(57)【要約】【課題】作業機械の自律走行向けの地図データの作成時に当該地図データに関連して入力される値を、作業効率の観点から適正な範囲に収めることができる作業機械の地図編集システムを提供すること。【解決手段】鉱山ダンプ２００仕様に関するデータ群である機械属性情報、当該鉱山ダンプの走行ルート及び当該走行ルートが設定される道路を定義するためのデータ群である道路属性情報、および当該走行ルートを鉱山ダンプが走行する際に利用されるデータ群である走行属性情報が格納される地図ＤＢ１３０と、当該地図ＤＢ１３０に走行属性情報に係るデータを入力するための入力部１２０と、走行属性情報のうち当該入力部を介して入力され得るデータの値についての鉱山ダンプの作業効率の観点からみた適正な範囲を、地図ＤＢ１３０内の機械属性情報及び道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて算出する演算部１４５とを備える。【選択図】  図１
2015194924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械の走行に利用される地図の作成に用いられる地図編集システムにおいて、
前記作業機械の仕様に関するデータ群である機械属性情報、当該作業機械の走行ルート及び当該走行ルートが設定される道路を定義するためのデータ群である道路属性情報、および当該走行ルートを当該作業機械が走行する際に利用されるデータ群である走行属性情報が格納される地図記憶部と、
当該地図記憶部に前記走行属性情報に係るデータを入力するための入力装置と、
前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力され得るデータの値についての前記作業機械の作業効率の観点からみた適正な範囲を、前記機械属性情報及び前記道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて算出する演算部とを備えることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力されたデータが、前記演算部で算出された前記適正な範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
当該判定部による判定結果が出力される出力装置とをさらに備えることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記出力装置は、表示装置であり、
当該表示装置は、前記地図記憶部に入力された前記走行属性情報に係るデータが前記適正な範囲に含まれないと前記判定部によって判定された場合に当該データを強調表示することを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記道路属性情報において前記走行ルートは複数のリンクを連結することで定義されており、前記機械属性情報、前記道路属性情報および前記走行属性情報は当該リンクごとに付与されていることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項５】
請求項４に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記機械属性情報には、前記作業機械の最大総重量および機体重量が含まれていることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項６】
請求項４に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記走行属性情報には、前記作業機械の上限速度、下限速度、上限加速度および下限減速度のうち少なくとも１つが含まれていることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項７】
請求項４に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記道路属性情報には、前記走行ルートが設定される前記道路の勾配、曲率および路面抵抗のうち少なくとも１つが含まれていることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【請求項８】
請求項１に記載の作業機械の地図編集システムにおいて、
前記作業機械は、共通の走行ルートを連なって走行する複数の作業機械であり、
前記走行属性情報には、前記複数の作業機械についての共通の下限速度が含まれていることを特徴とする作業機械の地図編集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自律走行ダンプを含む作業機械の地図編集システムに関する。
【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。採掘現場では油圧ショベル等の掘削機により土砂を掘り、その土砂や鉱物を採掘現場の外に運搬機で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ダンプトラック（鉱山ダンプ）など積載量の大きい大型の運搬車両により行われることがある。運搬車両による単位時間当たりの土砂の運搬量は採掘の進捗に直結するため、運搬作業中の運搬車両には可能な限り高速走行することが求められる。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、米国特許出願公開第２００８−０２０８３９３号明細書（特許文献１）に記載されたものがある。この文献には、決められたルートに沿った運搬車両の制御に関して、当該ルートに含まれる少なくとも１つのセグメントに沿った車両制御を決定する手順と、当該車両制御に関する少なくとも１つの制御特徴に基づいて少なくとも１つの車両制御パラメータを前記ルートに沿った車両制御を行う前に決定する手順とを備える車両制御方法が記載されている。