(57)【要約】      （修正有）【課題】障害物との踏破/接触情報をタイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスに活用することができる車両を提供する。【解決手段】タイヤで走行する車両本体１Ａと、車両本体１Ａの前方の障害物を検出する外界認識装置２と、タイヤとの接触を判定する接触判定部４ｂと、接触/踏破した障害物情報を記録する記憶部４ａと、を備え、記録部４ａは、接触判定部４ｂで接触したと判定された障害物の情報を記録する。【選択図】図４
2016203836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤで走行する車両本体と、
前記車両本体の前方向の障害物を検出する外界認識装置と、
前記タイヤとの接触を判定する接触判定部と、
接触した障害物の情報を記録する記憶部と、
を備え、
前記記録部は、前記障害物検出部で検出した障害物のうち、前記接触判定部で接触したと判定された障害物の情報を記録することを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記障害物検出部で検出した障害物の中から記憶部に記録する障害物の大きさを選択するしきい値を有し、前記しきい値を車両の速度に応じて変えることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項１に記載の車両は鉱山で使用される鉱山用運搬車両であって、
接触した障害物の情報を、管制センタ又は鉱山を走行する他車両に送信することを特徴とする鉱山用運搬車両。
【請求項４】
請求項１に記載の車両において、
障害物と接触した自車両の位置を特定し、障害物の情報として記録することを特徴とする車両。
【請求項５】
請求項４に記載の車両は鉱山で使用される鉱山用運搬車両であり、前記鉱山用運搬車両を運用するシステムにおいて、
記録した障害物の情報を他の車両に通報するようにしたことを特徴とする鉱山用運搬車両の運用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物を検出する装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省力化を目的として導入され始めた鉱山向けの自律走行ダンプでは、前方を走行する車両や路上障害物との衝突を未然に回避するため、外界認識装置等で車両や障害物との距離や相対速度を計測し、自動で速度制御や操舵回避制御などを実施するシステムの導入が進んでいる。一般に、前方車両や障害物の検出手段として使用される外界認識手段としては、ミリ波センサ、レーザスキャナ及びステレオカメラ等が知られている。
【０００３】
また、自律走行ダンプに限らず、有人で走行する一般の鉱山ダンプトラックにおいても、外界認識装置やＧＰＳ装置にて前方車両や路上障害物との距離や相対速度を計測し、衝突を未然に回避するためにドライバへの衝突警報や自動で速度制御を実施するシステムの開発及び導入が進んでいる。
【０００４】
前方車両や障害物との衝突回避に関する従来技術については、例えば特開平１１−２９６２２９号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１に開示のシステムは、走行経路上で外界認識手段を用いて予め検出された障害物情報を記憶し、その障害物の位置と自車の走行予定経路とが干渉して走行不能や衝突に陥らないように走行経路を新たに生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された従来技術においては、自律走行ダンプにおいて障害物検出手段で検出した障害物の位置情報を記憶手段に記憶し、自車位置から目的地までの走行経路を生成する際に、記憶手段に記憶された障害物の位置情報を参照し、予め記憶した障害物との接触を回避するように走行経路を生成している。
【０００７】
上記のように、障害物検出手段で検出した走行経路上の障害物との接触を回避する手法に関する従来技術は多く見られる。しかし、障害物を回避できずにタイヤにより踏破した場合、或いは障害物に接触した場合の対応方法に関する従来技術は見当たらない。
【０００８】
あらゆる障害物を、操舵や制動により衝突を回避するのに、十分遠方の距離から、外界認識手段で検出できるとは限らない。例えば、鉱山では、ダンプトラックから積荷の岩（石）が路面に落下することがある。これらの落下物（障害物）は、回避できなくとも走行安全上は問題にならない程度の大きさである場合がある。そして、これら小型の障害物は車両等に比較して小さいため、必ずしも操舵や制動による回避が可能となる十分遠方の距離から外界認識手段で検出されるとは限らない。これら小型障害物は、回避できずにタイヤにより踏破、或いは接触した場合でも、踏破/接触直後の走行安全上は問題ない。しかし、タイヤや車両本体などの長期寿命化及びメインテンナンスの観点からは回避することが望ましい。