特許 6247904 鉱山用運搬車両

(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】6247904

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】鉱山用運搬車両

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20060101AFI20171204BHJP

   E21C 47/00 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 H

   E21C47/00

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-232406(P2013-232406)

(22)【出願日】2013年11月8日

(65)【公開番号】特開2015-94994(P2015-94994A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 淳

(72)【発明者】

【氏名】小野 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】石本 英史

(72)【発明者】

【氏名】藤田 浩二

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１４２３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−６６４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５９１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／００−１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両本体と、
前記車両本体の前方向の障害物を検出する障害物検出部と、
前記障害物検出部の検出方向を調整する検出方向調整部と、
走行位置を検出する位置検出部と、
走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記検出方向調整部は、前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記検出方向を上下方向に調整すること
を特徴とする鉱山用運搬車両。

【請求項2】

車両本体と、
前記車両本体の前方向の障害物を検出する複数の障害物検出部と、
走行位置を検出する位置検出部と、
走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記複数の障害物検出部は、前記車両本体の高さ方向の異なる位置に取り付けられ、前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記複数の障害物検出部のいずれで検出した検出情報を用いるか決定する
ことを特徴とする鉱山用運搬車両。

【請求項3】

請求項１または２に記載の鉱山用運搬車両において、
前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記障害物検出部の検出情報を補正する検出情報補正部
をさらに備えたことを特徴とする鉱山用運搬車両。

【請求項4】

請求項３記載の鉱山用運搬車両において、
荷台と、
前記荷台に積まれた積荷の積載重量を検出する積載重量検出部と、をさらに備え、
前記検出情報補正部は、さらに前記積載重量検出部にて検出された積載重量に基づき前記障害物検出部の検出情報を補正する
ことを特徴とする鉱山用運搬車両。

【請求項5】

車両本体と、
前記車両本体の前方向の障害物を検出する障害物検出部と、
前記障害物検出部の検出方向を上下方向に調整する検出方向調整部と、
走行位置を検出する位置検出部と、
走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、
前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記障害物検出部の検出情報を補正する検出情報補正部と、
を備えたことを特徴とする鉱山用運搬車両。

【請求項6】

車両本体と、
前記車両本体の前方向の障害物を検出する複数の障害物検出部と、
走行位置を検出する位置検出部と、
走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、
前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記障害物検出部の検出情報を補正する検出情報補正部と、を備え、
前記複数の障害物検出部は、前記車両本体の高さ方向の異なる位置に取り付けられている
ことを特徴とする鉱山用運搬車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鉱山で使用されるダンプトラック等の鉱山用運搬車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鉱山で使用されるダンプトラックとしては、自律走行が可能な無人車両が導入されつつある。この種の無人車両においては、例えば外界認識装置等にて前方を走行する前方車両（障害物）との距離を計測し、前方車両との衝突を未然に回避させる速度制御をしている。一般に、前方車両を検出する手段としては、ミリ波センサ、レーザスキャナ、ステレオカメラ等が知られている。

【0003】

前方車両との衝突回避に関する従来技術については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の衝突事故防止装置は、速度のみが検出可能な被接触式の複数のミリ波センサの検出方向を異ならせ、最も遠方が検出可能なミリ波センサから順に判定用の速度閾値を小さく設定しておき、各ミリ波センサで計測した速度が設定された速度閾値以上の場合に、前方車両と衝突する可能性があると判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２１８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１にて開示された従来技術においては、速度のみが検出可能な被接触式のミリ波センサを用いて、前方車両との衝突の可能性を判定するものであり、例えば、坂道に差し掛かる場合や、坂道を通過した場合等の走行路の勾配が変化する状況においては、上方向または下方向に移動した位置に先行車両が存在する状況となり、ミリ波の照射範囲外に先行車両が位置してしまうため、検出方向を異ならせた複数のミリ波センサにて前方車両の速度を検出できないおそれがある。

【0006】

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、勾配が変化する走行路においても障害物を適切に検出できる鉱山用運搬車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的を達成するために、本発明は、車両本体と、前記車両本体の前方向の障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出方向を調整する検出方向調整部と、走行位置を検出する位置検出部と、走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、を備え、前記検出方向調整部は、前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記検出方向を上下方向に調整することを備えたことを特徴としている。

【0008】

このように構成した本発明は、走行路の勾配が変化する場合に、検出方向調整部にて障害物検出部の検出方向を上下方向に適宜調整することによって、勾配が変化する走行路においても障害物を適切に検出できる。

