(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、
前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、
前記位置情報生成部は、少なくともＧＮＳＳ位置情報生成部及び照合航法位置情報生成部を有し、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の精度である第１精度は、前記照合航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度よりも、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度の方が高くなっており、
前記制御部は、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度が高くなるほど、前記制動装置の制動力が大きくなるように前記制動力を決定し、かつ前記ＧＮＳＳ位置情報生成部からの出力の精度が所定の精度以上である場合は、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度に基づいて前記制動力を決定する、
作業車両の制御システム。
【請求項２】
制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、
前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、
前記位置情報生成部は、少なくともＧＮＳＳ位置情報生成部及び推測航法位置情報生成部を有し、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の精度である第１精度は、前記推測航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度よりも、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度の方が高くなっており、
前記制御部は、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度が高くなるほど、前記制動装置の制動力が大きくなるように前記制動力を決定し、かつ前記ＧＮＳＳ位置情報生成部からの出力の精度が所定の精度以上である場合は、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度に基づいて前記制動力を決定する、
作業車両の制御システム。
【請求項３】
制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、
前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、
前記位置情報生成部は、少なくとも照合航法位置情報生成部及び推測航法位置情報生成部を有し、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の精度である第１精度は、前記推測航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度よりも、前記照合航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度の方が高くなっており、
前記制御部は、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度が高くなるほど、前記制動装置の制動力が大きくなるように前記制動力を決定し、かつ前記照合航法位置情報生成部の状態が異常である場合又は前記照合航法位置情報生成部を用いて所定の位置推定精度が確保できない場合は、前記推測航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の前記第１精度に基づいて前記制動力を決定する、
作業車両の制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１精度が高くなるにしたがって前記作業車両に発生する衝撃が小さくなるように前記制動力を決定する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業車両の制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、
制御開始位置に到達した前記作業車両の前記制動装置に制動力を発生させる第１制御と、前記作業車両が前記制御開始位置よりもさらに目標停止位置に接近する制御変更位置に到達したときに実行されると共に、前記第１制御の後に実行され、かつ前記制動装置に発生させる前記制動力が前記第１制御の前記制動力以上である第２制御と、を用いて前記制動装置を制御し、
前記第１精度が高くなるにしたがって、前記第１制御時の前記制動力が大きくなるように制動力を決定する、
請求項４に記載の作業車両の制御システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１精度が高くなるほど前記制動装置の前記制動力が大きくなるようにすると共に、前記作業車両が目標となる停止位置に停止する際に要求される位置精度である第２精度が高くなるにしたがって、前記制動装置の前記制動力が小さくなるように前記制動力を決定する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車両の制御システム。
【請求項７】
制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、
前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、
前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記作業車両が目標停止位置に停止する際に要求される位置精度である第２精度が高くなるにしたがって、前記制動装置の制動力が小さくなるように前記制動力を決定する、
作業車両の制御システム。
【請求項８】
前記第２精度は、前記目標停止位置が破砕機への排土位置である場合と搬送路上の停止位置である場合とで異なる高さで設定され、
前記目標停止位置が前記破砕機への排土位置である場合における前記第２精度は、前記目標停止位置が前記搬送路上の停止位置である場合における前記第２精度よりも高い、
請求項７に記載の作業車両の制御システム。
【請求項９】
前記第２精度は、前記目標停止位置が崖下への排土位置である場合と搬送路上の停止位置である場合とで異なる高さで設定され、
前記目標停止位置が前記崖下への排土位置である場合における前記第２精度は、前記目標停止位置が前記搬送路上の停止位置である場合における前記第２精度よりも高い、
請求項７に記載の作業車両の制御システム。
【請求項１０】
前記第２精度は、前記目標停止位置が積込位置である場合と搬送路上の停止位置である場合とで異なる高さで設定され、
前記目標停止位置が前記積込位置である場合における前記第２精度は、前記目標停止位置が前記搬送路上の停止位置である場合における前記第２精度よりも高い、
請求項７に記載の作業車両の制御システム。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記第２精度が低くなるにしたがって、前記作業車両に発生する衝撃が小さくなるように制動力を決定する、
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の作業車両の制御システム。
【請求項１２】
前記制御部は、
制御開始位置に到達した前記作業車両の前記制動装置に制動力を発生させる第１制御と、前記作業車両が前記制御開始位置よりもさらに目標停止位置に接近する制御変更位置に到達したときに実行されると共に、前記第１制御の後に実行され、かつ前記制動装置に発生させる前記制動力が前記第１制御の前記制動力以上である第２制御と、を用いて前記制動装置を制御し、
前記第２精度が低くなるにしたがって、前記第１制御時の前記制動力が大きくなるように制動力を決定する、
請求項１１に記載の作業車両の制御システム。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記制動装置に制動力を発生させる第１制御のみを用いて前記制動装置を制御するものであり、
前記第２精度が低くなるにしたがって、前記制動力が小さくなるように制動力を決定する、
請求項１１に記載の作業車両の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置の情報を用いて制動装置が制御される作業車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダンプトラック、ホイールローダー及びグレーダーのような作業車両には、測位衛星を用いて得られた自装置の位置、ランドマーク等の目印を用いて得られた自車両の位置又は推測航法等によって得られた自車両の位置を用いて各種の制御が行われるものがある。特許文献１には、測距センサによる位置計測システムの信頼性を評価し、その結果に基づいて制御パラメータを調整する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０３６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業車両は、目標の位置で停止したり、目標の位置で目標とする速度に減速したりすることがある。このような場合、作業車両の制動装置が動作して、作業車両を停止させたり減速させたりする。目標の位置で作業車両を停止させる場合、目標の位置の近傍で大きな制動力を発揮させると精度よく停車することができるが、作業車両に発生する衝撃も大きくなる。【０００５】
本発明は、目標の位置で目標の速度となるように作業車両を制動するにあたって、作業車両に発生する衝撃を抑制しつつ、目標の位置に到達した作業車両の位置に求められる精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の精度である第１精度に基づいて、前記制動装置を制御する制動力を決定する、作業車両の制御システムが提供される。【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記位置情報生成部は、少なくともＧＮＳＳ位置情報生成部及び照合航法位置情報生成部を有し、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度は、前記照合航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様において、前記位置情報生成部は、少なくともＧＮＳＳ位置情報生成部及び推測航法位置情報生成部を有し、前記ＧＮＳＳ位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度は、前記推測航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第１の態様において、前記位置情報生成部は、少なくとも照合航法位置情報生成部及び推測航法位置情報生成部を有し、前記照合航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度は、前記推測航法位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報の第１精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【００１０】