また、短期的にはダンプの走行安全上で問題にはならない程度の障害物に対する踏破/接触があった場合でも、タイヤや車両本体の長期寿命化やメインテンナンスのために、踏破/接触に関する情報を活用することが望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、障害物との踏破/接触情報をタイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスに活用することができる車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の車両は、車両本体と、前記車両本体の前方向の障害物を検出する外界認識装置と、前記障害物検出部との接触を判定する接触判定部と、前記接触/踏破した障害物情報を記録する記憶部と、を備え、前記記録部は、前記接触判定部で接触したと判定された障害物の情報を記録するようにする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、踏破/接触しても走行安全上は問題のない小型障害物との踏破/接触に対してもその踏破/接触情報を記録し、記録した情報をタイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスに活用することができる。これにより、車両ダメージの早期把握や故障原因の早期究明による稼働率の高い運行を実現することができる。
【００１２】
前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が用いられる鉱山を示す概略図である。
【図２】ダンプトラック１の概略を示す斜視図である。
【図３】ダンプトラック１の走行駆動装置３の概略を示すブロック図である。
【図４】鉱山システムに用いられる管制センタと鉱山用運搬車両１との構成の概略を示すブロック図である。
【図５】ダンプトラック１の側面を示す概略図である。
【図６】鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）のＴＴＣと速度と警報領域の関係を示す概略図である（ＴＴＣ（Time to Collision）は後述の（式１）参照）。
【図７】鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が小型障害物８０を踏破するときの前輪１ｄの状態を示す概略図である。
【図８】鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が小型障害物８０を踏破するときの後輪１ｅの状態を示す概略図である。
【図９】種類の異なる車両を含む通信システムの概要を示す図である。
【図１０】障害物の大きさと危険度の関係を模式的に示す図である。
【図１１】鉱山用運搬車両の障害物情報記録及び通報までの流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る小型障害物情報の検出/記録システムを適用した車両の一実施例を図に基づいて説明する。なお、以下の説明では、鉱山用運搬車両の一例であるダンプトラックについて説明する。鉱山では、ダンプトラックから積荷の岩（石）が路面に落下することがある。鉱山で使用されるダンプトラックやその他の建設機械では、これらの落下物（障害物）を踏破する、或いは落下物と接触する可能性が高い。しかし、鉱山で使用される建設機械以外の車両においても、本発明に係る障害物情報の検出/記録システムを適用することにより、タイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスに活用することができる。
【００１５】
車両の走行経路に存在する障害物を、操舵や制動により衝突を回避するのに、十分遠方の距離から、外界認識手段で検出できるとは限らない。例えば、鉱山では、ダンプトラックから積荷の岩（石）が路面に落下することがある。これらの落下物（障害物）は、回避できなくとも走行安全上は問題にならない程度の大きさである場合がある。そして、これら小型の障害物は車両等に比較して小さいため、必ずしも操舵や制動による回避が可能となる十分遠方の距離から外界認識手段で検出されるとは限らない。これら小型障害物は、回避できずに走行タイヤにより踏破、或いは接触した場合でも、踏破/接触直後の走行安全上は問題ない。しかし、タイヤや車両本体などの長期寿命化及びメインテンナンスの観点からは回避することが望ましい。従って、上記のような短期的にはダンプの走行安全上で問題にはならない程度の障害物に対する踏破/接触を操舵や制動により回避できなった場合でも、踏破/接触したことを検出して記録しておくことでタイヤや車両本体の長期寿命化やメインテンナンスに情報を活用することが望まれる。また、操舵や制動により回避できなかった障害物の位置を把握し、通信システムにより他車両に通報することが望まれる。他車両は予め障害物の位置を把握することができ、例えば減速走行するなどして踏破/接触することのないようにすることができる。このような通報は、管制システムを通して行ってもよいし、直接他車両に通報してもよい。
【００１６】