【0009】

また本発明は、車両本体と、前記車両本体の前方向の障害物を検出する複数の障害物検出部と、走行位置を検出する位置検出部と、走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、を備え、前記複数の障害物検出部は、前記車両本体の高さ方向の異なる位置に取り付けられ、前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記複数の障害物検出部のいずれで検出した検出情報を用いるか決定することを特徴としている。

【0010】

このように構成した本発明は、複数の障害物検出部を車両本体の高さ方向の異なる位置に取り付けたことにより、走行路の勾配の変化に応じ、適した障害物検出部で検出できるため、勾配が変化する走行路においても障害物を適切に検出できる。

【0011】

また本発明は、上記発明において、走行位置を検出する位置検出部と、走行路の傾斜角情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、前記位置検出部にて検出した走行位置と、前記記憶部に記憶した地図情報とに基づいて、前記障害物検出部の検出情報を補正する検出情報補正部と、を備えたことを特徴としている。

【0012】

このように構成した本発明は、位置検出部にて検出した走行位置と、走行路の傾斜角情報を含む地図情報とに基づいて、制御部にて障害物検出部の検出情報を補正するため、勾配が変化する走行路においても障害物検出部の検出情報をより正確にでき、障害物を適切に検出できる。

【0013】

また本発明は、上記発明において、荷台と、前記荷台に積まれた積荷の積載重量を検出する積載重量検出部と、をさらに備え、前記検出情報補正部は、さらに前記積載重量検出部にて検出された積載重量に基づき前記障害物検出部の検出情報を補正することを特徴としている。

【0014】

このように構成した本発明は、積載重量検出部にて検出された荷台の積載重量に基づき障害物検出部の検出情報を補正するため、荷台に積んだ積荷の積載重量の変化に伴う障害物検出部の検出情報の変化を補正できるから、障害物をより適切に検出できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、車両本体の前方向の障害物を検出する障害物検出部の検出方向を検出方向調整部にて上下方向に調整する構成にしてある。この構成により本発明は、走行路の勾配が変化する場合に、検出方向調整部にて障害物検出部の検出方向を上下方向に適宜調整することにより、勾配が変化する走行路においても障害物を適切に検出できる。そして、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より明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係る鉱山用運搬車両が用いられる鉱山を示す概略図である。

【図2】上記鉱山用運搬車両を示す概略図である。

【図3】上記鉱山用運搬車両の走行駆動装置を示す概略図である。

【図4】上記鉱山システムに用いられる管制センタと上記鉱山用運搬車両との関係を示す概略構成図である。

【図5】上記鉱山用運搬車両の平坦路での前方車両の検出を示す説明図である。

【図6】上記鉱山用運搬車両の上り坂手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図7】上記鉱山用運搬車両の上り坂終端手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図8】上記鉱山用運搬車両の下り坂手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図9】上記鉱山用運搬車両の下り坂終端手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る鉱山用運搬車両を示す概略図である。

【図11】上記鉱山用運搬車両と管制センタとの関係を示す概略構成図である。

【図12】上記鉱山用運搬車両の上り坂手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図13】上記鉱山用運搬車両の上り坂終端手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図14】本発明の第３実施形態に係る鉱山用運搬車両を示す概略図である。

【図15】上記鉱山用運搬車両の上り坂終端手前位置での前方車両の検出を示す説明図である。

【図16】本発明の第４実施形態に係る鉱山用運搬車両を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る鉱山用運搬車両を用いた前方車両検出システムを実施するための形態を図に基づいて説明する。

【0018】

［第１実施形態］
本第１実施形態は、鉱山用運搬車両であるダンプトラック１に、検出方向を固定させて取り付けられた複数、例えば２台のミリ波センサ２ａ，２ｂにて他のダンプトラック１等の先行して走行する前方車両αを検出する。図１は、本発明の第１実施形態に係るダンプトラック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を示す概略図である。図３は、ダンプトラック１の走行駆動装置３を示す概略図である。

【0019】

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を自律走行可能な無人走行式とされている。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γ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γ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。

【0020】

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。

【0021】

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を駆動させ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。

【0022】

車両本体１ａの前側には、車両本体１ａの周囲、特に走行方向前方を認識するための外界認識装置２が取り付けられている。外界認識装置２は、認識した搬送エリアＡ上の障害物、特に前方車両αを検出するもので、図２に示すように、高さ方向（上下方向）の異なる位置に取り付けられた複数、例えば２台のミリ波センサ２ａ，２ｂを備えている。