本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様のいずれか１つにおいて、前記制御部は、前記第１精度が高くなるにしたがって前記作業車両に発生する衝撃が小さくなるように前記制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１１】
本発明の第６の態様によれば、第５の態様において、前記制御部は、前記制動装置に制動力を発生させる第１制御及び前記第１制御の後に実行され、かつ前記制動力が前記第１制御の前記制動力以上である第２制御を用いて前記制動装置を制御し、前記第１精度が高くなるにしたがって、前記第１制御時の前記制動力が大きくなるように制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１２】
本発明の第７の態様によれば、第５の態様において、前記制御部は、前記制動装置に制動力を発生させる第１制御のみを用いて前記制動装置を制御するものであり、前記第１精度が高くなるにしたがって、前記制動力が小さくなるように制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１３】
本発明の第８の態様によれば、第１の態様から第４の態様のいずれか１つにおいて、前記作業車両が目標となる停止位置に停止する際に要求される位置精度である第２精度によって、前記制動装置を制御する制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１４】
本発明の第９の態様によれば、制動装置を有する作業車両を制御する作業車両の制御システムにおいて、前記作業車両の位置を求めて出力する位置情報生成部と、前記位置情報生成部から取得した前記作業車両の位置情報に基づいて前記制動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記作業車両が目標となる停止位置に停止する際に要求される位置精度である第２精度によって、前記制動装置を制御する制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１５】
本発明の第１０の態様によれば、第９の態様において、前記停止位置は、少なくとも破砕機への排土位置及び搬送路上の停止位置を有し、前記破砕機への排土位置における第２精度は、前記搬送路上の停止位置における第２精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【００１６】
本発明の第１１の態様によれば、第９の態様において、前記停止位置は、少なくとも崖下への排土位置及び搬送路上の停止位置を有し、前記崖下への排土位置における第２精度は、前記搬送路上の停止位置における第２精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【００１７】
本発明の第１２の態様によれば、第９の態様において、前記停止位置は、少なくとも積込位置及び搬送路上の停止位置を有し、前記積込位置における第２精度は、前記搬送路上の停止位置における第２精度よりも高い作業車両の制御システムが提供される。【００１８】
本発明の第１３の態様によれば、第９の態様から第１２の態様のいずれか１つにおいて、前記制御部は、前記第２精度が低くなるにしたがって、前記作業車両に発生する衝撃が小さくなるように制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００１９】
本発明の第１４の態様によれば、第１３の態様において、前記制御部は、前記制動装置に制動力を発生させる第１制御及び前記第１制御の後に実行され、かつ前記制動力が前記第１制御の前記制動力以上である第２制御を用いて前記制動装置を制御し、前記第２精度が低くなるにしたがって、前記第１制御時の前記制動力が大きくなるように制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００２０】
本発明の第１５の態様によれば、第１３の態様において、前記制御部は、前記制動装置に制動力を発生させる第１制御のみを用いて前記制動装置を制御するものであり、前記第２精度が低くなるにしたがって、前記制動力が小さくなるように制動力を決定する作業車両の制御システムが提供される。【００２１】
本発明は、目標の位置で目標の速度となるように作業車両を制動するにあたって、作業車両に発生する衝撃を抑制しつつ、目標の位置に到達した作業車両の位置に求められる精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態１に係る作業車両が使用される現場の一例を示す図である。
【図２】図２は、搬送路を走行するダンプトラックを示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る作業車両の制御システムを備えたダンプトラックを示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る車体コントローラを示す図である。
【図５】図５は、３つの走行モードにおけるダンプトラックの走行制御に必要となる情報を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１における地図情報の一部を示す図である。
【図７】図７は、図６中のＸＩＶ部を拡大して示す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る地図情報の一部領域の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、ダンプトラックが搬送路を走行した際のレーザーセンサによる土手の検出結果の一例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図８の地図情報に図９のレーザーセンサの検出結果を照合し、照合航法により自車両の位置を算出した状態を示す模式図である。
【図１１】図１１は、ダンプトラックが停止する場合の位置を示す図である。
【図１２】図１２は、ダンプトラックが停止する場合に車体コントローラが実行する制御を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図１２に示される場合よりも制動力ゲインが相対的に小さい場合の速度と位置との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、制動力ゲインが相対的に小さい場合にダンプトラックが停止する状態を示す図である。
【図１５】図１５は、制動力ゲインが相対的に小さい場合にダンプトラックが停止する状態を示す図である。
【図１６】図１６は、制動力ゲインが相対的に大きい場合にダンプトラックが停止する状態を示す図である。
【図１７】図１７は、制動力ゲインＧが記述されたデータテーブルＴＢの一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施形態１に係る制動制御の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、ダンプトラックがカーブに進入するときの状態を示す図である。
【図２０】図２０は、制動力ゲインが記述されたデータテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
実施形態１．
図１は、実施形態１に係る作業車両が使用される現場の一例を示す図である。本実施形態において、作業車両は鉱山ＭＲで用いられる鉱山機械である。本実施形態において、鉱山機械は、管理システム１によって管理される。鉱山機械の管理は、鉱山機械の運行管理、鉱山機械の生産性の評価、鉱山機械を操作するオペレータの操作技術の評価、鉱山機械の保全、及び鉱山機械の異常診断の少なくとも一つを含む。
【００２５】
鉱山機械とは、鉱山ＭＲにおける各種作業に用いる機械類の総称である。鉱山機械は、ボーリング機械、掘削機械、積込機械、運搬機械、破砕機及び作業者が運転する車両の少なくとも一つを含む。掘削機械は、鉱山ＭＲを掘削する機械である。積込機械は、運搬機械に積荷を積み込む機械である。積込機械は、油圧ショベル、電気ショベル及びホイールローダーの少なくとも一つを含む。運搬機械は、鉱山ＭＲ内を移動して、積荷を運搬する機械である。運搬機械は、ダンプトラックを含む。積荷は、鉱山ＭＲが採掘されることにより発生した土砂及び鉱石の少なくとも一方を含む。
【００２６】
鉱山ＭＲは、積込場ＬＰＡと、排土場ＤＰＡと、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方に通じる搬送路ＨＬと、搬送路ＨＬ同士が交差する交差点ＩＳとの少なくとも一部を有する。少なくとも一つの排土場ＤＰＡは、排土を破砕する破砕機ＣＲが配置されることがある。鉱山ＭＲは、搬送路ＨＬの傍らに、土が積み上げられた土手ＢＫを有する。土手ＢＫは、さらに、積込場ＬＰＡの外側及び排土場ＤＰＡの外側の少なくとも一方に設けられてもよい。
【００２７】
ダンプトラック２は、鉱山ＭＲ内で移動して、積荷を搬送する。ダンプトラック２は、鉱山ＭＲの搬送路ＨＬ、及び交差点ＩＳの少なくとも一部を走行して、積込場ＬＰＡと排土場ＤＰＡとの間を移動する。ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡにおいて、積荷を積み込まれる。積込場ＬＰＡは、鉱山ＭＲにおいて積荷の積込作業が行われる領域（場所）である。積込場ＬＰＡにおいて、ダンプトラック２以外の他の鉱山機械である積込機械が、ダンプトラック２に積荷を積み込む。
【００２８】
ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡにおいて、積荷を下ろす（排出する）。排土場ＤＰＡは、鉱山ＭＲにおいて積荷の排出作業が行われる領域（場所）である。ダンプトラック２は、破砕機ＣＲが設けられた排土場ＤＰＡにおいて、破砕機ＣＲ内に積荷である排土を投入する。
