特許 6382688 地図生成装置

(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】6382688

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】地図生成装置

(51)【国際特許分類】

   G09B 29/00 20060101AFI20180820BHJP

   G05D 1/02 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   G09B29/00 Z

   G05D1/02 H

【請求項の数】8

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2014-226471(P2014-226471)

(22)【出願日】2014年11月6日

(65)【公開番号】特開2016-90864(P2016-90864A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年7月25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】加藤 学

(72)【発明者】

【氏名】森實 裕人

(72)【発明者】

【氏名】川股 幸博

【審査官】 奈良田 新一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１８６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４４０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０８５８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｂ ２９／００−２９／１４

Ｇ０５Ｄ １／００−１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械の走行可能な領域を示す走行可能地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
前記作業機械の位置を表す位置情報及び前記作業機械の稼働状態を表す稼働情報を蓄積する作業機械情報蓄積部と、
前記作業機械情報蓄積部に蓄積された前記位置情報及び前記稼働情報に基づいて、前記作業機械の稼働域を演算する稼働域演算部と、
前記地図情報記憶部に記憶された前記走行可能地図情報に対して、前記稼働域演算部によって演算された前記作業機械の稼働域を照合することにより、前記走行可能地図情報における作業場の境界を修正して前記走行可能地図情報を更新する地図情報更新部とを備えたことを特徴とする地図生成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の地図生成装置において、
前記地図情報更新部は、
前記稼働域演算部によって演算された前記作業機械の稼働域の所定の基準点が前記走行可能地図情報における前記作業場の境界の内側に位置するとき、前記作業場の領域が縮小するように前記走行可能地図情報における前記作業場の境界を修正し、前記稼働域演算部によって演算された前記作業機械の稼働域の前記所定の基準点が前記走行可能地図情報における前記作業場の境界上及び境界の外側に位置するとき、前記作業場の領域が拡大するように前記走行可能地図情報における前記作業場の境界を修正する境界修正部を含むことを特徴とする地図生成装置。

【請求項3】

請求項１に記載の地図生成装置において、
前記作業機械は、前記走行可能地図情報を用いて走行し、積荷を運搬する運搬車両と、前記作業場で前記積荷を前記運搬車両に積込む積込機とを含み、
前記稼働域演算部は、前記稼働情報のうち前記積込機の所定の稼働状態、及び前記位置情報のうち前記所定の稼働状態に関連付けられた前記積込機の位置から前記積込機の稼働域を演算することを特徴とする地図生成装置。

【請求項4】

請求項３に記載の地図生成装置において、
前記稼働域演算部は、さらに前記位置情報のうち前記所定の稼働状態に関連付けられた前記運搬車両の位置から前記運搬車両の稼働域を演算し、
前記地図情報更新部は、前記地図情報記憶部に記憶された前記走行可能地図情報に対して、前記稼働域演算部によって演算された前記積込機及び前記運搬車両の稼働域を照合することにより、前記走行可能地図情報における前記作業場の境界を修正して前記走行可能地図情報を更新することを特徴とする地図生成装置。

【請求項5】

請求項１に記載の地図生成装置において、
前記作業機械は、前記走行可能地図情報を用いて走行し、積荷を運搬する運搬車両から構成され、
前記運搬車両による前記積荷の放土作業の種類に応じて、前記地図情報更新部による前記走行可能地図情報の更新を行うかどうかを判定する更新判定部を備えたことを特徴とする地図生成装置。

【請求項6】

請求項５に記載の地図生成装置において、
前記放土作業は、前記運搬車両が放土位置を順次変えながら前記積荷を放土するパドックダンピングであり、
前記更新判定部は、
前記運搬車両が前記作業場の同一地点で前記積荷の放土を所定の回数行った場合に、前記走行可能地図情報の更新を行い、前記運搬車両が前記作業場の同一地点で前記積荷の放土を所定の回数行わなかった場合に、前記走行可能地図情報の更新を行わないことを特徴とする地図生成装置。

【請求項7】

請求項１に記載の地図生成装置において、
前記作業機械を稼働させる稼働指令を前記作業機械へ送信し、前記作業機械の稼働状態を管理する管理システムに接続され、
前記管理システムから前記作業機械へ送信される前記稼働指令の内容を前記稼働情報として収集する稼働情報収集部をさらに備え、
前記稼働情報収集部は、収集した前記稼働情報を前記作業機械情報蓄積部に蓄積することを特徴とする地図生成装置。

【請求項8】

請求項２に記載の地図生成装置において、
前記地図情報更新部は、
前記稼働域演算部によって演算された前記作業機械の稼働域の前記所定の基準点が前記走行可能地図情報における前記作業場の境界上及び境界の外側に位置するとき、前記境界修正部によって前記作業場の領域が拡大するように前記走行可能地図情報における前記作業場の境界が修正される前に、前記作業場の境界を確認させる確認指令を前記作業機械へ送信することを特徴とする地図生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の走行に用いられる走行可能地図情報を生成する地図生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山等における採掘作業では、安全性向上と低コスト化を目的に無人の機械が採掘作業を行うための自律走行技術が求められている。採掘現場では油圧ショベル等の作業機械が鉱物や表土層を掘削し、採掘した鉱物や表土層を採掘現場の外へ運搬する作業を行う必要がある。このような運搬作業は、鉱物や表土層を積載することが可能な荷台を有し、荷台の許容積載量が比較的大きいダンプトラック等の作業機械により行われる。

【0003】

この種のダンプトラック等の作業機械を用いた自律走行技術の従来技術の１つとして、例えば、当該作業機械に装着したＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の測位装置が算出した自車位置情報に基づいて、オペレータが搭乗することなく、自律的に走行できるように車両の走行制御を行う自律走行システムが提案されている。

【0004】

自律走行システムでは、測位装置が算出した自車位置情報は、無線通信を介して管制センタへ送信される。管制センタは、油圧ショベル等の作業機械が鉱物や表土層を積込む積込場からダンプトラック等の作業機械が鉱物や表土層を放土する放土場までの搬送路、及び積込場や放土場等の作業場における目標軌道を生成し、その目標軌道を示すデータである目標軌道情報をダンプトラック等の作業機械へ送信する。

【0005】

搬送路においては、測位装置によって予め取得されたダンプトラック等の作業機械の軌跡情報から生成された鉱山の地図データに基づいて、作業機械の目標軌道が作成される。また、作業場においても、例えば、積込点の入口から油圧ショベル等の作業機械の近傍に設定された積込点までの目標軌道が生成される。

【0006】

一方、地図データは、測位装置が算出した自車位置情報に含まれるダンプトラック等の作業機械の走行軌跡から抽出して作成され、作業機械の走行可能な領域と走行不能な領域とを区画する境界を示す境界情報を含んでいる。この境界情報は、上述した搬送路及び作業場の目標軌道の作成において、地図データの境界線と目標軌道との干渉を防ぐために用いられる。従って、地図データは、作業の進展に伴って頻繁に更新される必要がある。

