特許 6110558 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6110558

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法

(51)【国際特許分類】

   B60Q 1/40 20060101AFI20170327BHJP

【ＦＩ】

   B60Q1/40 A

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-505645(P2016-505645)

(86)(22)【出願日】2015年12月18日

(86)【国際出願番号】JP2015085544

(87)【国際公開番号】WO2016093372

(87)【国際公開日】20160616

【審査請求日】2016年6月6日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荻原 正紀

(72)【発明者】

【氏名】西嶋 章治

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２０２０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０３７４６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｑ １／００−１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定間隔で設定される複数のコース点の集合体であって、少なくとも位置データ及び目標方位角データを含む、作業機械を走行制御するための走行条件データに基づいて作業機械が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定する旋回判定部と、
前記旋回判定部の判定結果に基づいてウインカー制御信号を出力するウインカー制御部と、
を備え、
複数の前記コース点を通過する軌跡によって前記作業機械の目標走行経路が規定され、
複数の前記コース点のそれぞれは、前記作業機械の目標方位角を示す目標方位角データを含み、
前記作業機械の進行方向前方に所定間隔で連続して配置された所定数の前記コース点のそれぞれが基準コース点として設定され、
前記旋回判定部は、前記基準コース点と、前記基準コース点よりも所定距離だけ進行方向前方の参照コース点との前記目標方位角の差を示す方位角差を算出し、複数の前記基準コース点のそれぞれについて前記方位角差を算出し、前記方位角差が角度閾値以上である前記基準コース点がカウント閾値以上連続して存在すると判定したとき、前記作業機械が旋回すると判定する、
作業機械の制御システム。

【請求項2】

前記ウインカー制御部は、前記作業機械が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されたときに点灯するようにウインカー制御信号を出力し、前記所定距離以上を走行した後に前記所定曲率半径以上で走行すると判定されたときに消灯するように前記ウインカー制御信号を出力する、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。

【請求項3】

前記ウインカー制御部は、前記作業機械の目標方位角データに基づいて、所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されたときに点灯するウインカー制御信号を出力する、
請求項１又は２に記載の作業機械の制御システム。

【請求項4】

前記走行条件データは、前記コース点が鉱山の交差点に規定されているか否かを示すコースタイプデータを含み、
前記ウインカー制御部は、前記コースタイプデータに基づいて、前記作業機械が交差点において旋回すると判定されたときに点灯するウインカー制御信号を出力する、
請求項３に記載の作業機械の制御システム。

【請求項5】

前記ウインカー制御部は、前記鉱山のエリアに基づいて規定された判定修正データに基づいて、前記旋回判定部の方向指示器の点灯、非点灯判定を修正する、
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制御システム。

【請求項6】

請求項１から請求項５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7】

請求項６に記載の作業機械に前記走行条件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。

【請求項8】

所定間隔で設定される複数のコース点の集合体であって、少なくとも位置データ及び目標方位角データを含む、作業機械を走行制御するための走行条件データに基づいて前記作業機械が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定することと、
前記判定の結果に基づいてウインカー制御信号を出力することと、
を含み、
複数の前記コース点を通過する軌跡によって前記作業機械の目標走行経路が規定され、
複数の前記コース点のそれぞれは、前記作業機械の目標方位角を示す目標方位角データを含み、
前記作業機械の進行方向前方に所定間隔で連続して配置された所定数の前記コース点のそれぞれが基準コース点として設定され、
前記基準コース点と、前記基準コース点よりも所定距離だけ進行方向前方の参照コース点との前記目標方位角の差を示す方位角差を算出し、複数の前記基準コース点のそれぞれについて前記方位角差を算出し、前記方位角差が角度閾値以上である前記基準コース点がカウント閾値以上連続して存在すると判定したとき、前記作業機械が旋回すると判定する、
作業機械の管理方法。

【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、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山において、無人で走行する作業機械と有人車両との両方が同じ鉱山内において稼働する場合がある。有人車両を運転する運転手が、例えば交差点において無人で走行する作業機械の進行方向を把握することができれば鉱山の安全性が向上する。特許文献１には自律走行方式の無人搬送車における方向指示方式の技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０５−３２４０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