【００２９】
本実施形態において、ダンプトラック２は、管理装置１０からの指令により走行経路を自律走行する、いわゆる無人ダンプトラックである。ダンプトラック２が自律走行する場合、オペレータ（運転者）の操作は不要である。ダンプトラック２が自律走行するとは、ダンプトラック２がオペレータの操作により走行せずに、管理装置１０からの指令により走行することをいう。本実施形態において、ダンプトラック２は、オペレータの操作によって走行することもできる。
【００３０】
管理システム１は、鉱山ＭＲで稼働する鉱山機械を管理する管理装置１０と、情報を伝達する通信システム９とを備えている。管理装置１０は、鉱山ＭＲの管制施設７に設置される。通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２と他の鉱山機械３（油圧ショベル等の積込機械３Ｓ及び車両３Ｃ等）との間において無線通信により情報を伝達する。管理装置１０とダンプトラック２と他の鉱山機械３とは、通信システム９を介して双方向に無線通信可能である。本実施形態において、通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２と他の鉱山機械３との間において信号（電波）を中継する中継器６を複数有する。
【００３１】
本実施形態において、ダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置は、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System：ＧＮＳＳは、全地球航法衛星システムをいう）を利用して検出される。全地球航法衛星システムの一例としては、ＧＰＳが挙げられるが、これに限定されない。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度及び高度を規定する座標系における位置を検出する。ＧＮＳＳの座標系は、本実施形態においてはグローバル座標系と称されることもある。ＧＮＳＳにより検出される位置は、緯度、経度及び高度の座標データを含む。
【００３２】
ＧＮＳＳにより、鉱山ＭＲにおけるダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が検出される。ＧＮＳＳにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。以下の説明においては、ＧＮＳＳによって検出される位置を適宜、ＧＰＳ位置、と称する。ＧＰＳ位置は、絶対位置であり、緯度、経度及び高度の座標データ（座標値）である。ＧＮＳＳでは、測位衛星５の配置、電離層、対流圏又は測位衛星５からの情報を受信するアンテナ周辺の地形の影響により測位の状態が変化する。この測位の状態には、例えば、Ｆｉｘ解（精度±１ｃｍから２ｃｍ程度）、Ｆｌｏａｔ解（精度±１０ｃｍから数ｍ程度）、Ｓｉｎｇｌｅ解（精度±数ｍ程度）及び非測位（測位計算不能）等がある。
【００３３】
管制施設７に配置される管理装置１０は、図１に示されるように、コンピュータ１１と、表示装置１６と、入力装置１７と、無線通信装置１８とを備える。コンピュータ１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部１５とを備えている。表示装置１６、入力装置１７及び無線通信装置１８は、入出力部１５を介して、コンピュータ１１と接続される。入出力部１５は、処理装置１２と、表示装置１６、入力装置１７及び無線通信装置１８の少なくとも一つとの情報の入出力に用いられる。
【００３４】
図２は、搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２を示す模式図である。処理装置１２は、ダンプトラック２の管理に関する各種の処理及び他の鉱山機械３の管理に関する各種の処理を実行する。ダンプトラック２が鉱山ＭＲを自律走行する場合、処理装置１２は、ダンプトラック２が走行する走行経路ＲＰを生成する。走行経路ＲＰとは、複数のポイントＰＩの集合体である。すなわち、複数のポイントＰＩを通過する軌跡が走行経路ＲＰである。ポイントＰＩは、絶対位置（緯度、経度、及び高度の座標データ）がそれぞれ規定される。走行経路ＲＰを構成するポイントＰＩには、少なくとも絶対位置情報及びその地点を走行するダンプトラックの目標速度である速度情報が含まれている。以下、走行経路に関する絶対位置情報及び速度情報をまとめて走行経路情報と称する。処理装置１２から走行経路情報を受け取ったダンプトラック２は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、搬送路ＨＬ、及び交差点ＩＳの少なくとも一部を含む走行経路ＲＰに従って走行する。
【００３５】
記憶装置１３は、処理装置１２と接続され、ダンプトラック２及び他の鉱山機械３の管理に関する各種の情報を記憶する。記憶装置１３は、処理装置１２に各種の処理を実行させるためのコンピュータプログラムを記憶する。処理装置１２は、記憶装置１３に記憶されているコンピュータプログラムを用いて、位置に関する情報を処理したり、走行経路ＲＰを生成したりする。
【００３６】
表示装置１６は、鉱山ＭＲ内の搬送路ＨＬ等を含んだ地図、ダンプトラック２の位置に関する情報及び他の鉱山機械３の位置に関する情報を表示可能である。入力装置１７は、キーボード、タッチパネル、及びマウスの少なくとも一つを含み、処理装置１２に操作信号を入力可能な操作部として機能する。管制施設７の管理者は、入力装置１７を操作して、処理装置１２に指令を入力する。
【００３７】
無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有し、管制施設７に配置され、入出力部１５を介して処理装置１２と接続される。無線通信装置１８は、通信システム９の一部である。無線通信装置１８は、ダンプトラック２及び他の鉱山機械３の少なくとも一方から送信された情報を受信可能である。無線通信装置１８で受信した情報は、処理装置１２に出力される。無線通信装置１８で受信した情報は、記憶装置１３に記憶（登録）される。無線通信装置１８は、ダンプトラック２と他の鉱山機械３の少なくとも一つに情報を送信可能である。次に、ダンプトラック２について詳細に説明する。
【００３８】
＜ダンプトラック２＞
図３は、実施形態１に係る作業車両の制御システム３０を備えたダンプトラック２を示す図である。本実施形態において、ダンプトラック２が作業車両の制御システム３０を備える例を説明するが、作業車両の制御システム３０は、ダンプトラック２以外の作業車両である他の鉱山機械３が備えていてもよい。以下において、作業車両の制御システム３０を、適宜、制御システム３０と称する。
【００３９】
ダンプトラック２は、車両本体２１と、ベッセル２２と、走行装置２３と、障害物センサ２４とを含む。車両本体２１は、ベッセル２２及び走行装置２３が取り付けられる。車両本体２１は、走行装置２３を駆動するための駆動装置２Ｄが取り付けられる。駆動装置２Ｄは、ディーゼルエンジンのような内燃機関２Ｅと、内燃機関２Ｅによって駆動されて電力を発生する発電機２Ｇと、発電機２Ｇが発生した電力によって駆動される電動機２３Ｍと、を含む。
【００４０】
走行装置２３は、前輪２３Ｆと、後輪２３Ｒと、制動装置２３Ｂと、操舵装置２Ｓとを含む。前輪２３Ｆは、操舵装置２Ｓによって操舵され、前輪２３Ｆは、ダンプトラック２の操舵輪として機能する。後輪２３Ｒは、ホイール内に配置された電動機２３Ｍによって駆動され、ダンプトラック２の駆動輪として機能する。ダンプトラック２の駆動装置２Ｄは、内燃機関２Ｅの動力を、トルクコンバータを含むトランスミッションを介して後輪２３Ｒに伝達して後輪２３Ｒを駆動するものであってもよい。
【００４１】
ベッセル２２は、積荷が積載される荷台である。ベッセル２２は、積込機械により積荷が積み込まれる。排出作業において、ベッセル２２は、持ち上げられ、積荷を排出する。
【００４２】
障害物センサ２４は、車両本体２１の前方の下部に配置される。障害物センサ２４は、車両本体２１の前方の障害物を非接触で検出する。本実施形態において、非接触センサである障害物センサ２４は、レーダー２４Ａと、レーザーセンサ２４Ｂとを備える。
【００４３】
レーザーセンサ２４Ｂは、ダンプトラック２の周囲に存在する物体の位置を検出する装置である。レーザーセンサ２４Ｂは、例えば図２に記載されているような範囲でレーザー光線を照射し、物体が反射したレーザー光線を受信する。このようにして、レーザーセンサ２４Ｂは、レーザーセンサ２４Ｂに対する物体の方向及び距離を検出する。ダンプトラック２の周囲の物体は、走行経路ＲＰの傍らに存在する物体（土手ＢＫ、側壁、盛土、木及び建物等）を含む。走行経路ＲＰの傍らに存在する物体は、人工的に製造された構造物であってもよい。次に、制御システム３０について説明する。
【００４４】
制御システム３０は、位置出力装置である照合航法位置出力コントローラ３３と、制御部である車体コントローラ２０とを含む。この他に、制御システム３０は、非接触センサ２４、ジャイロセンサ２６、速度センサ２７、測位装置であるＧＰＳ受信器３１、走行経路作成装置３２、無線通信装置３４、第１信号線３５、及び第２信号線３６を含む。図３に示されるように、車体コントローラ２０、走行経路作成装置３２、及び照合航法位置出力コントローラ３３は、第１信号線３５に接続される。これらは、第１信号線３５を介して互いに通信して情報をやり取りする。
【００４５】
制御部である車体コントローラ２０は、照合航法位置出力コントローラ３３及びＧＰＳ受信器３１の少なくとも一方から出力されたダンプトラック２の位置を受け取る。そして、車体コントローラ２０は、受け取ったダンプトラック２の位置、及び後述する走行経路作成装置３２から受け取る走行経路情報に基づいてダンプトラック２を制御する命令を生成して、出力する。また、車体コントローラ２０は、受け取ったダンプトラック２の位置を用いてダンプトラック２の制動装置２Ｂを制御する命令を生成して、出力する。
【００４６】
図４は、実施形態１に係る車体コントローラ２０を示す図である。車体コントローラ２０は、処理部２０Ｐと、記憶部２０Ｍと、入出力部２０ＩＦとを有する。処理部２０Ｐは、判定部２０ＰＡと、制動パラメータ決定部２０ＰＢと、推測航法位置推定部２０ＰＣと、制動制御部２０ＰＤと、駆動制御部２０ＰＥと、操舵制御部２０ＰＦとを含む。
【００４７】