【0007】

そこで、地図データを更新する従来技術の１つとして、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、「走行位置計測手段で計測される無人車両の走行位置と、該無人車両の誘導コースを規定するコースデータとに基づいて、前記無人車両を前記誘導コースに沿って誘導走行させる無人車両の誘導装置であって、コースエリアの境界線のデータを入力する手段と、コースデータを作成する手段と、 前記作成されたコースデータで規定される誘導コースで無人車両を走行させた場合の該無人車両と前記コースエリアの境界線との干渉を推認する手段と、前記干渉が推認された場合に、前記コースデータを変更するコースデータ変更手段と、前記コースエリアの境界線の全区域のうちで境界線の形状が変化した区域を認識する認識手段と、前記コースエリアの境界線の全区域のうちで境界線の形状が変化した区域だけ該コースエリアの境界線のデータを更新するコースエリア境界線更新手段とを備え、前記認識手段は、前記コースエリアを移動する作業機械と、前記作業機械の移動位置を計測する移動位置計測手段と、前記作業機械の移動位置に基づいて前記コースエリアの境界線の全区域のうちで境界線の形状が変化した区域を特定する手段とを備えることを特徴とする無人車両の誘導装置」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１０−１３４９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述した特許文献１に開示された従来技術の無人車両の誘導装置では、作業機械の位置情報を用いて作業機械の走行可能な領域を示す走行可能地図情報のうちで境界の形状が変化した区域を特定している。しかし、実際の積込場や放土場等の作業場の境界は、作業機械の移動位置だけでなく作業機械の稼働状態に応じて変化するのに対して、従来技術の無人車両の誘導装置では作業機械の移動位置しか考慮されていない。そのため、従来技術の無人車両の誘導装置によって更新された走行可能地図情報は、作業場の境界を適切に反映していない虞がある。

【0010】

例えば、ダンプトラックは、走行可能地図情報における作業場の境界内で鉱物や表土層を積込みあるいは放土を行うのに対して、積込機は、その作業場の境界を越えたダンプトラックの走行可能な領域以外の場所から鉱物や表土層を採取することが考えられる。従って、従来技術の無人車両の誘導装置のように、ＧＰＳ等の測位装置から得られる積込機の位置情報の全てを用いて走行可能地図情報の作業場の境界を作成した場合には、ダンプトラックが走行できない領域の位置情報も走行可能な領域として走行可能地図情報に含まれる可能性がある。その結果、走行可能地図情報における作業場の境界の抽出精度が低下することが懸念されている。

【0011】

また、ダンプトラックが走行中にＧＰＳ等の測位装置で位置情報を取得しても、ダンプトラックは境界付近を走行していないことが考えられる。従って、ダンプトラックの走行中の位置情報を考慮に入れた場合には、この余分な位置情報が走行可能地図情報の作業場の境界の作成に影響を与える可能性がある。その結果、上述したのと同様に、走行可能地図情報における作業場の境界の抽出精度が低下することが懸念されている。

【0012】

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、走行可能地図情報における作業場の境界の抽出精度を向上させることができる地図生成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の目的を達成するために、本発明の地図生成装置は、作業機械の走行可能な領域を示す走行可能地図情報を記憶する地図情報記憶部と、前記作業機械の位置を表す位置情報及び前記作業機械の稼働状態を表す稼働情報を蓄積する作業機械情報蓄積部と、前記作業機械情報蓄積部に蓄積された前記位置情報及び前記稼働情報に基づいて、前記作業機械の稼働域を演算する稼働域演算部と、前記地図情報記憶部に記憶された前記走行可能地図情報に対して、前記稼働域演算部によって演算された前記作業機械の稼働域を照合することにより、前記走行可能地図情報における作業場の境界を修正して前記走行可能地図情報を更新する地図情報更新部とを備えたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

本発明の地図生成装置によれば、走行可能地図情報における作業場の境界の抽出精度を向上させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、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】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る地図生成装置が用いられる鉱山の全体配置について示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る管制センタシステム、油圧ショベル、及びダンプトラックの構成を示す機能ブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る地図情報記憶部に記憶された地図データの構成の一例を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る作業機械情報蓄積部に蓄積された各データの構成の一例を説明する図であり、（ａ）図は油圧ショベルの位置データを示す図、（ｂ）図は油圧ショベルの稼働データを示す図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る地図情報作成部による地図データの作成処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】本発明の第１実施形態に係る管制センタシステム、油圧ショベル、及びダンプトラックの各動作の流れを示すシーケンス図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る稼働域演算処理部による油圧ショベルの稼働域の演算処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】本発明の第１実施形態に係る稼働域演算処理部による油圧ショベルの稼働域の演算過程を説明する図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係る地図情報更新部による地図データの更新処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】本発明の第１実施形態に係る地図情報更新部による更新処理後の地図データを示す図であり、（ａ）図は地図データにおける積込場の領域が縮小した図、（ｂ）図は地図データにおける積込場の領域が拡大した図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係る管制センタシステム、油圧ショベル、及びダンプトラックの各動作の流れを示すシーケンス図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係る稼働域演算処理部による油圧ショベル及びダンプトラックの稼働域の演算処理の流れを示すフローチャートである。

【図13】本発明の第２実施形態に係る稼働域演算処理部による油圧ショベル及びダンプトラックの稼働域の演算過程を説明する図である。

【図14】本発明の第３実施形態に係る管制センタシステム、油圧ショベル、及びダンプトラックの構成を示す機能ブロック図である。

【図15】本発明の第３実施形態に係る作業機械情報蓄積部に蓄積されたダンプトラックの稼働データの構成の一例を示す図である。

【図16】本発明の第３実施形態に係る管制センタシステム及びダンプトラックの各動作の流れを示すシーケンス図である。

【図17】本発明の第３実施形態に係る稼働域演算処理部によるダンプトラックの稼働域の演算処理の流れを示すフローチャートである。

【図18】本発明の第３実施形態に係る稼働域演算処理部によるダンプトラックの稼働域の演算過程を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明に係る地図生成装置を実施するための形態について説明する。以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクション又は実施の形態に分割して説明する。以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。なお、以下の実施の形態において、その構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。

【0017】

また、以下の実施の形態における各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他ハードウェアとして実現してもよい。また、後述する各構成、機能、処理部、処理手段等は、コンピュータ上で実行されるプログラムとして実現してもよい。すなわち、ソフトウェアとして実現してもよい。各構成、機能、処理部、処理手段等を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に格納することができる。

【0018】

以下、本発明に係る地図生成装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

【0019】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る地図生成装置では、作業機械は、例えば、積荷を運搬するダンプトラック等の運搬車両と、この運搬車両に積荷を積込む油圧ショベルやホイールローダ等の積込機とを含んでいる。そして、当該地図生成装置は、運搬車両の走行可能な領域を示す走行可能地図情報を生成するための構成に特徴がある。

【0020】

本発明の第１実施形態に係る地図生成装置１００は、例えば、図１に示す鉱山に用いられ、この鉱山は、少なくとも作業場としての積込場１及び放土場２と、駐機場３と、これらを結ぶ搬送路４と、これらの積込場１、放土場２、駐機場３、及び搬送路４から離れた位置に設置された無線基地局５とから構成されている。一つの搬送路４上には、進行方向が逆方向になる二つの走行経路が形成される。

【0021】

積込場１は、積込機６が運搬車両７へ鉱物や表土層を積込位置において積込む作業を行う場所である。積込機６は、例えば、超大型の油圧ショベル（以下、積込機と同一の符号を付す）から構成されている。この油圧ショベル６は、走行体と、この走行体の上方に旋回フレームを介して旋回可能に設けられた旋回体と、この旋回体の前方に配置されたフロント作業機と、旋回体の前部に配置され、オペレータが搭乗する運転室と、この運転室の上部に設置され、無線通信回線８に接続するためのアンテナとを備えている。