方向指示器の使用は鉱山の安全性の向上に寄与すると考えられる。しかし、無人で走行する作業機械において方向指示器を使用する技術は確立されていない。

【0005】

本発明の態様は、鉱山の安全性を向上できる作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法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、少なくとも位置データ及び目標方位角データを含む、作業機械を走行制御するための走行条件データに基づいて作業機械が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定する旋回判定部と、前記旋回判定部の判定結果に基づいてウインカー制御信号を出力するウインカー制御部と、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作業機械が提供される。

【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条件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。

【0009】

本発明の第４の態様に従えば、少なくとも位置データ及び目標方位角データを含む、作業機械を走行制御するための走行条件データに基づいて前記作業機械が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定することと、前記判定の結果に基づいてウインカー制御信号を出力することと、を含む作業機械の管理方法が提供される。

【0010】

本発明の第５の態様に従えば、少なくとも位置データ及び目標方位角データを含む、作業機械を走行制御するための走行条件データに基づいて作業機械が旋回するか否かを判定する旋回判定部と、前記旋回判定部の判定結果に基づいて、点灯するウインカー制御信号を出力するウインカー制御部と、を備え、前記走行条件データは、所定間隔で設定される複数のコース点の集合体を含み、前記作業機械の進行方向前方に所定間隔で連続して配置された所定数の前記コース点のそれぞれが基準コース点として設定され、前記旋回判定部は、前記基準コース点と、前記基準コース点よりも所定距離だけ進行方向前方の参照コース点との目標方位角の差を示す方位角差を算出し、複数の前記基準コース点のそれぞれについて前記方位角差を算出し、前記方位角差が角度閾値以上である前記基準コース点がカウント閾値以上連続して存在すると判定したとき、前記作業機械が旋回すると判定する、作業機械の制御システムが提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明の態様によれば、鉱山の安全性を向上できる作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態に係る作業機械の管理システムの一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係るダンプトラックの目標走行経路を説明するための模式図である。

【図3】図３は、本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4】図４は、本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、本実施形態に係るダンプトラックの制御システムの一例を示すブロック図である。

【図6】図６は、本実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。

【図7】図７は、本実施形態に係るダンプトラックの制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、本実施形態に係るダンプトラックについての走行制御及び方向指示器制御を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

＜作業機械の管理システムの概要＞
図１は、本実施形態に係る作業機械４の管理システム１の一例を示す図である。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。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。

【0015】

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、及び運転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、積荷を運搬するための鉱山機械である。破砕機は、運搬機械から投入された排土を破砕する鉱山機械である。鉱山機械４は、鉱山において移動可能である。

【0016】

本実施形態において、鉱山機械４は、鉱山を走行可能な運搬機械であるダンプトラック２と、ダンプトラック２とは異なる他の鉱山機械３とを含む。本実施形態においては、管理システム１により、主にダンプトラック２が管理される例について説明する。

【0017】

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、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定された目標走行経路に従って走行する。

【0018】

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。図１に示す例では、排土場ＤＰＡの少なくとも一部に破砕機ＣＲが設けられる。

【0019】

本実施形態では、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鉱山を自律走行する無人ダンプトラックであることを前提に説明する。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からの指令信号に基づいて走行することをいう。

【0020】

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とを備える。通信システム９は、データ又は指令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指令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指令信号を無線通信する。

【0021】

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の位置及び他の鉱山機械３の位置が検出される。

【0022】

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。絶対位置は、高精度に推定されたダンプトラック２の推定位置を含む。

【0023】

＜管理装置＞
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にデータ又は指令信号を送信し、鉱山機械４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。

【0025】

処理装置１２は、鉱山機械４の管理するための演算処理を実施する。記憶装置１３は、処理装置１２と接続され、鉱山機械４を管理するためのデータを記憶する。入力装置１７は、鉱山機械４を管理するためのデータを処理装置１２に入力するための装置である。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から入力されたデータ、及び通信システム９を介して取得したデータを使って演算処理を実施する。表示装置１６は、処理装置１２の演算処理結果等を表示する。

【0026】

無線通信装置１８は、管制施設７に配置され、アンテナ１８Ａを有し、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を受信可能であり、受信され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、鉱山機械４にデータを送信可能である。

【0027】

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。管理装置１０の処理装置１２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走行条件データ生成部として機能する。走行条件データは、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。

【0028】

複数のコース点ＰＩのそれぞれは、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の集合体であるコースデータＣＳ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。