図１〜図５を用いて、本発明の実施例に係るダンプトラック１について説明する。本実施例のダンプトラック１（１Ａ）は、車体に取り付けられたステレオカメラ装置２０やミリ波レーダ６１にて、他のダンプトラック１等の前方車両１Ｄや路上の石/岩などの小型障害物８０を検出する。図１は、本発明の実施例に係る鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が用いられる鉱山を示す概略図である。図２は、ダンプトラック１の概略を示す斜視図である。図３は、ダンプトラック１の走行駆動装置３の概略を示すブロック図である。図４は、鉱山システムに用いられる管制センタと鉱山用運搬車両１との構成の概略を示すブロック図である。図５は、ダンプトラック１の側面を示す概略図である。
【００１７】
ダンプトラック１は、図１に示すように、鉱山に予め設けられた走行路である搬送エリアＡを走行する。鉱山には、例えばショベルβ等でダンプトラック１に土砂等の積荷を積み込むための積込エリアＢと、積込エリアＢにて積み込まれた積荷を放土する放土エリアＣと、メンテナンス等の際にダンプトラック１を駐機させる駐機エリアＤとが設けられている。これらのエリアＢ〜Ｄは、搬送エリアＡにてつながっている。鉱山には、ダンプトラック１との間で所定の情報を送受信し、複数のダンプトラック１の走行等の交通管制を行う管制センタ１１が設置されている。
【００１８】
ダンプトラック１は、図２に示すように、車両本体１ａと、車両本体１ａの前側上方に設けられたキャビンである運転席１ｂと、車両本体１ａ上に起伏可能に設けられた荷台１ｃと、荷台１ｃを上下動させるホイストシリンダ（図示せず）と、車両本体１ａを走行可能に支持する左右の前輪１ｄおよび後輪１ｅとを備えている。さらに、ダンプトラック１には、車両の前部にステレオカメラ装置２０（２０ａ，２０ｂ）とミリ波レーダ６１とが取り付けられている。ステレオカメラ装置２０及びミリ波レーダ６１は、他のダンプトラック１等の前方車両αや路上の石/岩などの小型障害物８０を検出する。
【００１９】
図３に示すように、ダンプトラック１は、走行駆動装置３を備えている。走行駆動装置３は、エンジン３ａと、エンジン３ａにて駆動される発電機３ｂと、発電機３ｂにて発電された電力が供給される電力制御装置３ｃと、後輪１ｅを駆動するための走行モータ３ｄとを有している。走行モータ３ｄへの供給電力は、電力制御装置３ｃにて制御される。電力制御装置３ｃは、コントローラ４に接続され、コントローラ４にて制御される。コントローラ４は、図４に示すように、電力制御装置３ｃを介して、車両本体１ａを操舵するための操舵装置のステアリングモータ３ｅや、車両本体１ａを制動させるための制動装置であるブレーキ装置３ｆ等の駆動も制御する。
【００２０】
車両本体１ａには、車両本体１ａの周囲、特に走行方向前方の環境を認識するための画像検出装置２０と自車両に対する障害物の位置と相対速度を高精度に検出できる相対情報検出装置６１が取り付けられている。外界認識装置２０は、認識した搬送エリアＡ上の障害物、特に前方車両αや小型障害物８０を検出する。外界認識装置２０は、図２に示すように、複数、例えば２台のカメラ２０ａ，２０ｂからなるステレオカメラ装置２０で構成される。同様に、相対情報検出装置６１は、搬送エリアＡ上の障害物、特に前方車両αや小型障害物８０を検出する。相対情報検出装置６１は、ミリ波レーダで構成される。外界認識装置２０，６１は、障害物検出装置を構成する。
【００２１】
ステレオカメラ装置２０は、一対のカメラ２０ａ，２０ｂを備える。ステレオカメラ装置２０は、２台のカメラ２０ａ，２０ｂを用いて外界の色情報を有する立体的な三次元の画像情報を取得する。環境認識部５は、前記三次元の画像情報に基づいて路面領域を推定する。さらに、環境認識部５は、推定した路面領域上の障害物を検出する。そして、環境認識部５は、自車に対する障害物の位置及び相対速度と、障害物の種類及び大きさとを算出する。また、ミリ波レーダ６１は、外界の車両や障害物などの位置と相対速度情報を取得する。以下の説明では、障害物として、ダンプトラックから落下した積荷の岩（石）などを想定する。ダンプトラックから落下した積荷の岩（石）などは、通常、ダンプトラックのタイヤで踏破したり、或いは接触した場合でも、踏破/接触直後の走行安全上は問題にならない程度の小型のものである。以下、このような障害物を小型障害物と呼んで説明する。なお、以下の説明では、小型障害物８０の踏破及び小型障害物８０との接触とを区別せず、単に「接触」として記載する。
【００２２】
ステレオカメラ装置２０は、車両本体１ａの前側の左右方向（車両の幅方向）の中央部である中心位置に、左右のカメラ２０ａ，２０ｂ間の中心が位置するように取り付けられている。各カメラ２０ａ，２０ｂの焦点距離やレンズの歪みなどの内部パラメータ、および互いの位置関係および車体への設置位置を示す外部パラメータは、互いに同期されている。各カメラ２０ａ，２０ｂは、各光軸が平行となるように車両１前方に向けられ、これら各カメラ２０ａ，２０ｂの撮像領域の一部が重なり合うように設置されている。
【００２３】
ミリ波レーダ６１は、車両本体１ａの前側の左右方向の中央部である中心位置に取り付けられている。ミリ波レーダ６１と、ステレオカメラ装置２０の相対位置は、同一障害物の検出位置のずれが生じないようにキャリブレーションにより調整して設置されている。