【0023】

ミリ波センサ２ａ，２ｂは、ミリ波を照射し反射するミリ波に基づき前方車両α等の障害物を検出する障害物検出部であり、ミリ波の照射方向、すなわち検出方向が水平方向に角度固定されて取り付けられている。ミリ波センサ２ａ，２ｂは、例えば水平方向から上下方向のそれぞれに約３°〜５°程度の照射範囲に亘ってミリ波を照射する。ミリ波センサ２ａ，２ｂは、車両本体１ａの前面の幅方向の中心位置であって、上下方向である鉛直方向に揃えた状態とされて取り付けられている。

【0024】

ミリ波センサ２ａは、例えば地上から１．５ｍ程度の高さ位置に取り付けられ、ミリ波センサ２ｂは、例えば地上から４ｍ〜５ｍ程度の高さ位置に取り付けられている。これらミリ波センサ２ａ，２ｂは、遠方の車両を検出する構成とされており、上側のミリ波センサ２ｂは、下側のミリ波センサ２ａに比べ、車両本体１ａに近い位置が検出範囲外となっている。

【0025】

車両本体１ａには、図４に示すように、ミリ波センサ２ａ，２ｂに加え、車両本体１ａ外部の状況を検出するためのステレオカメラ２ｃ、レーザレーダ２ｄ、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２ｅ、車両本体１ａの傾きを検出するための傾き検出部としてのＩＭＵ装置２ｆ、車両本体１ａの車速を検出するための車速センサ２ｇ等が車載センサとして取り付けられている。

【0026】

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、車両本体１ａの自己位置を推定するための自己位置推定部６と、荷台１ｃに積み込まれた積荷γの積載重量を検出するための積載重量検出部７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、例えば前方車両α、路肩位置等の外界情報を取得する。すなわち、環境認識部５は、ミリ波センサ２ａ，２ｂを用いた前方車両α等の障害物検出に加え、例えばステレオカメラ２ｃでの撮影情報や、レーザレーダ２ｄでの検出情報に基づき、搬送エリアＡの路肩や、搬送エリアＡ上の土埃の発生を検出する。

【0027】

環境認識部５は、ＧＰＳ装置２ｅにて検出される走行位置情報に基づき自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめる等して、所定箇所の傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に応じて、上側または下側のミリ波センサ２ａ，２ｂの検出情報を補正する検出情報補正部でもある。

【0028】

自己位置推定部６は、例えばＧＰＳ装置２ｅ、ＩＭＵ装置２ｆおよび車速センサ２ｇ等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、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６は、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記憶部８に接続され、ＧＰＳ装置２ｅによる走行位置情報を、記憶部８に記憶させた地図情報に対比して検出時の自己位置を推定する。記憶部８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。記憶部８には、地図情報上の搬送エリアＡにおいて、ミリ波センサ２ａ，２ｂによる検出を走行環境に応じて役割分担させるための情報も記憶されている。この情報としては、上側のミリ波センサ２ｂにて検出を行う上り坂手前位置情報および下り坂終端手前位置情報や、下側のミリ波センサ２ａにて検出を行う上り坂終端手前位置情報および下り坂手前位置情報等がある。

【0029】

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（図示せず）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γ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。環境認識部５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、積載重量に対応させてダンプトラック１のしずみ量を定めたしずみ量テーブルを参照し、ダンプトラック１のしずみ量を算出し、この算出したしずみ量に応じて、ミリ波センサ２ａ，２ｂの検出情報を補正する。なお、積載重量検出部７としては、荷台１ｃに積まれた積荷γの積載重量に応じて変換するサスペンション（図示せず）の変位や油圧の変化から、積荷γの積載重量を検出する構成としてもよい。

【0030】

コントローラ４は、所定の情報を管制センタ１１に送受信させるための通信部９に接続され、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へ送信し、ダンプトラック１の自律走行情報等を管制センタ１１から受信する。

【0031】

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、走行許可地区等の搬送情報を送信する通信部でもある。

【0032】

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、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に対比させて、各ダンプトラック１等の運行管理データを作成し、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。

【0033】

＜検出方法＞
次いで、上記第１実施形態に係るダンプトラック１のミリ波センサ２ａ，２ｂを用いた前方車両αの検出について、図５ないし図９を参照して説明する。図５は、ダンプトラック１の平坦路での前方車両αの検出を示す説明図である。図６は、ダンプトラック１の上り坂手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。図７は、ダンプトラック１の上り坂終端手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。図８は、ダンプトラック１の下り坂手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。図９は、ダンプトラック１の下り坂終端手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。