【0022】

フロント作業機は、旋回体に対して俯仰動可能に取付けられたブームと、このブームの先端に回動可能に取付けられたアームと、このアームの先端に回動可能に取付けられたバケットとを含み、これらのブーム、アーム及びバケットが運転室内のオペレータの操作によって上下方向へ回動することにより、鉱物や表土層の掘削作業及び運搬車両７への積込作業を行う。なお、積込機は、上述した油圧ショベル６から構成された場合に限らず、ホイールローダ等の作業機械から構成されてもよい。また、本発明の第１実施形態に係る地図生成装置を実現するための油圧ショベル６の機能を示す具体的な構成については後述する。

【0023】

運搬車両７は、例えば、鉱山において油圧ショベル６が積み込んだ鉱物や表土層を搬送路４に沿って搬送し、オペレータが搭乗することなく、自律走行する鉱山用の電気駆動式のダンプトラック（以下、運搬車両と同一の符号を付す）から構成されている。このダンプトラック７は、鉱物や表土層等の積荷を積載する荷台と、車両の本体を形成し、荷台を支持するフレームと、このフレームの前部に回転可能に取付けられた前輪と、フレームの後部に回転可能に取付けられた後輪とを含んでいる。

【0024】

また、ダンプトラック７は、フレームのうち後輪の近傍に設けられたヒンジピンと、このヒンジピンを介して荷台を上下方向へ回動させるホイストシリンダと、車両の上面前方に設置され、無線通信回線８に接続するためのアンテナとを含んでいる。なお、本発明の第１実施形態に係る地図生成装置を実現するためのダンプトラック７の機能を示す具体的な構成については後述する。

【0025】

放土場２は、ダンプトラック７が搬送した鉱物や表土層を積下ろす場所である。駐機場３は、オペレータの交代やダンプトラック７の駐車を行う場所である。駐機場３内には、オペレータが待機する管制センタ９が設けられる。この管制センタ９には、オペレータが操作し、ダンプトラック７が自律走行するための制御を行う管制センタシステム１０（図２参照）が設置されている。この管制センタシステム１０は、例えば、油圧ショベル６及びダンプトラック７を稼働させる稼働指令を、後述のデータ収集部２０（図２参照）を経由して油圧ショベル６及びダンプトラック７へそれぞれ送信し、油圧ショベル６の稼働状態を管理する管理システム１０１を有している。

【0026】

このような鉱山の積込場１、放土場２、及び駐機場３は、ダンプトラック７の走行可能な領域と走行不能な領域とを区画する境界１Ａ，２Ａ，３Ａをそれぞれ有している。そして、油圧ショベル６は積込場１の境界１Ａ付近で掘削作業及び積込作業を行い、ダンプトラック７は積込場１、放土場２、及び駐機場３の境界１Ａ，２Ａ，３Ａ内及び搬送路４を走行し、放土場２の境界２Ａ内で放土作業を行う。

【0027】

この放土作業の種類には、ダンプトラック７が境界２Ａの外側へ向かって鉱物や表土層を放土する作業、ダンプトラック７が境界２Ａの内側の所定の位置に鉱物や表土層を放土する作業、及びダンプトラック７が境界２Ａの内側で放土位置を順次変えながら鉱物や表土層を放土する、いわゆるパドックダンピングと呼称される作業が含まれる。

【0028】

無線基地局５は、油圧ショベル６、及びダンプトラック７、及び管制センタシステム１０を、無線通信回線８を介して互いに通信接続するための基地局であり、油圧ショベル６、ダンプトラック７、及び管制センタシステム１０から送信された無線通信の電波が無線基地局５を経由することにより、油圧ショベル６、ダンプトラック７、及び管制センタシステム１０間で各種の情報の送受信を行う。

【0029】

また、鉱山には、油圧ショベル６及びダンプトラック７の他、積込場１及び放土場２において作業が安全に行われているかどうかの監視や放土された鉱物及び表土層の除去等の作業を行う作業車両１１、及びダンプトラック７が自律走行するための走行可能地図情報（以下、便宜的に地図データと称する）の元となる軌跡情報を取得して収集する航測車両１２が稼働している。

【0030】

この航測車両１２は、図示されないが、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の航法衛星から測位電波を受信して自車両の位置（例えば、座標値）を取得する。ＧＮＳＳとして、例えば、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＡＬＩＬＥＯを用いてもよい。

【0031】

航測車両１２は、例えば、車両の所定の位置に取付けられたＧＰＳ受信機（図示せず）を備えており、取得時刻、及びＧＰＳ受信機が取得した自車両の位置から成る軌跡情報をレコード情報として保存する。そして、航測車両１２は、保存した軌跡情報を、無線通信回線８を介して所定の時間間隔毎に管制センタシステム１０へ送信する。

【0032】

次に、本発明の第１実施形態に係る地図生成装置を実現するための管制センタシステム１０、油圧ショベル６、及びダンプトラック７の機能を示す各構成について、図２を参照しながら順に説明する。

【0033】

図２に示すように、管制センタシステム１０は、管制制御部１６、地図情報作成部１７、地図情報記憶部１８、作業機械情報蓄積部１９、データ収集部２０、稼働域演算処理部２１、地図情報更新部２２、及び通信部２３を備えており、これらの各部１６〜２３が相互に連関することにより地図生成装置１００としての機能を有している。

【0034】

管制制御部１６は、管制センタシステム１０の各構成要素の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算・制御装置の他、管制センタシステム１０で実行されるプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、また、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むハードウェアを用いて構成されている。

【0035】

そして、管制制御部１６は、ダンプトラック７の配車管理及び自律走行を制御するための地図データに基づいて、油圧ショベル６及びダンプトラック７の後述の各制御部２８，３８に対して必要な情報を送受信することにより、油圧ショベル６及びダンプトラック７の動作を制御する。

【0036】

地図情報作成部１７は、航測車両１２又はダンプトラック７によって収集された軌跡情報に基づいて、地図データ１８Ａを作成する。地図情報記憶部１８は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ等の装置から構成され、主に地図情報作成部１７によって作成された地図データ１８Ａを記憶する。なお、地図情報作成部１７による地図データ１８Ａの作成処理の詳細については後述する。

【0037】

図３に示すように、地図データ１８Ａは、積込場１、放土場２、及び駐機場３の各境界１Ａ〜３Ａに対応する地図上の境界１８ａ〜１８ｃと、搬送路４に対応する地図上の搬送路１８ｄとから構成されている。この地図データ１８Ａの搬送路１８ｄは、搬送路４上の走行経路を定義する各ノード１８ｄ１の位置情報（座標値）と、隣接するノード１８ｄ１を連結するリンク１８ｄ２とを含んでいる。なお、地図データ１８Ａは、鉱山の地形情報や各ノード１８ｄ１の絶対座標（測位電波を基に算出される３次元実座標）を含んでもよい。なお、各ノード１８ｄ１及びリンク１８ｄ２には、そのノード１８ｄ１及びリンク１８ｄ２を固有に識別する識別情報が付与される。

【0038】

図２において、作業機械情報蓄積部１９は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ等の装置から構成され、データ収集部２０によって収集された油圧ショベル６の位置を表す位置情報（以下、便宜的に位置データと称する）６Ａ、油圧ショベル６の稼働状態を表す稼働情報（以下、便宜的に稼働データと称する）６Ｂ、及びダンプトラック７の位置を表す位置情報（以下、便宜的に位置データと称する）７Ａを蓄積する。