判定部２０ＰＡは、ダンプトラック２を制動するか否か、すなわち車体コントローラ２０が制動装置２Ｂを動作させるか否かを判定する。制動パラメータ決定部２０ＰＢは、車体コントローラ２０が制動装置２Ｂを動作させる場合、制動装置２Ｂを制御するための制御情報を決定する。推測航法位置推定部２０ＰＣは、後述する推測航法という手法を用いてダンプトラック２の位置を算出する。具体的には、ジャイロセンサ２６からのダンプトラック２の角速度と、速度センサ２７からのダンプトラック２の速度とを用いてダンプトラック２の位置を推定する。推測航法位置推定部２０ＰＣは、推測航法によりダンプトラック２の自車両位置を推定していることから、本実施形態においてダンプトラック２が有する複数の位置情報生成部のうちの１つである。位置情報生成部はダンプトラック２の位置を求めて出力する。位置情報生成部が出力した情報は、ダンプトラック２の位置情報である。
【００４８】
制動制御部２０ＰＤは、ダンプトラック２の位置、走行経路生成装置３２から受け取る走行経路情報及び制動パラメータ決定部２０ＰＢが決定した制御情報に基づいて制動装置２Ｂを制御するための命令を生成し、制動装置２Ｂに出力する。
【００４９】
駆動制御部２０ＰＥは、ダンプトラック２の位置及び走行経路生成装置３２から受け取る走行経路情報に基づいて駆動命令を生成し、駆動装置２Ｄに出力する。操舵制御部２０ＰＦは、ダンプトラック２の位置及び走行経路生成装置３２から受け取る走行経路情報に基づいて操舵装置２Ｓを制御するための命令を生成し、操舵装置２Ｓに出力する。このとき、制動制御部２０ＰＤ、駆動制御部２０ＰＥ及び操舵制御部２０ＰＦは、照合航法位置出力コントローラ３３、ＧＰＳ受信器３１及び推測航法位置推定部２０ＰＣの少なくとも１つからダンプトラック２の位置、すなわち位置情報を受け取り、走行経路作成装置３２から走行経路情報を受け取る。
【００５０】
記憶部２０Ｍは、ダンプトラック２を自律走行させるためのコンピュータプログラム、ダンプトラック２の動作を制御するためのコンピュータプログラム及び本実施形態に係る作業車両の制御方法に用いられる情報が記述されたデータテーブルＴＢを記憶する。入出力部２０ＩＦには、ジャイロセンサ２６、速度センサ２７、操舵装置２Ｓ、駆動装置２Ｄ、第１信号線３５及び第２信号線３６が接続される。入出力部２０ＩＦは、車体コントローラ２０と、車体コントローラ２０に接続される機器類とのインターフェースである。
【００５１】
本実施形態において、車体コントローラ２０が有する制動制御部２０ＰＤ、駆動制御部２０ＰＥ及び操舵制御部２０ＰＦは、取得したダンプトラック２の位置及び走行経路情報を用いて、ダンプトラック２を自律走行させる。詳細には、車体コントローラ２０は、照合航法位置出力コントローラ３３、ＧＰＳ受信器３１及び推測航法位置推定部２０ＰＣの少なくとも１つから受け取ったダンプトラック２の位置が、走行経路情報に含まれる走行経路ＲＰの位置と合うように、ダンプトラック２のアクセル、操舵及び制動の少なくとも１つを制御する。このような制御により、車体コントローラ２０は、ダンプトラック２を走行経路ＲＰに沿って走行させる。
【００５２】
走行経路作成装置３２は、図１に示される管理装置１０の処理装置１２が生成した走行経路情報を取得し、車体コントローラ２０に出力する。走行経路作成装置３２は、アンテナ３４Ａが接続された無線通信装置３４と接続している。無線通信装置３４は、管理装置１０及び自車両以外の鉱山機械３の少なくとも一つから送信された情報を受信する。自車両以外の鉱山機械３は、ダンプトラック２以外の他の鉱山機械３に加え、自車両以外のダンプトラック２も含む。
【００５３】
無線通信装置３４は、図１に示される管制施設７の無線通信装置１８が送信した走行経路情報を受信して、走行経路作成装置３２に出力する。無線通信装置３４には、ＧＰＳ受信器３１が接続される。
【００５４】
図５は、３つの走行モードにおけるダンプトラックの走行制御に必要となる情報を示す図である。本実施形態において、ダンプトラック２は、３つの走行モードで走行する。第１の走行モードは、図５に示されるように、少なくともＧＰＳ受信器３１の検出データを用いてダンプトラックの位置を求め、その位置に基づいてダンプトラックを自律走行させる走行モードであり、適宜、ＧＰＳ走行モードと称する。
【００５５】
第２の走行モードは、後述するように予め作成された地図情報３７とレーザーセンサ２４Ｂの検出結果とに基づいて、Scan  Matching  Navigation（照合航法）という手法を用いてダンプトラック２の位置を算出し、算出されたダンプトラック２の位置に基づいてダンプトラック２を自律走行させる走行モードであり、適宜、照合航法走行モードと称する。図５に示すように、照合航法走行モードにおいて、ダンプトラック２の位置は、照合航法位置出力コントローラ３３において算出される。
【００５６】
第３の走行モードは、ジャイロセンサ２６の検出結果と速度センサ２７の検出結果を用いた推測航法により推定した位置に基づいて、ダンプトラック２を自律走行させる走行モードであり、適宜、推測航法走行モードと称する。図５に示されるように、推測航法走行モードにおいて、ダンプトラック２の位置は、推測航法位置推定部２０ＰＣにおいて推定される。本実施形態における位置情報生成部には、ＧＰＳ受信器３１、照合航法位置出力コントローラ３３及び推測航法位置推定部２０ＰＣが含まれる。
【００５７】
本実施形態における走行モードであるＧＰＳ走行モード、照合航法走行モード及び推測航法走行モードは、それぞれ位置の計測精度が異なる。これら位置情報生成部が求めたダンプトラック２の位置の計測精度を、適宜、位置計測精度と称する。本実施形態においては、ＧＰＳ走行モードにおけるダンプトラックの位置計測精度は、照合航法走行モード及び推測航法走行モードにおけるダンプトラックの位置計測精度よりも高い、すなわち実際のダンプトラックが存在する位置との誤差が少ない。また、照合航法走行モードにおけるダンプトラックの位置計測精度は、推測航法走行モードにおけるダンプトラックの位置計測精度よりも高い。なお、各走行モードにおけるダンプトラックの位置計測精度の高低は、本実施形態のものに限られない。
【００５８】
＜ＧＰＳ受信器３１によるダンプトラック２の位置検出＞
ＧＰＳ受信器３１は、ＧＰＳを用いてダンプトラック２の位置であるＧＰＳ位置を検出する。ＧＰＳ受信器３１は、本実施形態においてダンプトラックが有する複数の位置情報生成部のうちの１つである。ＧＰＳ受信器３１は、測位衛星５からの情報を受信するアンテナ３１Ａが接続される。アンテナ３１Ａは、測位衛星５から受信した情報に基づく信号をＧＰＳ受信器３１に出力する。ＧＰＳ受信器３１は、測位衛星５からの情報を用いて、アンテナ３１Ａの位置を検出する。
【００５９】
ＧＰＳ受信器３１は、アンテナ３１Ａの位置を検出する過程において、アンテナ３１Ａが電波を受信した測位衛星５の数等に基づいて、検出したＧＰＳ位置の精度を示すＦｉｘ解、Ｆｌｏａｔ解、又はＳｉｎｇｌｅ解を出力する。また、ＧＰＳ受信器３１は、ＧＰＳ位置を測位計算不能である場合に、非測位であることを示す情報を出力する。本実施形態において、ＧＰＳの位置精度がＦｉｘ解であった場合、検出されたＧＰＳ位置に基づいてダンプトラック２が自律走行を行うことができる。ＧＰＳの位置精度がＦｌｏａｔ解及びＳｉｎｇｌｅ解であった場合、もしくはＧＰＳ位置が測位計算不能であった場合は、検出されたＧＰＳ位置に基づいてダンプトラック２が自律走行を行わない。ＧＰＳの位置精度及びダンプトラックの自律走行を実行するかの条件については、本実施形態のものには限定されない。
【００６０】
照合航法位置出力コントローラ３３は、レーザーセンサ２４Ｂの検出結果から得られた走行経路ＲＰの傍らに存在する物体の情報と、予め鉱山ＭＲ内に存在する物体の位置を含む地図情報３７とに基づいて、ダンプトラック２の位置を求める。照合航法位置出力コントローラ３３は、本実施形態においてダンプトラックが有する複数の位置情報生成部のうちの１つである。
【００６１】
本実施形態において、車体コントローラ２０、走行経路作成装置３２及び照合航法位置出力コントローラ３３は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサ及びメモリによって実現される。この場合、これらの機能は、プロセッサがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより実現される。メモリは、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク及び光磁気ディスクが該当する。これらは、専用のハードウェアで実現されてもよいし、複数の処理回路が連携してこれらの機能を実現するものであってもよい。
【００６２】
図４に示される車体コントローラ２０において、処理部２０ＰはＣＰＵ等のプロセッサであり、記憶部２０Ｍはメモリであり、入出力部２０ＩＦはインターフェース回路である。処理部２０Ｐは、記憶部２０Ｍに記憶されたコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより、車体コントローラ２０の機能を実現する。記憶部２０Ｍが記憶するコンピュータプログラムには、本実施形態に係る作業車両の制御方法を実現するためのものも含まれる。
【００６３】
レーダー２４Ａ及びレーザーセンサ２４Ｂは、第２信号線３６に接続される。レーザーセンサ２４Ｂは、第２信号線３６に加えて、照合航法位置出力コントローラ３３にも接続される。このような構成とすることにより、照合航法位置出力コントローラ３３は、レーザーセンサ２４Ｂの検出値を直接受け取ることができる。
【００６４】
車体コントローラ２０は、第２信号線３６を介してレーダー２４Ａ及びレーザーセンサ２４Ｂの検出値を取得する。車体コントローラ２０は、レーダー２４Ａ及びレーザーセンサ２４Ｂの検出値を用いて、ダンプトラック２と物体との相対位置を求めることができる。すなわち、レーダー２４Ａ及びレーザーセンサ２４Ｂが物体との相対位置を検出することにより、ダンプトラック２と物体との相対位置が検出される。
【００６５】
ジャイロセンサ２６は、ダンプトラック２の方位又は方位変化量を検出する。ジャイロセンサ２６は、車体コントローラ２０と接続され、検出結果である検出値を車体コントローラ２０に出力する。速度センサ２７は、ダンプトラック２の車輪の回転速度を検出して、ダンプトラック２の速度である走行速度を検出する。速度センサ２７は、車体コントローラ２０と接続され、検出結果である検出値を車体コントローラ２０に出力する。次に、車体コントローラ２０が推測航法を用いてダンプトラック２を自律走行させる場合の制御について説明する。
【００６６】
＜推測航法によるダンプトラック２の位置の推定＞
本実施形態において、車体コントローラ２０は、推測航法を用いて、ダンプトラック２を自律走行させる。詳細には、車体コントローラ２０の推測航法位置推定部２０ＰＣは、推測航法を用いてダンプトラック２の現在位置を求めつつ、制動制御部２０ＰＤ、駆動制御部２０ＰＥ及び操舵制御部２０ＰＦが、走行経路作成装置３２から受け取った走行経路情報に含まれる走行経路ＲＰに基づき、ダンプトラック２を自律走行させる。推測航法とは、既知の起点からの方位（方位変化量）と移動距離（速度）とに基づいて、対象物であるダンプトラック２の現在位置を推測する航法をいう。