【0034】

（平坦路）
搬送エリアＡ中の平坦路を走行している状態では、図５に示すように、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ１中、および上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ１中のそれぞれに、前方を走行する前方車両αが入っており、この前方車両αを検出できる。環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置に基づいて、記憶部８に記憶された地図情報から車両本体１ａの傾きを算出し、この算出した傾きから、現在走行している搬送エリアＡの路面が平坦路と判定した場合に、各ミリ波センサ２ａ，２ｂにて前方車両αを検出する。

【0035】

このとき、下側のミリ波センサ２ａによる検出情報と、上側のミリ波センサ２ｂによる検出情報とをコントローラ４にて比較し、比較した検出情報の相違が、予め定めた所定の閾値以上の場合には誤検知とし、必要に応じ運転席１ｂ等に設けられたエラーランプ（図示せず）を点灯させたり、より危険度の高い側の検出情報に基づいて前方車両ａの検出を行ったり、各ミリ波センサ２ａ，２ｂによる前方車両αの検出を再度行ったりする。

【0036】

（上り坂手前）
搬送エリアＡ中の上り坂に差し掛かる手前位置を走行している状態では、図６に示すように、搬送エリアＡが前方で上側に傾斜しており、この傾斜した前方の搬送エリアＡによって各ミリ波センサ２ａ，２ｂでのミリ波の照射範囲ａ２，ｂ２が縮小化され狭くなる。具体的に、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ２中には、上り坂を走行している前方車両αが入らず検出できない。

【0037】

一方、上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ２中には、上り坂を走行している前方車両αが入っており検出できる。環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置に基づいて、記憶部８に記憶された地図情報および上り坂手前位置情報から、現在走行している搬送エリアＡ上の走行位置が上り坂手前位置と判定した場合に、上側のミリ波センサ２ｂから出力される検出情報に基づいて前方車両αを検出する。

【0038】

同時に、環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめる等して、上り坂の傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に応じて、上側のミリ波センサ２ｂの検出情報を補正する。具体的には、自己位置から上り坂始端までの距離と、上り坂の傾斜角に応じた上り坂の走行距離との足し合せた距離を、前方車両αまでの距離とする。

【0039】

（上り坂終端）
搬送エリアＡ中の上り坂終端の手前位置を走行している状態では、図７に示すように、搬送エリアＡが前方で下方に傾斜した状態となり、この傾斜した前方の搬送エリアＡを走行する前方車両αが、上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ３中に入らず検出できない。

【0040】

一方、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ３中には、上り坂を通過し平坦路を走行する前方車両αが入っており検出できる。環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置に基づいて、記憶部８に記憶された地図情報および上り坂終端手前位置情報から、現在走行している搬送エリアＡ上の走行位置が上り坂終端手前位置と判定した場合に、下側のミリ波センサ２ａから出力される検出情報に基づいて前方車両αを検出する。

【0041】

同時に、環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめる等して、上り坂の傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に応じて、下側のミリ波センサ２ａの検出情報を補正する。具体的には、上り坂の傾斜角に応じた自己位置から上り坂終端までの距離と、平坦な路面の走行距離とを足し合せた距離を、前方車両αまでの距離とする。

【0042】

（下り坂手前）
搬送エリアＡ中の下り坂に差し掛かる手前位置を走行している状態では、図８に示すように、搬送エリアＡが前方で下方に傾斜しており、この傾斜した前方の搬送エリアＡを走行する前方車両αが、上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ４中に入らず検出できない。

【0043】

一方、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ４中には、下り坂を走行している前方車両αが入っており検出できる。環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置に基づいて、記憶部８に記憶された地図情報および下り坂手前位置情報から、現在走行している搬送エリアＡ上の走行位置が下り坂手前位置と判定した場合に、下側のミリ波センサ２ａから出力される検出情報に基づいて前方車両αを検出する。

【0044】

同時に、環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめる等して、下り坂の傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に応じて、下側のミリ波センサ２ａの検出情報を補正する。具体的には、自己位置から下り坂始端までの距離と、下り坂の傾斜角に応じた下り坂の走行距離とを足し合せた距離を、前方車両αまでの距離とする。

