(57)【要約】  作業機械の制御システムは、作業機械の位置を検出する位置検出装置と、物体を非接触で検出する非接触センサと、位置検出装置の検出データと非接触センサの検出データとに基づいて、マップデータを作成するマップデータ作成部と、過去の所定期間において取得された位置検出装置の検出データと非接触センサの検出データとに基づいてマップデータ作成部で作成された過去マップデータを記憶する第１記憶部と、位置検出装置の検出データと非接触センサの検出データとに基づいてマップデータ作成部で作成された現在マップデータを記憶する第２記憶部と、第１記憶部に記憶されている過去マップデータと第２記憶部に記憶されている現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する統合マップデータ算出部と、統合マップデータ算出部が算出した統合マップデータと非接触センサの検出データとを照合して、作業機械の位置を算出する位置演算部と、を備える。
2016117713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行経路を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、
前記作業機械が走行する走行経路の傍らの物体を非接触で検出する非接触センサと、
前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて、作業現場のマップを示すマップデータを作成するマップデータ作成部と、
過去の所定期間において取得された前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された過去マップデータを記憶する第１記憶部と、
前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された現在マップデータを記憶する第２記憶部と、
前記第１記憶部に記憶されている前記過去マップデータと前記第２記憶部に記憶されている前記現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する統合マップデータ算出部と、
前記統合マップデータ算出部が算出した前記統合マップデータと前記非接触センサの検出データとを照合して、前記作業機械の位置を算出する位置演算部と、
を備える作業機械の制御システム。
【請求項２】
前記過去マップデータ及び前記現在マップデータはそれぞれ、複数のグリッドによって規定され、
前記グリッドは、前記物体の有無を示すバイナリデータを含み、
前記過去マップデータと前記現在マップデータとの統合は、前記過去マップデータにおける前記作業現場の特定位置を示す前記グリッドのバイナリデータと、前記現在マップデータにおける前記作業現場の前記特定位置を示すグリッドのバイナリデータとの論理和を算出することを含む、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。
【請求項３】
前記過去マップデータは、異なる過去の複数の前記所定期間のそれぞれにおいて作成された複数の過去マップデータを含み、
前記現在マップデータが前記第１記憶部に記憶されるとき、前記第１記憶部に記憶されている複数の前記過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータが消去される、
請求項１又は請求項２に記載の作業機械の制御システム。
【請求項４】
前記第１記憶部に記憶される現在マップデータのデータ数及び過去マップデータのデータ数の和が規定値を超えるとき、前記第１記憶部に記憶されている複数の前記過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータを消去して、前記現在マップデータを前記第１記憶部に記憶させる更新部を備える、
請求項３に記載の作業機械の制御システム。
【請求項５】
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制御システムを備える作業機械。
【請求項６】
請求項５に記載の作業機械に前記走行経路を規定するコースデータを出力する管理装置を備える作業機械の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が一般道路を走行する場合、道路情報を取得してその道路情報を参照しながら走行する場合がある（特許文献１参照）。鉱山の採掘現場において鉱山機械が走行する場合、鉱山のマップデータを参照しながら走行する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉱山の採掘現場は広大である。そのため、鉱山のマップデータのデータ量は膨大となる。膨大なデータ量のマップデータを管理する場合、大容量の記憶部が必要となってしまう。また、採掘により鉱山の採掘現場の状態は日々変化する。そのため、採掘現場の状態の変化に応じた適切なマップデータを作成できる技術が要望される。【０００５】
本発明の態様は、記憶部に記憶されるデータ量の膨大化が抑制され、採掘現場の現況地形に即した適切なマップデータを作成できる作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システム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】
本発明の第１の態様に従えば、走行経路を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、前記作業機械が走行する走行経路の傍らの物体を非接触で検出する非接触センサと、前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて、作業現場のマップを示すマップデータを作成するマップデータ作成部と、過去の所定期間において取得された前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された過去マップデータを記憶する第１記憶部と、前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された現在マップデータを記憶する第２記憶部と、前記第１記憶部に記憶されている前記過去マップデータと前記第２記憶部に記憶されている前記現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する統合マップデータ算出部と、前記統合マップデータ算出部が算出した前記統合マップデータと前記非接触センサの検出データとを照合して、前記作業機械の位置を算出する位置演算部と、を備える作業機械の制御システムが提供される。【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の作業機械の制御システムを備える鉱山機械が提供される。【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の作業機械に前記走行経路を規定するコースデータを出力する管理装置を備える作業機械の管理システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、記憶部に記憶されるデータ量の膨大化が抑制され、採掘現場の現況地形に即した適切なマップデータを作成できる作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１に係る作業機械の管理システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るダンプトラックの制御ブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るダンプトラックのハードウエア構成図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る制御システムのマップ保存用データベースに記憶されるマップデータの一部を示す図である。
【図５】図５は、図４中のＸＩＶ部を拡大して示す図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る制御システムのフローチャートの一例である。
【図７】図７は、ステップＳＴ４のフローチャートの一例である。
【図８】図８は、ステップＳＴ６のフローチャートの一例である。
【図９】図９は、実施形態１に係る管理エリアの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るマップデータの管理及び構築方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る位置計測コントローラを示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態１にマップデータの論理和を算出する処理を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、ダンプトラック２の構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、管理システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
実施形態１．
＜鉱山機械の管理システムの概要＞
図１は、実施形態１に係る作業機械４の管理システム１の一例を示す図である。実施形態１においては、作業機械４が、鉱山で稼働する鉱山機械である例について説明する。以下の説明においては、作業機械４を適宜、鉱山機械４、と称する。なお、作業機械４は、鉱山で稼働する作業機械でなくてもよい。
【００１３】
管理システム１は、鉱山機械４の管理を行う。鉱山機械４の管理は、鉱山機械４の運行管理、鉱山機械４の生産性の評価、鉱山機械４のオペレータの操作技術の評価、鉱山機械４の保全、及び鉱山機械４の異常診断の少なくとも一つを含む。
【００１４】
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、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、鉱山を掘削するための鉱山機械である。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の少なくとも一つを含む。運搬機械は、鉱山において移動可能なダンプトラック等の移動体を含み、積荷を運搬するための鉱山機械である。積荷は、採掘により発生した土砂及び鉱石の少なくとも一方を含む。破砕機は、運搬機械から投入された排土を破砕する。
【００１５】