【0039】

油圧ショベル６の位置データ６Ａは、例えば、図４（ａ）に示すように、取得時刻６Ａ１と、鉱山内の油圧ショベル６毎に予め指定され、油圧ショベル６を識別するための作業機械ＩＤ６Ａ２と、取得時刻６Ａ１における油圧ショベル６の位置を緯度Ｘ、経度Ｙ、高度Ｚの座標により表す位置座標６Ａ３とから構成されている。なお、ダンプトラック７の位置データ７Ａの構成は、上述した油圧ショベル６の位置データ６Ａの構成と同様であるので、重複する説明を省略する。

【0040】

油圧ショベル６の稼働データ６Ｂは、例えば、図４（ｂ）に示すように、取得時刻６Ｂ１と、鉱山内の油圧ショベル６毎に予め指定され、油圧ショベル６を識別するための作業機械ＩＤ６Ｂ２と、取得時刻６Ｂ１において油圧ショベル６が行っている作業の状態を記録したカラムである稼働状態６Ｂ３とから構成されている。このように、油圧ショベル６の位置データ６Ａ及び稼働データ６Ｂは、取得時刻６Ａ１，６Ｂ１によって互いに関連付けられている。

【0041】

データ収集部２０は、管制制御部１６が通信部２３を介して受信した情報の中から油圧ショベル６の位置データ６Ａ、稼働データ６Ｂ、及びダンプトラック７の位置データ７Ａを収集する。稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部１９に蓄積されたデータ６Ａ，６Ｂ，７Ａのうち油圧ショベル６の位置データ６Ａ及び稼働データ６Ｂに基づいて、油圧ショベル６の稼働域を演算する稼働域演算部として機能し、地図情報更新部２２が地図データ１８Ａの更新処理を開始するまでの所定の処理を行う。

【0042】

地図情報更新部２２は、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａに対して、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域を照合することにより、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正して地図データ１８Ａを更新する。

【0043】

具体的には、地図情報更新部２２は、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域が地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置するとき、積込場１の領域が縮小するように地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正し、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域が地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａ上及び境界１８ａの外側に位置するとき、積込場１の領域が拡大するように地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正する境界修正部２２Ａを含んでいる。

【0044】

通信部２３は、外部のダンプトラック７及び管制センタシステム１０との間で無線通信回線８を介して互いに通信接続を行うものである。

【0045】

油圧ショベル６は、通信部２５、測位部２６、センサ部２７、制御部２８、データ収集部２９、及び作業機械情報蓄積部３０を備えている。なお、通信部２５は、前述した管制センタシステム１０の通信部２３の構成と同様であるので、重複する説明を省略する。

【0046】

測位部２６は、図示されないが、ＧＮＳＳの航法衛星から測位電波を受信して自己の位置を取得する。本発明の第１実施形態では、測位部２６は、油圧ショベル６の位置として、例えば、バケットの位置を取得する。

【0047】

具体的には、測位部２６は、図示されないが、車体の所定の位置に取付けられたＧＰＳ受信機と、フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出部とを含み、ＧＰＳ受信機が取得した位置、姿勢検出部によって検出された姿勢、及びフロント作業機の寸法情報に基づいて、バケットの位置を演算する。なお、姿勢検出部は、例えば、ブーム、アーム、及びバケットの角度をそれぞれ検出する角度センサから構成されている。また、測位部２６によるバケットの位置の演算は、上述した場合に限らず、例えば、ＧＰＳ受信機をバケットに直接取付けることにより実行してもよい。

【0048】

センサ部２７は、例えば、車体の周囲の障害物を検出するためのミリ波レーダやカメラ等のセンサから構成され、このセンサの検出結果は運転室内のモニタ（図示せず）に表示される。これにより、運転室内のオペレータは、モニタの表示を確認することにより、車体の周囲の障害物を容易に把握することができる。

【0049】

制御部２８は、油圧ショベル６の各構成要素の動作を制御するものであり、ＣＰＵ等の演算・制御装置の他、油圧ショベル６で実行されるプログラムを格納するＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置、また、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭを含むハードウェアを用いて構成されている。

【0050】

データ収集部２９は、例えば、測位部２６によって取得されたバケットの位置を所定の時間間隔毎に位置データ６Ａとして収集すると共に、油圧ショベル６の稼働データ６Ｂを収集する。この稼働データ６Ｂの収集の具体例として、データ収集部２９は、油圧ショベル６に対するオペレータの指示情報を記録することにより、油圧ショベル６の積込位置の設定を行う状態（図４（ｂ）参照）、及び油圧ショベル６の積込作業が終了した状態（図４（ｂ）参照）等の情報を収集する。

【0051】

また、データ収集部２９は、油圧ショベル６の稼働状況をモニタする測位部２６の姿勢検出部の検出結果を記録することにより、旋回体が旋回している状態（図４（ｂ）参照）、及びバケットを上方へ回動させている状態（図４（ｂ）参照）等の情報を収集する。なお、データ収集部２９による稼働データ６Ｂの収集は、上述した場合に限らず、オペレータの操作情報を記録することにより行ってもよい。

【0052】

作業機械情報蓄積部３０は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ等の装置から構成され、データ収集部２９によって収集された位置データ６Ａ及び稼働データ６Ｂを蓄積する。また、作業機械情報蓄積部３０に蓄積された位置データ６Ａは、所定の時間間隔毎に通信部２５を介して管制センタシステム１０へ送信される。

【0053】

ダンプトラック７は、通信部３５、測位部３６、センサ部３７、制御部３８、データ収集部３９、地図情報記憶部４０、及び作業機械情報蓄積部４１を備えている。なお、通信部２５は、前述した管制センタシステム１０の通信部２３の構成と同様であるので、重複する説明を省略する。

【0054】

測位部３６は、図示されないが、ＧＮＳＳの航法衛星から測位電波を受信して自己の位置を取得する。本発明の第１実施形態では、測位部３６は、例えば、車両の所定の位置に取付けられたＧＰＳ受信機から構成され、このＧＰＳ受信機によってダンプトラック７の位置を取得する。

【0055】

センサ部３７は、例えば、車両の走行方向（進行方向）前方の障害物を検出するためのミリ波レーダやカメラ等のセンサと、路肩検出を行うためのライダ等のセンサとを含んでいる。これらのセンサの検出結果は制御部３８に出力され、通常時は走行経路から離脱しないように走行位置の監視や加減速に用いられ、緊急時には緊急回避行動に必要な制動動作に用いられる。

【0056】

制御部３８は、ダンプトラック７の各構成要素の動作を制御するものであり、ＣＰＵ等の演算・制御装置の他、ダンプトラック７で実行されるプログラムを格納するＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置、また、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭを含むハードウェアを用いて構成されている。

【0057】

データ収集部３９は、例えば、測位部３６が取得したダンプトラック７の位置を所定の時間間隔毎に位置データ７Ａとして収集する。地図情報記憶部４０は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ等の装置から構成され、管制センタシステム１０から受信した地図データ１８Ａを記憶する。

【0058】

作業機械情報蓄積部４１は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ等の装置から構成され、データ収集部３９によって収集された位置データ７Ａを蓄積する。また、作業機械情報蓄積部４１に蓄積された位置データ７Ａは、所定の時間間隔毎に通信部３５を介して管制センタシステム１０へ送信され、地図データ１８Ａの元となる軌跡情報として、地図情報作成部１７による地図データ１８Ａの作成に利用される。