【0045】

（下り坂終端）
搬送エリアＡ中の下り坂終端の手前位置を走行している状態では、図９に示すように、搬送エリアＡが前方で上側に傾斜した状態となり、この傾斜した前方の搬送エリアＡによって各ミリ波センサ２ａ，２ｂでのミリ波の照射範囲ａ５，ｂ５が縮小化され狭くなる。すなわち、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ５中には、下り坂を通過し平坦路を走行する前方車両αが入らず検出できない。

【0046】

一方、上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ５中には、下り坂を通過し平坦路を走行する前方車両αが入っており検出できる。環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置に基づいて、記憶部８に記憶された地図情報および下り坂終端手前位置情報から、現在走行している搬送エリアＡ上の走行位置が下り坂終端手前位置と判定した場合に、上側のミリ波センサ２ｂから出力される検出情報に基づいて前方車両αを検出する。

【0047】

同時に、環境認識部５は、自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめる等して、下り坂の傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に応じて、上側のミリ波センサ２ｂの検出情報を補正する。具体的には、下り坂の傾斜角に応じた自己位置から下り坂終端までの距離と、平坦な路面の走行距離とを足し合せた距離を、前方車両αまでの距離とする。

【0048】

（走行制御）
コントローラ４は、環境認識部５にて検出した前方車両αに関する前方車両情報、および自己位置推定部６にて推定した自己位置情報を、位置情報として通信部９を介して管制センタ１１の運行管理部１３へ送信する。このとき、コントローラ４は、ミリ波センサ２ａ，２ｂでの検出情報に基づいて算出した前方車両αまでの距離情報を、ダンプトラック１のしずみ量に応じて補正する。

【0049】

管制センタ１１は、各ダンプトラック１から送信されてくる位置情報に基づき、記憶部１２に記憶させた地図情報、配車管理部１４から出力される配車管理情報、および交通管制部１５から出力される交通管制情報を考慮した各ダンプトラック１の搬送情報を運行管理部１３にて作成し、この作成した搬送情報を各ダンプトラック１の通信部９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、前方車両αの位置および走行速度が考慮された自律走行とされる。

【0050】

特に、管制センタ１１の運行管理部１３は、環境認識部５で検出した障害物の位置情報を、運行管理部１３の情報と照らし合わせ、検出した障害物の車両を特定してダンプトラック１へ無線送信する。或いは、運行管理部１３は、その障害物が識別不能と判断した場合に、サービスカー等の車両を出動させて障害物を確認させ、必要に応じてグレーダ等のメンテナンスカーを出動させて除去させる。同時に、解析した障害物に応じた走行・停止・回避制御を含む搬送情報を各ダンプトラック１へ無線送信し、各ダンプトラック１の自律走行を制御して、所定のダンプトラック１の障害物への衝突を回避させる。

【0051】

＜作用効果＞
以上により、上記第１実施形態に係るダンプトラック１においては、複数、例えば２台の固定式のミリ波センサ２ａ，２ｂを車両本体１ａの高さ方向の異なる位置に取り付けた構成としている。この構成により、ダンプトラック１が走行する搬送エリアＡの勾配が変化している場合においても、ミリ波センサ２ａ，２ｂでのミリ波の照射範囲ａ１，ｂ１が上下方向にずれるため、いずれか一方のミリ波センサ２ａ，２ｂにて検出できない前方車両αを、いずれか他方のミリ波センサ２ｂ，２ａにて検出することが可能となる。

【0052】

特に、図６に示す上り坂手前位置や、図９に示す下り坂終端手前位置において、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ２，ａ５に入らず検出できない前方車両αが、上側のミリ波センサＢでのミリ波の照射範囲ｂ２，ｂ５に入り検出できる。また、図７に示す上り坂終端手前位置や、図８に示す下り坂手前位置において、上側のミリ波センサ２ｂでのミリ波の照射範囲ｂ３，ｂ４に入らず検出できない前方車両αが、下側のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ３，ａ４に入り検出できる。よって、勾配が変化する搬送エリアＡにおいても、前方車両αを適切に検出でき、ダンプトラック１での前方車両αの検出範囲を拡大できる。

【0053】

さらに、ミリ波センサ２ａ，２ｂの検出情報は、荷台１ｃの積荷γの積載重量に応じたダンプトラック１のしずみ量に応じて変化する。このため、積載重量検出部７にて検出した積載重量情報に基づき、環境認識部５にてミリ波センサ２ａ，２ｂの検出情報を補正する。この結果、ダンプトラック１の積荷γの積載重量の変化に伴う前方車両αまでの距離等の算出誤差を少なくでき、管制センタ１１に送信する位置情報をより正確にできるため、管制センタ１１による複数のダンプトラック１の運行管理をより正確にできる。