【００２４】
車両本体１ａには、図４に示すように、ステレオカメラ装置２０とミリ波レーダ６１に加え、車両本体１ａの位置を検出するための位置検出部としてのＧＰＳ装置６ａ、車両本体１ａの加速度や傾きを検出するためのＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）装置６ｂ、車両本体１ａの車速を検出するための車速センサ６ｃ等が車載センサとして取り付けられている。
【００２５】
コントローラ４には、車両本体１ａの周囲（外環境）を認識するための環境認識部５と、荷台１ｃに積み込まれた積荷の積載重量を検出するための積載重量検出部７と、自己位置推定部８と、車載ナビ１０とが接続されている。環境認識部５は、外界認識装置２にて検出された検出情報が入力され、この検出情報に基づいて、例えば路上の小型障害物８０や前方車両等の外界情報を取得する。外界認識装置２はステレオカメラ装置２０に加えてミリ波レーダ６１を搭載したセンサフュージョン形式としているが、ステレオカメラ２０単体の構成でも良い。或いは、ステレオカメラ装置２０の替わりに単眼カメラを搭載し、単眼カメラとミリ波レーダ６１とのセンサフュージョン形式でも良い。すなわち本実施例では、外界認識装置２として、画像検出装置２０とミリ波レーダ６１とを備えており、画像検出装置２０の一例としてステレオカメラ装置２０ａ，２０ｂを図示している。
【００２６】
コントローラ４は、環境認識部５で検出された路面領域と、前方障害物の位置、速度、大きさ及び種別などの障害物情報と、自己位置推定部８、車載ナビ１０及び走行駆動装置３からの現在の自車位置と、これからの自車走行経路情報とから、検出した障害物との衝突を判定する。衝突判定は、自車走行車線上の障害物との衝突予測時間ＴＴＣに基づいて実施し、段階に応じて走行駆動装置３での自動速度制御や自動操舵制御を実施する。なお、ＴＴＣは、
ＴＴＣ＝障害物までの距離/障害物との相対速度      （式１）
により求められる。
【００２７】
自己位置推定部８は、車載センサ６にて検出された検出情報と走行駆動装置３からの車両情報が入力され、これら情報に基づいて、車両本体１ａの搬送エリアＡにおける検出時の自己位置を推定する。自己位置推定部８は、車載センサ６と走行駆動装置３からの情報で求まる自己位置と、ダンプトラック１が走行する鉱山に関する地図情報が予め記憶された車載ナビ１０に記憶させた地図情報とを対比して、検出時の自己位置を推定する。車載ナビ１０に記憶されている地図情報には、鉱山上のダンプトラック１が走行する搬送エリアＡ上の各箇所の傾斜角度に関する傾斜角情報も含まれている。
【００２８】
コントローラ４は、衝突判定に応じてダンプトラック１の車速を電気ブレーキ或いはリタードブレーキやメカ式ブレーキで自動制御したり、ダンプトラック１の操舵角度をステアリングモータで自動制御するなどして、障害物との衝突を回避する。
【００２９】
コントローラ４内部の接触判定部４ｂは、環境認識部５で検出された障害物の位置や速度情報と、自己位置推定部８で算出した自車両と障害物との位置関係情報から、障害物との接触を判定する。障害物との接触判定は、自車両と障害物との位置関係から求めることができるが、ＩＭＵ装置６ｂからの車両の振動情報を併用して求める構成でも良い。或いは、車輪のサスペンション油圧やストローク量情報を検出するサスペンションセンサ６ｄからの情報を用いて、障害物との接触を判定する構成でも良い。更には、障害物と接触した可能性のある車輪を特定する構成でも良い。
【００３０】
単に、障害物との接触を判定するだけであれば、サスペンションセンサ６ｄは前後左右輪のいずれか一つのサスペンション５０，５１に設けられていればよい。本実施例では、接触した車輪を特定するため、図５に示すように、前輪１ｄに設けられるサスペンション５１及び後輪に設けられるサスペンション５０のそれぞれに、サスペンションセンサ６ｄを設けている。図５では、左側の車輪１ｄ，１ｅ及びそのサスペンション５０，５１のみを示しているが、右側の車輪１ｄ，１ｅ及びそのサスペンション５０，５１にも、サスペンションセンサ６ｄを設けている。
【００３１】
図４に戻って、説明を続ける。コントローラ４内部の記憶部４ａは、接触判定部４ｂで接触したと判定された障害物８０の位置、相対速度、大きさ、危険度及び種類などの情報と、自車両の接触部位、走行速度などの情報を記憶すると共に、過去に記憶した情報を累積更新する。
【００３２】
積載重量検出部７は、車体本体１ａの所定箇所に設けられたロードセルなどのひずみ量検出センサ６ｅにて検出されたひずみ量に基づき、例えばひずみ量に対応させて予め定めた積載重量テーブル等から、荷台１ｃに積まれた積荷５２（図５参照）の積載重量を算出し、この算出した積載重量に応じた積載重量情報がコントローラ４へ出力される。コントローラ４は、積載重量検出部７から出力される積載重量情報に基づき、ダンプトラック１の停車距離を補正し、衝突判定に反映する。積載重量は、前輪１ｄのサスペンション５１又は後輪のサスペンション５０に設けられたサスペンションセンサ６ｄにより、検出してもよい。