運搬車両に搭載した各種センサから出力され時々刻々と変化する情報（例えば、車速、スロットルバルブ開口）に基づいて運搬車両のギアチェンジ（変速）を制御した場合には、当該センサ情報が短時間で頻繁に変化したとき（例えば、凹凸の多い地形を走行した場合）に不必要なギアチェンジが発生して運転効率の低下、燃料消費量の増加、運搬サイクルの増加等が発生することがあるが、上記文献のように車両制御パラメータを決定した後に当該パラメータに従って車両制御すれば、センサ情報が短時間に頻繁に変化しても煩雑なギアチェンジの発生を回避できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８−０２０８３９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の適用対象の１つである鉱山ダンプ用の自律走行システムでは、鉱山ダンプに搭載されたＧＰＳ受信機等を含む測位装置により算出される車両位置情報と、予め用意した鉱山の地図データとに基づいて鉱山ダンプを制御することで当該鉱山ダンプの自律走行の実現を図っている。この種の自律走行システムに使われる地図データには、鉱山ダンプが鉱山内の道路上を走行するルート（走行ルート）を定義するための情報（例えば、走行ルートや道路の形状情報）や、走行ルートに関連する情報であって鉱山ダンプの自律走行制御に利用される情報（例えば、鉱山ダンプの制限速度情報）等が含まれる。自律走行システムは、これらの情報と、測位装置により測位した鉱山ダンプの位置情報と、走行ルート（目標軌道）とに基づいて、当該走行ルートに鉱山ダンプを追従させる自律走行を実現している。
【０００６】
ところで、鉱山の採掘作業が進むと、採掘場所の位置が移動するため、鉱山ダンプの走行する走行ルートおよび道路の位置や形状も変化する。その結果、採掘場所の移動に伴って地図データを変更・更新する必要がある。地図データに含まれる情報には、その変更に際して、走行ルートおよび道路の線形形状等のように測位装置を搭載した車両を走行させその走行軌跡から半ば自動的に収集が可能なものがあるが、例えば鉱山ダンプの自律走行制御に利用される情報（例えば、鉱山ダンプの制限速度等）のようにオペレータによる入力が必要なものもある。
【０００７】
例えば後者の情報として鉱山ダンプの制限速度情報がオペレータにより入力された場合、その入力値が実際の走行ルートの形状や車両仕様の観点から適正な範囲に無く、運搬効率の観点から改善の余地があるものだったり、車両運行上不適切なものであることも考えられる。より具体的には、或る走行ルートの或る区間の制限速度としてオペレータによって入力された値が直線形状の走行ルートでの制限速度として利用される値に近いと仮定した場合、実際の走行ルートが直線形状ではなく曲線形状であったときには、速度超過となり当該走行ルートから車両が逸脱する可能性が高くなり、作業効率が著しく低下するおそれがある。この種の課題は、上記の鉱山ダンプに限られず、ホイールローダなどの自律走行する他の作業機械についても同様に発生する。また、上記文献の技術は、ルートに沿った車両制御に用いられる車両制御パラメータを自動的に決定するものであり、本発明のようにオペレータによる情報入力を前提としたものではない。
【０００８】
本発明の目的は、作業機械の自律走行向けの地図データの作成時に当該地図データに関連して入力される値を、作業効率の観点から適正な範囲に収めることができる作業機械の地図編集システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、作業機械の走行に利用される地図の作成に用いられる地図編集システムにおいて、前記作業機械の仕様に関するデータ群である機械属性情報、当該作業機械の走行ルート及び当該走行ルートが設定される道路を定義するためのデータ群である道路属性情報、および当該走行ルートを当該作業機械が走行する際に利用されるデータ群である走行属性情報が格納される地図記憶部と、当該地図記憶部に前記走行属性情報に係るデータを入力するための入力装置と、前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力され得るデータの値についての前記作業機械の作業効率の観点からみた適正な範囲を、前記機械属性情報及び前記道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて算出する演算部とを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地図データの作成時に当該地図データに関連してオペレータに入力される値を適正な範囲に収めることができるので、地図データの更新に伴う作業効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るシステム構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る運行管理システムにおいて利用される鉱山ダンプの概略図。
【図３】本発明の実施の形態に係る運行管理システムにおいて利用される管制センタの概念図。
【図４】本発明の実施の形態に係る鉱山ダンプ２００の地図編集処理フロー。
【図５】ルート形状管理テーブル５００の構成図。
【図６】勾配管理テーブル７００の構成図。
【図７】曲率管理テーブル８００の構成図。
【図８】路面抵抗管理テーブル９００の構成図。
【図９】速度管理テーブル６００の構成図。
【図１０】ダンプ仕様管理テーブル１５００の構成図。
【図１１】センタ側入力部１２０を介した走行属性値の変更要求を受け付ける画面の一例を示す図。
【図１２】属性基準管理テーブル１１００の構成図。
【図１３】図４のステップ４１５でオペレータ３１０に提供される通知画面の一例。
【図１４】図４のステップ４２０でオペレータ３１０に提供される通知画面の一例。
【図１５】本発明の実施の形態に係る鉱山ダンプ２００用の他の地図編集処理フロー。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明の実施の形態を説明する前に、本発明の実施の形態に係る地図編集システムに含まれる主な特徴について説明する。