実施形態１においては、管理システム１により、鉱山を走行可能な運搬機械であるダンプトラック２が管理される例について説明する。図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる搬送路ＨＬの少なくとも一部を走行する。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。搬送路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。ダンプトラック２は、鉱山に設定された走行経路ＲＰを走行する。走行経路ＲＰの傍らに物体が設けられる。実施形態１においては、走行経路ＲＰの傍らに設けられる物体が土手ＢＫであることとする。なお、走行経路ＲＰの傍らに設けられる物体は壁であってもよいし、人工的に製造された構造物でもよい。例えば、物体が金属又はコンクリートを含んでもよい。
【００１６】
ダンプトラック２は、鉱山において移動可能な移動体である。走行経路ＲＰは、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び搬送路ＨＬの少なくとも一部に設定される。
【００１７】
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。実施形態１においては、排土場ＤＰＡの少なくとも一部に破砕機ＣＲが設けられる。
【００１８】
実施形態１において、ダンプトラック２は、管理装置１０からの指令信号に基づいて走行経路ＲＰを自律走行する、所謂、無人ダンプトラックである。ダンプトラック２の自律走行とは、作業者の操作によらずに管理装置１０からの指令信号に基づいて走行することをいう。なお、ダンプトラック２は、作業者の操作により走行してもよい。
【００１９】
図１において、管理システム１は、鉱山に設置される管制施設７に配置された管理装置１０と、通信システム９と、ダンプトラック２と、ダンプトラック２とは異なる他の鉱山機械４である鉱山機械３と、を備える。管理装置１０は、鉱山の管制施設７に設置され、実質的に移動しない。なお、管理装置１０が移動可能でもよい。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との間においてデータ又は指令信号を無線通信する。通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２との間、管理装置１０と他の鉱山機械３との間、及びダンプトラック２と他の鉱山機械３との間を、双方向に無線通信可能にする。実施形態１において、通信システム９は、データ又は指令信号（電波）を中継する中継器６を複数有する。
【００２０】
実施形態１において、ダンプトラック２の位置及び他の鉱山機械３の位置が、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real  Time  Kinematic−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。ＲＴＫ−ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＲＴＫ−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。ＲＴＫ−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。ＲＴＫ−ＧＮＳＳにより、鉱山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。
【００２１】
以下の説明においては、ＲＴＫ−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である。ＲＴＫ−ＧＮＳＳにおいては、測位衛星５の配置、電離層、対流圏、及び測位衛星５からのデータを受信するアンテナ周辺の地形の少なくとも一つの影響により、測位の状態が変化する。測位の状態は、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）を含む。
【００２２】
管理システム１は、水平面内のＸ軸方向及びＸ軸方向と直交する水平面内のＹ軸方向で規定されるＸＹ座標系において、鉱山におけるダンプトラック２の位置及び方位と、他の鉱山機械３の位置及び方位とを管理する。ダンプトラック２の方位及び他の鉱山機械３の方位は、北を零度とし、東を９０度とし、南を１８０度とし、西を２７０度として管理される。ダンプトラック２の方位及び他の鉱山機械３の方位は、走行するダンプトラック２及び他の鉱山機械３の進行方向である。
【００２３】
＜管理装置＞
次に、管制施設７に配置される管理装置１０について説明する。管理装置１０は、ダンプトラック２に対してデータ及び指令信号を送信し、ダンプトラック２からデータを受信する。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、ＧＰＳ基地局１９と、を備える。
【００２４】
コンピュータ１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部（入出力インターフェース）１５とを備える。表示装置１６、入力装置１７、無線通信装置１８、及びＧＰＳ基地局１９は、入出力部１５を介して、コンピュータ１１と接続される。
【００２５】
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。処理装置１２は、通信システム９を介して取得した、ダンプトラック２の位置データ及び他の鉱山機械３の位置データを処理する。
【００２６】
処理装置１２は、ダンプトラック２が走行する走行経路ＲＰを設定する。走行経路ＲＰは、コースデータによって規定される。コースデータとは、絶対位置がそれぞれ規定された複数のポイントの集合体である。処理装置１２は、ダンプトラック２のコースデータを生成するコースデータ作成部として機能する。処理装置１２は、コースデータを作成して、走行経路ＲＰを設定する。
【００２７】
記憶装置１３は、処理装置１２と接続される。記憶装置１３は、ダンプトラック２の管理に関する各種のデータ及び他の鉱山機械３の管理に関する各種のデータを記憶する。記憶装置１３は、ダンプトラック２の位置データ及び他の鉱山機械３の位置データを記憶する。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。
【００２８】
表示装置１６は、液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示装置１６は、ダンプトラック２の位置データ及び他の鉱山機械３の位置データを表示可能である。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む。入力装置１７は、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。
【００２９】
無線通信装置１８は、管制施設７に配置される。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、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、アンテナ１８Ａを有する。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データを受信可能である。無線通信装置１８で受信したデータは、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、ダンプトラック２及び他の鉱山機械３の少なくとも一方にデータを送信可能である。
【００３０】
ＧＰＳ基地局１９は、管制施設７に配置される。ＧＰＳ基地局１９は、複数の測位衛星５からのデータを受信するアンテナ１９Ａと、アンテナ１９Ａに接続された送受信装置１９Ｂとを備える。送受信装置１９Ｂは、アンテナ１９Ａを介して測位衛星５からのデータを受信する受信機と、アンテナ１９Ｃを介してダンプトラック２にデータを送信する送信機と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリを有する記憶装置とを備える。送受信装置１９Ｂは、アンテナ１９Ａを介して受信したデータに基づいてＧＰＳ基地局１９のＧＰＳ位置を算出し、ダンプトラック２のＧＰＳ位置を補正するための補正観測データを生成する。送受信装置１９Ｂは、アンテナ１９Ｃを介して、ダンプトラック２及び他の鉱山機械３に補正観測データを送信する。なお、補正観測データは、アンテナ１９Ｃの代わりにアンテナ１８Ａを介して送信されてもよい。
【００３１】
コンピュータ１１は、通信用の入出力部１５と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）のような外部記憶装置と、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような主記憶装置（内部記憶装置）と、ＣＰＵによりデータが登録される不揮発性メモリのような外部記憶装置（補助記憶装置）とを備える。処理装置１２の機能は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み込んでＲＡＭの作業領域で実行することにより実現される。記憶装置１３の機能は、ＲＯＭが制御プログラムを記憶すること、及びＣＰＵによりデータが不揮発性メモリに登録されることにより実現される。不揮発性メモリは、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を含み、データベース１３Ｂを実現する。なお、複数の処理回路が連携して、処理装置１２及び記憶装置１３の機能を実現してもよい。
【００３２】
＜他の鉱山機械＞
次に、他の鉱山機械３について説明する。他の鉱山機械３は、ダンプトラック２以外の鉱山機械であり、作業者の操作により作動する。他の鉱山機械３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を含みかつ作業内容に関する各種の処理を実行する処理装置と、ＧＰＳ位置を検出するＧＰＳ受信器と、管制施設７の無線通信装置１８とデータを送受信する無線通信装置とを備える。他の鉱山機械３は、所定時間毎にＧＰＳ位置を無線通信装置が管制施設７の無線通信装置１８に送信する。
【００３３】
＜ダンプトラック＞
次に、ダンプトラック２について説明する。図２は、実施形態１に係るダンプトラック２の制御ブロック図である。図３は、実施形態１に係るダンプトラック２のハードウエア構成図である。
【００３４】
図３に示すように、ダンプトラック２は、車両本体２１と、ベッセル２２と、車輪２３と、非接触センサ２４と、制御システム３０とを備える。車両本体２１に、ディーゼルエンジンのような内燃機関２Ｅ、内燃機関２Ｅにより作動する発電機２Ｇ、及び発電機で発生した電力により作動する電動機２３Ｍが設けられる。車輪２３は、前輪２３Ｆ及び後輪２３Ｒを含む。電動機２３Ｍにより、後輪２３Ｒが駆動される。なお、内燃機関２Ｅの動力が、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に伝達されてもよい。また、車両本体２１に、前輪２３Ｆを操舵する操舵装置２Ｓが設けられる。ベッセル２２には、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が持ち上げられ、ベッセル２２から積荷が排出される。