【００３３】
コントローラ４は、所定の情報を管制センタ１１に対して送受信するための通信部９に接続されている。コントローラ４は、通信部９を介して、環境認識部５にて検出した外界情報や、自己位置推定部６にて推定した自己位置に関する位置情報を管制センタ１１へ送信する。また、ダンプトラック１の配車管理や交通管制塔に関する運行管理情報を管制センタ１１から受信する。
【００３４】
また、コントローラ４は、通信部９を介して、環境認識部５にて検出した外界情報や、自己位置推定部６にて推定した自己位置に関する位置情報を、他車両に直接送信する構成が付加されてもよい。
【００３５】
ここで、図１を参照して、管制センタ１１及び他車両との通信システムについて説明する。図１は、ダンプトラック１Ｄの積荷から小型障害物８０が落下した状態を示している。後続車両であるダンプトラック１Ａは外界認識装置２により小型障害物８０を検出する。ダンプトラック１Ａは、小型障害物８０に関する外界情報や、自己位置推定部６にて推定した自己位置に関する位置情報を管制センタ１１へ送信する。この場合、ダンプトラック１Ａが管制センタ１１から離れた位置にある場合は、中継局１００Ａを介して、情報を管制センタ１１へ送信する。ダンプトラック１Ａが送信する情報は、比較的近い位置にあるダンプトラック１Ｂ，１Ｃに対しては、ダンプトラック１Ａから直接送信される。少し離れた位置のダンプトラック１Ｄに対しては、ダンプトラック１Ａからの情報を、中継局１００Ｂを介して送信するようにしてもよい。また、ダンプトラック１Ｅのように、ダンプトラック１Ａからの情報を、管制センタ１１及び中継局１００Ｃを介して、受信するようにしてもよい。ダンプトラック１Ａが検出した小型障害物８０に関する情報を、他のダンプトラック１Ｂ〜１Ｅが共有することにより、以後、ダンプトラック１Ａ〜１Ｅは小型障害物８０との接触を回避することができる。ここでは、ダンプトラック１Ａ〜１Ｅについて説明している。しかし、ダンプトラック１Ａ〜１Ｅはダンプトラック以外の車両であっても構わない。
【００３６】
管制センタ１１は、各ダンプトラック１が走行する搬送エリアＡ等の鉱山の地図情報が予め記憶された記憶部１２と、記憶部１２に記憶させた地図情報に基づき各ダンプトラック１の運行を管理する運行管理部１３とを備えている。運行管理部１３は、所定のダンプトラック１の通信部９に対し、そのダンプトラック１の目的地、走行経路等の搬送情報を送信する通信部でもある。
【００３７】
運行管理部１３には、ダンプトラック１の配車管理を行う配車管理部１４と、鉱山を走行するすべての車両の交通を管制する交通管制部１５とが接続されている。運行管理部１３は、記憶部１２に記憶させた地図情報と、配車管理部１４から出力される配車管理情報と、交通管制部１５から出力される交通管制情報とに基づき、予め定めた運行パターン等と対比して、各ダンプトラック１等の運行管理データを作成する。運行管理部１３は、この運行管理データに基づく各ダンプトラック１の搬送情報を、各ダンプトラック１へ無線送信する。各ダンプトラック１は、管制センタ１１の運行管理部１３から受信した搬送情報に基づいてコントローラ４にて電力制御装置３ｃが制御され、各ダンプトラック１が自律走行される。
【００３８】
次いで、本実施例に係るダンプトラック１の小型障害物８０の検出及び記録方法について、説明する。
【００３９】
搬送エリアＡ中の平坦路を走行している状態では、ダンプトラック１はステレオカメラ装置２０で前方の路面上の石/岩などの小型障害物８０を検出する。環境認識部５は、ステレオカメラ装置２０からの画像情報に基づいて路面領域を推定した後、自車走行車線上の路面上の障害物として小型障害物８０を検出する。環境認識部５は、ステレオカメラ装置２０からの小型障害物８０の位置と相対速度や、小型障害物８０の大きさ/危険度や種類等を算出する。走行駆動装置３と車載センサ６からは走行速度、ヨー方向加速度、ステアリング操舵角度及びブレーキ操作量などの車両情報を出力する。コントローラ４は、環境認識部５からの小型障害物８０の情報と、走行駆動装置３と自己位置推定部８からの車両情報とから、検出した障害物が自車両の走行範囲内に存在すると判断した場合には衝突予測時間ＴＴＣ（Time to Collision）を算出し、例えば図６に示すダンプトラック１のＴＴＣマップとの比較から衝突を判定する。
【００４０】
図６は、鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）のＴＴＣと速度と警報領域の関係を示す概略図である。ＴＴＣマップでは、速度とＴＴＣとの関係から、線分６１〜６３により、安全領域、準安全領域、第一警報領域及び第二警報領域に分けられている。安全領域及び準安全領域は通常のブレーキ操作で接触を回避可能な安全ブレーキ領域である。第一警報領域は電気ブレーキ或いはリタードブレーキを用いた急ブレーキを要する急ブレーキ領域である。第二警報領域は電気ブレーキ或いはリタードブレーキとメカブレーキとを併用した緊急ブレーキが必要な緊急ブレーキ領域である。
【００４１】