【0059】

次に、管制センタシステム１０の地図情報作成部１７による地図データ１８Ａの作成処理について、図５を参照しながら詳細に説明する。

【0060】

図５に示すように、まず、地図情報作成部１７は、通信部２３を介して航測車両１２又はダンプトラック７から受信した軌跡情報を読込む（（ステップ（以下、Ｓと記す）５０１）。次に、地図情報作成部１７は、航測車両１２又はダンプトラック７の走行軌跡から積込場１、放土場２、及び駐機場３の各境界１８ａ〜１８ｃを抽出することにより、境界情報を生成する（Ｓ５０２）。

【0061】

そして、地図情報作成部１７は、航測車両１２又はダンプトラック７の軌跡情報に基づいて、ノード情報を生成する（Ｓ５０３）。具体的には、地図情報作成部１７は、地図データ１８Ａにおける地図上の搬送路１８ｄを作成する場合には、例えば、所定の時間間隔又は所定の距離間隔毎に、軌跡情報に含まれる航測車両１２又はダンプトラック７の位置を位置データとして抽出し、その位置データをノード１８ｄ１の位置情報として設定する。そして、地図情報作成部１７は、各ノード１８ｄ１を固有に識別する識別情報としてのＩＤを付与することにより、ノード情報を生成する。

【0062】

一方、地図情報作成部１７は、地図データ１８Ａにおける積込場１、放土場２、及び駐機場３の各境界１８ａ〜１８ｃ内の走行経路を作成する場合には、例えば、所定の手段を用いて積込場１、放土場２、及び駐機場３の各入口から油圧ショベル６の積込位置、ダンプトラック７の放土位置、及びダンプトラック７の停車位置までの走行経路を生成することにより、所定の距離間隔毎にノード（図示せず）の位置情報を設定してノード情報を生成する。

【0063】

次に、地図情報作成部１７は、隣接するノード１８ｄ１を接続するリンク１８ｄ２の接続関係を示すリンク情報を生成する（Ｓ５０４）。具体的には、地図情報作成部１７は、航測車両１２又はダンプトラック７の軌跡情報に含まれる取得時刻に基づいて、取得時刻が近い２つのノード１８ｄ１を接続することによりリンク情報を生成する。このとき、取得時刻の差がある閾値内で近接する２つのノードは、同一のノードとみなす処理を行うことにより、交差点等の分岐がある道路構造をリンク１８ｄ２の接続関係によって表現することができる。

【0064】

このように、地図情報作成部１７は、境界情報、ノード情報、及びリンク情報を生成して地図データ１８Ａを作成すると、作成した地図データ１８Ａを、通信部２３を介してダンプトラック７へ送信し（Ｓ５０５）、地図情報作成部１７による地図データ１８Ａの作成処理を終了する。

【0065】

次に、管制センタシステム１０、油圧ショベル６、及びダンプトラック７の各動作について、図６を参照しながら詳細に説明する。特に、管制センタシステム１０の管制制御部１６、油圧ショベル６の制御部２８、及びダンプトラック７の制御部３８の間で行われる情報の伝達を中心として説明する。

【0066】

図６に示すように、まず油圧ショベル６の制御部２８は、油圧ショベル６の積込位置の設定を行う（Ｓ６０１）。具体的には、制御部２８は、油圧ショベル６の運転室内のオペレータによる操作を起点に、測位部２６が取得したバケットの位置を積込位置に設定して積込位置情報を管制センタシステム１０へ送信する。

【0067】

次に、管制センタシステム１０の管制制御部１６は、油圧ショベル６から受信した積込位置情報に基づいて、ダンプトラック７の目的地を決定する（Ｓ６０２）。その後、管制制御部１６は、Ｓ６０２において決定した目的地までのダンプトラック７の走行経路を設定する（Ｓ６０３）。

【0068】

具体的には、管制制御部１６は、ダンプトラック７の出発地から積込場１の入口までの走行経路として、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａにおける搬送路１８ｄのノード１８ｄ１の点列を指定することにより設定する。さらに、管制制御部１６は、積込場１の入口からＳ６０２において決定した目的地、すなわち油圧ショベル６の積込位置までの走行経路として、ノード１８ｄ１の点列を動的に生成することにより設定する。

【0069】

次に、管制制御部１６は、Ｓ６０３において設定した走行経路に基づいて、ダンプトラック７同士が干渉しないように、当該走行経路内においてダンプトラック７の走行可能な区間（以下、便宜的に走行許可区間と称する）を設定する（Ｓ６０４）。そして、管制制御部１６は、通信部２３を介してダンプトラック７の走行経路及び走行許可区間をダンプトラック７へ送信する。

【0070】

次に、ダンプトラック７の制御部３８は、測位部３６及びセンサ部３７によって自車両の位置及び周辺の環境を認識し、管制制御部１６から受信した走行経路及び走行許可区間を走行するようにダンプトラック７の動作を制御する。これにより、ダンプトラック７が出発地から目的地へ向かって往路側の走行経路を走行する（Ｓ６０５）。そして、ダンプトラック７が目的地である油圧ショベル６の積込位置に到着すると（Ｓ６０６）、制御部３８は、ダンプトラック７が積込位置に到着した旨の到着通知を、通信部３５を介して管制センタシステム１０へ送信する。

【0071】

一方、油圧ショベル６の運転室内のオペレータが目視によりダンプトラック７の積込位置への到着を確認すると、油圧ショベル６は、オペレータの操作に従ってダンプトラック７への積込作業を開始する（Ｓ６０７）。そして、ダンプトラック７への積込作業が終了すると（Ｓ６０８）、制御部２８は、積込作業が終了した旨の積込作業の終了通知を、通信部２５を介して管制センタシステム１０へ送信する。

【0072】

管制センタシステム１０の管制制御部１６は、積込作業の終了通知を受信すると、通信部２３を介して油圧ショベル６の積込位置から次の目的地までの走行経路及び走行許可区間をダンプトラック７へ送信する。

【0073】

そして、ダンプトラック７の制御部３８は、測位部３６及びセンサ部３７によって自車両の位置及び周辺の環境を認識し、管制制御部１６から受信した走行経路及び走行許可区間を走行するようにダンプトラック７の動作を制御する。これにより、ダンプトラック７が油圧ショベル６の積込位置から次の目的地へ向かって復路側の走行経路を走行する（Ｓ６０９）。

【0074】

一方、油圧ショベル６の制御部２８は、Ｓ６０１において設定した積込位置の設定を解除する（Ｓ６１０）。次に、制御部２８は、作業機械情報蓄積部３０に蓄積された油圧ショベル６の位置データ６Ａを送信すると（Ｓ６１１）、この位置データ６Ａは管制センタシステム１０の作業機械情報蓄積部１９に蓄積される。そして、制御部２８は、作業機械情報蓄積部３０に蓄積された油圧ショベル６の稼働データ６Ｂを送信すると（Ｓ６１２）、この稼働データ６Ｂは管制センタシステム１０の作業機械情報蓄積部１９に蓄積される。

【0075】

次に、管制センタシステム１０の稼働域演算処理部２１による油圧ショベル６の稼働域の演算処理について、図７、図８を参照しながら詳細に説明する。

【0076】

図７に示すように、稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部１９に蓄積された油圧ショベル６の稼働データ６Ｂを読込み（Ｓ７０１）、作業機械情報蓄積部１９に蓄積された油圧ショベル６の位置データ６Ａを読込む（Ｓ７０２）。次に、稼働域演算処理部２１は、稼働データ６Ｂのうち油圧ショベル６の所定の稼働状態、及び位置データ６Ａのうち当該所定の稼働状態に関連付けられた油圧ショベル６の位置から油圧ショベル６の稼働域を演算する。

