(57)【要約】  本発明は、轍の生成を抑制して、鉱山の生産性の低下を抑制できる作業機械の管理装置を提供することを目的とする。  作業機械の管理装置は、鉱山の作業場において作業機械のスイッチバック点を少なくとも１つ設定するスイッチバック点設定部と、作業機械の作業点を複数設定する作業点設定部と、積込場において少なくとも１つのスイッチバック点の位置及び複数の作業点のそれぞれの位置に基づいて作業機械が作業場を走行するための複数の目標走行経路を生成する走行経路生成部と、作業機械が作業場を走行するための目標走行経路を、複数の目標走行経路の中から選択する走行経路選択部と、を備える。
2016167375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱山の作業場において作業機械のスイッチバック点を少なくとも１つ設定するスイッチバック点設定部と、  前記作業機械の作業点を複数設定する作業点設定部と、  前記積込場において前記少なくとも１つのスイッチバック点の位置及び複数の前記作業点のそれぞれの位置に基づいて前記作業機械が前記作業場を走行するための複数の目標走行経路を生成する走行経路生成部と、  前記作業機械が前記作業場を走行するための目標走行経路を、前記複数の目標走行経路の中から選択する走行経路選択部と、を備える作業機械の管理装置。
【請求項２】
複数の前記作業点は、前記作業場内における規定エリア内に間隔をあけて設定される、請求項１に記載の作業機械の管理装置。
【請求項３】
複数の前記作業点は、前記作業場内における規定ラインに沿って間隔をあけて設定される、請求項１に記載の作業機械の管理装置。
【請求項４】
前記走行経路選択部は、第１の作業機械が前記作業場における目標走行経路として第１の目標走行経路を選択し、次に前記作業場に進入する第２の作業機械が前記作業場における目標走行経路として、第１の目標走行経路とは異なる第２の目標走行経路を選択する、  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項５】
前記走行経路選択部は、前記作業機械が前記複数の作業点を順次通過するように作業点を選択する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項６】
前記走行経路選択部は、前記作業機械が通過する前記作業点を、前記複数の作業点の中からランダムに選択する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項７】
前記走行経路選択部は、前記作業機械が通過する前記作業点を、頻度マップを用いて前記作業場において轍の生成が抑制されるように前記複数の作業点の中から選択する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項８】
前記作業場において前記作業機械のスイッチバック点を設定するスイッチバック点設定部をさらに備え、  前記スイッチバック点設定部は、前記スイッチバック点を複数設定し、  前記複数の作業点と複数の前記スイッチバック点のそれぞれとが結ばれる、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項９】
前記走行経路生成部は、前記作業場と接続され前記作業場に進入する前記作業機械が走行する搬送路における前記作業機械の目標走行経路を生成し、  前記搬送路における前記目標走行経路と前記作業場における複数の前記スイッチバック点のそれぞれとが結ばれる、請求項８に記載の作業機械の管理装置。
【請求項１０】
前記走行経路生成部は、前記搬送路において複数の前記目標走行経路を生成し、  前記複数のスイッチバック点と前記搬送路の複数の前記目標走行経路のそれぞれとが結ばれる、請求項９に記載の作業機械の管理装置。
【請求項１１】
前記走行経路生成部は、前記作業場と接続され前記作業場から退去する前記作業機械が走行する搬送路における前記作業機械の目標走行経路を複数生成し、  前記作業点と前記搬送路の複数の前記目標走行経路のそれぞれとが結ばれる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の作業機械の管理装置。
【請求項１２】
前記走行経路生成部は、前記複数の作業点と前記搬送路の複数の前記目標走行経路のそれぞれとが結ばれる、請求項１１に記載の作業機械の管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、作業機械の管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  鉱山において、無人で稼働する作業機械が使用される場合がある。特許文献１には無人ダンプトラックを走行させる無人車両走行システムの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０９００９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  無人車両走行システムにおいて、作業機械は、管理装置から送信された目標走行経路を示す目標走行経路データに従って走行する。複数の作業機械は、同一の目標走行経路に従って走行する。そのため、鉱山の搬送路又は作業場において轍が生成される可能性が高い。深い轍が生成されてしまうと、作業機械の走行に支障が生じる。そのため、深い轍が生成されてしまった場合、例えばグレーダを用いる整地作業が実施される。整地作業中においては、作業機械の走行を阻害することとなり、その結果、鉱山の生産性が低下してしまう。また、整地作業をすること自体に費用が発生してしまう。【０００５】  本発明の態様は、轍の生成を抑制して、鉱山の生産性の低下を抑制できる作業機械の管理装置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】
【０００６】  本発明の態様に従えば、鉱山の作業場において作業機械のスイッチバック点を少なくとも１つ設定するスイッチバック点設定部と、前記作業機械の作業点を複数設定する作業点設定部と、前記積込場において前記少なくとも１つのスイッチバック点の位置及び複数の前記作業点のそれぞれの位置に基づいて前記作業機械が前記作業場を走行するための複数の目標走行経路を生成する走行経路生成部と、前記作業機械が前記作業場を走行するための目標走行経路を、前記複数の目標走行経路の中から選択する走行経路選択部と、を備える作業機械の管理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】  本発明の態様によれば、轍の生成を抑制して、鉱山の生産性の低下を抑制できる作業機械の管理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る作業機械の制御システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る管理装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る目標走行経路の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るダンプトラックの一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るダンプトラックの制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る油圧ショベルの一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る油圧ショベルの制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るダンプトラックの動作の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、第６実施形態に係るダンプトラックの制御方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１０】＜第１実施形態＞  第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る作業機械４の制御システム１の一例を示す図である。本実施形態においては、作業機械４が鉱山で稼働する鉱山機械４である例について説明する。