【0054】

［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係るダンプトラック１Ａを示す概略図である。図１１は、ダンプトラック１Ａと管制センタ１１との関係を示す概略構成図である。本第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、高さ方向が異なる位置に取り付けられた２台の固定式のミリ波センサ２ａ，２ｂにて前方車両αを検出したのに対し、第２実施形態は、検出方向が可変とされた１台の可変式のミリ波センサ２１にて前方車両αを検出する。なお、本第２実施形態において、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0055】

＜構成＞
本第２実施形態において、ミリ波センサ２１は、図１０に示すように、上記第１実施形態に係るミリ波センサ２ａと同様に、ダンプトラック１Ａの車両本体１ａの前面の幅方向の中心位置であって、例えば地上から１．５ｍ程度の高さ位置に取り付けられている。ミリ波センサ２１は、図１１に示すように、ミリ波センサ２１でのミリ波の照射範囲ａの中心方向、すなわち検出方向（照射方向）ｂを上下方向に角度調整可能とさせる検出方向調整部としての駆動部２２に取り付けられている。駆動部２２は、コントローラ４に接続され、コントローラ４にて駆動制御される。

【0056】

ミリ波センサ２１は、コントローラ４による駆動部２２の駆動制御によってミリ波の照射範囲ａが変更される。ミリ波センサ２１は、ダンプトラック１Ａの自己位置が、搬送エリアＡ中の平坦路を走行しているとコントローラ４にて判断された場合に、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂが水平方向に調整される。

【0057】

＜検出方法＞
次いで、上記第２実施形態に係るダンプトラック１Ａのミリ波センサ２１を用いた前方車両αの検出について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、ダンプトラック１Ａの上り坂手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。図１３は、ダンプトラック１Ａの上り坂終端手前位置での前方車両αの検出を示す説明図である。

【0058】

ダンプトラック１Ａの自己位置が、図１２に示すように、搬送エリアＡ中の予め定めた上り坂に差し掛かる手前の所定位置、または下り坂終端手前の所定位置とコントローラ４にて判断された場合は、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂが、水平方向から上方に、所定角度θほど駆動部２２にて駆動されて検出方向ｂ´とされ、ミリ波センサ２１のミリ波照射位置（目標注視点距離）ｃが上方に調整される。この場合には、記憶部８に記憶させた地図情報にダンプトラック１Ａの自己位置をあてはめる等して算出した、前方の搬送エリアＡによるミリ波センサ２１でのミリ波の照射範囲の縮小化に対応させて、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを徐々に変化させても良い。

【0059】

また、ダンプトラック１Ａの自己位置が、図１３に示すように、上り坂終端手前の所定位置とコントローラ４にて判断された場合は、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂが、水平方向から下方に、所定角度θほど駆動部２２にて駆動されて検出方向ｂ´´とされ、ミリ波センサ２１のミリ波照射位置（目標注視点距離）ｃが下方に調整される。この場合には、前方の平坦な搬送エリアＡを走行する前方車両αが検出可能となる照射範囲に対応させて、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを徐々に変化させても良い。

【0060】

＜作用効果＞
以上により、上記第２実施形態に係るダンプトラック１Ａにおいては、ミリ波の検出方向ｂを上下方向に調整可能とした１台のミリ波センサ２１にて前方車両αを検出するようにし、ダンプトラック１Ａの自己位置が、搬送エリアＡ中の予め定めた上り坂に差し掛かる手前の所定位置、または下り坂終端手前の所定位置とコントローラ４にて判断された場合に、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを上方へ調整する。また、搬送エリアＡ中の予め定めた下り坂に差し掛かる手前の所定位置、または上り坂終端手前の所定位置とコントローラ４にて判断された場合には、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを下方へ調整する構成にしている。

【0061】

この結果、搬送エリアＡの勾配が変化する場合であっても、自己位置推定部６にて推定した自己位置を、記憶部８に記憶させた地図情報にあてはめて算出した傾斜情報に基づき、コントローラ４にてミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを上下方向に適宜調整することによって、勾配が変化する搬送エリアＡにおいても１台の可変式のミリ波センサ２１にて前方車両αを適切に検出できる。