【００３５】
非接触センサ２４は、車両本体２１の前部の下部に配置される。非接触センサ２４は、ダンプトラック２の周囲の物体を非接触で検出する。ダンプトラック２の周囲の物体は、走行経路ＲＰに存在する物体（障害物）、及び走行経路ＲＰの傍らに存在する物体（土手ＢＫ）を含む。非接触センサ２４は、ダンプトラック２の前方の障害物を非接触で検出する障害物センサとして機能する。
【００３６】
非接触センサ２４は、非接触センサ２４（ダンプトラック２）に対する物体の相対位置を検出可能である。非接触センサ２４は、レーダ２４Ａ及びレーザセンサ２４Ｂを含む。レーザセンサ２４Ｂの分解能は、レーダ２４Ａの分解能よりも高い。
【００３７】
レーダ２４Ａ及びレーザセンサ２４Ｂを含む非接触センサ２４は、制御システム３０の第２通信線３７Ａに接続される。レーザセンサ２４Ｂは、制御システム３０の位置計測コントローラ３３に接続される。
【００３８】
＜作業機械の制御システム＞
次に、作業機械の制御システム３０を説明する。図４は、実施形態１に係る制御システム３０のマップ保存用データベース３６に記憶されるマップデータＭＩの一部を示す図である。図５は、図４中のＸＩＶ部を拡大して示す図である。
【００３９】
制御システム３０は、ダンプトラック２に設置される。制御システム３０は、走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を自律走行させる。図３に示すように、制御システム３０は、ジャイロセンサ２６と、速度センサ２７と、ＧＰＳ受信器３１と、走行経路作成装置３２と、位置計測コントローラ３３と、走行コントローラ２０と、非接触センサ２４と、無線通信装置３４と、マップ保存用データベース３６とを備える。また、制御システム３０は、第１信号線３５と、第２信号線３７と、安全コントローラ４０と、を備える。
【００４０】
図３に示すように、走行コントローラ２０、走行経路作成装置３２、位置計測コントローラ３３、マップ保存用データベース３６、及び安全コントローラ４０は、第１通信線３５に接続される。走行コントローラ２０、走行経路作成装置３２、位置計測コントローラ３３、マップ保存用データベース３６、及び安全コントローラ４０は、第１通信線３５を介して、データ通信する。走行コントローラ２０及び安全コントローラ４０は、第２通信線３７Ａにも接続される。走行コントローラ２０及び安全コントローラ４０は、第２通信線３７Ａを介して、データ通信する。実施形態１において、第１通信線３５及び第２通信線３７Ａを用いた通信の規格は、ＩＳＯ１１８９８及びＩＳＯ１１５１９として標準化されたＣＡＮ（Controller  Area  Network）である。
【００４１】
ジャイロセンサ２６は、ダンプトラック２の方位（方位変化量）を検出する。ジャイロセンサ２６は、走行コントローラ２０と接続される。ジャイロセンサ２６は、検出データを走行コントローラ２０に出力する。走行コントローラ２０は、ジャイロセンサ２６の検出データに基づいて、ダンプトラック２の方位（方位変化量）を算出する。
【００４２】
速度センサ２７は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２７は、車輪２３の回転速度を検出して、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２７は、走行コントローラ２０と接続される。速度センサ２７は、検出データを走行コントローラ２０に出力する。走行コントローラ２０は、速度センサ２７の検出データと、走行コントローラ２０に内蔵されているタイマーで計測される時間データとに基づいて、ダンプトラック２の移動距離を算出する。
【００４３】
ＧＰＳ受信器３１は、ダンプトラック２に設けられる。ＧＰＳ受信器３１は、ダンプトラック２の絶対位置（ＧＰＳ位置）を検出する位置検出装置である。ＧＰＳ受信器３１に、測位衛星５からのデータを受信するアンテナ３１Ａと、ＧＰＳ基地局１９からの補正観測データを受信するアンテナ３１Ｂとが接続される。アンテナ３１Ａは、測位衛星５から受信したデータに基づく信号をＧＰＳ受信器３１に出力する。アンテナ３１Ｂは、受信した補正観測データに基づく信号をＧＰＳ受信器３１に出力する。ＧＰＳ受信器３１は、測位衛星５からのデータとＧＰＳ基地局１９からの補正観測データとを用いて、アンテナ３１Ａの位置（ＧＰＳ位置）を検出する。ＧＰＳ受信器３１は、測位衛星５からのデータとＧＰＳ基地局１９からの補正観測データとを比較して、任意の測位衛星５までの距離を求め、測位衛星５からの電波の位相を調べて、アンテナ３１Ａの位置を検出する。
【００４４】
ＧＰＳ受信器３１は、アンテナ３１Ａの位置を検出することによって、ダンプトラック２の位置（ＧＰＳ位置）を検出する。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がデータを受信した測位衛星５の数などに基づいて、検出したＧＰＳ位置の精度を示すＦｉｘ解、Ｆｌｏａｔ解、又はＳｉｎｇｌｅ解のいずれであるかを検出する。
【００４５】
実施形態１において、Ｆｉｘ解のＧＰＳ位置の精度は、ダンプトラック２が自律走行を行うことができる精度である。Ｆｌｏａｔ解のＧＰＳ位置の精度及びＳｉｎｇｌｅ解のＧＰＳ位置の精度は、ダンプトラック２が自律走行を行うことができない精度である。ＧＰＳ受信器３１は、検出したＧＰＳ位置の精度を示すＦｉｘ解、Ｆｌｏａｔ解、又はＳｉｎｇｌｅ解を検出した場合、ＧＰＳ位置の精度を示すとともに、ＧＰＳ位置が測位計算されたことを示す測位信号を出力する。ＧＰＳ受信器３１は、ＧＰＳ位置が測位計算不能である場合、非測位であることを示す非測位信号を出力する。測位信号又は非測位信号は、走行経路作成装置３２を介して、走行コントローラ２０及び位置計測コントローラ３３に出力される。
【００４６】
図２に示すように、走行経路作成装置３２は、管理装置１０の処理装置１２で生成されたコースデータを記憶する経路位置記憶部３２Ａを備える。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と接続される。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４の少なくとも一つから送信された指令信号又はデータを受信可能である。自車両以外の鉱山機械４は、ボーリング機械、掘削機械、積込機械、運搬機械、及び作業者が運転する車両のようなダンプトラック２以外の鉱山機械４と、自車両以外のダンプトラック２とを含む。
【００４７】
無線通信装置３４は、管制施設７の無線通信装置１８から送信されたコースデータ及び自車両以外の鉱山機械４の位置データを受信して、走行経路作成装置３２及び位置計測コントローラ３３に出力する。コースデータ及び自車両以外の鉱山機械４の位置データは、ＸＹ座標系で規定される。走行経路作成装置３２は、無線通信装置３４からコースデータ及び自車両以外の鉱山機械４の位置データを受信し、経路位置記憶部３２Ａに記憶する。また、走行経路作成装置３２は、走行コントローラ２０又は位置計測コントローラ３３の照合航法演算部３３Ｂで検出された自車両であるダンプトラック２の位置データ及び方位データを、無線通信装置３４を介して、管制施設７の無線通信装置１８に送信する。また、走行経路作成装置３２は、第１通信線３５と接続される。
【００４８】
走行経路作成装置３２、走行コントローラ２０、及び位置計測コントローラ３３はそれぞれ、コンピュータを含む。これらコンピュータは、読み込んだコンピュータプログラムに従って作動する。
【００４９】
走行コントローラ２０は、ＧＰＳ受信器３１で検出されたダンプトラック２のＧＰＳ位置を示す位置データ及び位置計測コントローラ３３の照合航法演算部３３Ｂで算出されたダンプトラック２の絶対位置を示す位置データを受信する。走行コントローラ２０は、ＧＰＳ受信器３１で検出されたダンプトラック２のＧＰＳ位置を示す位置データ、及び位置計測コントローラ３３の照合航法演算部３３Ｂで算出されたダンプトラック２の絶対位置を示す位置データの少なくとも一方に基づいて、コースデータによって規定された走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を自律走行させる。
【００５０】
走行コントローラ２０は、ダンプトラック２の位置データのみならず、ジャイロセンサ２６の検出データであるダンプトラック２の方位（方位変化量）を示す方位データ及び速度センサ２７の検出データであるダンプトラック２の走行速度を示す走行速度データを取得する。
【００５１】
走行コントローラ２０は、ＧＰＳ受信器３１の検出データであるダンプトラック２の位置データ、速度センサ２７の検出データであるダンプトラック２の走行速度データ、及びジャイロセンサ２６の検出データであるダンプトラック２の方位データに基づいて、ダンプトラック２の位置及び方位を算出する。走行コントローラ２０は、ＧＰＳ受信器３１からＧＰＳ位置が入力した時点のＧＰＳ位置及びジャイロセンサ２６の検出結果である方位に基づいて、タイマーからの時間データにより速度センサ２７の検出結果である走行速度を積分して、位置及び方位を検出する。走行コントローラ２０は、位置及び方位の検出前、検出中、検出後のいずれかにおいてＧＰＳ位置をＸＹ座標系の位置に変換する。
【００５２】
走行コントローラ２０は、ダンプトラック２の位置が走行経路ＲＰと重なる、すなわち、ダンプトラック２が走行経路ＲＰに従って走行するように、ダンプトラック２のアクセル、制動装置２３Ｂ、及び操舵装置２Ｓの少なくとも１つを制御する。このような制御により、走行コントローラ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。走行コントローラ２０の機能は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み込んでＲＡＭの作業領域で実行することにより実現される。また、複数の処理回路が連携して、走行コントローラ２０の機能を実現してもよい。
【００５３】
図２に示すように、位置計測コントローラ３３は、判定部３３Ａと、照合航法位置演算部３３Ｂと、マップデータ作成部３３Ｃと、記憶部３３Ｄと、更新部３３Ｅと、位置データ取得部３３Ｆと、統合マップデータ算出部３３Ｇとを備える。
【００５４】
位置計測コントローラ３３は、第１通信線３５と接続される。位置計測コントローラ３３は、第１通信線３５及び走行コントローラ２０を介して、ジャイロセンサ２６の検出データ及び速度センサ２７の検出データを取得する。また、位置計測コントローラ３３は、無線通信装置３４、走行経路作成装置３２、及び第１通信線３５を介して、ＧＰＳ受信器３１と接続される。位置計測コントローラ３３は、ＧＰＳ受信器３１の検出データを取得する。
【００５５】
位置計測コントローラ３３は、ダンプトラック２が走行経路ＲＰを走行する際に、ＧＰＳ受信器３１で検出されるダンプトラック２の位置データと、レーザセンサ２４Ｂで検出される走行経路ＲＰの外側の土手ＢＫの位置データとに基づいて、土手ＢＫの位置データを含む走行経路ＲＰのマップデータＭＩを作成し、マップ保存用データベース３６に記憶する。