【0029】

また、複数のコース点ＰＩのそれぞれは、基準方位に対するダンプトラック２の目標方位角データと、コース点ＰＩが鉱山におけるどの領域に位置しているかを示すコースタイプデータとを含む。基準方位は例えば北である。目標方位角データに基づいて、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の目標方位角（目標進行方向）が規定される。コースタイプデータは、コース点ＰＩが規定される鉱山のエリアを示すデータである。本実施形態において、コース点ＰＩが規定される鉱山のエリアは、例えば、搬送路ＨＬ、交差点ＩＳ、及び作業場ＰＡに分類されるようにしてもよい。コースタイプデータに基づいて、そのコース点ＰＩが設定された位置が搬送路ＨＬ、交差点ＩＳ、及び作業場ＰＡのいずれであるかが判定される。

【0030】

管理装置１０は、通信システム９を介して、ダンプトラック２に、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走行制御され、鉱山を走行する。

【0031】

＜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３及び図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。

【0032】

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、方向指示器３７と、制御装置２５とを備える。

【0033】

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。

【0034】

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、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。電動機で発生した駆動力が走行装置２１の車輪２６に伝達される。これにより、走行装置２１が駆動される。車両本体２２に設けられた駆動装置２４の駆動力によって、ダンプトラック２は自走する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、ダンプトラック２の走行速度が調整される。なお、駆動装置２４は、機械駆動方式により走行装置５を駆動してもよい。例えば、内燃機関で発生した動力が、動力伝達装置を介して走行装置２１の車輪２６に伝達されてもよい。

【0035】

操舵装置２９は、走行装置２１の進行方向を調整可能である。走行装置２１を含むダンプトラック２の進行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。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。

【0036】

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。駆動装置２４は、制御装置３５から出力されたアクセル指令信号に基づいて、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。ブレーキ装置２８は、制御装置３５から出力されたブレーキ指令信号に基づいて、ダンプトラック２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２９は、制御装置２５から出力されたステアリング指令信号に基づいて、ダンプトラック２を直進又は旋回させるために車輪２６の向きを変えるための力を発生する。

【0037】

方向指示器３７は、ダンプトラック２の進行方向を表示する。方向指示器３７は、車両本体２２の前部及び後部のそれぞれに配置される。方向指示器３７は、ウインカーランプを含み、ウインカーランプを点灯（点滅）させることによって、ダンプトラック２の進行方向を周囲に知らせる。方向指示器３７は、ダンプトラック２が右折するときに点灯するウインカーランプ３７Ｒと、ダンプトラック２が左折するときに点灯するウインカーランプ３７Ｌとを含む。ウインカーランプ３７Ｒは、車両本体２２の右部に配置され、ウインカーランプ３７Ｌは、車両本体２２の左部に配置される。

【0038】

以下の説明においては、ウインカーランプ３７Ｒの点灯を適宜、右折点灯、と称し、ウインカーランプ３７Ｌの点灯を適宜、左折点灯、と称する。

【0039】

また、ダンプトラック２は、ダンプトラック２の走行速度を検出する走行速度検出器３１と、ダンプトラック２の加速度を検出する加速度検出器３２と、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。

【0040】

走行速度検出器３１は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。走行速度検出器３１は、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪２６の回転速度とダンプトラック２の走行速度とは相関するため、回転速度センサの検出値である回転速度値が、ダンプトラック２の走行速度値に変換される。なお、走行速度検出器３１は、車軸２６の回転速度を検出してもよい。

【0041】

加速度検出器３２は、ダンプトラック２の加速度を検出する。ダンプトラック２の加速度は、正の加速度及び負の加速度（減速度）を含む。本実施形態においては、車輪２６の回転速度を検出する回転速度センサの検出値である回転速度値に基づいて演算処理が実施されることにより、ダンプトラック２の加速度値に変換される。なお、走行速度検出器３１と加速度検出器３２とは別々の検出器でもよい。

【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、ＧＰＳ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ＧＰＳ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、ダンプトラック２の走行条件データを含む指令信号を、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（複数のポイントＰＩにおける絶対位置データ、目標走行速度、目標方位角を含む）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】

＜制御システム＞
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の制御システム２０について説明する。図５は、本実施形態に係る制御システム２０の制御ブロック図である。制御システム２０は、ダンプトラック２に搭載される。

【0046】

図５に示すように、制御システム２０は、無線通信装置３６と、走行速度検出器３１と、加速度検出器３２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、方向指示器３７とを備える。