【００１１】  鉱山機械４とは、鉱山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４は、運搬機械、積込機械、掘削機械、ボーリング機械、及び破砕機の少なくとも一つを含む。運搬機械は、積荷を運搬するための鉱山機械であり、ベッセルを有するダンプトラックを含む。積込機械は、運搬機械に積荷を積み込むための鉱山機械であり、油圧ショベル、電気ショベル、及びホイールローダの少なくとも一つを含む。
【００１２】  また、鉱山機械４は、無人で稼働する無人鉱山機械と、運転者が搭乗し運転者の操作により稼働する有人鉱山機械とを含む。
【００１３】  本実施形態においては、鉱山機械４として、運搬機械であるダンプトラック２及び積込機械である油圧ショベル３が専ら稼働する例について説明する。
【００１４】  本実施形態において、ダンプトラック２は、無人で稼働する無人ダンプトラックである。ダンプトラック２は、管理装置１０から送信されたデータ又は信号に基づいて鉱山を自律走行する。ダンプトラック２の自律走行とは、運転者の操作によらずに管理装置１０から送信されたデータ又は信号に基づいて走行することをいう。
【００１５】  本実施形態において、油圧ショベル３は、運転者が搭乗し運転者の操作により稼働する有人油圧ショベルである。
【００１６】  図１に示すように、鉱山に作業場ＰＡ及び搬送路ＨＬが設けられる。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施されるエリアである。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアである。搬送路ＨＬは、作業場ＰＬに通じる走行路である。ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び搬送路ＨＬの少なくとも一部を走行する。
【００１７】  図１において、制御システム１は、鉱山の管制施設７に設置される管理装置１０と、通信システム９とを備える。通信システム９は、データ又は信号を中継する中継器６を複数有する。通信システム９は、管理装置１０と鉱山機械４との間においてデータ又は信号を無線通信する。また、通信システム９は、複数の鉱山機械４の間においてデータ又は信号を無線通信する。
【００１８】  本実施形態において、ダンプトラック２及び油圧ショベル３を含む鉱山機械４の位置が、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）を利用して検出される。ＧＮＳＳとは、全地球航法衛星システムをいう。全地球航法衛星システムの一例として、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）が挙げられる。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。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。ＧＮＳＳにより、鉱山におけるダンプトラック２の位置及び油圧ショベル３の位置が検出される。
【００１９】  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を含む。
【００２０】  次に、管理装置１０について説明する。管理装置１０は、鉱山機械４にデータ又は信号を送信し、鉱山機械４からデータ又は信号を受信する。図１に示すように、管理装置１０は、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。
【００２１】  コンピュータ１１は、処理装置１２と、処理装置１２と接続される記憶装置１３と、入出力部１５とを備える。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。
【００２２】  処理装置１２は、鉱山機械４を管理するための演算処理を実施する。処理装置１２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサを含む。記憶装置１３は、鉱山機械４を管理するためのデータを記憶する。記憶装置１３は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリとを含む。表示装置１６は、処理装置１２の演算処理の結果を表示する。表示装置１６は、液晶ディスプレイ（Liquid  Crystal  Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic  Electroluminescence  Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置１７は、操作されることにより鉱山機械４を管理するためのデータを生成する。入力装置１７は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及びタッチパネルの少なくとも一つを含む。処理装置１２は、記憶装置１３に記憶されているデータ、入力装置１７で生成されたデータ、及び通信システム９を介して取得したデータの少なくとも一つを用いて演算処理を実施する。
【００２３】  無線通信装置１８は、管制施設７に設置される。無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有する。無線通信装置１８は、入出力部１５を介して処理装置１２と接続される。通信システム９は、無線通信装置１８を含む。無線通信装置１８は、鉱山機械４から送信されたデータ又は信号を受信可能である。無線通信装置１８で受信されたデータ又は信号は、処理装置１２に出力され記憶装置１３に記憶される。無線通信装置１８は、鉱山機械４にデータ又は信号を送信可能である。
【００２４】  図２は、本実施形態に係る管理装置１０の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、管理装置１０の処理装置１２は、鉱山の作業場ＰＡにおいてダンプトラック２のスイッチバック点を設定するスイッチバック点設定部１２１と、鉱山の作業場ＰＡにおいてダンプトラック２の作業点を設定する作業点設定部１２２と、鉱山機械４の目標走行経路を複数生成する走行経路生成部１２３と、鉱山機械４から送信されたデータ又は信号を取得するデータ取得部１２４と、走行経路生成部１２３で生成された複数の目標走行経路からダンプトラック２を走行させる目標走行経路を選択する走行経路選択部１２５と、走行経路選択部１２５で選択された目標走行経路に従ってダンプトラック２が走行するように制御信号を出力する走行制御部１２６と、を備える。
【００２５】  スイッチバック点設定部１２１は、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方において、ダンプトラック２がスイッチバックする絶対位置を示すスイッチバック点を少なくとも１つ設定する。スイッチバックとは、前進するダンプトラック２が鋭角的に進行方向を転換して、後進しながら作業点に接近する動作をいう。
【００２６】  作業点設定部１２２は、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方において、ダンプトラック２が規定作業を実施する絶対位置を示す作業点を設定する。ダンプトラック２の規定作業は、ダンプトラック２に積荷を積み込む積荷作業、及びダンプトラック２から積荷を排出する排出作業の少なくとも一方を含む。作業点は、積込作業が実施される絶対位置を示す積込点、及び排出作業が実施される絶対位置を示す排出点の少なくとも一方を含む。積込場ＬＰＡにおいて積込点が設定される。排土場ＤＰＡにおいて排出点が設定される。
【００２７】  走行経路生成部１２３は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡの少なくとも一方において鉱山を走行する各ダンプトラック２に対して走行する目標走行経路を生成する。走行経路生成部１２３は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡの少なくとも一方を含む作業場において、少なくとも１つのスイッチバック点の位置及び複数の作業点のそれぞれの位置に基づいてダンプトラック２が作業場を走行するための複数の目標走行経路を生成する。
【００２８】  データ取得部１２４は、ダンプトラック２及び油圧ショベル３を含む鉱山機械４から送信されたデータ又は信号を取得する。