【００１３】
（１）後述する本実施の形態に係る作業機械の地図編集システムは、前記作業機械の仕様に関するデータ群である機械属性情報、当該作業機械の走行ルート及び当該走行ルートが設定される道路を定義するためのデータ群である道路属性情報、および当該走行ルートを当該作業機械が走行する際に利用されるデータ群である走行属性情報が格納される地図記憶部と、当該地図記憶部に前記走行属性情報に係るデータを入力するための入力装置と、前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力され得るデータの値についての前記作業機械の作業効率の観点からみた適正な範囲を、前記機械属性情報及び前記道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて算出する演算部とを備えている。
【００１４】
このように前記演算部によって、前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力され得るデータの値についての前記作業機械の作業効率の観点からみた適正な範囲を、前記機械属性情報及び前記道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて算出すると、当該適正な範囲を算出した走行属性情報が前記入力装置を介して入力されたとき、その入力値が当該適正な範囲に含まれるか否かを容易にチェックできるので、例えば当該適正な範囲に含まれる値のみの入力を許可すれば前記作業機械による作業効率を向上できる。
【００１５】
また、このような入力値の適正範囲の明確化は、当該入力値がオペレータにより手動で入力される場合に限らず、コンピュータにより自動で入力される場合についても入力値の候補対象を特定の範囲に限定することができるので、入力主体が人かコンピュータかに関わらず地図編集作業の最適化や所要時間の短縮化に資するものである。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記走行属性情報のうち前記入力装置を介して入力されたデータが、前記演算部で算出された前記適正な範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、当該判定部による判定結果が出力される出力装置とをさらに備えることとする。
【００１７】
このように前記走行属性情報に係るデータを前記地図記憶部に入力する際に、当該入力データが前記適正な範囲に含まれるか否かを判定し、当該判定結果を前記出力装置に出力すると、前記走行属性情報に係るデータを前記地図記憶部に入力したオペレータに当該入力データが不適切なものか否かを即座に報知できる。これにより前記走行属性情報として不適切なデータが入力されることが回避され、前記作業車両の制御が適正に行われることになり、その結果、前記作業機械が走行ルートを外れたり、無駄な速度制御により燃料消費量が増加したりすることを防止できるので、地図データの更新に伴う作業効率の低下を防止できる。
【００１８】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記出力装置は、表示装置であり、当該表示装置は、前記地図記憶部に入力された前記走行属性情報に係るデータが前記適正な範囲に含まれないと前記判定部によって判定された場合に当該データを強調表示するものとする。
【００１９】
このように構成した地図編集システムによれば、前記適正な範囲に含まれない前記走行属性情報に係るデータを他のデータから容易に判別することができるので、前記走行属性情報として不適切なデータが入力される可能性をさらに低減できる。
【００２０】
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記道路属性情報において前記走行ルートの形状は複数のリンクを連結することで定義することが好ましく、前記機械属性情報、前記道路属性情報および前記走行属性情報はリンクごとに付与することが好ましい。
【００２１】
このように走行ルートの形状をリンクで定義すると、走行ルートと上記各情報を容易に関連付けすることができる。なお、ここにおけるリンクとは、前記作業機械の走行ルートの形状を定義するための最小単位であり、任意の２点を接続する仮想部材によって定義され、後述する実施の形態では複数のリンクの点同士を連結することで走行ルートの形状を線形で定義している。例えば、往路用車線と復路用車線の合計２車線（走行ルート）が道路上に設定されている場合には、各車線が走行ルートとなる。なお、必要な場合には、走行ルートに代えて当該走行ルートに係る道路の形状をリンクで定義しても良い。
【００２２】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記機械属性情報には、前記作業機械の最大総重量および機体重量が含まれているものとする。
【００２３】
このように構成すると、前記判定部において行われる前記入力データが前記適正な範囲に含まれるか否かという判定に際して、前記作業機械の積荷の有無および重量を勘案することができる。通常、作業効率の観点から作業機械には最大積載重量またはそれに近い状態まで荷が積載されるため、積荷が有る状態の総重量は最大総重量から推定できる。一方、積荷の無い状態の総重量は機体重量から推定できる。また、前記入力データの適否の前記判定部による判定に際して、前記作業機械の走行時における積荷の有無の判断が必要な場合には、前記作業機械に荷重センサを搭載し、当該センサからの出力に基づいて積荷の有無が判断できる。また、鉱山ダンプのように、荷揚げ場（積込場）と荷下ろし場（放土場）が決まっており、作業機械が当該２つの場所を繰り返し往復する場合には、荷揚げ場から荷下ろし場への移動が積荷有りの状態であり、荷下ろし場から荷揚げ場への移動が積荷無しの状態となり、積荷の有無は比較的容易に判断できる。
【００２４】