ダンプトラック１は、小型障害物８０との衝突判定状態に応じて、コントローラ４で操舵や制動による回避の可能性を判断し、回避可能と判断した場合にはコントローラ４の指令に基づいて走行駆動装置３により回避制御を実施する。或いは、小型障害物８０が検出されたときに算出された衝突予測時間から、操舵や制動による回避が難しいとコントローラ４で判断された場合でも、コントローラ４の指令に基づいて操舵や制動による回避動作を試みる。或いは、小型障害物８０が検出されたときに算出された衝突予測時間から、操舵や制動による回避が難しいとコントローラ４で判断され、なおかつ、ステレオカメラ装置２０で検出した小型障害物８０の大きさや種類や危険度など、環境認識部５から求まる情報に基づいて小型障害物８０と接触しても走行安全上問題ないと判定され場合には、操舵や制動による回避動作をせずに走行を続ける。
【００４２】
上記、いずれの場合においても、環境認識部５からの小型障害物８０に関する位置及び相対速度情報と、自己位置推定部８からの自車両の走行経路情報とから、コントローラ４の接触判定部４ｂにて自車両が小型障害物８０と接触したかどうかを算出する。接触したと判断した場合には、小型障害物８０の位置/大きさ/種類/危険度/画像などの障害物情報を記憶部４ａに記録する。或いは、上記の小型障害物８０の障害物上だけでなく、自車両が小型障害物８０に接触したときやその前後の走行速度や経路などの自車両情報を記憶部４ａに記録する構成としてもよい。或いは、小型障害物８０が自車両のどのタイヤ、或いは車両部分と接触したかを記録する構成としても良い。
【００４３】
ドライバが運転する有人ダンプトラックの場合には、図４に示すように警報発生部７０を用いて、ドライバに対して警告する。この警告は、表示、音、振動、光点滅などを用いて行うと良い。また、上記の自律走行システムの場合と同様に、コントローラ４にて小型障害物８０との接触を判断し、接触したと判断した場合には、小型障害物８０の位置/大きさ/種類/危険度/画像などの障害物情報を記憶部４ａに記録する。或いは、上記の小型障害物８０の障害物上だけでなく、自車両が小型障害物８０に接触したときやその前後の走行速度や舵角などの自車両情報を記憶部４ａに記録する構成としてもよい。或いは、小型障害物８０が自車両のどのタイヤ、或いは車両部分と接触したかを記録する構成としても良い。なお、自律走行システムの場合は、警報発生部７０は必ずしも必要ではない。
【００４４】
また、コントローラ４の接触判定部４ｂにおける自車両が小型障害物８０と接触したかどうかの判定は、環境認識部５からの小型障害物８０に関する位置及び相対速度情報と、自己位置推定部８からの自車両の走行経路情報に加えて、車輪サスペンション５０，５１の油圧情報やストローク情報を利用して行っても良い。この場合、車輪サスペンション５０，５１の油圧情報とストローク情報とを併用しても良い。或いは、ＩＭＵ装置６ｂからの自車両の姿勢や振動情報などを用いて、接触を判定する構成でも良い。
【００４５】
また、記憶部４ａに記録する障害物情報は、障害物の大きさや危険度に応じて取捨選択される。本実施例で記憶部４ａに記録する対象となる障害物は、石や岩などの小型障害物８０であり、接触しても短期的な走行には問題のないものである。しかし、このような小型障害物８０であっても、タイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスの観点から、記録しておくことが望ましい。すなわち、車両ダメージの早期把握や故障原因の早期究明のために情報を記録しておくことが望ましいと判断された障害物に対してのみ、記憶部４ａに小型障害物８０の情報や自車両の情報を記録する。また、新たに記録すべきと判断された小型障害物との接触があった場合には、情報を累積して記録する。
【００４６】
図７及び図８を用いて、ダンプトラック１が小型障害物８０を踏破する際に、ダンプトラック１が受けるダメージについて説明する。図７は、鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が小型障害物８０を踏破するときの前輪１ｄの状態を示す概略図である。図８は、鉱山用運搬車両（ダンプトラック１）が小型障害物８０を踏破するときの後輪１ｅの状態を示す概略図である。なお、ここで説明するダメージは短期的な走行安全上は問題のないダメージである。
【００４７】
ダンプトラック１のサスペンション方式には、一般的に、車軸懸架式サスペンションと独立懸架式サスペンションの２つの方式がある。左右の２輪が１本の軸で直接つながっているタイプのものを車軸懸架式サスペンション（図８）という。それぞれのタイヤが独立して自由に動けるタイプのものを独立懸架式サスペンション（図７）という。本実施例では、フロントサスペンションに独立懸架方式サスペンションを採用し、リアサスペンションに車軸懸架式サスペンションを採用したダンプトラックについて、説明する。しかし、フロントサスペンション５１及びリアサスペンション５０の両方に、同じ方式のサスペンションを採用してもよい。或いは、フロントサスペンション５１とリアサスペンション５０とを、本実施例の構成とは逆の構成にしても良い。
【００４８】