【００５６】
判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の検出精度が所定精度を超えているか否か、つまりＧＰＳ位置の検出精度が高精度か否かを判定する。判定部３３Ａは、ＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解であるか否かを判定する。ＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解である場合、判定部３３Ａは、検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度であると判定する。ＧＰＳ位置の解がＦｌｏａｔ解である場合、Ｓｉｎｇｌｅ解である場合、又はＧＰＳ位置が非測位である場合、判定部３３Ａは、検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が低精度であると判定する。なお、所定精度は、ダンプトラック２が、後述する推測航法により走行経路ＲＰに従って自律走行することができるＧＰＳ位置の精度である。実施形態１において、ＧＰＳ受信器３１がＧＰＳ位置及び解の検出を行うが、解の検出を他の機器（例えば、判定部３３Ａ）が行ってもよい。
【００５７】
マップデータ作成部３３Ｃは、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が所定精度を超えている（つまり高精度である）と判定部３３Ａが判定すると、ジャイロセンサ２６の検出結果、速度センサ２７の検出結果、及びレーザセンサ２４Ｂの検出結果に基づいて、積込場ＬＰＡの外側、排土場ＤＰＡの外側、搬送路ＨＬの外側の少なくとも一以上に設けられた土手ＢＫの位置を検出し、土手ＢＫの位置データを走行経路ＲＰのマップデータＭＩとしてマップ保存用データベース３６に記憶する。マップデータ作成部３３Ｃは、判定部３３Ａが検出したダンプトラック２の位置及び方位と、レーザセンサ２４Ｂの検出結果とを統合し、統合したデータから土手ＢＫ以外の検出結果を削除して、土手ＢＫの位置を検出する。また、マップデータ作成部３３Ｃがマップ保存用データベース３６に保存する。図４及び図５に示すように、マップデータＭＩは、平面視において、鉱山を所定サイズの四角形（矩形又は正方形）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。マップデータＭＩの各グリッドＧＲは、土手ＢＫが存在するか否か、すなわち、「０」か「１」かのバイナリデータ（１ビットデータ）を含む。図４及び図５に示すように、実施形態１においては、マップデータＭＩの各グリッドＧＲは、土手ＢＫが有ると「１」として図中に黒四角で示し、土手ＢＫが無いと「０」として図中に白四角で示す。
【００５８】
マップ保存用データベース３６は、土手ＢＫの位置データを走行経路ＲＰのマップデータＭＩとして記憶する。マップ保存用データベース３６は、第１通信線３５と接続される。マップ保存用データベース３６は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、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。マップ保存用データベース３６は、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が所定精度を超えていると判定部３３Ａが判定すると、レーザセンサ２４Ｂの検出結果から走行経路ＲＰを囲む土手ＢＫに関する検出結果を抜き出して、抜き出した土手ＢＫに関する検出結果を走行経路ＲＰのマップデータＭＩとして記憶する。マップ保存用データベース３６は、マップデータ作成部３３Ｃが検出した検出結果を、マップデータ作成部３３Ｃが検出する度にマップデータＭＩとして記憶する。実施形態１において、マップ保存用データベース３６に記憶されるマップデータＭＩは、マップデータ作成部３３Ｃが検出する度に上書きされるが、これに限定されない。
【００５９】
記憶部３３Ｄは、マップ保存用データベース３６よりも動作速度が速い主記憶装置（内部記憶装置）である。記憶部３３Ｄは、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）によって構成される。
【００６０】
更新部３３Ｅは、マップ保存用データベース３６に記憶されているマップデータＭＩの少なくとも一部を記憶部３３Ｄに読み込ませる。
【００６１】
統合マップデータ算出部３３Ｇは、過去の所定期間において作成されマップ保存用データベース３６に記憶されているマップデータＭＩと、記憶部３３Ｄに記憶されているマップデータＭＩとを統合して、統合マップデータを算出する。
【００６２】
照合航法演算部３３Ｂは、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が所定精度を超えている（つまり高精度である）と判定部３３Ａが判定すると、ジャイロセンサ２６の検出結果、速度センサ２７の検出結果、レーザセンサ２４Ｂの検出結果、及びマップ保存用データベース３６から記憶部３３Ｄに読み込まれ、その記憶部３３Ｄに記憶されたマップデータＭＩに基づいて、ダンプトラック２の位置及び方位を算出する。
【００６３】
位置データ取得部３３Ｆは、ダンプトラック２の絶対位置を示す位置データを取得する。ダンプトラック２の絶対位置を示す位置データは、ＧＰＳ受信器３１によって検出される。また、ダンプトラック２の絶対位置を示す位置データは、照合航法演算部３３Ｂによって算出される。位置データ取得部３３Ｆは、ＧＰＳ受信器３１及び照合航法演算部３３Ｂの少なくとも一方から、ダンプトラック２の絶対位置を示す位置データを取得する。
【００６４】
また、位置計測コントローラ３３は、走行経路作成装置３２が無線送信装置３４からコースデータを受信すると、ＧＰＳ受信器３１又は照合航法演算部３３Ｂが検出した自車両であるダンプトラック２の位置データ及び方位データを、無線通信装置３４を介して、管制施設７の無線通信装置１８に送信する。
【００６５】
また、図２に示すように、位置計測コントローラ３３は、観測点座標変換部３８と、観測点利用可能判断部３９とを備える。観測点座標変換部３８は、レーザセンサ２４Ｂからの方向及び距離で規定された座標で示されたレーザセンサ２４Ｂの検出結果の位置を、ＸＹ座標系に変換する。観測点座標変換部３８により座標が変換された検出結果の位置は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに加え、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する高さ方向（Ｚ軸方向）により規定される。観測点利用可能判断部３９は、経路位置記憶部３２Ａから自車両以外の鉱山機械４の位置データを取得する。観測点利用可能判断部３９は、観測点座標変換部３８により座標が変換された検出結果から各種のノイズ、地表から所定高さ以下の検出結果、及び自車両以外の鉱山機械４を検出したと予想される検出結果を除去する。観測点利用可能判断部３９は、ノイズを除去したレーザセンサ２４Ｂの検出結果を、グリッドＧＲの検出結果に合成する。観測点利用可能判断部３９は、合成した検出結果をマップデータ作成部３３Ｃと、照合航法演算部３３Ｂとの双方に出力する。
【００６６】
安全コントローラ４０は、レーダ２４Ａ及びレーザセンサ２４Ｂの検出信号に基づいて、ダンプトラック２と物体（障害物）との相対位置を求め、走行コントローラ２０に出力する。走行コントローラ２０は、物体との相対位置を用いて、アクセル、制動装置２３Ｂ、及び操舵装置２Ｓの少なくとも１つを制御するための指令を生成し指令に基づいてダンプトラック２を制御して、ダンプトラック２が物体に衝突することを回避する。
【００６７】
また、走行コントローラ２０は、判定部３３ＡがＧＰＳ位置の解がＦｌｏａｔ解である場合、Ｓｉｎｇｌｅ解である場合、又はＧＰＳ位置が非測位であることが所定時間経過し、照合航法演算部３３Ｂがマップ保存用データベース３６に記憶されたマップデータＭＩとの推定精度及び信頼度が所定値及び所定の信頼度よりも低いレーザセンサ２４Ｂの検出結果しか得られない場合に、走行コントローラ２０に車両本体２１を停車させる制動装置２３Ｂを制御するための指令を出力する。
【００６８】
＜ダンプトラック２の走行モード＞
次に、実施形態１に係るダンプトラック２の走行モードの一例について説明する。図６は、実施形態１に係る制御システム３０のフローチャートの一例である。図７は、図６のステップＳＴ４のフローチャートの一例である。図８は、図６のステップＳＴ６のフローチャートの一例である。
【００６９】
走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を走行させる場合、処理装置１２は、無線通信装置１８を介して、ダンプトラック２の走行経路作成装置３２及び位置計測コントローラ３３に指令信号を送信する。指令信号は、ダンプトラック２の走行条件を示す走行条件データ及び自車両以外の鉱山機械４の位置データを含む。走行条件データは、処理装置１２で生成されたコースデータ及びダンプトラック２の走行速度データを含む。走行経路作成装置３２は、通信システム９を介して送信された処理装置１２からの指令信号のうちコースデータ及び自車両以外の鉱山機械４の位置データを経路位置記憶部３２Ａに記憶する。位置計測コントローラ３３は、走行経路作成装置３２が処理装置１２からの指令信号を受信すると、無線通信装置３４を介して、自車両であるダンプトラック２の位置データ及び方位データを処理装置１２に送信する。走行コントローラ２０は、処理装置１２からの指令信号に基づいて、ダンプトラック２のアクセル、制動装置２３Ｂ、及び操舵装置２Ｓを制御して、ダンプトラック２の走行を制御する。
【００７０】
実施形態１においては、管理装置１０は、専ら３つの走行モードで、走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を走行させる。第１の走行モードは、推測航法に基づいてダンプトラック２を走行させる推測航法走行モードである。第２の走行モードは、ＧＰＳ受信器３１の検出データに基づいてダンプトラック２を走行させるＧＰＳ走行モードである。第３の走行モードは、マップデータＭＩと非接触センサ２４の検出データとに基づいてダンプトラック２の絶対位置を示す位置データを算出し、算出されたダンプトラック２の位置データに基づいてダンプトラック２を走行させる照合航法走行モードである。照合航法走行モードにおいて、ダンプトラック２の位置データは、照合航法演算部３３Ｂにおいて算出される。照合航法走行モードでダンプトラック２を走行させる場合、マップデータ作成処理が実施され、マップデータ作成処理において作成されたマップデータＭＩがマップ保存用データベース３６に記憶される。
【００７１】