【００２９】  走行経路選択部１２５は、ダンプトラック２が作業場を走行するための目標走行経路を、走行経路生成部１２３で生成された複数の目標走行経路の中から選択する。また、作業点が複数設定される場合、走行経路選択部１２５は、ダンプトラック２が複数の作業点に順次走行するように、目標走行経路を選択する。
【００３０】  走行制御部１２６は、ダンプトラック２の走行を制御するための制御信号を生成し出力する。走行制御部１２６は、走行経路生成部１２３で生成された目標走行経路に従ってダンプトラック２が走行するように、ダンプトラック２を制御する。
【００３１】  図３は、本実施形態に係る目標走行経路ＲＰの一例を示す模式図である。処理装置１２の走行経路生成部１２３は、鉱山を走行するダンプトラック２の走行条件データを生成する。目標走行経路ＲＰ走行条件データは、目標走行経路ＲＰ上に一定の間隔Ｗで設定される複数のコース点ＰＩの集合体を含む。
【００３２】  複数のコース点ＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標絶対位置データと、コース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度データとを含む。目標走行経路ＲＰは、複数のコース点ＰＩの集合体である目標走行経路ＲＰによって規定される。複数のコース点ＰＩを通過する軌跡によってダンプトラック２の目標走行経路ＲＰが規定される。目標走行速度データに基づいて、そのコース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度が規定される。
【００３３】  管理装置１０は、無線通信装置１８を介して、ダンプトラック２に、進行方向前方の複数のコース点ＰＩを含む走行条件データを出力する。ダンプトラック２は、管理装置１０から送信された走行条件データに従って、鉱山を走行する。
【００３４】  なお、図３は、搬送路ＨＬに設定される目標走行経路ＲＰを示す。走行経路生成部１２３は、搬送路ＨＬのみならず、作業場ＰＡにおいても目標走行経路ＲＰを示す目標走行経路ＲＰを生成する。
【００３５】  次に、本実施形態に係るダンプトラック２について説明する。図４は、本実施形態に係るダンプトラック２の一例を模式的に示す図である。
【００３６】  ダンプトラック２は、鉱山を走行可能な走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるベッセル２３と、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、制御装置２５とを備える。
【００３７】  走行装置２１は、車輪２６と、車輪２６を回転可能に支持する車軸２７と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２８と、進行方向を調整可能な操舵装置２９とを有する。
【００３８】  走行装置２１は、駆動装置２４が発生した駆動力により作動する。駆動装置２４は、ダンプトラック２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、例えば電気駆動方式により走行装置２１を駆動する。駆動装置２４は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動する電動機とを有する。
【００３９】  操舵装置２９は、車輪２６の向きを変えることによって、ダンプトラック２の進行方向を調整する。
【００４０】  ブレーキ装置２８は、ダンプトラック２を減速又は停止させるための制動力を発生する。制御装置２５は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令信号、ブレーキ装置２８を作動するためのブレーキ指令信号、及び操舵装置２９を作動するためのステアリング指令信号を出力する。
【００４１】  また、ダンプトラック２は、ダンプトラック２の位置を検出する位置検出器３５と、無線通信装置３６とを備える。
【００４２】  位置検出器３５は、ＧＰＳ受信機を含み、ダンプトラック２のＧＰＳ位置（座標）を検出する。位置検出器３５は、ＧＰＳ用のアンテナ３５Ａを有する。アンテナ３５Ａは、測位衛星５からの電波を受信する。位置検出器３５は、アンテナ３５Ａで受信した測位衛星５からの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ３５Ａの位置を算出する。アンテナ３５ＡのＧＰＳ位置が算出されることによって、ダンプトラック２のＧＰＳ位置が検出される。
【００４３】  通信システム９は、ダンプトラック２に設けられている無線通信装置３６を含む。無線通信装置３６は、アンテナ３６Ａを有する。無線通信装置３６は、管理装置１０と無線通信可能である。
【００４４】  管理装置１０は、通信システム９を介して、目標走行経路ＲＰを含むダンプトラック２の走行条件データを制御装置２５に送信する。制御装置２５は、管理装置１０から供給された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２が走行条件データに従って走行するように、ダンプトラック２の駆動装置２４、ブレーキ装置２８、及び操舵装置２９の少なくとも一つを制御する。
【００４５】  また、ダンプトラック２は、通信システム９を介して、位置検出器３５で検出されたダンプトラック２の絶対位置を示す絶対位置データを管理装置１０に送信する。管理装置１０のデータ取得部１２４は、鉱山を走行する複数のダンプトラック２の絶対位置データを取得する。
【００４６】  次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御装置２５について説明する。図５は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御装置２５の機能ブロック図である。制御装置２５は、ダンプトラック２に搭載される。
【００４７】  図５に示すように、ダンプトラック２は、無線通信装置３６と、位置検出器３５と、制御装置２５と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２８と、操舵装置２９とを備える。
【００４８】  制御装置２５は、入出力部４１と、走行条件データ取得部４２と、運転制御部４３と、絶対位置データ取得部４４と、記憶部４５とを備える。
【００４９】  入出力部４１は、無線通信装置３６から出力された管理装置１０からの走行条件データ、及び位置検出器３５から出力されたダンプトラック２の絶対位置を示す絶対位置データを取得する。また、入出力部４１は、駆動装置２４にアクセル指令信号を出力し、ブレーキ装置２８にブレーキ指令信号を出力し、操舵装置２９にステアリング指令信号を出力する。
【００５０】  走行条件データ取得部４２は、管理装置１０から送信された、目標走行経路ＲＰを含む走行条件データを取得する。
【００５１】  運転制御部４３は、指定された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２の走行装置２１を制御する運転制御信号を出力する。走行装置２１は、ブレーキ装置２８及び操舵装置２９を含む。運転制御部４３は、駆動装置２４、ブレーキ装置２８、及び操舵装置２９を含む走行装置２１に運転制御信号を出力する。運転制御信号は、駆動装置２４に出力されるアクセル信号、ブレーキ装置２８に出力されるブレーキ指令信号、及び操舵装置２９に出力されるステアリング指令信号を含む。
【００５２】  絶対位置データ取得部４５は、位置検出器３５の検出結果からダンプトラック２の絶対位置データを取得する。
【００５３】  記憶部４５は、無線通信装置３６から取得したダンプトラック２の走行条件データを記憶する。走行条件データは、目標走行経路ＲＰを示す目標走行経路ＲＰを含む。
【００５４】  次に、本実施形態に係る油圧ショベル３について説明する。図６は、本実施形態に係る油圧ショベル３の一例を模式的に示す図である。図７は、本実施形態に係る油圧ショベル３の制御装置７０の機能ブロック図である。制御装置７０は、油圧ショベル３に搭載される。
【００５５】  図６に示すように、油圧ショベル３は、油圧により作動する作業機５０と、作業機５０を支持する車両本体６０とを備える。車両本体６０は、上部旋回体６１と、上部旋回体６１を支持する下部走行体６２とを含む。上部旋回体６１は、運転室を含むキャブ６３を有する。運転室には、運転者Ｍａが着座する運転席６４と、運転者Ｍａに操作される操作レバー６５と、運転者Ｍａに操作される入力装置６６と、表示装置６７とが配置される。
