【手続補正書】
【提出日】平成30年2月13日(2018.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、第一の作業機械、及び前記第一の作業機械が指定した停車目標位置に向かって走行する第二の作業機械を含む作業機械の走行支援システムであって、前記第一の作業機械に備えられ、前記第一の作業機械の座標系における停車目標位置を指定する停車目標位置指定装置と、前記第二の作業機械に備えられ、前記第二の作業機械の進行方向前方に位置する計測対象点から前記第二の作業機械までの距離を測定する周囲形状測定装置と、前記周囲形状測定装置の測定結果を基に、前記第二の作業機械の周囲の３次元空間を複数の領域に分割し、各領域における物体の有無を定義した３次元ボクセルデータからなる周囲形状地図を生成する地図生成装置と、前記第一の作業機械の外形形状データを記憶する外形形状データ記憶装置と、前記第一の作業機械の外形形状データ及び前記周囲形状地図を比較し、前記周囲形状地図内における前記第一の作業機械の位置を検出する作業機械位置検出装置と、前記周囲形状地図内における前記第一の作業機械の位置及び前記第一の作業機械の座標系で指定された停車目標位置を基に、当該停車目標位置を前記周囲形状地図の座標系に変換し、前記周囲形状地図内における前記第二の作業機械の位置及び前記周囲形状地図の座標系に変換された停車目標位置を基に、実空間における前記第二の作業機械と前記停車目標位置との相対位置を算出する相対位置算出装置と、を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
ここで、走行路面が乾いた土であるとタイヤの回転によって撒きあげた土埃がダンプトラック１００と周囲盛土との間に漂うことがある。このような状況になった場合、ダンプトラック１００の下部に周囲形状測定装置２を設置すると、周囲盛土までの距離を正しく測定できないだけでなく、周囲形状測定装置２の検出面が汚れることもある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
そこで、舞いあがった土埃が周囲形状測定装置２の検出窓に付着する頻度を抑え、かつ、土埃の上から周囲形状を検出するため、図４に示すように、ダンプトラック１００の側面上部に周囲形状測定装置２を取り付けるとよい。周囲形状測定装置２はスキャン面２１０内で一定角度毎の距離を測定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
相対位置算出装置５は、周辺形状地図内におけるショベル２００位置及びショベル２００の座標系ΣＳで指定された積込位置（停車目標位置）ＰＳを基に、積込位置ＰＳを周辺形状地図の座標系ΣＴに変換し、周辺形状地図内におけるダンプトラック１００の位置及び周辺形状地図の座標系ΣＴに変換された積込位置ＰＴを基に、実空間におけるショベル２００と積込位置との相対位置を算出する。なお、周辺形状地図の座標系ΣＴ、及びダンプトラック１００の実空間（地面に固定された座標系）における座標系（以下「ダンプ座標系」という）は、周辺形状地図の座標系ΣＴにおけるダンプトラック１００の位置に実空間におけるダンプトラック１００の位置を合わせることで変換できるので、以下では周辺地図形状の座標系ΣＴと実空間におけるダンプ座標系とは同一であるものとして説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
自己位置計測装置１０２は、ダンプトラック１００の車輪回転速度を計測する車輪速計測装置１４と操舵角度を計測する操舵角計測装置１５と、位置補正装置１６と、自己位置演算装置１７とを備える。自己位置計測装置１０２において、車輪速計測装置１４、操舵角計測装置１５、及び位置補正装置１６の其々は自己位置演算装置１７に接続される。自己位置演算装置１７は、ダンプトラック制御装置２０（後述する）に接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
自己位置演算装置１７は車輪速計測装置１４及び操舵角計測装置１５の計測結果からダンプトラック１００の速度と角速度、さらに、地面に固定された座標系での位置・姿勢を算出する。なお、ダンプトラック１００の位置・姿勢をより高精度で計測するため、ダンプトラック１００の自己位置は、位置補正装置１６によって補正される。位置補正装置１６は、ＩＭＵ（慣性計測装置）やＧＰＳにより構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
車両制御装置１０３は、ダンプトラック１００の速度を制御する速度制御装置１８（制動量の制御装置としての機能も有する）と、ダンプトラック１００の舵角を制御する操舵制御装置１９と、積込位置に向けて移動するため、速度制御装置１８の制動量及び操舵制御装置１９の制御量を算出するダンプトラック制御装置２０とを含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