【００６７】
ダンプトラック２の方位（方位変化量）は、ダンプトラック２が有するジャイロセンサ２６を用いて検出される。ダンプトラック２の移動距離（速度）は、ダンプトラック２が有する速度センサ２７を用いて検出される。推測航法位置推定部２０ＰＣは、得られたダンプトラック２の方位（方位変化量）及びダンプトラック２の移動距離（速度）を用いて、ダンプトラック２の位置を求める。
【００６８】
車体コントローラ２０は、ダンプトラック２が走行経路ＲＰに沿って走行するように、求めたダンプトラック２の位置を用いてダンプトラック２の走行に関する制御量を算出し、出力する。制御量は、移動量（制動指令）、操舵量（操舵指令）及び走行速度調整量（速度指令）を含む。車体コントローラ２０は、ダンプトラック２が走行経路に沿って走行するように、算出した制御量を用いて、ダンプトラック２の走行（操作）を制御する。
【００６９】
推測航法によるダンプトラックの位置推定はその精度（位置情報の精度）がそれほど高くないので、推測航法によるダンプトラック２の走行距離が長くなると、ジャイロセンサ２６及び速度センサ２７の一方又は両方の検出誤差の蓄積により、推定された位置（推定位置）と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。ダンプトラック２の位置を推測航法のみにより求めて推測航法走行を続ける場合には、実際のダンプトラック２の位置と推定位置との間の誤差が大きくなり過ぎてしまい、走行を継続することが難しくなる。このため、本実施形態において、車体コントローラ２０は、推測航法によって求められたダンプトラック２の位置（推定位置）を、より精度の高い手法、例えばＧＰＳ受信器３１によって得られる位置及び照合航法位置出力コントローラ３３によって求められた位置を用いて補正するようにしてもよい。次に、照合航法位置出力コントローラ３３がダンプトラック２の位置を求める処理を説明する。
【００７０】
＜照合航法位置出力コントローラ３３によるダンプトラック２の位置の算出＞
照合航法位置出力コントローラ３３は、レーザーセンサ２４Ｂの検出値と、予め作成された鉱山ＭＲの地図情報３７とを用いて、ダンプトラック２の位置を求める。すなわち、照合航法位置出力コントローラ３３は、レーザーセンサ２４Ｂの検出結果と地図情報３７とを照合することにより、ダンプトラック２の位置を演算する。
【００７１】
この場合、照合航法位置出力コントローラ３３は、レーザーセンサ２４Ｂの検出値及び地図情報３７を用いてダンプトラック２の位置を求めて第１信号線３５に出力する。車体コントローラ２０は、第１信号線３５を介して、照合航法位置出力コントローラ３３によって求められたダンプトラック２の位置を受け取り、走行経路ＲＰに沿ってダンプトラック２を走行させる。
【００７２】
地図情報３７は、鉱山ＭＲの走行経路ＲＰ等の傍らに設けられた物体（土手ＢＫ、側壁等）の位置を含む情報である。地図情報３７は、第１信号線３５に接続されている。地図情報３７は、照合航法によりダンプトラックの位置を算出する以前に予め作成しておく必要がある。地図情報３７を作成するにあたり、例えば搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２におけるレーザーセンサ２４Ｂの検出結果を用いることができる。例えばＧＰＳ受信器３１によりダンプトラック２の位置が精度高く求められる状態において、レーザーセンサ２４Ｂにより搬送路ＨＬの傍らに設けられた土手ＢＫの有無及び位置を検出し、土手ＢＫの有無及び位置データを搬送路ＨＬに対応する地図情報３７に随時記憶させることができる。
【００７３】
図６は、実施形態１における地図情報３７の一部を示す図である。図６における地図情報３７の一部は、搬送路ＨＬ周辺の領域におけるレーダーセンサ２４Ｂによる土手ＢＫの検出結果を示している。搬送路ＨＬは図６のＸ方向に延びている中央部にある空白領域であり、土手ＢＫは図６の上部及び下部にある白黒が疎らになっている領域である。図７は、図６中のＸＩＶ部を拡大して示す図である。図６及び図７に示されるように、地図情報３７は、平面視において、鉱山ＭＲを所定の大きさで区切ったグリッドＧＲのＸＹ座標系における位置と、各グリッドＧＲに土手ＢＫが存在するか否かを示す。
【００７４】
本実施形態においては、地図情報３７における各グリッドＧＲについて、土手ＢＫを検出した位置におけるグリッドＤＲ１は図中に黒四角で示され、土手ＢＫを検出していない位置におけるグリッドＤＲ２は図中に白四角で示される。地図情報３７は、土手ＢＫの有無及び位置情報を記憶する。地図情報３７は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの少なくとも一つにより構成される外部記憶装置（補助記憶装置）である。
【００７５】
図８は、実施形態１に係る地図情報３７の一部領域の一例を示す模式図である。図９は、ダンプトラックが搬送路ＨＬを走行した際のレーザーセンサ２４Ｂによる土手ＢＫの検出結果の一例を示す模式図である。図１０は、図８の地図情報に図９のレーザーセンサ２４Ｂの検出結果を照合し、照合航法により自車両の位置を算出した状態を示す模式図である。図８から図１０では、地図情報３７において土手ＢＫが存在する位置におけるグリッドＤＲ１を密な平行斜線で示し、レーザーセンサ２４Ｂにより土手ＢＫを検出した位置におけるグリッドＤＲ３を粗な平行斜線で示している。
【００７６】
図８から図１０において示される、照合航法を用いたダンプトラックの位置算出は、照合航法位置出力コントローラ３３により行われる。照合航法位置出力コントローラ３３によるダンプトラックの自車両の位置計算においては、ある時点でダンプトラックが存在すると予想される範囲内に仮想的に配置した複数の点（パーティクル）ＰＡを用いることにより、計算コストを抑えた上で真の位置に近いダンプトラックの位置を算出することができる。パーティクルを用いた位置推定は公知の手法であるため、詳細な説明は割愛する。
【００７７】
図８に示される地図情報３７において、一つ一つの四角はグリッドＧＲである。そして、色塗りされたグリッドＤＲ１は土手ＢＫが検出されたグリッドであり、白塗りのグリッドＤＲ２は土手ＢＫが検出されていないグリッドを示している。図９は、ダンプトラックのレーザーセンサ２４Ｂが実際に検出した検出データであるグリッドＤＲ３を示している。
【００７８】
図８に示される地図情報３７と、図９に示されるレーザーセンサ２４Ｂの検出結果とを照合し、パーティクルを用いた位置推定の手法を用いて、図１０に示されるようなダンプトラック２が存在する確率が最も高いであろう位置の最終推定値（期待値）Ｐｏを算出する。照合航法位置出力コントローラ３３は、最も近似する位置をダンプトラック２の位置情報として出力する。本実施形態において、ダンプトラック２の位置情報は、ダンプトラック２の方位を示す方位情報を含んでいてもよい。
【００７９】
車体コントローラ２０は、照合航法位置出力コントローラ３３が出力したダンプトラック２の位置を取得する。そして、車体コントローラ２０は、ダンプトラック２が走行経路ＲＰに沿って走行するように、取得した情報を用いてダンプトラック２の走行を制御する。
【００８０】
図１に示される鉱山ＭＲで作業するダンプトラック２は、搬送路ＨＬ、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡにおいて走行している状態からブレーキを作動させて停止する場合がある。ダンプトラック２が停止する場合に要求される位置の精度は、停止する場所又は目的によって異なる。本実施形態において、ダンプトラック２の停止時に要求される位置の精度は、停止の目標となる位置と実際にダンプトラック２が停止した位置とのずれがどの程度許容できるかにより決定される。ダンプトラック２の停止時に要求される位置の精度を、適宜、目標位置精度と称する。
【００８１】
搬送路ＨＬにおいて、ダンプトラック２は、例えば交差点ＩＳにおいて停車する場合や、積込場ＬＰＡ又は排土場ＤＰＡの手前において渋滞が発生しているために停車する場合がある。ただし、搬送路ＨＬにおいてダンプトラック２はある程度の間隔を有した状態で走行し、停止する際には交差点ＩＳや前方の車両に対してある程度の間隔を有した状態で停止する。このため、ダンプトラック２の停止する位置が多少ずれても、鉱山ＭＲの運行にはほとんど影響を与えない。そのため、搬送路ＨＬにおいてダンプトラック２が停止する場合に要求される、目標とする位置の精度は、相対的に低くなる。搬送路ＨＬ上に限らず、次に説明する積込位置等の目的地までの途中の走行経路ＲＰ上においてダンプトラック２が停車する場合においても、目標位置精度は相対的に低くなる。
【００８２】
積込場ＬＰＡにおいて、ダンプトラック２は、例えば積込機械３Ｓが鉱石等をダンプトラック２に積み込めるように積込位置で停止する場合がある。この場合、積込機械３Ｓの近傍にダンプトラック２が停車する必要があるため、積込位置にダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度は、ダンプトラック２が走行経路ＲＰ上に停止する際の目標位置精度よりも高くなる。積込機械３Ｓが、図１に示されるような履帯及び上部旋回体を備えるショベルタイプ（バックホー）であるのか、タイヤを備えるローダータイプ（フロントエンド）であるのかによって、目標位置精度が変更されてもよい。その場合、ショベルタイプの場合の目標位置精度をローダータイプの目標位置精度よりも高めるとよい。
【００８３】
排土場ＤＰＡにおいて、ダンプトラック２は、例えば図１に示される破砕機ＣＲに積荷を排土するために、破砕機ＣＲへの排土位置に停止する場合がある。破砕機ＣＲへ積荷を投入する投入口は、ダンプトラック２のベッセル２２と比べて大きくないため、破砕機ＣＲに積荷を排土する場合には、ダンプトラック２は正確な位置に停止する必要がある。破砕機ＣＲの投入口からずれた位置にダンプトラック２が停止すると、積荷が投入口からこぼれたり、図１に示される破砕機ＣＲにダンプトラック２が接触したりする可能性がある。このため、破砕機ＣＲへの排土位置でダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度は、積込場ＬＰＡにおける積込位置での目標位置精度よりも高くなる。
【００８４】