【0047】

制御装置２５は、入出力部４１と、運転制御部４２と、旋回判定部４３と、ウインカー制御部４４と、記憶部４５とを備える。

【0048】

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を含む指令データ、走行速度検出器３１から出力されたダンプトラック２の走行速度を示す走行速度データ、加速度検出器３２から出力されたダンプトラック２の加速度を示す加速度データ、及び位置検出器３５から出力されたダンプトラック２の位置を示す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。

【0049】

運転制御部４２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４２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、及び方向指示器３７に出力されるウインカー制御信号を含む。

【0050】

旋回判定部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が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定する。換言すれば、旋回判定部４３は、ダンプトラック２が距離閾値以上の距離を曲率半径閾値以下の曲がり具合で旋回し続けるか否かを判定する。走行条件データは、一定の間隔Ｗで連続して配置されそれぞれが目標方位角データを含む複数のコース点ＰＩを含む。そのため、旋回判定部４３は、取得した走行条件データに基づいて、曲がり具合がきついカーブをどれくらいの距離だけ走行するのかを判定することができる。具体的な判定方法については後述する。

【0051】

また、複数のコース点ＰＩはそれぞれ、そのコース点ＰＩが鉱山の交差点ＩＳに規定されている点か否かを判断できるコースタイプデータを含む。そのため、旋回判定部４３は、取得した走行条件データに基づいて、ダンプトラック２が交差点ＩＳを右折又は左折するのか（この場合、方向指示器３７を点灯させる）、もしくは交差点ＩＳではなく曲がり具合がきつい走行路ＨＬのカーブを走行するのか（この場合、方向指示器３７を点灯させない）を判定することができる。

【0052】

ウインカー制御部４４は、旋回判定部４３の判定結果に基づいて、ダンプトラック２に設けられている方向指示器３７にウインカー制御信号を出力し点灯させる。ウインカー制御部４４は、旋回判定部４３においてダンプトラック２が交差点ＩＳを所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されたときに方向指示器３７を点灯し、所定距離以上を走行した後に右折又は左折が終わりかけている時点において所定曲率半径以上で走行すると判定されたときに方向指示器３７を消灯するようにウインカー制御信号を出力する。

【0053】

本実施形態において、ウインカー制御部４４は、旋回判定部４３においてダンプトラック２が交差点ＩＳを右折すると判定されたときにウインカーランプ３７Ｒを右折点灯させ、ダンプトラック２が交差点ＩＳを左折すると判定されたときにウインカーランプ３７Ｌを左折点灯させる。

【0054】

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の走行条件に係るデータ及び後述する方向指示器３７の制御に係るデータを記憶する。

【0055】

＜走行制御及び方向指示器制御＞
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の走行制御及び方向指示器制御の一例について説明する。図６は、ダンプトラック２についての走行制御及び方向指示器制御を説明するための模式図である。

【0056】

本実施形態においては、搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２が交差点ＩＳにさしかかり、その交差点ＩＳを右折又は左折するときに、方向指示器３７が点灯される。図６に示すように、ダンプトラック６は、一定の間隔Ｗで設定された複数のコース点を含む走行条件データに従って鉱山を走行する。上述のように、複数のコース点は、それらコース点が交差点ＩＳに規定されているか否かを示すコースタイプデータを含む。図６に示す例においては、コース点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｑ７，Ｑ８が、交差点ＩＳを含む交差点エリアＩＳＡの外側の搬送路ＨＬに位置し、コース点Ｐ３とコース点Ｑ７との間の複数のコース点が交差点エリアＩＳＡに位置している。コース点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｑ７，Ｑ８のそれぞれには、交差点ＩＳではなく搬送路ＨＬに規定されていることを示すコースタイプデータが含まれている。コース点Ｐ３とコース点Ｑ７との間の複数のコース点には、交差点エリアＩＳＡに規定されていることを示すコースタイプデータが含まれている。

【0057】

本実施形態においては、ダンプトラック２の進行方向前方に一定の間隔Ｗで連続して配置された所定数のコース点に基づいて、ダンプトラック２が交差点ＩＳを右折又は左折するのかを判断する。本実施形態において、どの程度先までのコース点についてこの判断をするかは、適宜設定してよい。図６では、説明を簡略化するため、ダンプトラック２の進行方向前方に一定の間隔Ｗで連続して８つのコース点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８が設定されている例を示す。