前記機械属性情報としては、前記作業機械の最大総重量および機体重量に加えて、前記作業機械の種別、型式、サスペンション特性等を追加しても良い。このうち作業機械の種別および型式は複数の種別の作業機械が存在する場合に機械属性情報をデータベース化した際の主キーとして利用できる。また、サスペンション特性は、前記作業機械の走行安定性に寄与するため、前記走行ルートが設定される道路の曲率等とともに前記判定部における前記入力データの適否の判断材料として利用することができる。なお、サスペンション特性は、例えば当該サスペンションに係るばね定数やダンパーの減衰力により数値化できる。
【００２５】
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記走行属性情報には、前記作業機械の上限速度、下限速度、上限加速度および下限減速度、選択ギアのうち少なくとも１つが含まれているものとする。
【００２６】
前記走行属性情報は、主として前記作業機械が前記走行ルートに沿って自律走行される場合に参照されるものであるが、オペレータが搭乗した有人の作業機械で当該オペレータが走行時に参照する情報としても利用可能である。前記走行ルート上で走行属性情報が付与された部分を走行する前記作業機械の速度は上限速度と加減速度に囲まれる範囲内で制御される。同様に、前記作業機械は上限加速度以下の範囲で加速され、下限減速度以上の範囲で減速される。また、前記作業機械が走行装置に変速機を備えている場合には、前記走行属性情報で規定されたギアが選択される。これらの値は、運搬効率、燃料消費量、部品寿命等が最適化されるように適宜決定される。
【００２７】
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記判定部が前記適正な範囲と判定する数値の範囲を狭めて数値の最適化を促進する観点から、前記道路属性情報には、前記道路の勾配、曲率および路面抵抗のうち少なくとも１つが含まれていることが好ましい。
【００２８】
勾配については道路縦断勾配だけでなく、道路横断勾配も含めても良い。さらに、前記道路属性情報として、道路の含水率、舗装の有無等、道路および走行ルートの特徴を規定する種々の情報を格納しても良い。
【００２９】
次に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態は、管制センタ３００（図３参照）のオペレータ３１０が地図データに含まれる制限速度など走行属性情報を変更・入力した場合に、当該入力値が作業効率の観点から適切なものか否かを判定し、不適切な場合にはオペレータ３１０にモニタ１２５を介して警告メッセージを表示する例である。
【００３０】
なお、以下では、鉱山で利用される鉱山ダンプの地図編集システムについて説明するが、本実施の形態は、鉱山ダンプ以外の運搬車両、例えば、一般的なダンプトラック、大型トラック、荷物を運ぶことができる他の自走式機械にも適用可能である。また、鉱業、建設、農業、輸送および他の産業に関連するある種の作業を行う移動機械にも適用可能である。例えば、トラック、クレーン、土木機械、鉱山車両、資材運搬機器、農業機器、ショベル、ドーザ、ローダなどの商用機械に適用可能である。さらに、モータグレーダ、ならびに、工事現場、鉱山および発電所などの作業環境で動作する任意のタイプの機械などにも適用可能である。
【００３１】
本発明の実施の形態に係るシステム構成図を図１に示す。この図に示すダンプトラックの運行管理システムは、管制センタ３００に設置された管制センタシステム１００と、鉱山サイト内の複数の鉱山ダンプ２００（図２参照）のそれぞれに搭載される車載端末システム１５０で構成されている。管制センタシステム１００と車載端末システム１５０は無線通信網１９０で接続され情報の授受を行う。なお、車載端末システム１５０は、鉱山内の複数の鉱山ダンプ２００のそれぞれに搭載されているため、実際には複数存在するが、図１には省略して１つのみ示している。
【００３２】
管制センタシステム１００は、コンピュータで構成された制御装置であり、各車載端末システム１５０から送信される鉱山ダンプの位置を管理するダンプ位置管理部１０５と、鉱山サイト内の各鉱山ダンプの仕様に関するデータ群（機械属性情報）、鉱山ダンプの走行ルートおよび当該走行ルートが設定される鉱山サイト内の道路を定義するためのデータ群（道路属性情報）、および、当該走行ルートを鉱山ダンプが走行する際に利用されるデータ群（走行属性情報）を含む地図データを記憶・管理するセンタ側地図データベース（例えば、磁気記憶装置や半導体記憶装置）１３０と、地図ＤＢ１３０における地図データの更新等に際してオペレータ３１０が地図ＤＢ１３０に対してデータ入力操作を行うために利用されるセンタ側入力部１２０（センタ側入力１２０は、例えば、マウスおよびキーボード等の入力装置であり、当該入力装置による入力対象は走行属性情報に限定されず、あらゆる情報の入力が可能である）と、センタ側入力部１２０を介してオペレータ３１０が管制側地図ＤＢ１３０に入力したデータ（入力データ）が鉱山ダンプ２００の作業効率上の観点から適正な範囲に含まれるか否かを判定する入力データ判定部１４０と、判定部１４０による当該判定の基準値（属性値）が管理される属性基準データベース１１０と、属性基準ＤＢ１１０に格納される基準値を算出するための属性基準値演算部１３５と、オペレータに情報表示を行うためのセンタ側表示部（例えば、液晶モニタ等の表示装置）１２５と、各車載端末システム１５０と無線ＬＡＮなどの通信網を経由して通信を行うセンタ側通信部（例えば、無線通信装置）１４５と、管制センタシステム１００の全体的な処理制御を行うセンタ側制御部１１５とを備えている。
【００３３】