【0062】

［第３実施形態］
図１４は、本発明の第３実施形態に係るダンプトラック１Ｂを示す概略図である。本第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、検出方向が固定された２台のミリ波センサ２ａ，２ｂにて前方車両αを検出したのに対し、第３実施形態は、検出方向が固定された１台のミリ波センサ２ａと、検出方向が可変とされた１台のミリ波センサ２１とにて前方車両αを検出する。なお、本第３実施形態において、第１および第２実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0063】

＜構成＞
本第３実施形態において、ミリ波センサ２ａは、図１４に示すように、上記第１実施形態と同様に、ダンプトラック１Ｂの車両本体１ａの前面の幅方向の中心位置であって、例えば地上から１．５ｍ程度の高さ位置に取り付けられている。ミリ波センサ２１は、ミリ波センサ２ａに対し高さ方向を異ならせた位置、すなわちミリ波センサ２ａの上方に、上下方向を沿わせた状態とされて取り付けられている。ミリ波センサ２１は、上記第２実施形態と同様に駆動部２２に取り付けられ、駆動部２２を介してコントローラ４にて駆動制御される。

【0064】

＜検出方法＞
ダンプトラック１Ｂの自己位置が、搬送エリアＡ中の予め定めた平坦路とコントローラ４にて判断されている場合には、固定式のミリ波センサ２ａのみオンさせ、ミリ波センサ２ａから出力される検出情報に基づいて環境認定部５により前方車両αを検出する。

【0065】

一方、ダンプトラック１Ｂの自己位置が、搬送エリアＡ中の予め定めた上り坂に差し掛かる手前の所定位置、または下り坂終端手前の所定位置であって、固定式のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａより上方に位置する前方車両αを検出する必要のある予め定めた所定位置とコントローラ４にて判断された場合には、可変式のミリ波センサ２１をオンさせる。次いで、ミリ波センサ２１の検出方向ｂを、所定角度θほど水平方向より上方に駆動部２２にて駆動させ、可変式のミリ波センサ２１から出力される検出情報に基づいて環境認定部５にて前方車両αを検出する。

【0066】

また、ダンプトラック１Ｂの自己位置が、搬送エリアＡ中の予め定めた下り坂に差し掛かる手前の所定位置、または上り坂終端手前の所定位置であって、固定式のミリ波センサ２ａでのミリ波による照射範囲ａより下方に位置する前方車両αを検出する必要のある予め定めた所定位置とコントローラ４にて判断された場合には、図１５に示すように、固定式のミリ波センサ２ａの照射範囲ａに前方車両αが入らず検出できない。この場合には、可変式のミリ波センサ２１をオンさせ、ミリ波センサ２１の検出方向ｂを、所定角度θほど水平方向より下方に駆動部２２にて駆動させて検出方向ｂ´とし、ミリ波センサ２１から出力される検出情報に基づいて環境認定部５にて前方車両αを検出する。

【0067】

＜作用効果＞
以上により、上記第３実施形態に係るダンプトラック１Ｂにおいては、固定式のミリ波センサ２ａと可変式のミリ波センサ２１とを備え、搬送エリアＡの勾配の変化により、固定式のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ外の前方車両αを検出する必要がある場合に、可変式のミリ波センサ２１を駆動部２２にて駆動させ、ミリ波センサ２１でのミリ波の検出方向ｂを調整する構成としている。

【0068】

この結果、搬送エリアＡの勾配が変化する場合であっても、自己位置推定部６にて推定した自己位置を地図情報にあてはめる等して算出した傾斜情報に基づいて、可変式のミリ波センサ２１でのミリ波の照射方向ｂを調整することによって、固定式のミリ波センサ２ａの照射範囲ａ外の前方車両αを検出でき、勾配が変化する搬送エリアＡにおいて前方車両αを適切に検出できる。

【0069】

［第４実施形態］
図１６は、本発明の第４実施形態に係るダンプトラック１Ｃを示す概略図である。本第４実施形態が前述した第３実施形態と異なるのは、第３実施形態は、高さ方向が異なる位置に固定式のミリ波センサ２ａと可変式のミリ波センサ２１とを取り付けているのに対し、第４実施形態は、固定式のミリ波センサ２ａと可変式のミリ波センサ２１とを水平に並べて取り付けている。なお、本第４実施形態において、第１ないし第３実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0070】