地図生成装置３と地図記憶装置４、自己位置演算装置１７は、例えば中央演算処理装置と記憶装置と入出力回路と通信回路からなるマイコン装置を用いて構成される。地図生成装置３と地図記憶装置４の処理用に、それぞれ別のマイコン装置を設ける構成にしても良く、一つのマイコン装置で構成しても良い。また、ダンプトラック制御装置２０は、例えば複数のマイコン装置で構成される車載用コントローラであって、車載用コントローラ内部のソフトウェアによって機能を実現する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図６（ｂ）に示すように、管制サーバ３１０のＲＯＭ３１２又はＨＤＤ３１４には、配車管理部３１１ａ、走行許可区間設定部３１１ｂ、動的パス生成部３１１ｃ、及びサーバ側通信制御部３１１ｄを含むダンプトラック１００の自律走行プログラムが格納され、これらがＲＡＭ３１３にロードされＣＰＵ３１１により実行されることで、上記自律走行プログラムに含まれる各機能が実現される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ダンプトラック１００が積込場６１に近づくと、ショベル２００のオペレータは、積込位置にバケットを位置させて積込位置指示装置２０１を操作することにより積込位置を指定する（Ｓ７０９）。通信装置２０３は、ＧＰＳ座標系の積込位置を管制サーバ３１０に送信する（Ｓ７１０）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
ダンプトラック１００は、地図データベース２１の地図情報（これは管制サーバ３１０のマスタ地図記憶部３１４ａの地図情報と同じものである）と受信した動的パスとを参照し、動的パスに沿って蛇行しながら周囲形状測定装置２による計測を開始し、地図生成装置３はその測定結果を基に周辺形状地図を生成する（Ｓ７１２）。蛇行走行することで、直線走行する場合に比べて積込場内のスキャンエリアが広くなり、ショベル２００を早期に発見し、積込み地点Ｐに向けて移動することが可能となるが、蛇行走行は必須ではない。なお、積込位置からより離れた位置から蛇行を開始することができれば、小さな蛇行でもより広い領域をスキャニングすることが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
ショベル２００は積込位置を指定した際にパラメータ測定装置２０２によりショベルの姿勢を規定する姿勢パラメータを計測し、ショベル座標系で定義された積込位置とともにダンプトラック１００に送信する（Ｓ７１３）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
ダンプトラック１００は、姿勢パラメータ及び外形形状データ記憶装置７のショベルの外形形状データを基に、ショベル位置検出装置８がショベル２００の外形形状の再構成処理を行う（Ｓ７１４）。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
ショベルの位置が検出できると、相対位置算出装置５は、ショベル２００が指示したショベル座標系の積込位置Ｐｓの位置をダンプ座標系に変換して積込位置ＰＴをする（Ｓ７１６）。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
ダンプトラック制御装置２０は、積込位置ＰＴを停車目標地点として、ダンプトラック１００と積込位置ＰＴとの相対位置を求め、それにしたがって走行経路を再設定する（Ｓ７１７）。このとき、ダンプトラック１００の現在位置と積込位置ＰＴを結ぶ走行経路は、クロソイド曲線を用いて生成することで無理のない走行が可能となる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
ダンプトラック制御装置２０は動的パスをトレースする走行から、ステップＳ７１７で設定した走行経路に従ってダンプトラック１００を直進走行させ（Ｓ７１８）、積込位置ＰＴに向かって走行し、停車する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
＜第二実施形態＞
第一実施形態は、相対位置算出装置５が受け取ったパラメータα、β、γ、θを基に復元したショベルの３次元形状と、作成した地図データ６とのマッチングによって、地図データ６上のショベルの位置・姿勢を推定している。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
そこで、ショベル２００の動作中、すなわち、姿勢パラメータα、β、γ、θが変化しているときのショベルのスキャンデータは、地図データに含めないようにする。そしてショベル２００が動作したときは、地図データ中のショベル２００に相当する部分のデータは削除し、ショベル２００の動作が止まったら（ショベルがホームポジションに戻ったら）、再びショベル２００部分のスキャンデータも蓄積する。直近で受信した姿勢パラメータα、β、γ、θと、今回受信した姿勢パラメータα、β、γ、θとが一致していればショベル２００の動作に変化がなく、地図データ６の生成、更新を行い、不一致であれば動作に変化があり場合は、その時測定した周辺形状測定装置からの測定結果を廃棄することで地図データに動作が変化しているショベルが含まれることを回避できる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