車載端末システム１５０は、コンピュータで構成された制御装置であり、ＧＰＳ受信機、加速度センサ、ジャイロおよび速度センサなどを使って鉱山ダンプの位置を測位する位置測位部（測位装置）１５５と、管制センタシステム１００のセンタ側地図ＤＢ１３０から提供される地図データ（センタ側地図データ）を車載地図データとして記憶している車載地図データベース（例えば、磁気記憶装置や半導体記憶装置）１７０と、無線ＬＡＮなどの通信網を経由して管制センタシステム１００と通信を行う車載側通信部（例えば、無線通信装置）１６５と、車載側通信部１６５を介して送信されるセンタ側地図データでもって車載地図ＤＢ１７０の地図データ（車載地図データ）を更新する車載地図更新部１７５と、オペレータ（鉱山ダンプ２００の操縦者またはサービスマン等）が入力操作を行う車載側入力部（例えば、タッチパネル、キーボード等）１８０と、オペレータに情報表示を行う車載側表示部（例えば、液晶モニタ）１８５と、車載端末システム１５０の全体的な処理制御を行う車載側制御部１６０と、決められた走行ルートに沿った鉱山ダンプの操舵、加速、減速、停止などの車両制御を行う車両走行制御部２０８０とを備えている。車両走行制御部２０８０は、管制センタシステム１００から与えられた指示と、自車位置測位部１５５で測位される自車位置と、車載地図ＤＢ１７０で管理されている車載地図データとに基づいて、自律的に車両を操舵したり加減速したりする自律走行制御を行っている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る運行管理システムにおいて利用される鉱山ダンプについて図２を用いて説明する。図２に示した鉱山ダンプ２００には、複数のＧＰＳ衛星（航法衛星）からの航法信号を受信して自車位置測位部１５５に出力するＧＰＳアンテナ２１０と、管制センタ３００等から出力された電気信号を受信して車載側通信部１６５に出力する無線ＬＡＮアンテナ２２０が装着されており、さらにコックピット２３０内に車載端末システム１５０が搭載されている。
【００３５】
次に、本実施の形態における管制センタ３００について、図３を用いて説明する。管制センタ３００には、管制センタシステム１００が設置されており、オペレータ３１０が管制センタシステム１００を操作する。また、管制センタシステム１００の画面３２０を用いて、オペレータ３１０に情報提示が行われる。オペレータ３１０は、管制センタシステム１００を用いて、センタ側地図ＤＢ１３０に記憶された地図データの編集操作を行ったり、編集後のセンタ側地図データで車載地図データを更新するための更新命令を出したりする。
【００３６】
次に本実施の形態に係る鉱山ダンプ２００用の地図編集処理フローについて、図４を用いて説明する。図４におけるステップ４００では、管制センタシステム１００において、オペレータ３１０からの処理スタート要求の受付や、管制センタシステム１００の起動状態を確認する初期設定処理を行う。オペレータ３１０からの処理スタート要求は、センタ側入力部１２０を介して行われ、処理スタート要求があったらステップ４０５に進む。
【００３７】
ステップ４０５では、センタ側地図ＤＢ１３０の地図データにおける走行属性情報に係るデータ（走行属性値）の修正、追加、削除といった地図データの変更要求をセンタ側入力部１２０を介して受け付ける。
【００３８】
ここで、ステップ４０５で行われる処理の詳細を説明する前に、地図ＤＢ１３０で管理される地図データについて図５、図６、図７、図８および図９を用いて説明する。既述の通り地図ＤＢ１３０の地図データには、道路属性情報と、走行属性情報と、機械属性情報が含まれている。
【００３９】
道路属性情報としては、鉱山内の道路上に設定される走行ルートの形状（ルート形状）と、当該走行ルートに係る道路の勾配、曲率および路面抵抗等が記憶されている。なお、この他にも、道路の含水率、舗装の有無等、道路および走行ルートの特徴を規定するあらゆる情報の格納が許容される。
【００４０】
図５は、道路属性情報のうち、ルート形状を管理するルート形状管理テーブル５００を示している。本実施の形態では、走行ルートの形状の最小単位を、複数の点と当該複数の線を接続したリンク（道路リンク）で構成しており、複数のリンクを線状に連結することで走行ルートの形状を定義している。
【００４１】
道路形状管理テーブル５００では、道路リンク毎に割り当てられた道路リンクＩＤ５１０と、道路リンクＩＤ５１０に関する道路形状５２０とを管理する。ここで、道路リンクは、道路上の交差点間や、道路の制限速度などの道路リンクに割り当てられる属性が同一である区間などで区切られた道路の最小区間とする。本実施の形態では複数のリンクの点同士を連結することで走行ルート形状を線形で定義している。また、道路形状５２０を表現するための座標系は、緯度経度であってもよいし、鉱山内に設定された独自の座標系であってもよい。図５では、鉱山内に独自に設定された緯度、経度方向の座標を整数で表現する座標系を利用した例を示している。また、図５では、１つのリンクＩＤを有する道路リンクを４点で定義しており、当該道路リンクは３つのリンクによって形成されているが、１つのリンクＩＤに係る道路リンクを構成する点の数は２以上であれば他の値でも良い。
【００４２】
図６は、道路属性情報のうち、走行ルートに係る道路の勾配を管理する勾配管理テーブル７００を示している。この勾配管理テーブル７００では、道路リンクＩＤ７１０ごとに勾配情報７２０を付与することで、走行ルートに係る道路の勾配情報を管理している。なお、本実施の形態では道路勾配として縦断勾配のみを管理しているが、横断勾配を含めて管理しても良い。
【００４３】
図７は、道路属性情報のうち、走行ルートに係る道路の曲率を管理する曲率管理テーブル８００を示している。この曲率管理テーブル８００では、道路リンクＩＤ８１０ごとに曲率情報８２０を付与することで、走行ルートに係る道路の曲率情報を管理している。
【００４４】
図８は、道路属性情報のうち、走行ルートに係る道路の路面抵抗を管理する路面抵抗管理テーブル９００を示している。この路面抵抗管理テーブル９００では、道路リンクＩＤ９１０ごとに路面抵抗情報９２０を付与することで、走行ルートに係る道路の路面抵抗を管理している。路面抵抗情報９２０は路面のμ値を用いても良いし、滑りやすさの度合い（ＤＲＹ、ＷＥＴ）などにより表現しても良い。図８では、路面抵抗μ値を使って表現した例を示す。
【００４５】