【0058】

旋回判定部４３は、所定の時点（例えば現時点）における、基準コース点Ｐと、基準コース点Ｐよりも所定距離だけ進行方向前方の参照コース点Ｑとの目標方位角の差を示す方位角差を算出する。本実施形態において、基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとは３点、すなわち距離にして３Ｗ離れているが、参照コース点を基準コース点に対してどの程度離すかは適宜設定してよい。

【0059】

また、旋回判定部４３は、ある時点において、複数の基準コース点Ｐのそれぞれについて方位角差を算出する。図６に示す例では、走行中のダンプトラック２が図示する位置にいる時点において、基準コース点Ｐ１と参照コース点Ｑ１との方位角差Δ１が算出されるとともに、基準コース点Ｐ２と参照コース点Ｑ２との方位角差Δ２が算出され、基準コース点Ｐ３と参照コース点Ｑ３との方位角差Δ３が算出され、基準コース点Ｐ４と参照コース点Ｑ４との方位角差Δ４が算出され、基準コース点Ｐ５と参照コース点Ｑ５との方位角差Δ５が算出され、基準コース点Ｐ６と参照コース点Ｑ６との方位角差Δ６が算出され、基準コース点Ｐ７と参照コース点Ｑ７との方位角差Δ７が算出され、基準コース点Ｐ８と参照コース点Ｑ８との方位角差Δ８が算出される。旋回判定部４３は、複数の基準コース点Ｐと、それら複数の基準コース点Ｐと対応する複数の参照コース点Ｑとの組み合わせのそれぞれについて、各基準コース点における方位角差Δを算出する。本実施形態において、どの程度先までの基準コース点と参照コース点に基づいて方位角差を算出するかは、適宜設定してよい。

【0060】

ここで、基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの距離、及び基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの方位角差の関係に基づいて、その指定された走行条件データの曲率半径が求められる。すなわち、指定された走行条件データの曲率半径が所定値以下であるかを判断するためには、予め決められている基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの距離（例えば３Ｗ）を前提として、基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの方位角差が所定角度（例えば２度）以上であるかを判断すればよいことになる。

【0061】

また、所定距離以上旋回し続けることの判定方法の一例としては、上記のように基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの方位角差Δに基づいて所定曲率半径以下で旋回することを判定した際にカウントを１つインクリメントしていき、カウント値が所定値に達した時点で判定するようにしてもよい。具体的には、基準コース点Ｐ１と参照コース点Ｑ１との方位角差Δ１に基づいて所定曲率半径以下で旋回することを判定した際にカウントをゼロから１にインクリメントし、次に基準コース点Ｐ２と参照コース点Ｑ２との方位角差Δ２に基づいて所定曲率半径以下で旋回することを判定した際にカウント値を１から２にインクリメントするといった計算を継続的に行う。

【0062】

旋回判定部４３は、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳである（交差点エリアＩＳＡに存在）ことを示し且つ方位角差Δが角度閾値Δｓｈ以上である基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの組み合わせがあるとカウンタを１つインクリメントしていき、カウンタ値がカウント閾値ＳＨ以上連続して存在すると判定したとき、ダンプトラック２が交差点ＩＳにおいて所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定する。この場合、所定距離は走行条件データの間隔Ｗにカウント閾値ＳＨを乗じた距離に相当する。旋回判定部４３において上記判定がなされると、ウインカー制御部４４は、方向指示器３７を点灯する。本実施形態において、角度閾値Δｓｈ及びカウント閾値ＳＨは、適宜の数値を設定してよい。

【0063】

また、ウインカー制御部４４は、ダンプトラック２が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されたときに方向指示器３７を点灯し、所定距離以上を走行した後に右折又は左折が終わりかけている時点において所定曲率半径以上で走行すると判定されたときに方向指示器３７を消灯するようにウインカー制御信号を出力する。

【0064】

＜管理方法＞
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法について説明する。図７は、本実施形態に係る管理システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