例えば、周囲形状測定装置２のスキャンエリアにダンプトラック１００からショベル２００までの路面を含め、路面形状を含めた周辺形状地図を生成してもよい。更に、ショベル２００に例えば図６（ａ）に示すハードウェアと同様の構成を有するショベル端末装置を備え、路面形状を含めた周辺形状地図をショベル端末装置に送信し、表示装置に周辺形状地図を表示してもよい。これにより、ショベル２００のオペレータは路面形状を把握し、路面障害物を避けた位置に積込位置を指定することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また第一実施形態では、周囲形状測定装置２をダンプトラック１００の側面、前輪上部に１台のみ設置したが、これを左右に１台ずつ、合計２台設置してもよい。これにより、周囲環境の測定データが蓄積され地図データ６の密度と精度が高くなり、積込位置までの相対位置の推定精度が向上することになる。
【手続補正２１】
【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】
第一の作業機械、及び前記第一の作業機械が指定した停車目標位置に向かって走行する第二の作業機械を含む作業機械の走行支援システムであって、
前記第一の作業機械に備えられ、前記第一の作業機械の座標系における停車目標位置を指定する停車目標位置指定装置と、
前記第二の作業機械に備えられ、前記第二の作業機械の進行方向前方に位置する計測対象点から前記第二の作業機械までの距離を測定する周囲形状測定装置と、
前記周囲形状測定装置の測定結果を基に、前記第二の作業機械の周囲の３次元空間を複数の領域に分割し、各領域における物体の有無を定義した３次元ボクセルデータからなる周囲形状地図を生成する地図生成装置と、
前記第一の作業機械の外形形状データを記憶する外形形状データ記憶装置と、
前記第一の作業機械の外形形状データ及び前記周囲形状地図を比較し、前記周囲形状地図内における前記第一の作業機械の位置を検出する作業機械位置検出装置と、
前記周囲形状地図内における前記第一の作業機械の位置及び前記第一の作業機械の座標系で指定された停車目標位置を基に、当該停車目標位置を前記周囲形状地図の座標系に変換し、前記周囲形状地図内における前記第二の作業機械の位置及び前記周囲形状地図の座標系に変換された停車目標位置を基に、実空間における前記第二の作業機械と前記停車目標位置との相対位置を算出する相対位置算出装置と、
を備えることを特徴とする作業機械の走行支援システム。
【請求項２】
前記第一の作業機械は、多関節フロント装置、及び前記第一の作業機械の座標系で停車目標位置を指定する際の前記第一の作業機械の外形形状を規定する姿勢パラメータを測定するパラメータ測定装置を備え、
前記作業機械位置検出装置は、前記姿勢パラメータと前記第一の作業機械の外形形状データを基に、前記姿勢パラメータを反映された前記第一の作業機械の外形形状を再構成し、その再構成した前記第一の作業機械の外形形状データと前記周囲形状地図とを比較する、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械の走行支援システム。
【請求項３】
前記地図生成装置は、前記姿勢パラメータに変化がない間の前記周囲形状測定装置の測定結果だけを用いて、前記周囲形状地図を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械の走行支援システム。
【請求項４】
前記第一の作業機械は、前記第二の作業機械から前記周囲形状地図を受信する第一の通信装置と、
前記周囲形状地図を表示する表示装置と、を備え、
前記第二の作業機械は、前記第一の作業機械に対して前記周囲形状地図を送信する第二の通知装置を備え、
前記周囲形状測定装置は、実空間における前記第二の作業機械の位置から前記第一の作業機械の位置までの路面の形状を測定し、
前記地図生成装置は、前記路面の形状を含む前記周囲形状地図を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械の走行支援システム。
【請求項５】
積込機が指定した停車目標位置に向かって走行する運搬車両であって、
前記積込機から、当該積込機の座標系で指定された前記停車目標位置を受信する通信装置と、
前記運搬車両の進行方向前方に位置する計測対象点までの距離を測定する周囲形状測定装置と、
前記周囲形状測定装置の測定結果を基に、前記運搬車両の周囲の３次元空間を複数の領域に分割し、各領域における物体の有無を定義した３次元ボクセルデータからなる周囲形状地図を生成する地図生成装置と、
前記積込機の外形形状データを記憶する外形形状データ記憶装置と、
前記積込機の外形形状データ及び前記周囲形状地図を比較し、前記周囲形状地図内における前記積込機の位置を検出する作業機械位置検出装置と、
前記周囲形状地図内における前記積込機の位置及び前記積込機の座標系で指定された停車目標位置を基に、当該停車目標位置を前記周囲形状地図の座標系に変換し、前記周囲形状地図内における前記運搬車両の位置及び前記周囲形状地図の座標系に変換された停車目標位置を基に、実空間における前記運搬車両と前記停車目標位置との相対位置を算出する相対位置算出装置と、
前記算出された相対位置に従って、実空間における前記停車目標位置に向かって前記運搬車両を自律走行させる車両制御装置と、
を備えることを特徴とする運搬車両。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2017016477.tif 000001