ダンプトラック２が停止するその他の状況として、排土場ＤＰＡ内の広い領域に端から順次排土していく場合、排土場ＤＰＡの端部が崖になっており崖下に排土する場合、ダンプトラック２を駐車場に駐車させる場合、及びダンプトラック２が給油場所に停止する場合等がある。これらの状況において、ダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度は、それぞれどのように設定されてもよく、例えば走行経路ＲＰ上においてダンプトラック２が停車する場合の目標位置精度と同等に設定してもよいし、ダンプトラック２が積込位置に停止する場合の目標位置精度と同等に設定してもよいし、ダンプトラック２が破砕機ＣＲへの排土位置に停止する場合の目標位置精度と同等に設定されてもよい。また、ダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度は、走行経路ＲＰ上においてダンプトラック２が停車する場合の目標位置精度と、積込位置にダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度との間の位置精度に設定されてもよいし、積込位置にダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度と破砕機ＣＲへの排土位置にダンプトラック２が停止する場合の目標位置精度との間の目標位置精度に設定されてもよい。
【００８５】
図１１は、ダンプトラック２が停止する場合の位置を示す図である。図１２は、ダンプトラック２が停止する場合に車体コントローラ２０が実行する制御を説明するための図である。図１２の縦軸はダンプトラック２の速度Ｖｃを示し、横軸はダンプトラック２の位置Ｌを示す。図４に示される車体コントローラ２０は、ダンプトラック２の現在位置が走行経路情報に含まれる目標停止位置Ｌｐに接近したら、走行経路情報に含まれる走行経路ＲＰの速度情報を用いて制動装置２Ｂを制御して制動力を発生させる。車体コントローラ２０がダンプトラックの制動時に実行する制御を、適宜、制動制御と称する。制動制御は、車体コントローラ２０がダンプトラック２を自律走行させているときに実行される。車体コントローラ２０は、ダンプトラック２の制動時であれば、ダンプトラック２が停止する場合でも、減速する場合でも制動制御を実行する。
【００８６】
図１１に示される例では、車体コントローラ２０は、ダンプトラック２が位置Ｌｓに到達すると、制動制御を開始する。位置Ｌｓを、適宜、制御開始位置Ｌｓと称する。制動制御を実行するにあたって、車体コントローラ２０は、制動装置２Ｂに発生させる制動力ＦＢを求める。図１２に示されるように、車体コントローラ２０が制動制御を開始したタイミング、すなわち制御開始位置Ｌｓでのダンプトラック２の速度はＶｃｓとする。
【００８７】
制動力ＦＢは式（１）で求められる。
ＦＢ＝Ｇ×ｍ×Ｖｃ２／（２×ｄ）・・・（１）
【００８８】
式（１）のＧは制動力ゲイン、ｍは車体の質量、Ｖｃはダンプトラック２の速度、ｄは目標距離である。制動力ゲインＧは、制動装置２Ｂを制御するための制御情報である。制動力ゲインＧは、ダンプトラック２の位置情報生成部が求めたダンプトラック２の位置計測精度（第１精度）と、ダンプトラック２が目標となる停車位置に対してどの程度精度よく停車することが要求されるかを示す目標位置精度（第２精度）と、によって決定される。この点については後述する。
【００８９】
車体の質量ｍは、ダンプトラック２の質量と積荷の質量との和である。積荷の質量は、例えば、ダンプトラック２が備えるロードセルによって求められる。速度Ｖｃは、図３に示される速度センサ２７の検出値である。車体コントローラ２０は、制御周期毎に速度センサ２７から速度Ｖｃを取得する。目標距離ｄは、ダンプトラック２の現在位置Ｌｎと目標停止位置Ｌｐとの間の、走行経路ＲＰに沿った距離である。制動制御開始時において、制動力ＦＢは、式（１）からＧ×ｍ×Ｖｃｓ２／（２×（Ｌｓ−Ｌｐ））となる。
【００９０】
車体コントローラ２０は、制動力ＦＢを求める際に、走行経路ＲＰの傾斜ピッチ角も考慮に入れて計算するようにしてもよい。走行経路ＲＰの傾斜ピッチ角は、図２に示される走行経路ＲＰ上の各ポイントＰＩの座標から計算することができる。車体コントローラ２０は、傾斜ピッチ角が正（登り坂）の場合には制動力ＦＢを減算し、傾斜ピッチ角が負（下り坂）の場合には制動力ＦＢを加算する。
【００９１】
車体コントローラ２０は、ダンプトラック２が制動開始位置Ｌｓよりもさらに目標停止位置Ｌｐに接近した場合、制動装置２Ｂの制動力ＦＢをそれまで以上に、好ましくはそれまでよりも大きくすることにより、精度よくダンプトラック２を目標停止位置Ｌｐで停止させることができる。本実施形態において、車体コントローラ２０は、目標距離ｄが予め定められた閾値ｄｃになった場合には、図１１及び図１２に示される例ではダンプトラック２が位置Ｌｃに到達したときに、制動装置２Ｂに、より強い制動力ＦＢを発生させる。位置Ｌｃを、適宜、制御変更位置と称する。目標距離ｄが予め定められた閾値ｄｃになった後において、車体コントローラ２０は、式（１）による方法は異なる方法によって制動力ＦＢを求める。制御変更位置Ｌｃに達した後に発生させる制動力ＦＢとして、式（１）により求めた制動力ＦＢに所定の倍率を乗じた制動力ＦＢとしてもよいし、制動力ＦＢに制限を設けない、すなわちフルブレーキにより制動力ＦＢを発生させてもよい。閾値ｄｃの大きさは限定されないが、制御開始位置Ｌｓと目標停止位置Ｌｐとの距離よりも小さい。
【００９２】
このように、制動制御は、制御開始位置Ｌｓに到達したダンプトラック２の制動装置２Ｂに制動力を発生させる第１制御ＢＣＦと、ダンプトラック２が制御変更位置Ｌｃに到達したときに、第１制御ＢＣＦ以上の制動力ＦＢを制動装置２Ｂに発生させる第２制御ＢＣＳとを含む（図１２参照）。第１制御ＢＣＦは、第２制御ＢＣＳの前に実行される。第１制御ＢＣＦにおいて、すなわち制御開始位置Ｌｓから制御変更位置Ｌｃまでの間において、車体コントローラ２０は、式（１）の制動力ゲインＧの大きさを状況に応じて変更することで、制動力ＦＢを変更することができる。このように、制動力ゲインＧは、第１制御ＢＣＦ時の制動力ＦＢを変更するための情報である。
【００９３】
図１３は、図１２に示される場合よりも制動力ゲインＧが相対的に小さい場合の速度Ｖｃと位置Ｌとの関係を示す図である。図１４及び図１５は、制動力ゲインＧが相対的に小さい場合にダンプトラック２が停止する状態を示す図である。図１６は、制動力ゲインＧが相対的に大きい場合にダンプトラック２が停止する状態を示す図である。
【００９４】
本実施形態において、車体コントローラ２０は、第２制御ＢＣＳにおいて、制動装置２Ｂに、より大きな制動力ＦＢを発生させるので、ダンプトラック２が停止する際にはダンプトラック２に衝撃が発生する。
【００９５】
制動力ゲインＧが相対的に小さい場合、ダンプトラック２の制動装置２Ｂは、第１制御ＢＣＦ時の制動力ＦＢが小さくなる。すると、図１３に示されるように、図１４の制御開始位置Ｌｓで第１制御ＢＣＦが開始された後、第１制御ＢＣＦが終了する制御変更位置Ｌｃまでの間、ダンプトラック２の速度Ｖｃの低下は小さくなる。このため、ダンプトラック２は、第２制御ＢＣＳに入る際の速度Ｖｃｃが高く、結果として目標停止位置Ｌｐで急停止することになる。制動力ゲインＧが相対的に小さい場合、ダンプトラック２に発生する衝撃は大きくなる。一方で、制動力ゲインＧが相対的に小さい場合、目標停止位置Ｌｐの直前であってもある程度の速度を保っているため、例えば図１４及び図１５に示されるように制御開始位置Ｌｓから目標停止位置Ｌｐまでの間に想定していない突部又は轍等が存在する場合であっても、ある程度の速度を保っていればその突部又は轍等を超えることができる。その結果、図１５に示されるように、ダンプトラック２が停止する位置の精度は高い。
【００９６】
制動力ゲインＧが相対的に大きい場合、ダンプトラック２の制動装置２Ｂは、第１制御ＢＣＦ時の制動力ＦＢが大きくなる。すると、図１２に示されるように、図１４の制御開始位置Ｌｓで第１制御ＢＣＦが開始された後、第１制御ＢＣＦが終了する制御変更位置Ｌｃまでの間、ダンプトラック２の速度Ｖｃの低下は大きくなる。このため、ダンプトラック２は、第２制御ＢＣＳに入る際の速度Ｖｃｃが低く、図１６に示されるように、目標停止位置Ｌｐの前で停止することもある。制動力ゲインＧが相対的に大きい場合、第２制御ＢＣＳによる減速度合いが小さいため、ダンプトラック２に発生する衝撃は小さくなる。その一方で、例えば図１６に示すように制御開始位置Ｌｓから目標停止位置Ｌｐまでの間に想定していない突部又は轍等が存在する場合に、ダンプトラック２の速度が足りずにその突部又は轍等を超えることができず停車してしまう可能性がある。その結果、ダンプトラック２が停止する位置の精度は低くなる。
【００９７】
このように、制動力ゲインＧを変化させることによるダンプトラック２が停止する位置の精度と、ダンプトラック２に発生する衝撃とはトレードオフの関係にある。制動力ゲインＧを変化させて制動制御した際のダンプトラック２が停止する位置の精度を、適宜、制動制御精度ＲＰｃと称する。ダンプトラック２が所定の位置計測精度ＰＰを有する位置情報生成部が求めた自車両位置に基づいて制動制御をした場合、最終的にダンプトラック２が停止する位置の精度（適宜、停止位置精度と称する）ＰＲｐは、式（２）に示されるように、ダンプトラック２の位置情報生成部が求めたダンプトラック２の位置計測精度（第１精度ＰＰ）と、制動制御精度ＰＲｃとの和で表される。
ＰＲｐ＝ＰＰ＋ＰＲｃ・・・（２）
【００９８】
式（２）から分かるように、制動制御精度ＰＲｃが低くても、位置計測精度ＰＰが高ければ、停止位置精度ＰＲｐの低下は抑制される。同様に、位置計測精度ＰＰが低くても、制動制御精度ＰＲｃが高ければ、停止位置精度ＰＲｐの低下は抑制される。
【００９９】
ダンプトラック２は、制動時における衝撃を小さくすることで、タイヤの摩耗、車体各部の負荷及び制動装置２Ｂの負荷が低減される。このため、制動制御は、制動時の衝撃をできる限り小さくすることが望まれる。ダンプトラック２に発生する衝撃を小さくするためには、第１制御ＢＣＦにおいて制動力ゲインＧを大きくすればよいが、制動力ゲインＧが大きいと制動制御精度ＰＲｃは低くなる。
【０１００】
ダンプトラック２を所定の場所に停止させる際には、ダンプトラック２が停止する位置の精度である停止位置精度ＰＲｐが、所定の場所におけるダンプトラック２の停止時に要求される位置精度である目標位置精度ＰＳＴ（第２精度）を満たしていればよい。式（２）は式（３）のように書き換えられる。
ＰＳＴ＝ＰＰ＋ＰＲｃ・・・（３）
【０１０１】
ダンプトラック２が停止するときの衝撃を小さくするためには、制動力ゲインＧを大きくする必要がある、すなわち制動制御精度ＰＲｃを低くする必要があるが、式（３）によると、位置計測精度ＰＰが高ければ制動制御精度ＰＲｃが低くても目標位置精度ＰＳＴはある程度の精度が確保されることが分かる。また、位置計測精度ＰＰが低く、かつ目標位置精度ＰＳＴが高い場合、目標位置精度ＰＳＴを確保するためには制動制御精度ＰＲｃを高くする必要がある。この場合、制動力ゲインＧを小さくする必要があり、結果としてダンプトラック２が停止するときの衝撃は大きくなる。