【0065】

現時点において、基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとが設定される（ステップＳＰ１）。旋回判定部４３は、基準コース点Ｐがダンプトラック２から予め設定された所定の距離より遠いか否か、もしくは参照コース点Ｑが終点に達したか否かを判定する（ステップＳＰ２）。ステップＳＰ２では、ダンプトラック２からどの程度先までの基準コース点Ｐについてこのフローを継続するかは適宜設定してよく、基準コース点Ｐが所定距離よりも遠い位置に達した場合（ステップＳＰ２：Ｙｅｓ）、方向指示器３７は点灯されずに消灯される（ステップＳＰ１２）。また、ステップＳＰ２における参照コース点Ｑの終点とは、制御装置２５が無線通信装置３６を介して管理装置１０の処理装置１２からすでに取得しているコースデータの終点のことであり、ステップＳＰ１において基準コース点Ｐ及び参照コース点Ｑを１つずつ進めていったときに、ステップＳＰ２において、参照コース点Ｑがすでに取得しているコースデータの終点に達した場合（ステップＳＰ２：Ｙｅｓ）、方向指示器３７は点灯されずに消灯される（ステップＳＰ１２）。

【0066】

ステップＳＰ２において、基準コース点Ｐがダンプトラック２から予め設定された所定距離より遠くないと判定された場合、及び参照コース点Ｑが終点でないと判定された場合（ステップＳＰ２：Ｎｏ）、旋回判定部４３は、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳであり、且つ、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値＋Δｓｈ以上か否かを判定する（ステップＳＰ３）。

【0067】

ステップＳＰ３において、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳであり、且つ、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値＋Δｓｈ以上であると判定された場合（ステップＳＰ３：Ｙｅｓ）、旋回判定部４３は、左折カウンタを１つ加算し（インクリメントし）、右折カウンタをリセットしてゼロにする（ステップＳＰ４）。

【0068】

旋回判定部４３は、左折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳＰ５）。

【0069】

ステップＳＰ５において、左折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上でないと判定された場合（ステップＳＰ５：Ｎｏ）、旋回判定部４３は、ステップＳＰ１に戻り、基準コース点Ｐ及び参照コース点Ｑを１つずつ進め、上述の処理を実施する。

【0070】

ステップＳＰ５において、左折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上であると判定された場合（ステップＳＰ５：Ｙｅｓ）、旋回判定部４３は、ダンプトラック２が交差点ＩＳを左折すると判定する。ウインカー制御部４４は、ウインカーランプ３７Ｌを左折点灯する（ステップＳＰ１０）。

【0071】

ステップＳＰ３において、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳでないと判定された場合、又は、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値＋Δｓｈ以上でないと判定された場合（ステップＳＰ３：Ｎｏ）、旋回判定部４３は、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳであり、且つ、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値−Δｓｈ以下か否かを判定する（ステップＳＰ６）。

【0072】

ステップＳＰ６において、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳであり、且つ、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値−Δｓｈ以下であると判定された場合（ステップＳＰ６：Ｙｅｓ）、旋回判定部４３は、右折カウンタを１つ加算し（インクリメントし）、左折カウンタをリセットしてゼロにする（ステップＳＰ７）。

【0073】

旋回判定部４３は、右折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳＰ８）。

【0074】

ステップＳＰ８において、右折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上でないと判定された場合（ステップＳＰ８：Ｎｏ）、旋回判定部４３は、ステップＳＰ１に戻り、基準コース点Ｐ及び参照コース点Ｑを１つずつ進め、上述の処理を実施する。

【0075】

ステップＳＰ８において、右折カウンタがカウント閾値ＳＨ以上であると判定された場合（ステップＳＰ８：Ｙｅｓ）、旋回判定部４３は、ダンプトラック２が交差点ＩＳを右折すると判定する。ウインカー制御部４４は、ウインカーランプ３７Ｒを右折点灯する（ステップＳＰ１１）。

【0076】

ステップＳＰ６において、参照コース点Ｑのコースタイプデータが交差点ＩＳでないと判定された場合、又は、その参照コース点Ｑと基準コース点Ｐとの方位角差が角度閾値−Δｓｈ以下でないと判定された場合（ステップＳＰ６：Ｎｏ）、旋回判定部４３は、右折カウンタをリセットしてゼロにし、左折カウンタをリセットしてゼロにする（ステップＳＰ９）。その後、旋回判定部４３は、ステップＳＰ１に戻る。