推測航法とは、既知の位置からの方位（方位変化量）と移動距離とに基づいて、対象物（ダンプトラック２）の現在位置を推測する航法をいう。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に配置されたジャイロセンサ２６を用いて検出される。ダンプトラック２の移動距離は、ダンプトラック２に配置された速度センサ２７を用いて検出される。ジャイロセンサ２６の検出信号及び速度センサ２７の検出信号は、ダンプトラック２の走行コントローラ２０に出力される。
【００７２】
走行コントローラ２０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック２の方位（方位変化量）を求めることができる。走行コントローラ２０は、速度センサ２７からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック２の移動距離を求めることができる。走行コントローラ２０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号及び速度センサ２７からの検出信号に基づいて、ダンプトラック２が走行経路ＲＰに設定されたコースデータに従って走行するように、ダンプトラック２の走行に関する制御量を生成する。制御量は、アクセル信号、制動信号、及び操舵信号を含む。走行コントローラ２０は、操舵信号、アクセル信号及び制動信号に基づいて、ダンプトラック２の走行（操作）を制御する。
【００７３】
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、推測された位置（推測位置）と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。その結果、ダンプトラック２は、処理装置１２によって生成されたコースデータから外れて走行してしまう可能性がある。実施形態１において、走行コントローラ２０は、推測航法により導出（推測）されたダンプトラック２の位置（推測位置）を、ＧＰＳ受信器３１により検出されたＧＰＳ位置データ又は照合航法演算部３３Ｂが算出した位置データを使って補正しつつ、ダンプトラック２を走行させる。
【００７４】
すなわち、実施形態１においては、推測航法走行モードと、ＧＰＳ走行モード及び照合航法走行モードの少なくとも一方とが組み合わされて、ダンプトラック２が走行される。なお、ダンプトラック２は、推測航法走行モードのみで走行してもよいし、ＧＰＳ走行モードのみで走行してもよいし、照合航法走行モードのみで走行してもよい。
【００７５】
走行コントローラ２０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号と、速度センサ２７からの検出信号と、ＧＰＳ受信器３１からのＧＰＳ位置又は照合航法演算部３３Ｂが検出した位置とに基づいて、ダンプトラック２がコースデータによって規定された走行経路ＲＰに従って走行するように、ダンプトラック２の位置を補正する補正量を含む、ダンプトラック２の走行に関する制御量を算出する。走行コントローラ２０は、ダンプトラック２が走行経路ＲＰに従って走行するように、算出した補正量及び制御量に基づいて、ダンプトラック２の走行（操作）を制御する。
【００７６】
制御システム３０の走行コントローラ２０は、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置に基づいて、走行経路ＲＰに設定されたコースデータに従ってダンプトラック２を推測航法により走行させるステップＳＴ１を実行する。実施形態１において、走行コントローラ２０は、管理装置１０の処理装置１２により生成されたコースデータ、及び処理装置１２で設定された走行速度（目標走行速度）を含む走行条件データに従って、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び搬送路ＨＬの少なくとも一部においてダンプトラック２を走行させる。
【００７７】
次に、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が所定精度を超えているか否かを判定するステップＳＴ２を実行する。すなわち、ステップＳＴ２において、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の精度が高精度であるか否かを判定する。具体的には、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解であるか否かを判定する。位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解であると判定する、すなわち、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度であると判定する（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）と、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態であるか否か、すなわち、検出した土手ＢＫの位置に関するデータがマップ保存用データベース３６に記憶されたマップデータＭＩの精度を低下させるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。具体的には、実施形態１において、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、速度センサ２７の検出信号に基づいてダンプトラック２の走行速度が零であるか否か、すなわち、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態であるダンプトラック２が停車しているか否かを判定する。走行速度が零であるダンプトラック２の停車中の場合、自車両以外の鉱山機械４の稼働などにより発生する埃などにより、地図情報ＭＩにノイズが混入して、地図情報ＭＩの精度が低下するかもしれないためである。
【００７８】
位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａが、ダンプトラック２が停車していないと判定、すなわち、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態でないと判定した場合（ステップＳＴ３：Ｎｏ）、マップデータ作成部３３Ｃにより、マップデータ作成処理が実施される。マップデータ作成部３３Ｃは、マップデータＭＩを作成する（ステップＳＴ４）。すなわち、位置計測コントローラ３３は、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の検出精度が高精度であると判定すると、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置に基づいて経路位置記憶部３２Ａが記憶したコースデータに従ってダンプトラック２を自律走行させるとともに、レーザセンサ２４Ｂの検出結果から土手ＢＫに関する検出結果を抜き出して、抜き出した土手ＢＫに関する検出結果を走行経路ＲＰのマップデータＭＩとしてマップ保存データベース３６に記憶するステップＳＴ４を実行する。具体的には、まず、観測点座標変換部３８は、レーザセンサ２４Ｂから方向及び距離で規定された座標で示されたレーザセンサ２４Ｂの検出結果の位置を、Ｘ−Ｙ座標で示された座標の位置に変換する（ステップＳＴ４１）。
【００７９】
観測点利用可能判断部３９は、観測点座標変換部３８により座標が変換された検出結果から土手ＢＫに関する検出結果を抜き出す（ステップＳＴ４２）。観測点利用可能判断部３９は、土手ＢＫに関する検出結果を抜き出す際には、まず、観測点座標変換部３８により座標が変換された検出結果の各種のノイズを除去する。
【００８０】
観測点利用可能判断部３９は、各種のノイズなどが除去された検出結果を、ＸＹ座標系で位置が示されかつ所定サイズのグリッドＧＲで構成される検出結果に合成する。観測点利用可能判断部３９は、合成した検出結果をマップデータ作成部３３Ｃと、照合航法演算部３３Ｂとの双方に出力する。位置計測コントローラ３３のマップデータ作成部３３Ｃは、観測点利用可能判断部３９が合成した検出結果である土手ＢＫの位置を走行経路ＲＰのマップデータＭＩとしてマップ保存用データベース３６に記憶する（ステップＳＴ４３）。また、制御システム３０は、ステップＳＴ１からステップＳＴ４を実行することで、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度であり、かつ、速度センサ２７が、ダンプトラック２が停車していないことを検出している間、すなわち、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態でないと判定している間において、レーザセンサ２４Ｂの検出結果から土手ＢＫに関する検出結果を抜き出して、抜き出した土手ＢＫに関する検出結果を走行経路ＲＰのマップデータＭＩとして記憶することを継続する。
【００８１】
位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａが、ダンプトラック２が停車していると判定、すなわち、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態であると判定する（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）と、マップデータＭＩの記憶を休止して（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ１に戻る。このように、位置計測コントローラ３３のＲＯＭ（外部記憶装置）３３３は、コンピュータである位置計測コントローラ３３にステップＳＴ３とステップＳＴ４とステップＳＴ１０とを実行させるプログラムを記憶している。制御システム３０は、判定部３３Ａがダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態であると判定すると（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）と、マップデータＭＩの記憶を休止して（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ１に戻ることにより、マップ保存用データベース３６は、速度センサ２７が、ダンプトラック２が停車したことを検出している間、すなわち、ダンプトラック２の状態がマップデータＭＩの精度を低下させる状態であると判定している間において、走行経路ＲＰのマップデータＭＩの記憶を休止する。
【００８２】