地図ＤＢ１３０における走行属性情報としては、鉱山ダンプ２００の上限速度、下限速度、上限加速度、および下限減速度等が記憶されている。なお、この他にも、鉱山ダンプに搭乗した操縦者の有無に関わらず、走行ルートに沿った鉱山ダンプの走行に参照されるあらゆる情報の格納が許容され、例えば鉱山ダンプの走行装置に変速機が備えられている場合には、当該変速機における選択ギアを走行属性情報として格納しても良い。
【００４６】
図９は、走行属性情報のうち、鉱山ダンプの走行速度を管理する速度管理テーブル６００を示している。速度管理テーブル６００では、道路リンクＩＤ６１０ごとに上限速度情報（最高速度情報）６１０と下限速度情報（最低速度情報）６２０を付与することで、鉱山ダンプ２００の走行時に守られるべき走行速度を管理している。鉱山ダンプ２００は、当該速度情報が付与された道路リンクを、下限速度情報６２０から上限速度情報６３０までの範囲の速度で走行する。
【００４７】
本実施の形態のような自律走行ダンプシステムでは、共通の走行ルートを連なって走行する複数台の鉱山ダンプで１チームを編成するため、当該チームに含まれるダンプの台数が増えるほど他のダンプとの衝突回避のために平均速度が低下する傾向があるが、システム全体での搬送能力を低下させないためには、同じチームの鉱山ダンプの平均速度を一定以上の速度Ｖｍｉｎ以上に設定することが好ましい。
【００４８】
一般に、或るチームの搬送能力Ｍ［ｔｏｎ／ｈ］は、当該チームに含まれる鉱山ダンプの平均速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］、当該チームに含まれる鉱山ダンプの台数Ｎ、当該チームに含まれる各鉱山ダンプの走行距離Ｔ［ｋｍ］、ｋを比例定数とすると、下記の式で表すことができる。
【００４９】
Ｍ  ＝  ｋ（Ｖ×Ｎ×１／Ｔ）
そして、或るチームの搬送能力［ｔｏｎ／ｈ］をα以上にするためには、ｋ’＝１／ｋとすると、当該チームの各鉱山ダンプの平均速度Ｖは、下記のＶｍｉｎ以上である必要がある。
【００５０】
Ｖ  ≧  ｋ’×α×（Ｔ／Ｎ）＝Ｖｍｉｎ
本実施の形態では、α、Ｔ、Ｎに基づいて上記の式で得られるＶｍｉｎを鉱山ダンプの最低速度（下限速度）とする。これにより同一チームに含まれる各鉱山ダンプの走行速度をＶｍｉｎ以上に保持することで、所望の搬送能力αを確保することができる。
【００５１】
地図ＤＢ１３０における機械属性情報としては、鉱山ダンプ２００の型式ごとに、車両重量（機体重量）、最大総重量およびサスペンション特性等が記憶されている。最大総重量は、車両重量に最大積載量を加えて算出される。この他にも、原動機であるエンジンや電動モータの仕様、タイヤの仕様、ブレーキの仕様等、鉱山ダンプの属性を規定するためのあらゆる情報の格納が許容される。なお、ホイールローダ等の鉱山ダンプ以外の作業機械に関する機械属性情報を管理する場合には、これらの情報に加えて、作業機械の種別（例えば、鉱山ダンプ、ホイールローダ等）またはそれに類する情報（例えば、種別ＩＤ）についても記憶することになる。
【００５２】
図１０は、機械属性情報のうち、鉱山内で走行する可能性の有る各鉱山ダンプの仕様を管理するダンプ仕様管理テーブル１５００を示している。ダンプ仕様管理テーブル１５００では、鉱山ダンプの型式１５１０ごとに、最大総重量、車両重量、サスペンション特性が管理されている。
【００５３】
以上のように、センタ側地図ＤＢ１３０では、地図データに関して少なくともルート形状管理テーブル５００、勾配管理テーブル７００、曲率管理テーブル８００、路面抵抗管理テーブル９００および速度管理テーブル６００を管理している。そして、ステップ４０５の走行属性情報に係るデータ（走行属性値）の変更要求により、走行属性値（例えば、上限速度）の値が変更される。
【００５４】
図１１は、センタ側入力部１２０を介した走行属性値の変更要求を受け付ける画面例１０００を示している。この図に示すように画面１０００は、走行ルート表示部１０５０と、属性情報表示１０６０部を備えている。
【００５５】
オペレータ３１０は、マウス（センタ側入力部）１２０を介して走行ルート表示部１０５０内でマウスポインタ１０３５を移動し所望の道路リンクをクリックすることで、走行属性値の変更を希望する道路リンクを指定する。このように道路リンクを指定すると、当該道路リンクに付与された道路リンクＩＤが道路リンクＩＤ表示ボックス１００５に、曲率情報が曲率表示ボックス１０１０に、勾配情報が勾配表示ボックス１０１５に、下限速度情報が下限速度表示ボックス１０２０に、上限速度情報が上限速度表示ボックス１０２５にそれぞれ表示される。地図ＤＢ１３０に対する各属性値の変更要求は、オペレータ３１０が表示ボックス１０１０，１０１５，１０２０，１０２５の属性値をキーボード等の入力装置（センタ側入力部１２０）により変更して、最後に修正ボタン１０３０をマウスポインタ１０３５で押すことで行われる。
【００５６】
図４に戻り、ステップ４１０では、管制センタシステム１００は、入力データ判定部１４０において、ステップ４０５で道路リンクＩＤに対して変更要求された属性値（入力データ）が鉱山ダンプ２００の作業効率の観点からみて適正な範囲に含まれるか否かを判定する処理を行う。本実施の形態では、この判定処理を管制センタシステム１００が備える属性基準ＤＢ１１０を参照して行う。
【００５７】
図１２は、属性基準ＤＢ１１０で管理される属性基準管理テーブル１１００を示している。属性基準管理テーブル１１００では、ダンプ型式１１０５と、積載量１１１０と、勾配１１１５と、曲率１１２０と、路面抵抗１１２５と、下限速度１１３０、および上限速度１１３５が互いに関連付けられて管理されている。そのため、鉱山ダンプの型式及び積載量（空か、または最大積載量か）と、道路の曲率および路面抵抗とに基づいて、鉱山ダンプの上限速度と下限速度の判定基準値を規定することができる。
【００５８】