【0077】

上述のフローは、ダンプトラック２が走行している間、所定間隔おきに実施される。そのため、ダンプトラック２が右折又は左折をすると判断され方向指示器３７が点灯している状態で、所定の距離を走行した後に、右折又は左折が終わりかけている時点において上記フローを実施した場合、ダンプトラック２は右折又は左折の最中ではあるが、右折カウンタ又は左折カウンタの値がカウント閾値ＳＨ以上に達する前に目標走行経路ＲＰの曲率半径が大きくなり（カーブが緩やかになり）、基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの方位角差が角度閾値を超えなくなると右折カウンタ又は左折カウンタがリセットされ、最終的にはステップＳＰ２により方向指示器３７が消灯される。

【0078】

＜作用及び効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、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が鉱山を走行する場合、走行条件データに基づいてダンプトラック２が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回するか否かが判定され、所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定された場合、ダンプトラック２に設けられている方向指示器３７が点灯する。これにより、ダンプトラック２の周囲の有人車両の運転者又は鉱山で作業をしている作業者は、ダンプトラック２の進行方向を把握することができる。したがって、鉱山の安全性が向上する。

【0079】

また、ウインカー制御部４４は、ダンプトラック２が所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されたときに方向指示器３７を点灯し、所定距離以上を走行した後に右折又は左折が終わりかけている時点において所定曲率半径以上で走行すると判定されたときに方向指示器３７を消灯するようにウインカー制御信号を出力する。したがって、ダンプトラック２が交差点ＩＳを通り過ぎ、走行路ＨＬの走行を開始した後において、いつまでも方向指示器３７が点灯し続けてしまうことが抑制される。

【0080】

また、本実施形態においては、走行条件データは、絶対位置データをそれぞれ含み一定の間隔Ｗで設定される複数のコース点ＰＩの集合体である。複数のコース点ＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標方位角データと、コース点ＰＩが鉱山の交差点ＩＳに規定されているか否かを示すコースタイプデータとを含む。したがって、旋回制御部４３は、走行条件データに基づいて、ダンプトラック２が交差点ＩＳにおいて旋回しているか否かを判定することができる。これにより、交差点ＩＳではない走行路ＨＬの一部が所定距離以上を所定曲率半径以下でカーブしていても、そのカーブを走行しているときには方向指示器３７が点灯してしまうことが抑制される。

【0081】

また、本実施形態においては、一定の間隔Ｗで連続して配置された所定数のコース点ＰＩのそれぞれが基準コース点Ｐとして設定され、旋回判定部４３は、基準コース点Ｐと、基準コース点Ｐよりも一定距離だけ進行方向前方の参照コース点Ｑとの目標方位角の差を示す方位角差Δを算出し、複数の基準コース点Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，…）とそれら基準コース点Ｐに対応する複数の参照コース点Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，…）との組み合わせのそれぞれについて方位角差Δ（Δ１，Δ２，…）を算出し、方位角差Δの絶対値が角度閾値Δｓｈ以上（＋Δｓｈ以上又は−Δｓｈ以下）である基準コース点Ｐと参照コース点Ｑとの組み合わせがカウント閾値ＳＨ以上連続して存在すると判定したとき、ダンプトラック２が交差点ＩＳにおいて所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定する。これにより、目標方位角データ及びコースタイプデータを含む複数のコース点ＰＩ（Ｐ，Ｑ）を使って、ダンプトラック２が交差点ＩＳを右左折するのかしないのかを的確に判定することができる。

【0082】

＜変形例＞
上記の実施形態において、ダンプトラック２が交差点を通過する際に旋回判定部４３にて左折点灯、右折点灯、消灯のいずれかが判定された場合、その判定が交差点の形状に対して適切でない判定となってしまう場合がある。例えば、図８に示すように、ダンプトラック２が交差点ＩＳを通るとき、右左折せずに直進する場合がある。しかし、図８に示す走行路ＨＬは走行路ＨＬの一部が所定距離以上を所定曲率半径以下でカーブしている。図８に示す例では、交差点ＩＳを右左折せずに直進する場合においても、旋回判定部４３は、ダンプトラック２が交差点ＩＳにおいて所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定することになる。

【0083】

そのような場合であっても、ウインカー制御部４４は、鉱山のエリアに基づいて予め規定された判定修正データ（ある特定の走行経路を走行する場合においてはウインカー制御の判定を修正するためのデータ）に基づいて、旋回判定部４３の判定結果を修正できるようにしてもよい。それにより、図８に示す例の場合において、ダンプトラック２が交差点ＩＳにおいて所定距離以上を所定曲率半径以下で旋回すると判定されても、方向指示器３７を点灯しないように修正することができる。