また、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の解がＦｉｘ解でないと判定する、すなわち、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度でないと判定する（ステップＳＴ２：Ｎｏ）と、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態であるか否か、すなわち、グリットマップ作成部３３Ｃ検出した土手ＢＫの位置に関するデータがマップ保存用データベース３６に記憶された位置計測精度を低下させるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。具体的には、実施形態１において、位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａは、速度センサ２７の検出信号に基づいてダンプトラック２の走行速度が零であるか否か、すなわち、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態であるダンプトラック２が停車しているか否かを判定する。走行速度が零であるダンプトラック２の停車中の場合、自車両以外の鉱山機械４の稼働などにより発生する埃などによりレーザセンサ２４Ｂの検出結果にノイズが混入してしまい、照合航法演算部３３Ｂの位置計測の精度が低下するかもしれないためである。また、走行速度が零であるダンプトラック２の停車中の場合、ダンプトラック２の位置が変化しないからである。
【００８３】
位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａが、ダンプトラック２が停車していないと判定、すなわち、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態でないと判定した場合（ステップＳＴ５：Ｎｏ）、照合航法演算部３３Ｂは、レーザセンサ２４Ｂの検出データと、マップ保存用データベース３６に記憶され記憶部３３Ｄに読み込まれたマップデータＭＩとに基づいて、ダンプトラック２の位置及び方位を算出して、走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を照合航法走行させる（ステップＳＴ６）。すなわち、位置計測コントローラ３３は、ＧＰＳ受信器３１が検出したＧＰＳ位置の検出精度が高精度でないと判定すると、レーザセンサ２４Ｂの検出結果とマップ保存用データベース３６が記憶したマップデータＭＩとを照合することにより、ダンプトラック２の位置及び方位を検出する。
【００８４】
具体的には、観測点座標変換部３８は、レーザセンサ２４Ｂから方向及び距離で規定された座標で示されたレーザセンサ２４Ｂの検出結果の位置を、Ｘ−Ｙ座標の位置に変換する（ステップＳＴ６１）。観測点利用可能判断部３９は、観測点座標変換部３８により座標が変換された検出結果から土手ＢＫに関する検出結果を抜き出す（ステップＳＴ６２）。なお、ステップＳＴ６１は、ステップＳＴ４１と同じ処理であり、ステップＳＴ６２は、ステップＳＴ４２と同じ処理であるので、詳細な説明を省略する。
【００８５】
照合航法演算部３３Ｂは、観測点利用可能判断部３９によりノイズが除去された検出結果をアイソレーションフィルタ（Isolation  Filter）に通して、検出結果を間引きする（ステップＳＴ６３）。具体的には、照合航法演算部３３Ｂは、観測点利用可能判断部３９によりノイズが除去された検出結果のうち所定距離離れた検出結果のみ残し、他の検出結果を除去する。ステップＳＴ６３の処理により、レーザセンサ２４Ｂの検出結果を５〜６分の１程度に削減することができる。
【００８６】
照合航法演算部３３Ｂは、ジャイロセンサ２６の検出データ、速度センサ２７の検出データ、レーザセンサ２４Ｂの検出データ、及びマップ保存用データベース３６に記憶され記憶部３３Ｄに読み込まれたマップデータＭＩをパーティクルフィルタＰＦにより統合して、ダンプトラック２の位置及び方位を算出する（ステップＳＴ６４）。算出した複数の位置及び方位は、ステップＳＴ６を次に実行される際に、ステップＳＴ６４１において算出される複数の位置及び方位として用いられる。
【００８７】
また、照合航法演算部３３Ｂは、算出したダンプトラック２の位置及び方位が、レーザセンサ２４Ｂが故障中に検出された検出結果から検出されたもの、ジャイロセンサ２６が故障中に検出された検出結果から検出されたもの、所定数よりも少ないレーザセンサ２４Ｂの検出結果から検出されたもの、信頼度が所定の信頼度よりも低い、尤度が所定値よりも低い、推定精度が所定値よりも低い、推測航法による位置及び方位とのズレが所定値よりも大きい、及び、問題があるマップデータＭＩを用いて検出されたものの全てに該当しないと、検出した位置及び方位を用いて推測航法（ステップＳＴ１）を実行し、位置計測コントローラ３３がダンプトラック２が走行経路ＲＰに従って走行するように、ダンプトラック２の走行（操作）を制御する。このように、制御システム１は、ステップＳＴ１、ステップＳＴ２、ステップＳＴ５、及びステップＳＴ６を実行することで、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度ではなく、かつ、速度センサ２７が、ダンプトラック２が停車していないことを検出している間、すなわち、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態でないと判定している間において、レーザセンサ２４Ｂの検出結果とマップ保存用データベース３６が記憶した走行経路ＲＰのマップデータＭＩとを照合することによりダンプトラック２の位置及び方位を検出することを継続し、走行コントローラ２０は、位置計測コントローラ３３が検出したダンプトラック２の位置及び方位に基づいて、走行経路ＲＰに従ってダンプトラック２を走行させる。
【００８８】
位置計測コントローラ３３の判定部３３Ａがダンプトラック２が停車していると判定、すなわち、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態であると判定する（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）と、ステップＳＴ１に戻る。判定部３３Ａがダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態であると判定すると（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）と、ステップＳＴ１に戻ることにより、位置計測コントローラ３３は、速度センサ２７が、ダンプトラック２が停車したことを検出している間、すなわち、ダンプトラック２の状態が位置計測精度を低下させる状態であると判定している間において、レーザセンサ２４Ｂの検出結果とマップ保存用データベース３６が記憶した走行経路ＲＰのマップデータＭＩとを照合することにより、ダンプトラック２の位置及び方位を検出することを休止する。
【００８９】
＜マップデータの管理及び構築＞
上述したように、ダンプトラック２が走行経路ＲＰを走行する場合、推測航法により導出されたダンプトラック２の位置が、ＧＰＳ受信器３１により検出されたＧＰＳ位置又は照合航法位置演算部３３Ｂにより算出された絶対位置により補正される。以下の説明においては、ＧＰＳ受信器３１により検出された検出データであるＧＰＳ位置を使ってダンプトラック２の走行を制御することを適宜、ＧＰＳ走行、と称し、照合航法位置演算部３３Ｂにより推測された絶対位置を使ってダンプトラック２の走行を制御することを適宜、照合航法走行、と称する。
【００９０】
ダンプトラック２は、ダンプトラック２のＧＰＳ位置を検出する位置検出装置であるＧＰＳ受信器３１と、ダンプトラック２が走行する走行経路ＲＰ及び走行経路ＲＰの傍らの物体である土手ＢＫを非接触で検出する非接触センサであるレーザセンサ２４Ｂとを備えている。マップデータ作成部３３Ｃは、ＧＰＳ受信器３１の検出データとレーザセンサ２４Ｂの検出データとに基づいて、ダンプトラック２の作業現場である鉱山のマップデータＭＩを作成する。本実施形態において、マップデータ作成部３３Ｃは、ＧＰＳ受信器３１の検出データとレーザセンサ２４Ｂの検出データとに基づいて、土手ＢＫを含む鉱山の走行経路ＲＰのマップデータＭＩを作成する。マップデータ作成部３３Ｃで作成されたマップデータは、一旦、作業領域である記憶部３３Ｄに記憶された後、マップ保存用データベース３６に記憶される。マップデータ作成処理は、ＧＰＳ受信器３１のＧＰＳ位置検出精度が所定精度を超えた高精度のときに実施される。
【００９１】
マップデータ作成処理は、任意のタイミングで実施され、そのマップ作成処理において作成されたマップデータは、マップ保存用データベース３６に蓄積される。鉱山においては採掘作業が実施され、積込場ＬＰＡの位置又は形状、排土場ＤＰＡの位置又は形状、及び搬送路ＨＬの位置又は形状が日々変化する。そのため、過去の所定期間において作成された古いマップデータＭＩは、採掘現場の現況地形と異なる可能性が高い。マップ保存用データベース３６に記憶されるマップデータＭＩが現状の採掘現場の状態から乖離することを抑制するため、マップデータ作成処理は、異なる複数の所定期間のそれぞれにおいて実施される。
【００９２】
鉱山の採掘現場は広大である。そのため、鉱山のマップデータＭＩのデータ量は膨大となる。異なる複数の期間のそれぞれにおいて作成された複数のマップデータＭＩがマップ保存用データベース３６に蓄積される状態を放置しておくと、マップ保存用データベース３６に記憶されるデータ量は膨大となり、マップ保存用データベース３６を大容量化する必要が生じてしまう。
【００９３】
実施形態１においては、過去の所定期間において取得されたＧＰＳ受信器３１の検出データとレーザセンサ２４Ｂの検出データとに基づいてマップデータ作成部３３Ｃで作成された過去マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶され、現在においてＧＰＳ受信器３１の検出データとレーザセンサ２４Ｂの検出データとに基づいて作成されている現在マップデータが作業領域である記憶部３３Ｄに記憶されている場合において、統合マップデータ算出部３３Ｇは、マップ保存用データベース３６に記憶されている過去マップデータと記憶部３３Ｄに記憶されている現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する。照合航法走行において、算出された統合マップデータは、記憶部３３Ｄに読み込まれる。照合航法走行において、照合航法位置演算部３３Ｂは、記憶部３３Ｄに読み込まれた統合マップデータと、レーザセンサ２４Ｂの検出データとを照合して、ダンプトラック２の絶対位置を算出する。走行制御部として機能する走行コントローラ２０は、照合航法位置演算部３３Ｂで算出されたダンプトラック２の絶対位置と、処理装置１２及び走行経路作成装置３２によって設定された走行経路ＲＰ（コースデータ）とに基づいて、ダンプトラック２が設定されたコースデータに従って走行するように、ダンプトラック２の走行を制御する。
【００９４】
また、実施形態１においては、異なる過去の複数の所定期間のそれぞれにおいてマップデータ作成処理が実施され、マップ保存用データベース３６に複数の過去マップデータが記憶されている場合において、記憶部３３Ｄに記憶されている現在マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶されるとき、マップ保存用データベース３６に記憶されている複数の過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータが消去される。