フロント又はリアの片側のタイヤ１ｄ，１ｅが小型障害物８０を踏破する際に、左右のタイヤに荷重差が発生する。この場合、小型障害物８０を踏破する側のタイヤに発生する荷重ＦＦＲ，ＲＦＲの方が、反対側のタイヤに発生する荷重ＦＦＬ，ＲＦＬよりも大きくなる。この荷重差に基づいて、ダンプトラックの車両本体１ａには中心軸１ａｏまわりにモーメントが発生する。左右のリアサスペンション５０の間隔ＲＬｓｕｓは、左右のフロントサスペンション５１の間隔ＦＬｓｕｓに比べて短い。このため、特に後輪が小型障害物８０を踏破する際には、ダンプトラックの車両本体１ａに大きなねじれが生じることになる。このねじれは、短期的には走行安全上において問題にならないが、タイヤや車両本体の長期寿命化にとっては好ましくない。また、交換/補修等の間隔を短くするなど、メインテンナンスの観点からも注意が必要になる。
【００４９】
小型障害物８０の危険度は、車両によって異なる。鉱山では、ダンプトラック１以外の車両も走行している。また、複数の種類のダンプトラックを併用する場合もあり得る。上記した危険度は、複数の種類の車両によって異なる可能性がある。車両間でやり取りする情報における危険度の設定について、図９を用いて説明する。図９は、種類の異なる車両を含む通信システムの概要を示す図である。
【００５０】
ダンプトラック１Ａは小型障害物８０と接触した後、小型障害物８０に関する外界情報や、自己位置推定部６にて推定した自己位置に関する位置情報を、管制センタ１１や他車両１Ｃ，１７，１８に送信する。この送信方法については、既に図１を用いて説明した通りである。ダンプトラック１Ａから小型障害物８０に関する外界情報の中には、小型障害物８０の危険度が含まれる。この危険度は、車両の種類や車両の速度によって異なる。そのため、１台の車両から送信された情報は、受信する各車両に応じた危険度に変換される必要がある。
【００５１】
そこで、図９に示すように、ダンプトラック１Ａから管制センタ１１を介して他車両１Ｃ，１８に情報を送信する場合には、管制センタ１１において各車両に応じた危険度に変換する。ダンプトラック１Ａから他車両１７に情報を直接送信する場合には、ダンプトラック１Ａのコントローラ４で各車両の危険度に変換して送信しても良い。
【００５２】
或いは、他車両１Ｃ，１７，１８に送信する際に、送信元（危険度の判定元）であるダンプトラック１ＡのＩＤを情報に付加して送信しても良い。この場合、情報を受信する各車両の記憶部４ａには、各車両のＩＤと、そのＩＤを持つ車両の危険度を自車の危険度に変換する変換方法（変換式）とを記憶しておく。情報を受信した車両は、送信元のＩＤに基づいて受信した危険度を自車の危険度に変換する。
【００５３】
或いは、他車両１Ｃ，１７，１８に送信する際に、送信元（危険度の判定元）であるダンプトラック１Ａは、危険度を標準的な危険度に変換して送信するようにしても良い。この場合、情報を受信する各車両の記憶部４ａには、標準的な危険度を自車の危険度に変換する変換方法（変換式）を記憶しておく。情報を受信した車両は、記憶した変換方法に基づいて受信した危険度を自車の危険度に変換する。このシステムによれば、送信元は１つの危険度を含む情報を送信するだけでよく、１回の送信で全車両に情報を送信することができる。
【００５４】
危険度を判定するために、例えば、車両の種類や速度と、小型障害物８０の大きさとを対応させて、しきい値を設けておくとよい。図１０は、障害物の大きさと危険度の関係を模式的に示す図である。
【００５５】
上側の図面は低速時における危険度のしきい値を示しており、下側の図面は高速時における危険度のしきい値を示している。車両の速度が変化すると、同じ大きさの小型障害物８０に対する危険度も変化する。一般的には、車両の速度が速くなるほど、同じ大きさの小型障害物８０に対する危険度は高くなる。このため、高速時は低速時に比べて、危険度を判定するしきい値を低くしている。すなわち、高速時は低速時に比べて、より小さい小型障害物８０に対して危険度を高く判定するように、しきい値を設定している。本実施例では、しきい値を、危険度大、危険度中及び危険度小の３段階に設定している。危険度は、２段階であっても良いし、さらに多段階に設定されても良い。また、図１０は模式図であり、小型障害物８０の大きさに対して危険度が直線的に変化するように示している。しかし、小型障害物８０の大きさに対する危険度の変化は直線的である必要はない。
【００５６】
次に、図１１を用いて、障害物情報を記録するまでの流れを説明する。図１１は、鉱山用運搬車両の障害物情報記録及び通報までの流れを示すフローチャートである。
【００５７】
ステップ１１０１で、外界認識装置（外界検出手段）２により障害物を検出する。ステップ１１０２で、障害物の特徴（種類、大きさ、危険度）を抽出する。さらに、障害物の位置/相対速度と自車両の走行経路とから、障害物との衝突危険性（衝突時間）を算出する。
【００５８】
ステップ１１０３では、ステップ１１０２での衝突危険性（衝突時間）の算出結果に基づいて、障害物と衝突するか否かを判定する。ここで、障害物に衝突しないと判定された場合は、ステップ１１０２に戻って障害物の検出を継続する。障害物に衝突すると判定された場合は、ステップ１１０４に進む。