本実施の形態における管制センタシステム１００では、鉱山ダンプの上限速度と下限速度について鉱山ダンプの作業効率の観点からみた適正な範囲を、ダンプ型式１１０５および積載量１１１０といった機械属性情報と、勾配１１１５、曲率１１２０とおよび路面抵抗１１２５といった道路属性情報とに基づいて属性基準値演算部１３５で事前に算出しており、その結果を属性基準管理テーブル１１００という形式で管理している。上限速度については適正な範囲か否かを判定するための上限値を算出し、下限速度については下限値を算出している。ここでは属性基準値演算部１３５で算出された上限速度の上限値や下限速度の下限値といった判定に用いられる値を属性基準値と称することがある。このように属性基準値と機械属性情報および道路属性情報との関係をテーブル形式で管理することにより、鉱山ダンプの上限速度と下限速度の適正範囲を属性基準値演算部１３５でその都度算出するプロセスを省略することができ、上限速度または下限速度の入力から当該入力値の判定結果の取得までに要する時間の短縮及び演算処理負荷の低減を図っている。
【００５９】
図１２に示す属性基準管理テーブル１１００では、ダンプ型式１１０５、勾配１１１５、曲率１１２０および路面抵抗１１２５が同じ場合でも、積載量１１１０が異なる場合には、上限速度１１３５および下限速度１１３０の判定基準値が異なることを示している。一般に、積載量１１１０が多い場合は、上限速度１１３５は比較的遅い値に設定され、積載量１１１０が少ない場合には比較的速い値に設定されることになる。
【００６０】
ステップ４１０の判定処理では、ステップ４０５におけるオペレータ３１０からの変更要求に係る属性値が、属性基準管理テーブル１１００で管理された属性値に対して範囲内の場合には、ステップ４２０の属性値変更完了表示に進む。具体的には、ダンプ型式：Ｔ１、積載量：満積載、選択した道路リンクの勾配および曲率：無し、当該道路リンクの路面抵抗：１．０の場合に、当該道路リンクに付与する上限速度（走行属性値）として４０［km/h］以下の値（例えば３５［km/h］）がステップ４０５で入力された場合には、当該入力値の地図ＤＢ１３０への格納が許可されてステップ４２０に進む。
【００６１】
逆に、ステップ４１０の判定処理で、ステップ４０５における変更要求に係る属性値が、属性基準管理テーブル１１００で管理された属性値に対して範囲外の場合には、ステップ４１５の属性値異常表示に進む。具体的には、ダンプ型式と、積載量と、道路リンクの勾配、曲率および路面抵抗が上記と同じ場合に、道路リンクに付与する上限速度として４０［km/h］を超える値（例えば４５［km/h］）が入力された場合には、当該入力値の地図ＤＢ１３０への格納が禁止されてステップ４１５に進む。
【００６２】
図１３に、ステップ４０５での属性値の変更が不可である旨をステップ４１５でオペレータ３１０に報知するための通知画面の一例１２００を示す。属性値の変更不可の通知画面１２００は、センタ側表示部（モニタ）１２５に表示される画面であり、『入力された属性値は、基準値の許容範囲外です。地図を変更できません。』というメッセージが表示されるダイアログボックス１２１０と、オペレータ３１０が当該メッセージを確認した後に押下される確認ボタン１２２０を備えている。このダイアログボックス１２１０のメッセージを介して、オペレータ３１０がステップ４０５で入力した属性値が許容範囲外であり、地図ＤＢ１３０に反映できないことをオペレータ３１０に通知する。当該メッセージを確認したオペレータ３１０によって確認ボタン１２２０がマウス１２０を介して押下されたら、管制センタシステム１００は、ステップ４０５に戻りオペレータ３１０に対して属性値の再入力を要求する。
【００６３】
なお、図１１の画面１０００に入力した属性値が採用不可の場合には、ステップ４１５の図１３の画面とともに又は当該画面に代えて、当該属性値を示す文字及び／または数字を他の属性値と異なる色で表示したり、太字で表示たりすること（図１１の上限速度表示ボックス１０２５内の数字を参照）で、強調表示する方法を採用しても良い。また、属性値が採用不可の場合には、当該属性値が基準値とどの程度乖離しているかをオペレータ３１０に把握させステップ４０５で再入力する値の選択の参考にするために、当該属性値に対する基準値や、当該属性値と基準値との偏差など、基準値と当該属性値の関係をダイアログボックス１２１０とともにセンタ側表示部１２５の画面上に表示しても良い。
【００６４】
図１４に、ステップ４０５での属性値の変更が許可されたことをステップ４２０でオペレータ３１０に報知するための通知画面の一例１４００を示す。通知画面１４００は、センタ側表示部（モニタ）１２５に表示される画面であり、『入力された属性値により地図が更新されました。』というメッセージが表示されるダイアログボックス１４１０と、オペレータ３１０が当該メッセージを確認した後に押下される確認ボタン１４２０を備えている。当該メッセージを確認したオペレータ３１０によって確認ボタン１４２０がマウス１２０を介して押下されたら、管制センタシステム１００は、ステップ４２５に進む。
【００６５】
ステップ４２５では、オペレータ３１０からの変更要求に基づく属性値の変更作業を地図ＤＢ１３０上で行い、センタ側地図データを更新する。最後に、ステップ４３０では、管制センタシステム１００は、属性値の更新がされたセンタ側地図ＤＢ１３０の地図データを鉱山内の各鉱山ダンプ２００に対して配信する。そして、各鉱山ダンプ２００に搭載された車載端末システム１５０の車載地図更新部１７５は、配信されたセンタ側地図データで車載地図ＤＢ１７０の地図データを更新する。
【００６６】
このように、本実施の形態では、鉱山ダンプ２００の自律走行システムにおいて、属性基準ＤＢ１１０に格納された基準値を参照し、地図ＤＢ１３０の属性値に対するオペレータ３１０の変更要求が許容範囲であるかどうかを判断し、許容範囲外の場合はオペレータ３１０に属性値の変更が不可である旨を通知し、再入力を促す。また、当該変更要求が許容範囲内の場合には地図ＤＢ１３０の更新をおこなう。こうすることにより、オペレータ３１０による属性値入力の自由を確保しつつも、地図データ作成時のオペレータ３１０による属性値の付与ミスや変更ミスが防止され、さらに当該属性値が作業効率向上の観点から適正な範囲に収められるので、地図データの信頼性を確保することができるとともに、地図データの更新に伴う作業効率の低下を防止することができる。
【００６７】