【００９５】
図９は、鉱山の採掘現場の所定エリアの一例を示す図である。図９に示すように、所定エリアには、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、複数の搬送路ＨＬ、及び複数の交差点ＩＬを含むダンプトラック２が走行可能な稼働エリアＫＰが設定される。所定エリアの外形は、実質的に四角形である。所定エリアのマップデータＭＩを作成する場合、ダンプトラック２は、所定エリアの稼働エリアＫＰを走行する。
【００９６】
図１０は、実施形態１に係るマップデータＭＩの管理及び構築方法の一例を示すフローチャートである。図１１は、位置計測コントローラ３３の動作を説明するための模式図である。図１２は、統合マップデータを作成する処理を説明するための模式図である。
【００９７】
マップ保存用データベース３６には、異なる過去の複数の所定期間のそれぞれにおいて作成された複数の過去マップデータが記憶されている。図１１及び図１２に示す例では、３つの過去マップデータ（過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３）が記憶されている。マップ保存用データベース３６において、複数の過去マップデータのそれぞれは、所定期間と関連付けられた時刻データとともにファイル化され、管理される。
【００９８】
過去マップデータ１と過去マップデータ２と過去マップデータ３とは、鉱山の作業現場である採掘現場の同一の所定エリアにおけるマップデータである。実施形態１においては、過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３のうち、過去マップデータ３が、最も古いデータ（最も過去の期間に作成されたデータ）であり、過去マップデータ１が、最も新しいデータ（最も新しい期間に作成されたデータ）であり、過去マップデータ２が、過去マップデータ１が作成された期間と過去マップデータ３が作成された期間との間の期間に作成されたデータであることとする。
【００９９】
ダンプトラック２の走行が開始され、マップファイル作成処理が開始される。ダンプトラック２の絶対位置がＧＰＳ受信器３１によって検出されつつ、レーザセンサ２４Ｂが走行経路ＲＰの傍らの土手ＢＫを検出する。マップデータ作成部３３Ｃは、ＧＰＳ受信器３１の検出データとレーザセンサ２４Ｂの検出データとに基づいて、所定エリアのマップデータを作成する。図１１に示すように、作成中の現在マップデータは、位置計測コントローラ３３の作業領域である記憶部（ＲＡＭ）３３Ｄに記憶される（ステップＳＴ７０）。
【０１００】
更新部３３Ｅは、過去の所定期間において作成されマップ保存用データベース３６に記憶されている過去マップデータが作成されてからの経過時間が規定時間を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ７１）。すなわち、更新部３３Ｅは、マップ保存用データベース３６に保存されている過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３のそれぞれについて、作成されてからの経過時間が規定時間を超えているか否かを判定する。
【０１０１】
ステップＳＴ７１において、作成されてからの経過時間が規定時間を超えている過去マップデータが存在すると判定された場合（ステップＳＴ７１：Ｙｅｓ）、更新部３３Ｅは、記憶部３３Ｄに記憶されている作成中の現在マップデータを、最新の過去マップデータとして、マップ保存用データベース３６に記憶させる（ステップＳＴ７２）。
【０１０２】
更新部３３Ｅは、記憶部３３Ｄの現在マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶されるとき、マップ保存用データベース３６に記憶されている複数の過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータを消去する（ステップＳＴ７３）。実施形態１においては、更新部３３Ｅは、マップ保存用データベース３６に記憶される現在マップデータのデータ数及び過去マップデータのデータ数の和が規定値を超えるとき、マップ保存用データベース３６に記憶されている複数の過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータを消去して、現在マップデータをマップ保存用データベース３６に記憶させる。実施形態１においては、マップ保存用データベース３６に記憶されている過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３のうち、最も古い過去マップデータ３が消去される。
【０１０３】
ステップＳＴ７１において、作成されてからの経過時間が規定時間を超えている過去マップデータが存在しないと判定された場合（ステップＳＴ７１：Ｎｏ）、又はステップＳＴ７３の処理が終了した場合、判定部３３Ａにより、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度か否かが判定される（ステップＳＴ７４）。
【０１０４】
ステップＳＴ７４において、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度である（Ｆｉｘ解である）と判定された場合（ステップＳＴ７４：Ｙｅｓ）、マップデータ作成処理が継続される。記憶部３３Ｄに記憶される作成中の現在マップデータは、逐次更新される（ステップＳＴ７５）。
【０１０５】
ステップＳＴ７４において、ＧＰＳ受信器３１が検出したダンプトラック２のＧＰＳ位置の検出精度が高精度でない（Ｆｉｘ解でない）と判定された場合（ステップＳＴ７４：Ｎｏ）、照合航法走行が実施される。
【０１０６】
照合航法走行において、統合マップデータ算出部３３Ｇは、マップ保存用データベース３６に記憶されている過去マップデータと記憶部３３Ｄに記憶されている現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する（ステップＳＴ７６）。図１１に示すように、マップ保存用データベース３６に過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３が記憶され、記憶部３３Ｄに現在マップデータが記憶されている場合、統合マップデータ算出部３３Ｇは、現在マップデータと、過去マップデータ１と、過去マップデータ２と、過去マップデータ３とを統合する。
【０１０７】
上述したように、マップデータは、複数のグリッドＧＲによって規定される。マップデータの各グリッドＧＲは、土手ＢＫの有無を示すバイナリデータ（１ビットデータ）を含む。実施形態１において、過去マップデータと現在マップデータとの統合は、過去マップデータにおける鉱山の所定エリアの特定位置を示すグリッドＧＲのバイナリデータと、現在マップデータにおける鉱山の所定エリアの特定位置を示すグリッドＧＲのバイナリデータとの論理和を算出することを含む。
【０１０８】
図１２は、現在マップデータと過去マップデータとの論理和を算出する処理を説明するための模式図である。現在マップデータ、過去マップデータ１、過去マップデータ２、及び過去マップデータ３はそれぞれ、複数のグリッドＧＲで規定されている。複数のグリッドＧＲのそれぞれにＸＹ座標系における座標データが与えられている。グリッドＧＲの座標データは、グローバル座標系における絶対位置を示す。現在マップデータと過去マップデータ１と過去マップデータ２と過去マップデータ３とは、同一の所定エリアのマップデータである。したがって、例えば、現在マップデータの座標データ（ｘ１、ｙ１）と、過去マップデータ１の座標データ（ｘ１、ｙ１）と、過去マップデータ２の座標データ（ｘ１、ｙ１）と、過去マップデータ３の座標データ（ｘ１、ｙ１）とは、同一の位置を示す。また、各マップデータの各座標データは、土手ＢＫの有無を示すバイナリデータ（１ビットデータ）を含む。
【０１０９】
一例として、現在マップデータは、座標データ（ｘ３、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ２、ｙ３）、（ｘ３、ｙ４）、（ｘ３、ｙ５）に土手ＢＫが存在することを示すバイナリデータを含む。過去マップデータ１は、座標データ（ｘ２、ｙ１）（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ３、ｙ４）、（ｘ３、ｙ５）に土手ＢＫが存在することを示すバイナリデータを含む。過去マップデータ２は、座標データ（ｘ２、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ２、ｙ３）、（ｘ３、ｙ４）、（ｘ３、ｙ５）に土手ＢＫが存在することを示すバイナリデータを含む。過去マップデータ３は、座標データ（ｘ３、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ３、ｙ４）、（ｘ３、ｙ５）に土手ＢＫが存在することを示すバイナリデータを含む。
【０１１０】
現在マップデータと過去マップデータ１と過去マップデータ２と過去マップデータ３との論理和は、同一の位置を示す座標データの論理和である。したがって、図１２に示すように、現在マップデータと過去マップデータ１と過去マップデータ２と過去マップデータ３との論理和を示す統合マップデータは、座標データ（ｘ２、ｙ１）、（ｘ３、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ２、ｙ３）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ３、ｙ４）、（ｘ３、ｙ５）に土手ＢＫが存在することを示すバイナリデータを含む。
【０１１１】
現在マップデータと過去マップデータ１と過去マップデータ２と過去マップデータ３との論理和を示す統合マップデータが作成された後、位置演算部３３Ｂは、統合マップデータ（論理和）とレーザセンサ２４Ｂの検出データとを照合して、所定エリアにおけるダンプトラック２の絶対位置を算出する。走行コントローラ２０は、位置演算部３３Ｂで算出されたダンプトラック２の位置と設定されたコースデータとに基づいて、ダンプトラック２を照合航法走行させる（ステップＳＴ７７）。
【０１１２】
＜作用及び効果＞
以上説明したように、実施形態１によれば、過去の所定期間において作成された過去マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶され、照合航法走行におけるダンプトラック２の絶対位置の算出において参照するマップデータとして、マップ保存用データベース３６に記憶されている過去マップデータとリアルタイムで作成中の記憶部３３Ｄに記憶されている現在マップデータとを統合した統合マップデータを使用するようにしたので、採掘現場の状態の変化に応じた適切なマップデータを作成して、照合航法走行に使用することができる。