＜構成＞
本第４実施形態において、固定式のミリ波センサ２ａと、可変式のミリ波センサ２１とは、図１６に示すように、ダンプトラック１Ｃの車両本体１ａの前面の幅方向の中心位置から水平方向（左右方向）に等間隔に離した位置であって、例えば地上から１．５ｍ程度の高さ位置に取り付けられている。ミリ波センサ２ａ，２１は、等しい高さ位置に取り付けられ、ミリ波センサ２ａ，２１それぞれでのミリ波の検出方向ｂを、車両本体１ａの幅方向の中心位置側に傾けた状態とされている。ミリ波センサ２１は、駆動部２２を介してコントローラ４にて駆動制御される。

【0071】

＜検出方法＞
固定式のミリ波センサ２ａにて検出できない位置の前方車両αを検出する所定位置においては、可変式のミリ波センサ２１をオンさせ、ミリ波センサ２１の検出方向ｂを、所定角度θほど上方または下方に駆動部２２にて駆動させる。そして、可変式のミリ波センサ２１から出力される検出情報に基づいて環境認定部５により前方車両αを検出する。

【0072】

＜作用効果＞
以上により、上記第４実施形態に係るダンプトラック１Ｃにおいては、固定式のミリ波センサ２ａと可変式のミリ波センサ２１とを水平に並べた構成としている。この構成に基づき、搬送エリアＡにおける勾配の変化に応じて、可変式のミリ波センサ２１をオンさせ、ミリ波センサ２１でのミリ波の照射範囲αを駆動部２２にて変更させることにより、固定式のミリ波センサ２ａでのミリ波の照射範囲ａ外の前方車両αを検出できる。よって、勾配が変化する搬送エリアＡにおいて前方車両αを適切に検出できる。

【0073】

［その他］
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。

【0074】

上記各実施形態においては、無人走行式のダンプトラック１〜１Ｃを例として説明したが、本発明はこれに限定されず、オペレータによる走行操作が可能な有人走行式のダンプトラックであってもよい。また、他のダンプトラック１〜１Ｃ以外のパトロールカーやグレーダ等の先行車両αや、その他の搬送エリアＡ上の障害物等を検出するようにしてもよい。また、ダンプトラック１〜１Ｃの記憶部８に地図情報を記憶させ、この記憶部８に記憶させた地図情報に基づいてダンプトラック１〜１Ｃの自己位置や、傾斜状況等を検出する構成としたが、管制センタ１１の記憶部１２に記憶させた地図情報をダンプトラック１〜１Ｃにて受信し、この受信した地図情報に基づいてダンプトラック１〜１Ｃの自己位置等を検出するようにしてもよい。

【0075】

また、上記各実施形態においては、前方車両αを検出するための障害物検出部として、ミリ波センサ２ａ，２ｂ，２１を用いた構成について説明したが、例えばステレオカメラ等のミリ波センサ以外の障害物検出部であってもよい。特に、ステレオカメラは前方視界を覆う土埃による影響が少ないため、高さ方向が異なる上側にステレオカメラを取り付け、下側にミリ波センサ２ａ等を取り付けることにより、前方車両αの土埃による検出低下を防止することができる。

【0076】

また、上記第１実施形態においては、高さ方向の異なる位置に取り付けた２台の固定式のミリ波センサ２ａ，２ｂを用い、上記第２実施形態においては、１台の可変式のミリ波センサ２１を用い、上記第３および第４実施形態においては、１台の固定式のミリ波センサ２ａと１台の可変式のミリ波センサ２１とを用いたが、ダンプトラック１〜１Ｃを走行させる搬送エリアＡの勾配状況等に応じ、これら固定式のミリ波センサ２ａ，２ｂおよび可変式のミリ波センサ２１を適宜組み合わせて用いてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ダンプトラック（鉱山用運搬車両）
１ａ 車両本体
１ｂ 運転席
１ｃ 荷台
１ｄ 前輪
１ｅ 後輪
２ａ，２ｂ ミリ波センサ（障害物検出部）
２ｃ ステレオカメラ
２ｄ レーザレーダ
２ｅ ＧＰＳ装置（位置検出部）
２ｆ ＩＭＵ装置
２ｇ 車速センサ
３ 走行駆動装置
３ａ エンジン
３ｂ 発電機
３ｃ 電力制御装置
３ｄ 走行モータ
３ｅ ステアリングモータ
３ｆ ブレーキ装置
４ コントローラ
５ 環境認識部（検出情報補正部）
６ 自己位置推定部
７ 積載重量検出部
８ 記憶部
９ 通信部
１１ 管制センタ
１２ 記憶部
１３ 運行管理部
１４ 配車管理部
１５ 交通管制部
２１ ミリ波センサ（障害物検出部）
２２ 駆動部（検出方向調整部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】