１０−１が自律稼働する。
【０１２０】
掘削管理システム１００の基幹部１１１は、図１１に示すように積込点の設定画面上において予めショベル１０−１に対する積込点の位置の設定をオペレータから受け付ける。図１１の設定画面１１００では、ショベルの模式図の周りに３つの積込点候補１１０５、１１１０、１１１５が表示される。オペレータが所望の積込点を選択し、確認ボタン１１２０を押すと、その位置がショベル１０−１を基準とする相対的な積込点として設定される。
【０１２１】
また、タイミング設定部１１２は、図１２に示すトリガ発行タイミングの設定画面上において、移動前のどのタイミングで移動予告信号を出力するかの設定を、オペレータから受け付ける。図１２のタイミング設定画面１２００では、残りダンプの台数を表示するメッセージボックス１２０１がダンプ３台分と記載されている。これは、ダンプ３台分の量を積込んだら、積込機が移動する旨を意味している。確認ボタン１２０２を押し下げると、メッセージボックス１２０１に入力した値を確定できる。
【０１２２】
以下、図１３の各ステップ順に沿って説明しつつ、随時図１４を参照してダンプの位置の説明も合わせて行う。
【０１２３】
管制サーバ３１の主電源を投入し（Ｓ１３０１）、トリガ信号の受信を待機する（Ｓ１３０２）。同様に掘削管理システム１００の主電源を投入する（Ｓ１３０３）。オペレータが図１２の設定画面で移動予告信号の出力タイミングを設定し（Ｓ１３０４）、図１１の積込点設定画面で積込点を設定する（Ｓ１３０５）。なお、図１３では説明の便宜上説明を省略しているが、ダンプ２０−１は、自車位置の現在位置情報を管制サーバ３１に対して随時送信し、管制サーバ３１は、ダンプ２０−１の位置を把握しているものとする。
【０１２４】
積込点の座標を示す積込点位置情報を生成し、管制サーバ３１及びショベル１０−１に対して送信する（Ｓ１３０６）。また、ショベル１０−１に対して掘削地点や深度などを含む掘削指示信号を生成し、ショベル１０−１に対して送信する（Ｓ１３０７）。ショベル１０−１は、掘削指示信号にしたって掘削動作を行う（Ｓ１３０８）。動作結果を示す情報（動作結果情報）を掘削管理システム１００に返送することで、掘削管理システム１００は掘削状況をリアルタイムで管理する（Ｓ１３０９）。
【０１２５】
一方管制サーバ３１では、積込点位置情報を受信すると、走行経路算出部３１１ａがサーバ側地図データ記憶部３１６の地図情報及び積込点位置情報を基に、走行経路６０を算出し（Ｓ１３１０）、走行許可区間設定部３１１ｆが、各ダンプに対し走行経路６０上の走行許可区間を設定し（Ｓ１３１１）、管制サーバ３1の通信制御部３１４ａから各ダンプに対して走行許可区間情報が送信される（Ｓ１３１２）。各ダンプは、車載端末装置２６の通信制御部２６４ａを介して走行許可区間情報を取得し、自律走行する（Ｓ１３１３、図１４のステップＳ１４０１）。
【０１２６】
掘削管理システム１００は、現在設定されている積込点における掘削作業の積込残量が所定量（本例ではダンプ３台分）に到達したと判断すると、予告トリガ信号を生成し、管制サーバ３１に送信する（Ｓ１３１４）。このとき、ステップＳ１３０４で設定された残量を運搬するために必要なダンプの台数、すなわち、トリガ信号を発行してからショベルが実際に移動するまでの間に、最終走行経路に進入許可をさせるダンプの台数を示す情報（「予定進入台数情報」）も管制サーバ３１に送信する（図１４のステップＳ１４０２）。
【０１２７】
管制サーバ３１が、予定台数分のダンプを最終走行経路に進入させた後（Ｓ１３１５）、進入禁止部３１１ｂは、入口点６０１から最終走行経路６２５への進入を禁止する（Ｓ１３１６、図１４のステップＳ１４０４）。予定台数分の積込作業が完了して、それらのダンプが積込点から出発する（図１４のステップＳ１４０５からステップＳ１４０７）。
【０１２８】
掘削管理システム１００は、ショベル１０−１に対して移動指示を行い（Ｓ１３１７）、ショベル１０−１が移動する（Ｓ１３１８、図１４のステップＳ１４０８）。
【０１２９】
掘削管理システム１００は、ステップＳ１３１７で送信したショベルの移動量を示す情報を管制サーバ３１に送信する（Ｓ１３１９）。
【０１３０】
移動量判定部３１１ｃは移動量の閾値判定処理を行う（Ｓ１３２０）。
【０１３１】
掘削管理システム１００は、移動後のショベル１０−１の脇に新たな積込点を再設定（更新）し（Ｓ１３２１）、再設定された積込点位置情報を管制サーバ３１に送信する（Ｓ１３２２）。
【０１３２】
管制サーバ３１は、移動量閾値判定（Ｓ１３２０）の結果に従って、移動量が閾値未満、即ち、ショベル１０−１が小移動であれば部分走行経路の算出を行い、移動量が閾値以上、即ち、ショベル１０−１が大移動であれば新たな最終走行経路を算出する（Ｓ１３２３、図１４のステップＳ１４０９）。
【０１３３】
その後、管制サーバ３１は、走行許可区間を設定し、進入禁止を解除してダンプが再度の最終走行経路６２５に進入する（Ｓ１３２４、図１４のステップＳ１４１０）。
【０１３４】
本実施形態によれば、掘削管理システムと管制サーバとが同期することにより、移動予告トリガの発行をして、ダンプの予定進入台数を予め定める。そして、その予定進入台数と走行許可区間に従ってダンプが最終走行経路に進入するので、ダンプのオーバーランがなくなり、停車位置の修正が不要となる。
【０１３５】
更に、本実施形態によれば、移動予告トリガを生成し、進入禁止にするので、ショベルの移動に際し、ダンプとショベルが干渉したり、待機点に停車中のダンプが移動後のショベルの積込点に進入する際の操舵角度が十分取れなかったりといった、待機点がショベルに近すぎることに起因する弊害を取り除きつつ、待機点をショベルに近づけて、ダンプの待機時間を削減し、鉱山全体の生産性を向上させることができる。
【０１３６】
なお、上記した実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明の範囲を上記実施形態に限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の様々な態様で本発明を実施することできる。
【０１３７】
また、上記では自律走行ダンプを例に挙げて説明したが、オペレータが搭乗して運転する有人ダンプについても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  車両走行システム
１０−１、１０−２  ショベル
２０−１、２０−２  ダンプ
３１  管制サーバ
６０  走行経路
６０１  入口点
６１５  積込点
６２０  経由点
６２５  最終走行経路
６３０  待機点
【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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