【００５６】  図７に示すように、油圧ショベル３は、上部旋回体６１に対するバケット５３の相対位置を検出する検出装置５７を備える。また、油圧ショベル３は、上部旋回体６１の絶対位置を検出する位置検出器６８と、無線通信装置６９とを備える。
【００５７】  位置検出器６８は、ＧＰＳ受信機及び慣性計測装置（Inertial  Measurement  Unit：ＩＭＵ）を含み、油圧ショベル３における上部旋回体６１のＧＰＳ位置（絶対位置）及び方位を検出する。検出装置５７によって上部旋回体６１に対するバケット５３の刃先５３Ｂの相対位置が検出される。バケットの相対位置は、旋回中心から上部旋回体６１の向きに所定距離離れた点に位置するものとして規定されてもよいし、ブーム、アーム、バケット等の角度を検出して規定されてもよい。位置検出器６８の検出結果と検出装置５７の検出結果とに基づいて、バケット５３の刃先５３Ｂの絶対位置が算出される。
【００５８】  通信システム９は、油圧ショベル３に設けられている無線通信装置６９を含む。無線通信装置６９は、管理装置１０と無線通信可能である。
【００５９】  次に、本実施形態に係る油圧ショベル３の制御装置について説明する。図９は、本実施形態に係る油圧ショベル３の制御装置７０の機能ブロック図である。制御装置７０は、油圧ショベル３に搭載される。
【００６０】  図９に示すように、油圧ショベル３は、無線通信装置６９と、位置検出器６８と、検出装置５７と、制御装置７０と、入力装置６６と、表示装置６７とを備える。
【００６１】  制御装置７０は、入出力部７１と、バケット位置データ取得部７２と、入力データ取得部７３と、指令データ生成部７４を備える。
【００６２】  入出力部７１は、位置検出器６８から出力された油圧ショベル３の位置を示す位置データ、検出装置５７で検出されたバケット５３の位置を示すバケット位置データ、及び入力装置６６が操作されることにより生成された入力データを取得する。また、入出力部４１は、指令データ生成部７４で生成された指令データを、無線通信装置６９を介して管理装置１０に出力する。
【００６３】  バケット位置データ取得部７２は、位置検出器６８によって検出された上部旋回体６１の絶対位置を示す位置データと、検出装置５７によって検出された上部旋回体６１に対するバッケット５３の相対位置を示す位置データとを取得する。バケット位置データ取得部７２は、位置検出器６８で検出された上部旋回体６１の絶対位置を示す位置データと、検出装置５７で検出された上部旋回体６１に対するバケット５３の相対位置を示す位置データとに基づいて、バケット５３の絶対位置を示すバケット位置データを算出する。
【００６４】  入力データ取得部７３は、運転者Ｍａに操作されることにより入力装置６６で生成された入力データを取得する。
【００６５】  指令データ生成部７４は、鉱山機械４の作業点の設定を指令する指令データを生成する。本実施形態において、指令データ生成部７４は、鉱山の積込場ＬＰＡにおいてダンプトラック２の積込点の設定を指令する指令データを生成する。積込点の設定方法として、例えば、運転者Ｍａは、操作レバー６５を操作して、バケット５３を希望する位置に配置した状態で、入力装置６６を操作する。指令データは、入力装置６６が操作された時点におけるバケット５３の絶対位置を示すバケット位置データを含む。入力装置６６が操作され、入力装置６６で生成された入力データが入力データ取得部７３に取得された時点におけるバケット５３のバケット位置データが積込点として設定される。このように、本実施形態においては、油圧ショベル３に設けられた入力装置６６が操作されることにより、積込点の設定を指令する指令データが指令データ生成部７４によって生成される。指令データ生成部７４で生成された指令データは、無線通信装置６９を介して管理装置１０に送信される。
【００６６】  次に、本実施形態に係るダンプトラック２の動作の一例について説明する。図８は、本実施形態に係るダンプトラック２の積込場ＬＰＡにおける動作の一例を示す模式図である。
【００６７】  積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に対する積込作業が実施されるエリアである。油圧ショベル３が積込場ＬＰＡに配置される。積込場ＬＰＡには、積込場ＬＰＡに進入および退去するダンプトラック２が走行する第１搬送路ＨＬ１と、積込場ＬＰＡから退去したダンプトラック２が走行する第２搬送路ＨＬ２とが接続される。なお、搬送路は１つの搬送路ＨＬのみが積込場ＬＰＡに接続される構成であってもよい。
【００６８】  管理装置１０における走行経路生成部１２３は、第１搬送路ＨＬ１におけるダンプトラック２の目標走行経路ＲＰｉ、第２搬送路ＨＬ２におけるダンプトラック２の目標走行経路ＲＰｏ、及び積込場ＬＰＡにおけるダンプトラック２の目標走行経路ＲＰを生成する。
【００６９】  管理装置１０におけるスイッチバック点設定部１２１は、積込場ＬＰＡにおいてスイッチバック点ＢＰを設定する。作業点設定部１２２は、積込場ＬＰＡにおいて積込点ＬＰを設定する。スイッチバック点ＢＰは、スイッチバックするダンプトラック２の絶対位置における目標点を示す。積込点ＬＰは、油圧ショベル３が積込作業する際のダンプトラック２の絶対位置における目標点を示す。前進しながら第１搬送路ＨＬ１から積込場ＬＰＡに進入したダンプトラック２は、スイッチバック点ＢＰでスイッチバックして、後進しながら積込点ＬＰに移動する。積込点ＬＰにおいて積込作業が実施されたダンプトラック２は、前進しながら積込場ＬＰＡから第２搬送路ＨＬ２に退去する。
【００７０】  本実施形態において、積込点ＬＰは、例えば油圧ショベル３の運転者Ｍａにより指定される。運転者Ｍａは、操作レバー６５を操作して、作業機５０のバケット５３を希望する位置に配置する。バケット５３が希望する位置に配置された状態で、運転者Ｍａは、入力装置６６を操作する。入力装置６６が操作され、入力装置６６で生成された入力データが入力データ取得部７３に取得された時点におけるバケット５３の絶対位置を示すバケット位置データが積込点ＬＰに設定される。
【００７１】  運転者Ｍａにより設定された積込点ＬＰの位置データを含む指令データが油圧ショベル３の指令データ生成部７４で生成される。指令データ生成部７４で生成された指令データは、無線通信装置６９を介して管理装置１０に送信される。
【００７２】  管理装置１０のデータ取得部１２４は、運転者Ｍａにより指定された積込点ＬＰの位置データを含む指令データを油圧ショベル３から取得する。管理装置１０の作業点設定部１２２は、油圧ショベル３から送信された指令データに基づいて、積込点ＬＰを設定する。なお、作業点設定部１２２は、指令データによらず、作業点設定部１２２が自動的に積込点ＬＰを設定するようにしてもよい。
【００７３】  走行経路生成部１２３は、第１搬送路ＨＬ１における目標走行経路ＲＰｉと、スイッチバック点設定部１２１で設定されたスイッチバック点ＢＰとが結ばれるように、積込場ＬＰＡの入口からの目標走行経路ＲＰを生成する。また、走行経路生成部１２３は、スイッチバック点設定部１２１で設定されたスイッチバック点ＢＰと作業点設定部１２２で設定された積込点ＬＰとが結ばれるように、目標走行経路ＲＰを生成する。また、走行経路生成部１２３は、作業点設定部１２２で設定された積込点ＬＰと第２搬送路ＨＬ２における目標走行経路ＲＰｏとが結ばれるように、積込場ＬＰＡの出口までの目標走行経路ＲＰを生成する。
【００７４】  走行経路生成部１２３で生成された目標走行経路データ、スイッチバック点設定部１２１で設定されたスイッチバック点データ、及び作業点設定部１２２で設定された積込点データ（作業点データ）は、通信システム９を介してダンプトラック２に送信される。本実施形態においては、走行経路生成部１２３で生成され、走行経路選択部１２５で選択された目標走行経路データが、通信システム９を介してダンプトラック２に送信される。ダンプトラック２は、管理装置１０で生成された、第１搬送路ＨＬ１における目標走行経路ＲＰｉ、積込場ＬＰＡにおけるスイッチバック点ＢＰ及び積込点ＬＰを含む目標走行経路ＲＰ、及び第２搬送路ＨＬ２における目標走行経路ＲＰｏに従って、第１搬送路ＨＬ１、積込場ＬＰＡ、及び第２搬送路ＨＬ２を走行する。