【0077】

すなわち、位置データ６Ａ及び稼働データ６Ｂは取得時刻６Ａ１，６Ｂ１により関連付けられているので、稼働域演算処理部２１は、稼働データ６Ｂに含まれる取得時刻６Ｂ１をキーにして、図８に示すように、取得時刻６Ｂ１と同じ取得時刻６Ａ１から所定の時間間隔の範囲内に存在する油圧ショベル６の位置データ６Ａの位置座標６Ａ３を検索することにより、油圧ショベル６の稼働域を演算する（Ｓ７０３）。

【0078】

具体的には、稼働域演算処理部２１は、例えば、油圧ショベル６の積込作業が終了した旨が通知された時刻から所定の時間間隔の範囲内に存在する油圧ショベル６の位置データ６Ａの位置座標６Ａ３を検索することにより、油圧ショベル６の所定の稼働状態として、油圧ショベル６の積込作業が終了する時刻付近の状態における油圧ショベル６の稼働域を迅速に求めることができる。

【0079】

次に、稼働域演算処理部２１は、Ｓ７０３において演算した油圧ショベル６の稼働域の所定の基準点として、例えば、Ｓ７０３において検索した位置座標６Ａ３の重心位置Ｇを演算して求める（Ｓ７０４）。そして、稼働域演算処理部２１は、Ｓ７０４において求めた重心位置Ｇと、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａのうち、当該重心位置Ｇに最も近接する点Ｐ（以下、便宜的に最近接点と称する）との距離Ｌが所定の閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ７０５）。

【0080】

このとき、稼働域演算処理部２１は、Ｓ７０４において求めた重心位置Ｇと、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの最近接点Ｐとの距離Ｌが所定の閾値未満であると判定すると（Ｓ７０５／Ｎｏ）、稼働域演算処理部２１による油圧ショベル６の稼働域の演算処理を終了する。一方、Ｓ７０５において、稼働域演算処理部２１は、Ｓ７０４において求めた重心位置Ｇと、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの最近接点Ｐとの距離Ｌが所定の閾値以上であると判定すると（Ｓ７０５／Ｙｅｓ）、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新処理へ進み（Ｓ７０６）、稼働域演算処理部２１による油圧ショベル６の稼働域の演算処理を終了する。

【0081】

次に、管制センタシステム１０の地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新処理について、図９、図１０を参照しながら詳細に説明する。

【0082】

図９に示すように、地図情報更新部２２は、Ｓ７０３において稼働域演算処理部２１が検索した位置座標６Ａ３の外接矩形Ｆ（図１０参照）を設定する（Ｓ９０１）。次に、地図情報更新部２２は、Ｓ７０４において稼働域演算処理部２１が求めた重心位置Ｇが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置しているかどうかを判定する（Ｓ９０２）。

【0083】

このとき、地図情報更新部２２は、Ｓ７０４において稼働域演算処理部２１が求めた重心位置Ｇが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置していると判定すると（Ｓ９０２／Ｙｅｓ）、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐ（図１０参照）が地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置しているかどうかを判定する（Ｓ９０３）。

【0084】

Ｓ９０３において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置していないと判定すると（Ｓ９０３／Ｎｏ）、後述のＳ９０５の処理が行われる。一方、Ｓ９０３において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置していると判定すると（Ｓ９０３／Ｙｅｓ）、地図情報更新部２２の境界修正部２２Ａは、地図データ１８Ａの積込場１の境界１８ａを形成する点として、当該端点ｐを仮の地図データ１８Ａに追加する（Ｓ９０４）。

【0085】

そして、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０３の判定を行ったかどうかを確認する（Ｓ９０５）。このとき、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０３の判定をまだ行っていないことを確認すると（Ｓ９０５／Ｎｏ）、Ｓ９０３からの処理が繰り返される。

【0086】

Ｓ９０５において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０３の判定を行ったことを確認すると（Ｓ９０５／Ｙｅｓ）、境界修正部２２Ａは、Ｓ９０４において仮の地図データ１８Ａに追加した外接矩形Ｆの端点ｐを通るように、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正して地図データ１８Ａを更新する（Ｓ９０６）。これにより、図１０（ａ）に示すように、地図データ１８Ａにおける積込場１の領域が縮小する。

【0087】

一方、Ｓ９０２において、地図情報更新部２２は、Ｓ７０４において稼働域演算処理部２１が求めた重心位置Ｇが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置していない、すなわち重心位置Ｇが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａ上及び境界１８ａの外側に位置していると判定すると（Ｓ９０２／Ｎｏ）、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの外側に位置しているかどうかを判定する（Ｓ９０７）。

【0088】

Ｓ９０７において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの外側に位置していないと判定すると（Ｓ９０７／Ｎｏ）、後述のＳ９０９の処理が行われる。一方、Ｓ９０７において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの端点ｐが地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの外側に位置していると判定すると（Ｓ９０７／Ｙｅｓ）、地図情報更新部２２の境界修正部２２Ａは、地図データ１８Ａの積込場１の境界１８ａを形成する点として、当該端点ｐを仮の地図データ１８Ａに追加する（Ｓ９０８）。

【0089】

そして、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０７の判定を行ったかどうかを確認する（Ｓ９０９）。このとき、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０７の判定をまだ行っていないことを確認すると（Ｓ９０９／Ｎｏ）、Ｓ９０７からの処理が繰り返される。

【0090】

Ｓ９０９において、地図情報更新部２２は、Ｓ９０１において設定した外接矩形Ｆの全ての端点ｐについて、Ｓ９０７の判定を行ったことを確認すると（Ｓ９０９／Ｙｅｓ）、積込場１の境界１Ａを確認させる確認指令を、例えば、通信部２３を介して鉱山内における有人の作業車両１１へ送信する。作業車両１１は、管制センタシステム１０から確認指令を受信すると、運転室内のオペレータが目視により確認作業を行った後、その確認作業が終了した旨の確認作業の終了通知を管制センタシステム１０へ送信する。

【0091】

これにより、地図情報更新部２２が地図データ１８Ａにおける積込場１の領域を拡大させる更新を行う前に、ダンプトラック７が一度も走行していない領域を実際に確認しない状態でダンプトラック７を自律走行させるのを回避することができる。従って、鉱山内で自律走行するダンプトラック７の安全性を十分に高めることができる。なお、上述した確認指令の送信は、管制センタシステム１０から作業車両１１へ自動的に配信したり、あるいは管制センタシステム１０内のオペレータが作業車両１１に対して通話することにより行ってもよい。また、管制センタシステム１０からの上記確認指令の送信は、作業車両１１以外の油圧ショベル６等の有人の作業機械に対して行ってもよい。さらに、上述したＳ９１０及びＳ９１１の処理は省略してもよい。

【0092】

次に、地図情報更新部２２は、作業車両１１からの確認作業の終了通知の有無に応じて、作業車両１１による確認作業が終了しているかどうかを判定する（Ｓ９１１）。このとき、地図情報更新部２２は、作業車両１１からの確認作業の終了通知を受信し、作業車両による確認作業が終了していると判定すると（Ｓ９１１／Ｙｅｓ）、境界修正部２２Ａは、Ｓ９０８において仮の地図データ１８Ａに追加した外接矩形Ｆの端点ｐを通るように、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正して地図データ１８Ａを更新する（Ｓ９０６）。これにより、図１０（ｂ）に示すように、地図データ１８Ａにおける積込場１の領域が拡大する。