【０１１３】
また、実施形態１によれば、同一の所定エリアを示す現在マップデータと過去マップデータとの論理和が算出される。これにより、統合マップデータの信頼性が向上し、照合航法走行を精度良く実施することができる。
【０１１４】
また、鉱山においては採掘作業が実施され、積込場ＬＰＡの位置又は形状、排土場ＤＰＡの位置又は形状、及び搬送路ＨＬの位置又は形状が日々変化する。そのため、古いマップデータは、現状の採掘現場の状態から乖離する可能性が高い。実施形態１によれば、現在において作成され記憶部３３Ｄに記憶されている現在マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶されるとき、マップ保存用データベース３６に記憶されている複数の過去マップデータのうち最も古い過去マップデータが消去される、そのため、マップ保存用データベース３６に記憶される過去マップデータと現状の採掘現場の状態とが乖離することが抑制される。
【０１１５】
また、鉱山の採掘現場は広大である。そのため、鉱山のマップデータのデータ量は膨大となる。膨大なデータ量のマップデータを管理する場合、大容量のマップ保存用データベース３６が必要となってしまう。実施形態１によれば、古い過去マップデータがマップ保存用データベース３６から消去されるので、最新の過去マップデータを残しつつ、マップ保存用データベース３６に記憶されるデータ量の膨大化を抑制することができる。
【０１１６】
なお、実施形態１において、異なる過去の複数の所定期間のそれぞれにおいて作成された複数の過去マップデータがマップ保存用データベース３６に記憶されている場合、最も古い過去マップデータを消去しなくてもよい。例えば、複数の過去マップデータのうち、最も信頼性が低いと評価された過去マップデータが消去されてもよい。例えば、ダンプトラック２が走行経路ＲＰにおいてスリップした状態で作成されるマップデータは、信頼性が低いと考えられる。マップデータ作成処理においてダンプトラック２のスリップの有無データをマップデータと同時に取得することにより、マップデータの信頼性を評価することができる。
【０１１７】
＜その他の実施形態＞
なお、上述の各実施形態においては、図１３の模式図に示すように、マップ保存用データベース３６がダンプトラック２に配置され、ダンプトラック２に配置されているマップ保存用データベース３６において、マップデータ作成処理で作成されたマップデータが管理され、照合航法走行に使用されることとした。図１４の模式図に示すように、マップデータを記憶し管理するマップ保存用データベース３６が、ダンプトラック２とは別の位置に配置される管制施設７のコンピュータ１１に設けられてもよい。例えば、コンピュータ１１の記憶装置１３の外部記憶装置が、マップ保存用データベース３６として機能してもよい。ダンプトラック２によって実施されたマップデータ作成処理で作成されたマップデータ（過去マップデータ）は、通信システム９により無線で管理施設７のコンピュータ１１に送信される。ダンプトラック２において照合航法走行が実行される場合、コンピュータ１１の記憶装置１３の外部記憶装置に記憶されている過去マップデータと、現在作成中の現在マップデータとが統合されて統合マップデータが作成される。
【０１１８】
なお、上述の各実施形態においては、照合航法走行時及びマップデータ作成処理において、非接触センサ２４のうちレーザセンサ２４Ｂの検出データを用いることとした。照合航法走行時及びマップデータ作成処理の少なくとも一方において、非接触センサ２４のうちレーダ２４Ａの検出データが用いられてもよい。なお、非接触センサ２４は、ダンプトラック２の周囲の物体との相対位置を計測可能な測距センサであればよい。例えば、非接触センサ２４として、ダンプトラック２の周囲の物体の光学像を取得するカメラが用いられてもよい。
【０１１９】
なお、上述の各実施形態において、複数の過去マップデータのそれぞれは、所定エリアを分割した分割エリアの位置データを含んでもよい。また、上述の各実施形態においては、マップデータが所定エリア全体を示すこととしたが、所定エリアを分割した分割エリア毎にマップデータの作成、記憶、及び統合などの管理が実施されてもよい。
【０１２０】
上述した各実施形態の構成要件は、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を含む。また、上述した各実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【符号の説明】
【０１２１】
１  管理システム
２  ダンプトラック（鉱山機械）
２Ｅ  内燃機関
２Ｇ  発電機
２Ｓ  操舵装置
３  他の鉱山機械
４  鉱山機械
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（コースデータ作成部）
１３  記憶装置
１３Ｂ  データベース
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
１９  ＧＰＳ基地局
１９Ａ  アンテナ
１９Ｂ  送受信装置
１９Ｃ  アンテナ
２０  走行コントローラ（走行制御部）
２１  車両本体
２２  ベッセル
２３  車輪
２３Ｂ  制動装置
２３Ｆ  前輪
２３Ｍ  電動機
２３Ｒ  後輪
２４  非接触センサ
２４Ａ  レーダ
２４Ｂ  レーザセンサ
２６  ジャイロセンサ
２７  速度センサ
２９  インターフェース
３０  制御システム
３１  ＧＰＳ受信器（位置検出装置）
３１Ａ  アンテナ
３１Ｂ  アンテナ
３２  走行経路作成装置
３２Ａ  経路位置記憶部
３３  位置計測コントローラ
３３Ａ  判定部
３３Ｂ  照合航法演算部
３３Ｃ  マップデータ作成部
３３Ｄ  記憶部（第２記憶部）
３３Ｅ  更新部
３３Ｆ  位置データ取得部
３３Ｇ  統合マップデータ算出部
３４  無線通信装置
３４Ａ  アンテナ
３５  第１信号線
３６  マップ保存用データベース
３７Ａ  第２通信線
３７Ｂ  第３通信線
３８  観測点座標変換部
３９  観測点利用可能判断部
４０  安全コントローラ
４１  ゲートウェイコントローラ
３２１  入出力部
３２２  演算処理装置
３２３  主記憶装置（第２記憶部）
３２４  外部記憶装置
３２５  外部記憶装置（第１記憶部）
３３１  入出力部
３３２  演算処理装置
３３３  主記憶装置（第２記憶部）
３３４  外部記憶装置
３３５  外部記憶装置（第１記憶部）
ＢＫ  土手
ＣＲ  破砕機
ＤＰＡ  排土場
ＧＲ  グリッド
ＨＬ  搬送路
ＩＡＨ  照射エリア
ＩＡＶ  照射エリア
ＩＳ  交差点
ＫＦ  カルマンフィルタ
ＬＰＡ  積込場
ＭＩ  マップデータ
ＭＩｆ  特定マップデータ
ＭＩｍ  管理マップデータ
ＭＩｐ  分割マップデータ
ＲＰ  走行経路
【図１】
2016117713.tif 000003
【図２】
2016117713.tif 000004
【図３】
2016117713.tif 000005
【図４】
2016117713.tif 000006
【図５】
2016117713.tif 000007
【図６】
2016117713.tif 000008
【図７】
2016117713.tif 000009
【図８】
2016117713.tif 000010
【図９】
2016117713.tif 000011
【図１０】
2016117713.tif 000012
【図１１】
2016117713.tif 000013
【図１２】
2016117713.tif 000014
【図１３】
2016117713.tif 000015
【図１４】
2016117713.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現況地形が日々変化する鉱山の作業現場の走行経路を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、
前記作業機械が走行する走行経路の傍らの物体を非接触で検出する非接触センサと、
前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて、作業現場のマップを示すマップデータを作成するマップデータ作成部と、
異なる過去の複数の所定期間のそれぞれにおいて取得された前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された複数の過去マップデータを記憶する第１記憶部と、
前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて前記マップデータ作成部で作成された現在マップデータを記憶する第２記憶部と、
前記第１記憶部に記憶されている複数の前記過去マップデータのうち新しい所定期間に作成された所定数の前記過去マップデータと前記第２記憶部に記憶されている前記現在マップデータとを統合して統合マップデータを算出する統合マップデータ算出部と、
前記統合マップデータ算出部が算出した前記統合マップデータと前記非接触センサの検出データとを照合して、前記作業機械の位置を算出する位置演算部と、
を備える作業機械の制御システム。
【請求項２】
前記過去マップデータ及び前記現在マップデータはそれぞれ、複数のグリッドによって規定され、
前記グリッドは、前記物体の有無を示すバイナリデータを含み、
前記過去マップデータと前記現在マップデータとの統合は、前記過去マップデータにおける前記作業現場の特定位置を示す前記グリッドのバイナリデータと、前記現在マップデータにおける前記作業現場の前記特定位置を示すグリッドのバイナリデータとの論理和を算出することを含む、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。
【請求項３】
前記現在マップデータが前記第１記憶部に記憶されるとき、前記第１記憶部に記憶されている複数の前記過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータが消去される、
請求項１又は請求項２に記載の作業機械の制御システム。
【請求項４】
前記第１記憶部に記憶される現在マップデータのデータ数及び過去マップデータのデータ数の和が規定値を超えるとき、前記第１記憶部に記憶されている複数の前記過去マップデータのうち少なくとも１つの過去マップデータを消去して、前記現在マップデータを前記第１記憶部に記憶させる更新部を備える、
請求項３に記載の作業機械の制御システム。
【請求項５】
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制御システムを備える作業機械。
【請求項６】
請求項５に記載の作業機械に前記走行経路を規定するコースデータを出力する管理装置を備える作業機械の管理システム。
【国際調査報告】
2016117713.tif 000017
2016117713.tif 000018
2016117713.tif 000019
2016117713.tif 000020