【００７５】  次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法について説明する。図９は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示すフローチャートである。図１０は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。
【００７６】  管理装置１０におけるスイッチバック点設定部１２１において、スイッチバック点ＢＰの位置が設定される（ステップＳＰ１０）。スイッチバック点設定部１２１は、積込場ＬＰＡにおいてダンプトラック２のスイッチバック点ＢＰを設定する。図１０に示すように、本実施形態においては、１つのスイッチバック点ＢＰが設定される。本実施形態において、スイッチバック点ＢＰは、積込場ＬＰＡの入口と油圧ショベル３の位置との間に設定される。積込場ＬＰＡの入口は、第１搬送路ＨＬ１と積込場ＬＰＡとの接続部を含む。
【００７７】  スイッチバック点ＢＰの位置の設定は、例えば管制施設７の管理者により実施されてもよいし、油圧ショベル３の運転者Ｍａにより実施されてもよい。例えば、管制施設７の管理者が入力装置１７を操作して、スイッチバック点ＢＰを設定してもよい。また、管理装置１０におけるスイッチバック点設定部１２１により自動的に設定されてもよい。油圧ショベル３の運転者Ｍａが入力装置６６を操作して、スイッチバック点ＢＰを設定してもよい。油圧ショベル３の運転者Ｍａがスイッチバック点ＢＰを設定する場合、入力装置６６が操作されることにより生成されたスイッチバック点ＢＰを設定するための入力データが、油圧ショベル３から通信システム９を介して管理装置１０に送信される。
【００７８】  本実施形態において、作業点設定部１２２は、積込場ＬＰＡにおいてダンプトラック２の積込点ＬＰの位置を複数設定する（ステップＳＰ２０）。図１０に示すように、本実施形態においては、例えば３つの積込点ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が間隔をあけて設定される。
【００７９】  複数の積込点ＬＰの位置が設定された後、目標走行経路ＲＰが生成される（ステップＳＰ３０）。図１０に示すように、走行経路生成部１２３は、第１搬送路ＨＬ１における目標走行経路ＲＰｉと積込場ＬＰＡにおけるスイッチバック点ＢＰとが結ばれるように、目標走行経路ＲＰｉを生成する。
【００８０】  また、走行経路生成部１２３は、スイッチバック点ＢＰと複数の積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）のそれぞれとを結ぶように、複数の目標走行経路ＲＰを生成する。図１０に示す例では、複数の目標走行経路ＲＰは、スイッチバック点ＢＰと作業点ＬＰ１とを結ぶ目標走行経路ＲＰ１、スイッチバック点ＢＰと作業点ＬＰ２とを結ぶ目標走行経路ＲＰ２、及びスイッチバック点ＢＰと作業点ＬＰ３とを結ぶ目標走行経路ＲＰ３を含む。
【００８１】  走行経路選択部１２５は、走行経路生成部１２３で生成された複数の目標走行経路ＲＰ（ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３）から、ダンプトラック２を走行させる目標走行経路ＲＰを選択する（ステップＳＰ４０）。
【００８２】  走行経路生成部１２３で生成され走行経路選択部１２５で選択された目標走行経路ＲＰは、鉱山で稼働する複数のダンプトラック２のそれぞれに送信される。複数のダンプトラック２はそれぞれ、走行経路選択部１２５で選択された目標走行経路ＲＰのいずれかに従って積込場ＬＰＡ内を走行する。
【００８３】  走行制御部１２６は、第１搬送路ＨＬ１から積込場ＬＰＡに進入するダンプトラック２の走行を制御するための制御信号を出力する（ステップＳＰ５０）。本実施形態において、走行制御部１２６は、積込場ＬＰＡに進入するダンプトラック２が走行経路選択部１２５で選択された目標走行経路ＲＰに従って走行するように、ダンプトラック２に制御信号を出力する。
【００８４】  積込場ＬＰＡにおいて設定された複数の目標走行経路ＲＰ（ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３）からダンプトラック２に走行させる目標走行経路ＲＰが走行経路選択部１２５によって選択された場合、走行制御部１２６は、その選択された目標走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２が走行するように、そのダンプトラック２に制御信号を出力する。
【００８５】  本実施形態においては、走行経路選択部１２５は、積込場ＬＰＡにおいて、ダンプトラック２が第１の目標走行経路ＲＰを走行後、第２の目標走行経路ＲＰを走行するように、ダンプトラック２を走行させる目標走行経路ＲＰを選択する。
【００８６】  例えば、走行経路選択部１２５は、あるダンプトラック２が目標走行経路ＲＰ１を走行して積込点ＬＰ１に到達し、積込作業を終了した後、次のダンプトラック２が目標走行経路ＲＰ２を走行して積込点ＬＰ２に到達するように、複数のダンプトラック２のそれぞれを走行させるための目標走行経路ＲＰを選択する。
【００８７】  走行経路選択部１２５は、ダンプトラック２が複数の積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）に順次走行するように目標走行経路ＲＰを選択する。例えば、第１のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ１に向かって目標走行経路ＲＰ１を走行後に積込作業を実施する第１動作、第２のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ２に向かって目標走行経路ＲＰ２を走行後に積込作業を実施する第２動作、及び第３のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ３に向かって目標走行経路ＲＰ３を走行後に積込作業を実施する第３動作が、第１動作、第２動作、及び第３動作の順番で実施された後、再度、第１動作、第２動作、及び第３動作が、その順番で実施されるように、複数のダンプトラック２が制御される。
【００８８】  本実施形態において、作業点設定部１２２は、積込場ＬＰＡにおいて轍の生成が抑制されるように、複数の積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）を設定する。走行経路生成部１２３は、積込場ＬＰＡにおいて轍の生成が抑制されるように、複数の目標走行経路ＲＰ（ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３）を設定する。走行経路選択部１２５は、積込場ＬＰＡにおいて轍の生成が抑制されるように、ダンプトラック２を通過させる目標走行経路ＲＰを選択する。走行経路制御部１２６は、選択された目標走行経路ＲＰに従って走行するように、各ダンプトラック２に制御信号を送信する。
【００８９】  例えば、複数の積込点ＬＰの間隔が狭かったり、複数の目標走行経路ＲＰの間隔が狭かったりする場合、複数のダンプトラック２の車輪２６は、実質的に同一ルートを通過することとなる。その結果、深い轍が生成される可能性がある。作業点設定部１２２は、複数の作業点ＬＰの間隔が、例えば車輪２６の幅（タイヤ幅）よりも大きくなるように、複数の作業点ＬＰを設定する。走行経路生成部１２３は、複数の目標走行経路ＲＰの間隔が、例えば車輪２６の幅（タイヤ幅）よりも大きくなるように、複数の目標走行経路ＲＰを設定する。
【００９０】  また、積込点ＬＰが複数設定されても、複数の積込点ＬＰのうち特定の積込点ＬＰに向かって複数のダンプトラック２が連続して走行する場合、深い轍が生成される可能性がある。同様に、目標走行経路ＲＰが複数設定されても、複数の目標走行経路ＲＰのうち特定の目標走行経路ＲＰを複数のダンプトラック２の車輪２６が連続して通過する場合、深い轍が生成される可能性がある。
【００９１】  そこで、走行経路選択部１２５は、複数の積込点ＬＰのうち同一の積込点ＬＰに向かって複数のダンプトラック２が連続して走行しないように、複数の目標走行経路ＲＰからダンプトラック２を走行させる目標走行経路ＲＰを選択する。例えば、走行経路選択部１２５は、第１のダンプトラック２が積込場ＬＰに進入した後に第２のダンプトラック２が積込場ＬＰに進入する場合において、第１のダンプトラック２が配置される第１の積込点ＬＰを、第２のダンプトラック２が配置されずに第１の積込点ＬＰとは異なる第２の積込点ＬＰに配置されるように、目標走行経路ＲＰを選択してもよい。