次に本実施の形態に係る鉱山ダンプ２００用の他の地図編集処理フローについて、図１５を用いて説明する。この図に示したフローの各ステップはステップ４４０を除き図４のものと同じであり、図４と同じステップについては説明を省略する。
【００６８】
図４の例では属性基準値演算部１３５による演算結果を利用して事前に取得した属性基準管理テーブル１１００を利用してステップ４１０を実行したが、図１５の例では属性基準管理テーブル１１００を利用することなく、鉱山ダンプの上限速度と下限速度の適正範囲をステップ４４０でその都度算出することとしている。具体的には、ステップ４０５で走行属性情報として入力される鉱山ダンプの上限速度又は加減速度の適正範囲の基準値となる上限値又は下限値を、ダンプ型式１１０５および積載量１１１０といった機械属性情報と、勾配１１１５、曲率１１２０とおよび路面抵抗１１２５といった道路属性情報とに基づいて算出する処理をステップ４４０で行う。
【００６９】
このように地図編集処理フローを構成すると、先の例よりは入力値の判定結果を得るまでの所要時間が長くなる傾向があるものの、先の例と同様に地図データの信頼性を確保することができるとともに、地図データの更新に伴う作業効率の低下を防止することができる。
【００７０】
なお、上記の各例では、ステップ４１０における判定部１４０の判定結果をモニタ１２５上の画面にメッセージで表示する形式を採用したが（図１３参照）、判定部１４０による判定結果を他の形式で出力し、当該出力により判定結果をオペレータ３１０に報知しても良い。他の形式としては、例えば、文字に代えて図形や記号を表示装置の画面上に表示するものや、警告音または警告音声を出力する装置を利用するものや、警告灯を点灯する装置を利用するもの等がある。
【００７１】
また、上記の各例では、属性基準ＤＢ１１０に格納された特定の車両属性情報及び道路属性情報の関係性に基づいて、オペレータ３１０が任意の道路リンクに付与する走行属性値の適否を判定したが、地図ＤＢ１３０に格納された車両属性情報及び道路属性情報に含まれる少なくとも１つのデータに基づいて、作業効率の観点から走行属性値として好ましい値の範囲を算出し、オペレータ３１０に入力される走行属性値と当該算出範囲とを比較することで走行属性値の適否を判定しても良い。適正範囲の算出は、図１５の例で示したようにオペレータ３１０による入力の都度でも良く、図４の例のように図１３のテーブル形式で予め算出しておいても良い。なお、後者の場合には、テーブルに存在しない値がオペレータ３１０により入力される可能性があるが、その場合には既存のテーブル内のデータを基にした内挿または外挿により推定すれば良い。
【００７２】
また、上記では、走行属性値として上限速度をオペレータ３１０が入力する場合について説明したが、下限速度を含む他の走行属性値を入力する場合についても同様に適用できる。さらに、走行属性情報だけでなく、道路属性情報又は機械属性情報に係る属性値をオペレータ３１０が入力する場合でも、当該入力値の適否を判定する手段として本発明は適用可能である。例えば、或る型式の鉱山ダンプが或る道路リンクを或る上限速度（走行属性情報）で走行することができる道路を鉱山内に設計することが求められている場合を想定すると、本発明によれば、当該鉱山ダンプの機械属性情報と当該走行属性情報から当該道路リンクの道路属性情報の適正範囲を規定することができるので、当該道路リンクに係る道路設計の指針が立てやすくなる。
【００７３】
また、上記では、オペレータ３１０により手動で地図データを入力する場合について説明したが、地図データを自動的に入力する場合についても本発明は適用可能である。すなわち、例えば、機械属性情報と道路属性情報を地図ＤＢ１３０内に予め準備しておき、当該機械属性情報と当該道路属性情報に基づいて作業効率が最適となる走行属性値を類推するアルゴリズムとしても本発明は適用可能である。
【００７４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。
【００７５】
また、上記のシステムに係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記システムに係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該システムの構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００…管制センタシステム、１０５…ダンプ位置管理部、１１５…センタ側制御部、１２０…センタ側入力部、１２５…センタ側表示部、１３０…センタ側地図ＤＢ、１３５…属性基準値演算部、１４０…入力データ判定部、１４５…センタ側通信部、１５０…車載端末システム、１５５…位置測位部、１６０…車載側制御部、１６５…車載側通信部、１７０…車載地図ＤＢ、１７５…車載地図更新部、１８０…車載側入力部、１８５…車載側表示部、１８５…車載側表示部、２０８０…車両走行制御部、２００…鉱山ダンプ、２１０…ＧＰＳアンテナ、２２０…無線ＬＡＮアンテナ、２３０…鉱山ダンプのコックピット、３００…管制センタ、３１０…管制センタ内のオペレータ、３２０…管制センタシステム画面、５００…道路形状管理テーブル、６００…速度管理テーブル、６１０…道路リンクＩＤ、６２０…下限速度情報、６３０…上限速度情報、７００…勾配管理テーブル、８００…曲率管理テーブル、９００…路面抵抗管理テーブル、１０００…属性値の変更作業の画面、１１００…属性基準管理テーブル、１１０５…ダンプ型式情報、１１１０…積載量情報、１１１５…勾配情報、１１２０…曲率情報、１１２５…路面抵抗情報、１１３０…下限速度情報、１１３５…上限速度情報、１２００…属性値変更不可の通知画面
【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】
2015194924.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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