【0093】

一方、Ｓ９１１において、地図情報更新部２２は、例えば、作業車両１１からの確認作業の終了通知を所定の時間内に受信せず、作業車両１１による確認作業が終了していないと判定すると（Ｓ９１１／Ｙｅｓ）、地図データ１８Ａの更新を行うことなく、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新処理を終了する。

【0094】

このように構成した本発明の第１実施形態によれば、地図情報更新部２２は、地図情報記憶部１８Ａに記憶された地図データ１８Ａに対して、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域を照合することにより、地図データ１８Ａを更新する際に油圧ショベル６の稼働状態が考慮されているので、油圧ショベル６の稼働状態に応じて変化する地図データ１８Ａ上の境界１８ａを適切に修正することができる。これにより、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの抽出精度を向上させることができるので、鉱山内において行われる油圧ショベル６及びダンプトラック７の作業の安全性を高めることができる。

【0095】

また、本発明の第１実施形態では、地図情報更新部２２は、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域の所定の基準点、すなわち油圧ショベル６の所定の稼働状態における位置データ６Ａの位置座標６Ａ３の重心位置Ｇと、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａとの位置関係に応じて、地図データ１８Ａにおける積込場１の領域を縮小させたり、あるいは拡大させることができる。これにより、油圧ショベル６の稼働状態を地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの修正に十分に反映させることができる。

【0096】

従って、油圧ショベル６が積込場１内で積込作業等を行っている場合には、地図情報更新部２２によって地図データ１８Ａにおける積込場１の領域が縮小することにより、ダンプトラック７が積込場１の走行経路に沿って自律走行しても、積込場１内の油圧ショベル６に接触することを確実に防止することができる。一方、油圧ショベル６が積込場１の境界１Ａを越えて鉱物や表土層を掘削している場合には、地図情報更新部２２によって地図データ１８Ａにおける積込場１の領域が拡大することにより、油圧ショベル６の掘削作業が終了した後にダンプトラック７が積込場１の領域のうち拡大した場所を走行できるようになるので、積込場１におけるダンプトラック７の走行経路を増加させることができる。これにより、ダンプトラック７の積荷の運搬作業を効率良く行うことができる。

【0097】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態は、前述した第１実施形態の構成に加え、例えば、稼働域演算処理部２１は、さらに作業機械情報蓄積部１９に蓄積された位置データ７Ａのうち所定の稼働状態に関連付けられたダンプトラック７の位置からダンプトラック７の稼働域を演算し、地図情報更新部２２は、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａに対して、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６及びダンプトラック７の稼働域を照合することにより、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正して地図データ１８Ａを更新するようにしている。その他の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じであり、同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0098】

次に、本発明の第２実施形態に係る管制センタシステム１０、油圧ショベル６、及びダンプトラック７の各動作について、図１１を参照しながら詳細に説明する。

【0099】

図１１に示すように、本発明の第２実施形態に係る管制センタシステム１０、油圧ショベル６、及びダンプトラック７の動作については、上述した図６に示すＳ６０１〜Ｓ６１２の動作と基本的に同じであるが、Ｓ６０９の動作の後にＳ１１０１の動作が行われる。具体的には、Ｓ６０９において、ダンプトラック７が油圧ショベル６の積込位置から次の目的地へ向かって復路側の走行経路を走行し、次の目的地に到着すると、Ｓ１１０１において、ダンプトラック７の制御部３８は、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の位置データ７Ａを、通信部３５を介して管制センタシステム１０へ送信する。

【0100】

次に、本発明の第２実施形態に係る管制センタシステム１０の稼働域演算処理部２１による油圧ショベル６及びダンプトラック７の稼働域の演算処理について、図１２、図１３を参照しながら詳細に説明する。

【0101】

図１２に示すように、本発明の第２実施形態に係る管制センタシステム１０の稼働域演算処理部２１による油圧ショベル６の稼働域の演算処理については、上述した図７に示すＳ７０１〜Ｓ７０６の動作と基本的に同じであるが、Ｓ７０３〜Ｓ７０５の処理の代わりに、Ｓ１２０１〜Ｓ１２０４の処理が行われる。

【0102】

具体的には、Ｓ７０２の処理が行われた後、稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部１９に蓄積されたダンプトラック７の位置データ７Ａを読込む（Ｓ１２０１）。そして、稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部１９に蓄積された油圧ショベル６の稼働データ６Ｂに含まれる取得時刻６Ｂ１をキーにして、図１３に示すように、取得時刻６Ｂ１と同じ取得時刻６Ａ１から所定の時間間隔の範囲内に存在する油圧ショベル６の位置データ６Ａの位置座標６Ａ３及びダンプトラック７の位置データ７Ａの位置座標７Ａ３を検索することにより、油圧ショベル６及びダンプトラック７の稼働域を演算する（Ｓ１２０２）。

【0103】

次に、稼働域演算処理部２１は、Ｓ１２０２において演算した油圧ショベル６の稼働域の所定の基準点として、例えば、Ｓ１２０２において検索した位置座標６Ａ３の重心位置Ｇ１及びダンプトラック７の位置データ７Ａの位置座標７Ａ３の重心位置Ｇ２を演算し、これらの重心位置Ｇ１，Ｇ２を平均した平均位置ＧＡを求める（Ｓ１２０３）。そして、稼働域演算処理部２１は、Ｓ１２０３において求めた平均位置ＧＡと、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａのうち、当該平均位置ＧＡに最も近接する点（以下、便宜的に最近接点と称する）ＰＡとの距離ＬＡが所定の閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ１２０４）。

【0104】

このように構成した本発明の第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる他、地図データ１８Ａの更新処理において、油圧ショベル６の稼働域だけでなく、ダンプトラック７の稼働域についても考慮されているので、地図情報更新部２２は、稼働域演算処理部２１によって演算された油圧ショベル６の稼働域の所定の基準点が地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの内側に位置しているかどうかの判定を精度良く行うことができる。これにより、地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａの抽出に対してダンプトラック７の動きを考慮した優れた精度を得ることができる。

【0105】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態に係る地図情報更新部２２は、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａにおける積込場１の境界１８ａを修正して地図データ１８ａを更新したのに対して、第３実施形態に係る地図情報更新部２２は、例えば、図１４に示すように、地図情報記憶部１８に記憶された地図データ１８Ａに対して、稼働域演算処理部２１によって演算されたダンプトラック７の稼働域を照合することにより、地図データ１８Ａにおける放土場２の境界１８ｂ（図３参照）を修正して地図データ１８Ａを更新するようにしたことである。

【0106】

この場合には、ダンプトラック７のデータ収集部３９は、管制センタシステム１０の管理システム１０１からダンプトラック７へ送信される稼働指令として、例えば、駐機場３の管制センタ９内で待機するオペレータのダンプトラック７に対する指示情報や操作情報を記録することにより、ダンプトラック７の稼働データ７Ｂを収集する。そして、作業機械情報蓄積部４１は、ダンプトラック７の位置データ７Ａの他に、データ収集部３９によって収集されたダンプトラック７の稼働データ７Ｂを蓄積する。

【0107】

図１５に示すように、ダンプトラック７の稼働データ７Ｂは、上述した図４（ｂ）に示す油圧ショベル６の稼働データ６ｂの構成と基本的に同じであり、取得時刻７Ｂ１、作業機械ＩＤ７Ｂ２、及び稼働状態７Ｂ３から構成されているが、作業機械ＩＤ７Ｂ２は、鉱山内のダンプトラック７毎に予め指定され、ダンプトラック７を識別するためのものである。また、稼働状態７Ｂ３の具体例として、ダンプトラック７が放土位置に到着した状態、荷台（ボディ）を上方へ回動させている状態、荷台を下方へ回動させている状態等が挙げられる。