【００９２】  また、走行経路選択部１２５は、スイッチバック点ＢＰと複数の積込点ＬＰとの間の複数の目標走行経路ＲＰのうち同一の目標走行経路ＲＰに複数のダンプトラック２が連続して通過しないように、複数の目標走行経路ＲＰからダンプトラック２を走行させる目標走行経路ＲＰを選択する。例えば、走行経路選択部１２５は、第１のダンプトラック２が積込場ＬＰに進入した後に第２のダンプトラック２が積込場ＬＰに進入する場合において、第１のダンプトラック２が通過した第１の目標走行経路ＲＰを、第２のダンプトラック２が通過せずに第１の目標走行経路ＲＰとは異なる第２の目標走行経路ＲＰを通過するように、目標走行経路ＲＰを選択してもよい。
【００９３】  なお、ある積込場ＬＰＡにおいて、第１のダンプトラック２が通過する積込点ＬＰとして第１の積込点ＬＰ１が選択されたとしても、次に第１のダンプトラック２が同じ積込場ＬＰＡに進入する場合には、異なる積込点ＬＰが選択されてもよい。
【００９４】  以上説明したように、本実施形態によれば、１つのスイッチバック点ＢＰに対して複数の積込点ＬＰが設定され、スイッチバック点ＢＰと複数の積込点ＬＰのそれぞれとを結ぶ複数の目標走行経路ＲＰが生成され、複数の目標走行経路ＲＰのそれぞれに従ってダンプトラック２が積込点ＬＰに走行するように制御されるので、同一の目標走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２が連続的に走行することが抑制される。したがって、積込場ＬＰにおいて深い轍が生成されることが抑制される。深い轍の生成が抑制されるため、整地作業の実施が抑制され、鉱山の生産性の低下が抑制される。
【００９５】  また、本実施形態においては、作業点設定部１２２は、積込場ＬＰにおいて轍の生成が抑制されるように、複数の積込点ＬＰを設定する。作業点設定部１２２が、複数の積込点ＬＰの間隔を調整したり、積込点ＬＰの位置を変えたりすることにより、深い轍の生成が抑制される。
【００９６】  また、本実施形態においては、油圧ショベル３に設けられた入力装置６６が運転者Ｍａに操作されることにより指令データが生成され、作業点設定部１２２は、データ取得部１２４を介して、油圧ショベル３から指令データを取得する。運転者Ｍａが入力装置６６を操作する回数よりも多い数の積込点ＬＰが作業点設定部１２２によって自動的に設定される。これにより、複数の積込点ＬＰを設定する作業は効率良く実施される。また、運転者Ｍａが希望する位置に積込点ＬＰを設定することができる。
【００９７】  また、本実施形態においては、ダンプトラック２は、複数の積込点ＬＰに順次走行するように制御される。これにより、例えばダンプトラック２が積込点ＬＰ１に配置されてから再度積込点ＬＰ１に配置されるまでの期間と、ダンプトラック２が積込点ＬＰ２に配置されてから再度積込点ＬＰ２に配置されるまでの期間と、ダンプトラック２が積込点ＬＰ３に配置されてから再度積込点ＬＰ３に配置されるまでの期間とを、実質的に同一にすることができる。これにより、複数の積込点ＬＰにおいてダンプトラック２が配置される回数の偏り及び配置されない期間の偏りが抑制されるので、深い轍の生成が抑制される。
【００９８】  なお、本実施形態においては、走行制御部１２６は、ダンプトラック２が複数の積込点LＰ（LＰ１，LＰ２，LＰ３）に順次走行するように制御信号を出力することとした。すなわち、第１のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ１に向かって目標走行経路ＲＰ１を走行させる第１動作、第２のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ２に向かって目標走行経路ＲＰ２を走行させる第２動作、及び第３のダンプトラック２がスイッチバック点ＢＰを通過して積込点ＬＰ３に向かって目標走行経路ＲＰ３を走行させる第３動作が、第１動作、第２動作、及び第３動作の順番で実施された後、再度、第１動作、第２動作、及び第３動作の順番で実施されるように、複数のダンプトラック２が制御される、シーケンシャル走行制御が実施されることとした。第１動作、第２動作、及び第３動作が、ダンプトラック２の走行毎に変更されるランダム走行制御が実施されてもよい。ランダム制御においては、上述のように、同一のスイッチバック点ＢＰを連続的にダンプトラック２が通過しないように、ダンプトラック２の走行が制御されてもよい。また、後述するような、頻度マップ走行制御が実施されてもよい。
【００９９】＜第２実施形態＞  第２実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１００】  図１１は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。図１１に示すように、作業点設定部１２２は、複数の積込点ＬＰを、積込場ＬＰＡにおいて、規定ラインＣＬに沿って間隔をあけて設定することができる。図１１に示す例では、規定ラインＣＬに沿って３つの積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）が設定される。
【０１０１】  本実施形態において、規定ラインＣＬは、下部走行体６２の走行が実質的に停止され、上部旋回体６１が旋回軸ＲＸを中心に旋回したときの、バケット５３が描く円弧状のラインによって規定される。なお規定ラインの形状は円弧状であってもよいし、直線であってもよい。
【０１０２】  上述のように、積込点ＬＰは、例えば油圧ショベル３の運転者Ｍａにより指定される。運転者Ｍａは、希望する位置にバケット５３が配置された状態で、入力装置６６を操作する。油圧ショベル３の指令データ生成部７４は、入力装置６６が操作されることにより生成された入力データを入力データ取得部７３が取得した時点におけるバケット５３の絶対位置を示すバケット位置データに基づいて、ダンプトラック２の積込点ＬＰの設定を指令する指令データを生成する。
【０１０３】  本実施形態においては、運転者Ｍａは、操作レバー６５を操作してバケット５３を積込点ＬＰ１に配置した状態で入力装置６６を操作した後、操作レバー６５を操作してバケット５３を積込点ＬＰ３に配置した状態で入力装置６６を操作する。これにより、油圧ショベル３の指令データ生成部７４は、積込点ＬＰ１の設定を指令する指令データ、及び積込点ＬＰ３の設定を指令する指令データを生成する。
【０１０４】  本実施形態においては、運転者Ｍａは、バケット５３を積込点ＬＰ１に配置した状態で入力装置６６を操作した後、下部走行体６２の走行を停止し、且つ、作業機５０の伸縮を停止した状態で、上部旋回体６１を旋回させて、バケット５３を積込点ＬＰ３に配置して、入力装置６６を操作する。したがって、積込点ＬＰ１及び積込点ＬＰ３は、旋回軸ＲＸを中心とする円弧状の規定ラインＣＬに沿って間隔をあけて設定される。
【０１０５】  なお、運転者Ｍａは、バケット５３を積込点ＬＰ１に配置した状態で入力装置６６を操作した後、下部走行体６２を僅かに走行させたり、作業機５０を僅かに伸縮させたりしながら、上部旋回体６１を旋回させて、バケット５３を積込点ＬＰ３に配置して、入力装置６６を操作してもよい。
【０１０６】  管理装置１０のデータ取得部１２４は、指令データ生成部７４で生成された指令データを、通信システム９を介して油圧ショベル３から取得する。管理装置１０の作業点設定部１２２は、データ取得部１２４で取得された指令データに基づいて、複数の積込点ＬＰを設定する。図１１に示すように、作業点設定部１２２は、指令データによって規定された積込点ＬＰ１と積込点ＬＰ３との間に、積込点ＬＰ２を設定する。積込点ＬＰ２は、規定ラインＣＬ上に設定される。すなわち、本実施形態において、作業点設定部１２２は、３つの積込点ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３を規定ラインＣＬに沿って間隔をあけて設定する。
【０１０７】  以上説明したように、規定ラインＣＬが設定され、規定ラインＣＬに沿って複数の積込点ＬＰが設定されることにより、積込場ＬＰＡにおいて深い轍が生成されることが抑制され、鉱山の生産性の低下が抑制される。