【0084】

また、図８に示す例の他、右折点灯、左折点灯のいずれかをさせたい走行経路において、旋回判定部４３によりそれ以外の判定がされた場合であっても、ウインカー制御部４４は、判定修正データを設定することにより、所望のウインカーを点灯させることができる。図８に示したような、旋回判定部４３が適切でない判定する走行経路は限られており、そのような走行経路は、例えばダンプトラック２を使った鉱山の試験走行により特定することができる。

【0085】

ダンプトラック２は、試験走行において、位置検出器３５の検出結果より、上記のような走行経路の絶対位置を特定することができる。そして、上記走行経路の位置データ、および当該走行経路における修正すべき旋回判定は記憶部４５に記憶される。走行経路の位置データおよび当該走行経路における修正すべき旋回判定は、方向指示器３７を点灯させないための判定修正データの一形態である。ウインカー制御部４４は、位置検出器３５の検出結果、及び記憶部４５に記憶されている走行経路の位置データに対応付けられた判定修正データに基づいて、交差点ＩＳにおいて旋回判定部４３による適切でない判定結果を修正することができる。

【0086】

なお、走行経路の位置データおよび走行経路における修正すべき旋回判定は、ダンプトラック２に搭載されている記憶部４５に記憶されてもよいし、管理装置１０に記憶しておき管理装置１０からダンプトラック２に送信されてもよい。ウインカー制御部４４は、管理装置１０から送信された走行経路の位置データに対応付けられた判定修正データに基づいて、交差点ＩＳにおいて旋回判定部４３による適切でない判定結果を修正することができる。

【0087】

上述の実施形態では、ダンプトラック２が所定曲率半径以下で旋回するか否かを判定するために、複数の走行条件データの間隔（例えば３Ｗ）と方位角差（例えば２度）に基づいて判定するようにしていたが、この実施例に限られず、例えば図示しないステアリングの操舵角の検出結果を用いて判断するようにしてもよいし、図示しないジャイロなどの方位角センサの検出結果を用いて判断するようにしてもよい。

【0088】

なお、上述の実施形態では、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。有人ダンプトラックにおいては、方向指示器３７を操作するウインカーレバーのような操作部が設けられ、その操作部が運転者によって操作される。交差点ＩＳを右左折する場合、運転者が操作部の操作を怠っても、制御システム２０が操作部の操作に介入して、方向指示器３７を点灯させる。すなわち、制御システム２０は、運転者の操作を補助する、所謂、アシスト制御を実施する。これにより、鉱山の安全性が確保される。

【0089】

また上述の実施形態では、ダンプトラック２が有する制御装置２５における旋回判定部４３において、ダンプトラック２が右折又は左折するかの判定を行うようにしたが、この例に限定されず、例えば、管理装置１０の処理装置１２に旋回判定部４３及びウィンカー制御部４４を設け、処理装置１２において走行条件データに基づいて対象のダンプトラック２が右折又は左折するかの判定を行い、その判定結果をウィンカー制御部４４を介して対象となるダンプトラック２に送信するようにしてもよい。

【0090】

上述の実施形態では、鉱山にて用いられる鉱山機械を例に説明したが、それに限られず、作業現場で用いられる作業機械に適用してもよい。作業機械は、鉱山機械を含むものである。また、「作業機械の制御システム」として、上述の実施形態では地上の鉱山におけるダンプトラックの制御システムを例に説明したが、それに限られず、地上の鉱山における他の鉱山機械、又は作業現場で用いられる作業機械（ホイールローダ等）の制御システムも含んでいる。

【符号の説明】

【0091】

１…管理システム、２…ダンプトラック（作業機械）、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、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、２０…制御システム、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、３１…走行速度検出器、３２…加速度検出器、３５…位置検出器、３５Ａ…アンテナ、３６…無線通信装置、３６Ａ…アンテナ、３７…方向指示器、４１…入出力部、４２…運転制御部、４３…旋回判定部、４４…ウインカー制御部、４５…記憶部、ＣＲ…破砕機、ＤＰＡ…排土場、ＨＬ…搬送路、ＩＳ…交差点、ＩＳＡ…交差点エリア、ＬＰＡ…積込場、ＰＡ…作業場、ＲＰ…目標走行経路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】