【００５９】
ステップ１１０４では、操舵及び制動による回避方法を算出する。ステップ１１０５では、ステップ１１０４で算出した回避方法に基づいて、回避操作を実行する。
【００６０】
回避操作の後、ステップ１１０６で、障害物との接触を判定する。障害物との接触が無かったと判定された場合は、障害物情報の記録及び通報は行わず、処理を終了する。障害物に接触したと判定された場合は、ステップ１１０７に進む。障害物との接触判定の内容は、上述した通りである。
【００６１】
ステップ１１０７では、検出した障害物が記録すべき対象であるか否かを判定する。この判定については、既に説明した通りである。この判定で、検出した障害物が記録すべき対象でなければ、障害物情報の記録及び通報は行わず、処理を終了する。検出した障害物が記録すべき対象となる小型障害物８０の場合は、記憶部４ａの累積情報を更新する。
【００６２】
ステップ１１０９では、検出した障害物が他車両に対して通報すべき対象であるか否かを判定する。この判定は、障害物が記録すべき対象であるか否かを判定したのと同様に行うことができる。この判定で、検出した障害物が通報すべき対象でなければ、障害物情報の通報は行わず、処理を終了する。検出した障害物が通報すべき対象となる小型障害物８０の場合は、ステップ１１１０に進む。
【００６３】
ステップ１１１０では、管制センタ１１及び他車両に対して、障害物情報を通報する。他車両への通信システムについては、上述した通り種々の方法が存在する。
【００６４】
以上により、本実施例においては、ダンプトラック１はステレオカメラ２０を介して前方に検出した石/岩などの小型障害物８０と自車両との接触を判断する。接触したと判断した小型障害物８０が、短期的な走行安全上は問題ないがタイヤや車両本体の長期寿命化や交換/補修等のメインテンナンスの観点から情報を記録しておくことが望ましいと判断した場合に、自車両の記憶部４ａに小型障害物情報（位置、大きさ、危険度、種類、画像など）と、累積の踏破/接触情報を記録する。或いは、自車両が小型障害物８０に踏破/接触したときやその前後の走行速度や経路などの自車両情報を記憶部８０に記録してもよい。これにより、記録した情報をタイヤや車両本体の長期寿命や交換/補修等のメインテンナンスに活用し、車両ダメージの早期把握や故障原因の早期究明による稼働率の高い運行を実現することができる。
【００６５】
更には、小型障害物８０との踏破/接触を判定する。踏破/接触の判定は、環境認識部５からの小型障害物８０に関する位置と相対速度情報と、自己位置推定部８からの自車両の走行経路情報を用いて行う。或いは、車輪サスペンションの油圧情報やストローク情報を利用、或いは併用することで、踏破/接触を判定してもよい。或いは、ＩＭＵ装置６ｂからの自車両の姿勢や振動情報などを用いて、踏破/接触を判定してもよい。或いは、上記した方法を併用して踏破/接触を判定してもよい。これにより、精度高く踏破/接触を判定するだけでなく、どのタイヤや自車両のどの部分で踏破/接触したかを判定することで、車両ダメージの早期把握や故障原因の早期究明の精度がさらに高くなり、より稼働率の高い運行を実現することができる。
【００６６】
本実施例では、鉱山内を走行する他車両に対して、自車両が踏破/接触した可能性のある小型障害物８０の位置、大きさや危険度などの情報を送信し、後続する他車両が操舵や制動により接触/踏破を回避することができるようにする。或いは、通信を介して知らせる情報を障害物の危険度に応じて取捨選択することで、通信量をできるだけ少なくする構成が考えられる。また、管制センタ１１を介して、或いは車々間通信により、ドーザやサービスカー等の車両に小型障害物情報を知らせることで、その小型障害物８０を取り除く構成でも良い。
【００６７】
また、自車両が踏破/接触を回避できなかった小型障害物の情報を、鉱山内を走行する他車両にしらせることで、他車両が操舵や制動により接触を回避することができるようにする。これにより、他車両における小型障害物８０との接触を未然に防ぎ、稼働率の高い鉱山用運搬車両システムを提供することが可能となる。
【００６８】
本実施例に記載した構成は、鉱山車両に限らず、建設現場内を走行する車両や、一般自動車にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１…ダンプトラック（鉱山用運搬車両）、１ａ…車両本体、１ｄ…前輪、１ｅ…後輪、２…外界認識装置、２ａ，２ｂ…ステレオカメラ装置、６ａ…ＧＰＳ装置（位置検出部）、６ｂ…ＩＭＵ装置、４ａ…記憶部、４ｂ…接触判定部、５…環境認識部（検出情報補正部）、６…車両情報検出部（車載センサ）、７…積載重量検出部、８…自己位置推定部、９…通信部、１０…車載ナビ、１１…管制センタ、２０…画像検出装置、６１…相対情報検出装置（ミリ波センサ）、７０…警報発生部、８０…小型障害物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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