【０１０８】  また、本実施形態においては、複数の積込点ＬＰは、旋回軸ＲＸを中心とする円弧状の規定ラインＣＬに沿って間隔をあけて設定される。これにより、複数の積込点ＬＰを設定するとき、運転者Ｍａは、下部走行体６２を走行させることなく、且つ、作業機５０を伸縮させることなく、上部旋回体６１を旋回させるだけで、複数の積込点ＬＰを円滑に設定することができる。また、規定ラインＣＬに沿って複数の作業点ＬＰが設定されることにより、ダンプトラック２に対する積込作業を実施するとき、運転者Ｍａは、下部走行体６２を走行させることなく、上部旋回体６１を旋回させるだけで、複数の積込点ＬＰのそれぞれに配置されたダンプトラック２に対する積込作業を作業性良く実施することができる。
【０１０９】  なお、本実施形態において、規定ラインＣＬは、バケット５３の移動軌跡でなくてもよい。例えば、管理装置１０が任意に規定ラインＣＬを設定してもよい。
【０１１０】  なお、図１１に示す例では、規定ラインＣＬに沿って３つの積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）が設定されているが、規定ラインＣＬ上であればどの位置においても積込点ＬＰを設定することができる。各ダンプトラック２が走行する毎にどの位置の積込点ＬＰを通過させるかは、走行経路選択部１２５が選択する。具体的な走行経路の選択手法としては、例えば図１１のように所定の積込点をいくつか設定して順次選択されるようにしてもよいし、図１１における積込点ＬＰ１から上方向に等間隔に積込点ＬＰを移動させて選択するようにしてもよいし、ランダムに規定ラインＣＬ上に積込点ＬＰを選択するようにしてもよい。また、後述する頻度マップを用いて積込点ＬＰを選択するようにしてもよい。その他、どのような選択方法を採用してもよい。
【０１１１】＜第３実施形態＞  第３実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１１２】  図１２は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。図１２に示すように、作業点設定部１２２は、複数の積込点ＬＰを、積込場ＬＰＡに設定された規定エリアＡＲに設定することができる。図１２に示す例では、規定エリアＡＲに３つの積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）が間隔をあけて設定される。
【０１１３】  本実施形態において、規定エリアＡＲは、油圧ショベル３の上部旋回体６１の旋回エリアＣＲに設定する。上部旋回体６１の旋回エリアＣＲとは、下部走行体６２の走行が実質的に停止され、作業機５０が最も伸ばされた状態で、上部旋回体６１が旋回軸ＲＸを中心に旋回したときの、バケット５３の刃先が描く円の内側の領域をいう。なお、作業機５０が最も伸ばされた状態とは、下部走行体６２が配置される地面と実質的に平行な面内において、バケット５３の刃先が旋回軸ＲＸから最も遠くに配置されるときの作業機５０の姿勢をいう。
【０１１４】  以上説明したように、規定エリアＡＲが設定され、規定エリアＡＲに複数の積込点ＬＰが設定されることにより、積込場ＬＰＡにおいて深い轍が生成されることが抑制され、鉱山の生産性の低下が抑制される。
【０１１５】  また、本実施形態においては、規定エリアＡＲは上部旋回体６１の旋回エリアＣＲに規定され、複数の作業点ＬＰは、上部旋回体６１の旋回エリアＣＲに間隔をあけて設定される。旋回エリアＣＲの内側に複数の作業点ＬＰが設定されることにより、複数の積込点ＬＰを設定するとき、運転者Ｍａは、下部走行体６２を走行させることなく、上部旋回体６１を旋回させるだけで、複数の積込点ＬＰを円滑に設定することができる。また、旋回エリアＣＲの内側に複数の作業点ＬＰが設定されることにより、ダンプトラック２に対する積込作業を実施するとき、運転者Ｍａは、下部走行体６２を走行させることなく、上部旋回体６１を旋回させるだけで、複数の積込点ＬＰのそれぞれに配置されたダンプトラック２に対する積込作業を作業性良く実施することができる。
【０１１６】  なお、本実施形態において、規定エリアＡＲは、旋回エリアＣＲの外側に設定されてもよい。
【０１１７】  なお、図１２に示す例では、規定エリアＡＲに３つの積込点ＬＰ（ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３）が間隔をあけて設定されているが、規定エリアＡＲ上であればどの位置においても積込点ＬＰを設定することができる。各ダンプトラック２が走行する毎にどの位置の積込点ＬＰを通過させるかは、走行経路選択部１２５が選択する。具体的な走行経路の選択手法としては、例えば図１２のように所定の積込点をいくつか設定して順次選択されるようにしてもよいし、図１２における積込点ＬＰ１から所定の方向（上、下、左右、斜め等）に等間隔に積込点ＬＰを移動させて選択するようにしてもよいし、ランダムに規定エリアＡＲ上に積込点ＬＰを選択するようにしてもよい。また、後述する頻度マップを用いて積込点ＬＰを選択するようにしてもよい。その他、どのような選択方法を採用してもよい。
【０１１８】＜第４実施形態＞  第４実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１１９】  本実施形態においては、頻度マップを用いたスイッチバック点ＢＰ、すなわち走行経路ＲＰの選択方法について説明する。頻度マップを用いた手法は、例えば上述した第１実施形態から第３実施形態の例において適用することができる。本実施形態において、走行経路選択部１２５は、積込場ＬＰＡにおいて轍の生成が抑制されるように、積込点ＬＰの位置を変える。走行経路生成部１２３は、積込場ＬＰＡにおいて轍の生成が抑制されるように、目標走行経路ＲＰの位置（ルート）を変える。
【０１２０】  図１３は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。図１３では、上記第３実施形態の規定エリアＡＲを用いた例において説明する。走行制御部１２６は、スイッチバック点ＢＰ及び複数の積込点ＬＰを含む積込場ＬＰＡの所定エリアＡＳを複数のグリッドＧＲで区画する。規定エリアＡＲは、所定エリアＡＳの一部に設定される。走行制御部１２６は、位置検出器３５で検出されるダンプトラック２の絶対位置データに基づいて、ダンプトラック２の車輪２６が通過したグリッドＧＲを特定する。走行制御部１２６は、複数のグリッドＧＲ毎に、ダンプトラック２の車輪２６が通過した回数をカウントする。つまり、あるグリッドＧＲのカウント回数が周囲のグリッドＧＲのカウント回数に対して大きい差がある場合、その領域に轍が発生していると推定することができる。作業点設定部１２２は、スイッチバック点ＢＰの位置が固定された状態で、所定エリアＡＳに設定された複数のグリッドＧＲのそれぞれについて、ダンプトラック２の車輪２６がグリッドＧＲを通過した回数が、周囲のグリッドＧＲを通過した回数に対して突出して大きくならないように、積込点ＬＰの位置を自動的に変える。また、走行経路生成部１２３は、スイッチバック点ＢＰの位置が固定された状態で、所定エリアＡＳに設定された複数のグリッドＧＲのそれぞれについて、ダンプトラック２の車輪２６がグリッドＧＲを通過した回数が、周囲のグリッドＧＲを通過した回数に対して突出して大きくならないように、目標走行経路ＲＰのルートを変える。これにより、深い轍の生成が抑制される。
【０１２１】  図１３に示す例では、目標走行経路ＲＰ２及び積込点ＬＰ２を含むグリッドＧＲｂをダンプトラック２の車輪２６が通過した回数が、そのグリッドＧＲｂの周囲のグリッドＧＲを通過した回数よりも多いと判定される。この場合、作業点設定部１２２は、規定エリアＡＲにおいて、作業点ＬＰの位置を、作業点ＬＰ２から、例えば作業点ＬＰ１又は作業点ＬＰ３に変更する。
【０１２２】  なお、本実施形態では目標走行経路ＲＰ上に位置するグリッドのカウント回数を増加させるようにしたが、実際の走行経路に対するタイヤの走行経路上に位置するグリッドのカウント回数を増加させるようにしてもよい。
【０１２３】  以上説明したように、本実施形態においては、積込場ＬＰＡの所定エリアＡＳにおいてダンプトラック２の車輪２６が通過する頻度を示す頻度マップが作成され、その頻度マップを参照して、所定エリアＡＳの特定領域だけ車輪２６が高頻度で走行しないように、作業点ＬＰ及び目標走行経路ＲＰが設定される。したがって、積込場ＬＰＡにおいて深い轍が生成されることが抑制され、鉱山の生産性の低下が抑制される。