【０１０２】
目標位置精度ＰＳＴは、走行経路情報によって定まっている。このため、目標位置精度ＰＳＴがそれほど高く要求されていない場合、制御システム３０は、位置計測精度ＰＰが確保できていれば制動制御精度ＰＲｃを低くすることにより、ダンプトラック２の停止時に発生する衝撃を小さくするとともに、要求されている程度の停止位置精度ＰＲｐを確保する。位置計測精度ＰＰが確保できない場合、制御システム３０は、制動制御精度ＰＲｃを高くすることにより、要求されている程度の停止位置精度ＰＲｐを確保する。この場合、ダンプトラック２の停止時に発生する衝撃は大きくなる。
【０１０３】
目標位置精度ＰＳＴがかなり高く要求されている場合、位置計測精度ＰＰが高かったとしても、制御システム３０は、制動制御精度ＰＲｃを高くすることにより、要求される停止位置精度ＰＲｐを確保する。この場合、ダンプトラック２の停止時に発生する衝撃は大きくなる。
【０１０４】
本実施形態において、制御システム３０は、位置計測精度ＰＰが一定である場合、目標位置精度ＰＳＴが高いときには制動制御精度ＰＲｃを高くしてダンプトラック２を目標停止位置Ｌｐで確実に停止させ、目標位置精度ＰＳＴが低いときにはダンプトラック２の停止時に発生する衝撃を小さくする。また、制御システム３０は、位置計測精度ＰＰが高くなるにしたがって制動制御精度ＰＲｃを低くして、ダンプトラック２が停止する位置の精度を確保するとともに、ダンプトラック２の停止時に発生する衝撃を低減する。
【０１０５】
このために、本実施形態では、位置計測精度ＰＰ（第１精度）と目標位置精度ＰＳＴ（第２精度）とに応じて、制動力ゲインＧが設定される。詳細には、第１精度である位置計測精度ＰＰが高くなるにしたがって、又は第２精度である目標位置精度ＰＳＴが低くなるにしたがって、ダンプトラック２が停止するときの衝撃が小さくなるように第１制御ＢＣＦにおける制動力ゲインＧが高く設定される。第１精度である位置計測精度ＰＰが低くなるにしたがって、又は第２精度である目標位置精度ＰＳＴが高くなるにしたがって、ダンプトラック２が停止するときの目標位置精度ＰＳＴを確保できるように、第１制御ＢＣＦにおける制動力ゲインＧが低く設定される。
【０１０６】
このように、本実施形態では、目標位置精度ＰＳＴ及び位置計測精度ＰＰに応じて制動力ゲインＧが設定されるので、停止する場所及び位置計測精度ＰＰが変化した場合でも、ダンプトラック２の停止時における衝撃の抑制を抑制しつつ、ダンプトラック２が停止する位置の精度を確保できる。
【０１０７】
図１７は、制動力ゲインＧが記述されたデータテーブルＴＢの一例を示す図である。データテーブルＴＢには、制動力ゲインＧ１１からＧ３３の計９個が記述されている。数字１１から数字３３は、制動力ゲインＧを識別するための識別子である。制動力ゲインＧは、位置計測精度ＰＰ（第１精度）及び目標位置精度ＰＳＴ（第２精度）が決まると一義的に決定される。位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴに付されているアルファベットのＬは精度が相対的に低いことを示し、Ｍは精度がＬよりも高いことを示し、Ｈは精度がＭよりも高いことを示す。本実施形態において、位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴはいずれも３段階となっているが、これに限定されず、２段階であってもよいし、４段階以上であってもよい。また、位置計測精度ＰＰが２段階で目標位置精度ＰＳＴが３段階といったように、位置計測精度ＰＰの段階と目標位置精度ＰＳＴの段階とが異なっていてもよい。位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴに段階を設けず、数値により表すようにしてもよい。その場合、位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴの数値から制動力ゲインＧを計算できる。
【０１０８】
本実施形態において、位置計測精度ＰＰ（第１精度）が高い状態であるＰＰＨの例としては、例えばＧＰＳ走行モード時が該当する。また位置計測精度ＰＰが中程度の状態であるＰＰＭは、例えば照合航法走行モード時が該当し、位置計測精度ＰＰが低い状態であるＰＰＬは、例えば推測航法走行モード時が該当する。目標位置精度ＰＳＴ（第２精度）が高い場所であることを示すＰＳＴＨは、例えば破砕機ＣＲへの排土位置に停止する場合が該当する。また、目標位置精度ＰＳＴが中程度の場所であるＰＳＴＭは、例えば積込位置で停止する場合が該当し、目標位置精度ＰＳＴが低い場所であるＰＳＴＬは、例えば走行経路ＲＰ上において停車する場合が該当する。
【０１０９】
位置計測精度ＰＰＬのときの制動力ゲインＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３はこの順に大きくなり、位置計測精度ＰＰＭのときの制動力ゲインＧ２１，Ｇ２２，Ｇ２３はこの順に大きくなり、位置計測精度ＰＰＨのときの制動力ゲインＧ３１，Ｇ３２，Ｇ３３はこの順に大きくなる。すなわち、制動力ゲインＧは、同じ位置計測精度ＰＰであれば、目標位置精度ＰＳＴが低くなるにしたがって、ダンプトラック２が停止するときの衝撃が小さくなるように設定されている。各制動力ゲインＧの具体的な数値は適宜設定されてもよい。
【０１１０】
目標位置精度ＰＳＴＨのときの制動力ゲインＧ１１，Ｇ２１，Ｇ３１はこの順に大きくなり、目標位置精度ＰＳＴＭのときの制動力ゲインＧ１２，Ｇ２２，Ｇ３２はこの順に大きくなり、目標位置精度ＰＳＴＨのときの制動力ゲインＧ１３，Ｇ２３，Ｇ３３はこの順に大きくなる。すなわち、制動力ゲインＧは、同じ目標位置精度ＰＳＴであれば、位置計測精度ＰＰが高くなるにしたがって、ダンプトラック２が停止するときの衝撃が小さくなるように設定されている。すなわち、図１７における制動力ゲインＧ１１からＧ３３は、右下になるほど制動力ゲインが大きくなり、左上になるほど制動力ゲインが小さくなる。
【０１１１】
データテーブルＴＢは、図４に示される車体コントローラ２０の記憶部２０Ｍに記憶されている。車体コントローラ２０が制動制御を実行する場合、処理部２０Ｐ、具体的には制動パラメータ決定部２０ＰＢは、記憶部２０ＭからデータテーブルＴＢを読み出して、制御周期毎に制動パラメータ決定部２０ＰＢが決定した位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴに対応する制動力ゲインＧを取得する。そして、制動制御部２０ＰＤは、制動パラメータ決定部２０ＰＢが取得した制動力ゲインＧを用いて第１制御ＢＣＦにおける制動力ＦＢを求め、得られた制動力ＦＢを制動装置２Ｂに発生させるための命令を生成し、出力する。
【０１１２】
図１８は、実施形態１に係る制動制御の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る制動制御は、制御システム３０の車体コントローラ２０がダンプトラック２の制動装置２Ｂを制御して、ダンプトラック２を停止させる制御であり、本実施形態に係る作業車両の制御方法に相当する。ステップＳ１０１において、図４に示される車体コントローラ２０の処理部２０Ｐの判定部２０ＰＡは、ダンプトラック２を停止させるか否かを判定する。この判定において、判定部２０ＰＡは、図３に示される走行経路作成装置３２から取得した走行経路情報と、ダンプトラック２の現在位置とから、ダンプトラック２を停止させるか否かを判定する。例えば、ダンプトラック２が制御開始位置Ｌｓに達した場合に、判定部２０ＰＡは、ダンプトラック２を停止させるための制御を開始すると判定する。
【０１１３】
ステップＳ１０１において、ダンプトラック２を停止させないと判定部２０ＰＡが判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、本実施形態に係る制動制御は終了する。ステップＳ１０１において、ダンプトラック２を停止させると判定部２０ＰＡが判定した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２において、処理部２０Ｐの制動パラメータ決定部２０ＰＢは、位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴを取得する。位置計測精度ＰＰは、図５に示される位置情報生成部、すなわちＧＰＳ受信器３１が出力する測位の状態、照合航法位置出力コントローラ３３の状態及び推測航法位置推定部２０ＰＣに基づいて決定される。
【０１１４】
本実施形態では、例えばＧＰＳ受信器３１の出力がＦｉｘ解である場合、車体コントローラ２０は、走行モードとしてＧＰＳ走行モードを採用する。その場合、制動パラメータ決定部２０ＰＢが選択する位置計測精度ＰＰは高、すなわちＰＰＨである。
【０１１５】
ＧＰＳ受信器３１の出力がＦｌｏａｔ解、Ｓｉｎｇｌｅ解又はＧＰＳ位置が非測位である場合である場合、照合航法位置出力コントローラ３３の状態が参照される。詳細には、照合航法位置出力コントローラ３３の状態が正常であり、照合航法により所定の位置推定精度が確保できる場合、車体コントローラ２０は、走行モードとして照合航法走行モードを採用する。その場合には、制動パラメータ決定部２０ＰＢが選択する位置計測精度ＰＰは中、すなわちＰＰＭである。
【０１１６】
照合航法位置出力コントローラ３３の状態が異常である場合又は照合航法により所定の位置推定精度が確保できない場合、車体コントローラ２０は、走行モードとして推測航法走行モードを採用する。その場合には、制動パラメータ決定部２０ＰＢが選択する位置計測精度ＰＰは低、すなわちＰＰＬである。この選択のため、車体コントローラ２０は、いずれの走行モードを採用したかの情報を制動パラメータ決定部２０ＰＢに送信する。
【０１１７】
目標位置精度ＰＳＴは、目標停止位置Ｌｐの走行経路情報に含まれているため、制動パラメータ決定部２０ＰＢは、走行経路作成装置３２が生成した走行経路情報から目標位置精度ＰＳＴを取得する。
【０１１８】
次に、ステップＳ１０３において、制動パラメータ決定部２０ＰＢは、記憶部２０ＭからデータテーブルＴＢを読み出して、ステップＳ１０２において決定した位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴに対応する制動力ゲインＧを取得する。制動パラメータ決定部２０ＰＢは、取得した制動力ゲインＧを、今回の制御周期で用いる制動力ゲインＧとして決定する。ステップＳ１０４において、制動制御部２０ＰＤは、制動パラメータ決定部２０ＰＢが決定した制動力ゲインＧを用いて、式（１）を用いて制動力ＦＢを求め、得られた制動力ＦＢとなるように制動装置２Ｂを制御してダンプトラック２を制動する。
【０１１９】