【０１２４】＜第５実施形態＞  第５実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１２５】  図１４は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。図１４に示すように、スイッチバック点設定部１２１は、積込場ＬＰＡにおいて複数のスイッチバック点ＢＰを設定することができる。また、走行経路生成部１２３は、第１搬送路ＨＬ１において複数の目標走行経路ＲＰｉを生成することができる。図１４に示す例では、積込場ＬＰＡにおいて５つのスイッチバック点ＢＰが間隔をあけて設定され、第１搬送路ＨＬ１において５つの目標走行経路ＲＰｉが生成される。走行制御部１２６は、第１搬送路ＨＬ１においてダンプトラック２が複数の目標走行経路ＲＰｉのそれぞれを通過するように、ダンプトラック２を制御する。これにより、第１搬送路ＨＬ１において深い轍が生成されることが抑制される。
【０１２６】  本実施形態において、走行経路生成部１２３は、複数のスイッチバック点ＢＰと第１搬送路ＨＬ１の複数の目標走行経路ＲＰｉのそれぞれとを結ぶように、第１搬送路ＨＬ１において複数の目標走行経路ＲＰｉを生成する。
【０１２７】  また、走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰと複数のスイッチバック点ＢＰのそれぞれとを結ぶように、積込場ＬＰＡにおいて複数の目標走行経路ＲＰを生成する。なお、図１４は、積込点ＬＰ１と複数のスイッチバック点ＢＰのそれぞれとが結ばれる例を示す。図示は省略するが、走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰ２と複数のスイッチバック点ＢＰのそれぞれとを結ぶように、積込場ＬＰＡにおいて複数の目標走行経路ＲＰを生成する。また、走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰ３と複数のスイッチバック点ＢＰのそれぞれとを結ぶように、積込場ＬＰＡにおいて複数の目標走行経路ＲＰを生成する。走行制御部１２６は、積込場ＬＰＡにおいてダンプトラック２が複数の目標走行経路ＲＰのそれぞれを通過するように、ダンプトラック２を制御する。これにより、積込場ＬＰＡにおいて深い轍が生成されることが抑制される。
【０１２８】  また、走行経路生成部１２３は、第２搬送路ＨＬ２においてダンプトラック２の目標走行経路ＲＰｏを複数生成することができる。走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰと第２搬送路ＨＬ２の複数の目標走行経路ＲＰｏのそれぞれとを結ぶように、第２搬送路ＨＬ２において複数の目標走行経路ＲＰｏを生成する。なお、図１４は、積込点ＬＰ１と複数の目標走行経路ＲＰｏのそれぞれとが結ばれる例を示す。図示は省略するが、走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰ２と複数の目標走行経路ＲＰｏのそれぞれとを結ぶように、第２搬送路ＨＬ２において複数の目標走行経路ＲＰｏを生成する。また、走行経路生成部１２３は、積込点ＬＰ３と複数の目標走行経路ＲＰｏのそれぞれとを結ぶように、第２搬送路ＨＬ２において複数の目標走行経路ＲＰｏを生成する。走行制御部１２６は、第２搬送路ＨＬ２においてダンプトラック２が複数の目標走行経路ＲＰｏのそれぞれを通過するように、ダンプトラック２を制御する。これにより、第２搬送路ＨＬ２において深い轍が生成されることが抑制される。
【０１２９】  以上説明したように、本実施形態によれば、第１搬送路ＨＬ１において複数の目標走行経路ＲＰｉが生成され、第２搬送路ＨＬ２において複数の目標走行経路ＲＰｏが生成されることにより、第１搬送路ＨＬ１及び第２搬送路ＨＬ２においても轍の生成が抑制される。また、スイッチバック点ＢＰが複数設定されることにより、積込場ＬＰＡの広い範囲において轍の生成が抑制される。
【０１３０】＜第６実施形態＞  第６実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１３１】  図１５は、本実施形態に係るダンプトラック２の制御方法の一例を示す模式図である。図１５に示すように、作業点設定部１２２は、排土場ＤＰＡにおいてダンプトラック２の排出点ＤＰを複数設定することができる。また、スイッチバック点設定部１２１は、排土場ＤＰＡにおいてスイッチバック点ＢＰを設定することができる。走行経路生成部１２３は、スイッチバック点ＢＰと複数の排出点ＤＰのそれぞれとを結ぶ複数の目標走行経路ＲＰを生成することができる。
【０１３２】  以上説明したように、本実施形態によれば、排土場ＤＰＡにおける轍の生成が抑制される。
【０１３３】  なお、上述の実施形態において、積込点ＬＰ及び排出点ＤＰの一方又は両方を含む作業点の設定は、運転者Ｍａによる入力装置６６の操作に基づいて実施されることとした。作業点は、管理装置１０により自動的に設定されてもよい。また、運転者Ｍａによる入力装置６６の操作により油圧ショベル３で生成された指令データは、管理装置１０を経由せずに、油圧ショベル３とダンプトラック２との車々間通信によってダンプトラック２に送信されてもよい。
【０１３４】  なお、上述の実施形態においては、ダンプトラック２が無人ダンプトラックであることとした。ダンプトラック２は、運転者の操作に従って走行する有人ダンプトラックでもよい。
【０１３５】  なお、上述の実施形態においては、制御システム１がダンプトラック２の走行に適用されることとしたが、例えばホイールローダのようなダンプトラック２とは異なる他の鉱山機械の走行に適用されてもよい。
【０１３６】  なお、上述の実施形態においては、作業機械が鉱山で稼働する鉱山機械であることとしたが、鉱山とは異なる作業現場で用いられる作業機械でもよい。
【符号の説明】
【０１３７】  １…制御システム、２…ダンプトラック（鉱山機械）、３…油圧ショベル（鉱山機械）、４…鉱山機械（作業機械）、５…測位衛星、６…中継器、７…管制施設、９…通信システム、１０…管理装置、１１…コンピュータ、１２…処理装置、１３…記憶装置、１５…入出力部、１６…表示装置、１７…入力装置、１８…無線通信装置、１８Ａ…アンテナ、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ベッセル、２４…駆動装置、２５…制御装置、２６…車輪、２７…車軸、２８…ブレーキ装置、２９…操舵装置、３５…位置検出器、３５Ａ…アンテナ、３６…無線通信装置、３６Ａ…アンテナ、４１…入出力部、４２…走行条件データ取得部、４３…運転制御部、４４…絶対位置データ取得部、４５…記憶部、５０…作業機、５３…バケット、５７…検出装置、６０…車両本体、６１…上部旋回体、６２…下部走行体、６２Ａ…駆動輪、６２Ｂ…従動輪、６２Ｃ…履帯、６３…キャブ、６４…運転席、６５…操作レバー、６６…入力装置、６７…表示装置、６８…位置検出器、６９…無線通信装置、７０…制御装置、７１…入出力部、７２…バケット位置データ取得部、７３…入力データ取得部、７４…指令データ生成部、１２１…スイッチバック点設定部、１２２…作業点設定部、１２３…走行経路生成部、１２４…データ取得部、１２５…走行経路選択部、１２６…走行制御部、ＡＲ…規定エリア、ＡＳ…所定エリア、ＢＰ…スイッチバック点、ＣＬ…規定ライン、ＣＲ…旋回エリア、ＣＳ…コースデータ、ＤＰＡ…排土場、ＧＲ…グリッド、ＨＬ…搬送路、ＬＰ…積込点（作業点）、ＬＰＡ…積込場、ＰＩ…コース点、ＰＡ…作業場、ＲＰ…目標走行経路。
【図１】
2016167375.tif 000003
【図２】
2016167375.tif 000004
【図３】
2016167375.tif 000005
【図４】
2016167375.tif 000006
【図５】
2016167375.tif 000007
【図６】
2016167375.tif 000008
【図７】
2016167375.tif 000009
【図８】
2016167375.tif 000010
【図９】
2016167375.tif 000011
【図１０】
2016167375.tif 000012
【図１１】
2016167375.tif 000013
【図１２】
2016167375.tif 000014
【図１３】
2016167375.tif 000015
【図１４】
2016167375.tif 000016
【図１５】
2016167375.tif 000017
【国際調査報告】
2016167375.tif 000018
2016167375.tif 000019
2016167375.tif 000020
2016167375.tif 000021