本実施形態は、ダンプトラック２の停止時において、ダンプトラック２が停止する場所に応じて異なる目標位置精度ＰＳＴを実現しつつ、停止時の衝撃を抑制できる。本実施形態の構成は、以下の実施形態でも適宜適用できる。
【０１２０】
実施形態２．
実施形態１は、ダンプトラック２が停止するときの制動制御であるが、実施形態２は、鉱山ＭＲを走行中のダンプトラック２がカーブに進入する前に減速をする場合の制動制御である。実施形態２において、ダンプトラック２、制御システム３０及び車体コントローラ２０は実施形態１と同様である。
【０１２１】
図１９は、ダンプトラック２がカーブに進入するときの状態を示す図である。図１９に示されるように、走行中のダンプトラック２がカーブＣＮに進入する場合、カーブＣＮに進入する前までに、ダンプトラック２は、カーブＣＮ毎に設定された制限速度以下まで速度Ｖｃを低下する必要がある。制限速度は、例えば、カーブＣＮの曲率半径Ｒに基づいて設定される。具体的には、カーブＣＮの曲率半径Ｒが小さくなる程、制限速度も低くなる。
【０１２２】
ダンプトラック２がカーブＣＮに進入する場合、図４に示される車体コントローラ２０は、図１９に示されるダンプトラック２が制御開始位置Ｌｓに到達したら、実施形態２に係る制動制御を開始する。そして、車体コントローラ２０は、目標減速終了位置Ｌｐｉに到達するまでに、ダンプトラック２の速度ＶｃをカーブＣＮの制限速度以下に低下させる。目標減速終了位置Ｌｐｉは、カーブＣＮの入口ＣＮＩである。実施形態２においては目標減速終了位置Ｌｐｉにおいてダンプトラック２を完全に停止させない。このため、実施形態１と異なり、より強い制動力を作動させる第２制御ＢＣＳを実施せずに、第１制御ＢＣＦのみにより制限速度以下まで減速するようにしてもよい。また、実施形態１と異なり、実施形態２において、カーブＣＮの入口ＣＮＩにある目標減速終了位置Ｌｐｉにおいて要求される目標位置精度ＰＣは１パターンしか存在しない。
【０１２３】
図２０は、制動力ゲインＧａが記述されたデータテーブルＴＢａの一例を示す図である。データテーブルＴＢａは、実施形態２に係る制動制御に用いられるものであり、計３個の制動力ゲインＧａ１１からＧａ３１が記述されている。制動力ゲインＧａは、位置計測精度ＰＰが決まると一義的に決定される。
【０１２４】
制動力ゲインＧａ１１，Ｇａ２１，Ｇａ３１はこの順に大きくなる。すなわち、制動力ゲインＧａは、位置計測精度ＰＰが高くなるにしたがって、ダンプトラック２が減速するときの衝撃が小さくなるように設定されている。
【０１２５】
データテーブルＴＢａは、図４に示される車体コントローラ２０の記憶部２０Ｍに記憶されている。車体コントローラ２０が制動制御を実行する場合、実施形態１と同様の制御が実行される。詳細な説明は割愛する。
【０１２６】
本実施形態は、カーブＣＮの入口ＣＮＩにおいて減速する場合を想定して説明したが、その状況に限定されず、例えば交差点ＩＳに侵入する際に減速する場合、及びスリップしやすい路面など制限速度が定められている場所の手前において減速する場合等に適用されてもよい。
【０１２７】
実施形態１では、車体コントローラ２０は、第１制御ＢＣＦにおいて制動力ゲインＧに基づいて制動力ＦＢを算出し制動装置２Ｂを作動させ、第２制御ＢＣＳにおいて第１制御ＢＣＦよりも大きな制動力を作動させるようにしていたが、このような２段階の制動制御の実施形態に限られず、例えば第１制御ＢＣＦのみにより目標停止位置Ｌｐに停止するよう制動力ＦＢが決定されてもよい。その場合、第１制御ＢＣＦにおける制動力が大きいほど、停止位置精度ＰＲｐは高まるものの、停車時にダンプトラック２に発生する衝撃は大きくなる。また、目標停止位置Ｌｐに対する制御開始位置Ｌｓを制動力に応じて変更させてもよい。この場合であっても、目標位置精度ＰＳＴは確保した上でダンプトラック２に発生する衝撃が小さくなるように制動力ゲインが決定されることが好ましい。
【０１２８】
前述した実施形態では、制動力ＦＢを算出する計算式を式（１）のように定義していたが、式（１）に限られず、制動力ゲインＧが入ってさえすればどのような計算式によって制動力ＦＢが算出されてもよい。
【０１２９】
前述した実施形態では、ダンプトラック２が備える制御システムにおいて制動制御する構成としていたが、このような態様に限られず、例えば管理装置１０により制動力ＦＢを算出しておき、算出された制動力ＦＢを通信システム９によりダンプトラック２に送信し制動装置を作動させてもよい。
【０１３０】
前述した実施形態では、位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴを、予め３段階に分けて用意していたが、このような態様に限られず、例えば数値化された位置計測精度ＰＰ及び目標位置精度ＰＳＴによって制動力ゲインが算出されてもよい。
【０１３１】
前述した実施形態においては、ＧＰＳ位置の精度が高精度であるか否かが判定される際に、ＧＰＳ受信器３１によって検出されたＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解であるか否かを判定したが、このような判定には限定されない。例えば、Ｆｌｏａｔ解であっても所定の条件を満たせばＧＰＳ位置の精度が高精度である、と判定されてもよい。
【０１３２】
実施形態１及び実施形態２において、作業車両は鉱山で用いられる鉱山機械である例を説明したが、作業車両は鉱山機械に限定されるものではない。作業車両は、少なくとも走行装置２３及び制動装置２Ｂを有していればよく、例えば地下鉱山で用いられる作業車両、及び地上の作業現場で用いられる作業車両であってもよい。作業車両は、鉱山機械を含む概念である。
【０１３３】
実施形態１及び実施形態２において、作業車両は、ダンプトラック２であるが、ホイールローダー、グレーダー又は一般の車両３Ｃであってもよい。また、実施形態１及び実施形態２において、ダンプトラック２は無人のダンプトラックであるが、これに限定されず、有人のダンプトラックの運転にアシストする形態であってもよい。
【０１３４】
照合航法位置出力コントローラ３３がダンプトラック２の位置を求める手法も、本実施形態のものには限定されず、障害物センサ２４による検出結果と予め保存された地図情報３７とを比較してダンプトラック２の現在位置を算出する方法であれば、どのような方法であっても構わない。本実施形態では、非接触センサ２４としてレーダーセンサ及びレーザーセンサを例示したが、非接触センサ２４はこれらに限られず、例えばステレオカメラ又はモノカメラを用いてダンプトラック２の周囲の状況を検出するようにしてもよい。
【０１３５】
前述した上述の実施形態ではＧＰＳ検出器を用いて作業車両の位置を検出していたが、それに限られず、周知の位置情報生成部に基づいて作業車両の位置を検出できるようにしてもよい。特に、地下鉱山ではＧＮＳＳを検出できないため、例えば、既存の位置情報生成部であるＩＭＥＳ（Indoor  Messaging  System）、疑似衛星（スードライト）、ＲＦＩＤ（Radio  Frequency  Identifier）、ビーコン、測量器、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ（Ultra  Wide  Band）、ＳＬＡＭ（Simultaneous  Localization  and  Mapping）、又はランドマーク（走行経路の傍らに設けた目印）を使用した作業車両の自己位置推定等を用いてもよい。
【０１３６】
実施形態１及び実施形態２は、目標の位置で目標の速度となるようにダンプトラック２を制動するにあたって、ダンプトラック２に発生する衝撃を抑制しつつ、目標の位置に到達した作業車両の位置に求められる精度の低下を抑制することができる。特に、鉱山で用いられるダンプトラック２は質量が大きいため、制動時にダンプトラック２には衝撃が発生しやすくなるが、前述した実施形態は、ダンプトラック２の衝撃を抑制しつつ、停止等における位置の精度の低下を抑制できるので、鉱山で用いられる大型の作業車両に好適である。
【０１３７】
以上、実施形態１及び実施形態２を説明したが、前述した内容により実施形態１及び実施形態２が限定されるものではない。前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。実施形態１及び実施形態２の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  管理システム
２  ダンプトラック
２Ｂ  制動装置
２Ｓ  操舵装置
２Ｄ  駆動装置
３  鉱山機械
２０  車体コントローラ
２０ＩＦ  入出力部
２０Ｍ  記憶部
２０Ｐ  処理部
２０ＰＡ  判定部
２０ＰＢ  制動パラメータ決定部
２０ＰＣ  推測航法位置推定部
２０ＰＤ  制動制御部
２０ＰＥ  駆動制御部
２０ＰＦ  操舵制御部
２１  車両本体
２３  走行装置
２３Ｂ  制動装置
２３Ｒ  後輪
２３Ｆ  前輪
２３Ｍ  電動機
２４  障害物センサ
２６  ジャイロセンサ
２７  速度センサ
３０  作業車両の制御システム（制御システム）
３１  ＧＰＳ受信器
３２  走行経路作成装置
３３  照合航法位置出力コントローラ
ＢＣＦ  第１制御
ＢＣＳ  第２制御
ＣＮ  カーブ
ｄ  目標距離
ＦＢ  制動力
Ｇ，Ｇａ  制動力ゲイン
ＭＲ  鉱山
ＰＣ  目標位置精度
ＰＰ  位置計測精度
ＰＲｃ  制動制御精度
ＰＲｐ  停止位置精度
ＰＳＴ  目標位置精度
ＴＢ，ＴＢａ  データテーブル
【図１】
0006456368.tif 000002
【図２】
0006456368.tif 000003
【図３】
0006456368.tif 000004
【図４】
0006456368.tif 000005
【図５】
0006456368.tif 000006
【図６】
0006456368.tif 000007
【図７】
0006456368.tif 000008
【図８】
0006456368.tif 000009
【図９】
0006456368.tif 000010
【図１０】
0006456368.tif 000011
【図１１】
0006456368.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006456368.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006456368.tif 000016
【図１６】
0006456368.tif 000017
【図１７】
0006456368.tif 000018
【図１８】
0006456368.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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