【0108】

また、本発明の第３実施形態では、図１４に示すように、稼働域演算処理部２１は、ダンプトラック７による積荷の放土作業の種類に応じて、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新を行うかどうかを判定する更新判定部２１Ａを含んでいる。この場合、更新判定部２１Ａは、例えば、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行った場合に、地図データ１８Ａの更新を行い、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行わなかった場合に、地図データ１８Ａの更新を行わないようにしている。その他の第３実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じであり、同一又は対応する部分には同一の符号を付している。

【0109】

次に、本発明の第３実施形態に係る管制センタシステム１０及びダンプトラック７の各動作について、図１６を参照しながら詳細に説明する。特に、管制センタシステム１０の管制制御部１６及びダンプトラック７の制御部３８の間で行われる情報の伝達を中心として説明する。なお、図１６に示すＳ１５０２〜Ｓ１５０４、及びＳ１５０８の動作は、上述した図６に示すＳ６０３〜Ｓ６０５、及びＳ６０９とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。

【0110】

図１６に示すように、まず管制センタシステム１０の管制制御部１６は、ダンプトラック７の目的地及びパドックダンピング等の放土作業の種類を決定することにより、放土作業の指示情報を作成する（Ｓ１５０１）。次に、Ｓ１５０２〜Ｓ１５０４の動作が行われた後、ダンプトラック７が目的地である放土位置に到着すると（Ｓ１５０５）、制御部３８は、ダンプトラック７が放土位置に到着した旨の到着通知を、通信部３５を介して管制センタシステム１０へ送信する。

【0111】

次に、ダンプトラック７は、Ｓ１５０１において管制センタシステム１０の管制制御部１６によって作成された指示情報に従って放土作業を開始する（Ｓ１５０６）。そして、ダンプトラック７の放土作業が終了すると（Ｓ１５０７）、制御部３８は、放土作業が終了した旨の放土作業の終了通知を、通信部３５を介して管制センタシステム１０へ送信する。

【0112】

その後、管制センタシステム１０の管制制御部１６は、放土作業の終了通知を受信すると、通信部２３を介して放土位置から次の目的地までの走行経路及び走行許可区間をダンプトラック７へ送信する。

【0113】

次に、Ｓ１５０８の動作が行われた後、ダンプトラック７の制御部３８は、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の位置データ７Ａを送信すると（Ｓ１５０９）、この位置データ７Ａは管制センタシステム１０の作業機械情報蓄積部１９に蓄積される。そして、制御部３８は、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の稼働データ７Ｂを送信すると（Ｓ１５１０）、この稼働データ７Ｂは管制センタシステム１０の作業機械情報蓄積部１９に蓄積される。

【0114】

次に、本発明の第３実施形態に係る管制センタシステム１０の稼働域演算処理部２１によるダンプトラック７の稼働域の演算処理について、図１７、図１８を参照しながら詳細に説明する。なお、図１７に示すＳ１７０７及びＳ１７０８の処理は、上述した図７に示すＳ７０５及びＳ７０６の処理とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。

【0115】

図１７に示すように、稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の稼働データ７Ｂを読込み（Ｓ１７０１）、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の位置データ７Ａを読込む（Ｓ１７０２）。次に、稼働域演算処理部２１は、作業機械情報蓄積部４１に蓄積されたダンプトラック７の稼働データ７Ｂに含まれる取得時刻７Ｂ１をキーにして、図１８に示すように、取得時刻７Ｂ１と同じ取得時刻７Ａ１から所定の時間間隔の範囲内に存在するダンプトラック７の位置データ７Ａの位置座標７Ａ３を検索することにより、ダンプトラック７の稼働域を演算する（Ｓ１７０３）。

【0116】

次に、稼働域演算処理部２１は、Ｓ１７０３において演算したダンプトラック７の稼働域の所定の基準点として、例えば、Ｓ１７０３において検索した位置座標７Ａ３の重心位置Ｇを演算して求める（Ｓ１７０４）。そして、稼働域演算処理部２１の更新判定部２１Ａは、放土作業の種類がパドックダンピングであるかどうかを判定する（Ｓ１７０５）。このとき、更新判定部２１Ａは、放土作業の種類がパドックダンピングでないと判定すると（Ｓ１７０５／ＮＯ）、稼働域演算処理部２１によるダンプトラック７の稼働域の演算処理を終了する。

【0117】

一方、Ｓ１７０５において、更新判定部２１Ａは、放土作業の種類がパドックダンピングであると判定すると（Ｓ１７０５／Ｙｅｓ）、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行ったかどうかを判定する（Ｓ１７０６）。なお、この判定は、例えば、管制センタシステム１０が同一地点のダンプトラック７からの放土作業の終了通知を受信した回数を計数することにより行われる。

【0118】

Ｓ１７０６において、更新判定部２１Ａは、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行っていないと判定すると（Ｓ１７０６／Ｎｏ）、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新処理を行うことなく、稼働域演算処理部２１によるダンプトラック７の稼働域の演算処理を終了する。Ｓ１７０６において、更新判定部２１Ａは、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行ったと判定すると（Ｓ１７０６／Ｙｅｓ）、Ｓ１７０７及びＳ１７０８の処理を行い、稼働域演算処理部２１によるダンプトラック７の稼働域の演算処理を終了する。

【0119】

このように構成した本発明の第３実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる他、稼働域演算処理部２１の更新判定部２１Ａは、ダンプトラック７による積荷の放土作業の種類に応じて、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新を行うかどうかを判定することにより、積荷の放土作業の種類を判別した上で地図データ１８Ａの更新処理へ移行することができる。これにより、地図生成装置１００における地図データ１８Ａの生成の効率性を高めることができる。

【0120】

また、本発明の第３実施形態は、更新判定部２１Ａによって積荷の放土作業の種類がパドックダンピングであると判定された後、ダンプトラック７が放土場２の同一地点で積荷の放土を所定の回数行った場合に限って、地図情報更新部２２による地図データ１８Ａの更新処理を行うことにより、パドックダンピングに伴う変化を考慮しつつ、地図データ１８Ａに対してダンプトラック７の稼働域を的確に照合することができる。これにより、地図データ１８Ａにおける放土場２の境界１８ｂの抽出精度を向上させることができる。

【0121】

なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、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。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

【0122】

また、本発明の第１実施形態では、図９に示すように、Ｓ９０１において、地図情報更新部２２は、図７に示すＳ７０３において稼働域演算処理部２１が検索した位置座標６Ａ３の外接矩形Ｆを設定し、Ｓ９０４において、地図データ１８Ａの積込場１の境界１８ａを形成する点として外接矩形Ｆの各端点ｐを仮の地図データ１８Ａに追加した場合について説明したが、この場合に限るものではない。例えば、地図情報更新部２２は、地図データ１８Ａの積込場１の境界１８ａを形成する点として、所定の手段により当該位置座標６Ａ３の最も外側の点を結ぶポリゴンデータを仮の地図データ１８Ａに追加してもよい。

【0123】

また、本発明の第３実施形態では、ダンプトラック７のデータ収集部３９は、管制センタシステム１０の管理システム１０１からダンプトラック７へ送信される稼働指令として、駐機場３の管制センタ９内で待機するオペレータのダンプトラック７に対する指示情報や操作情報を記録することにより、ダンプトラック７の稼働データ７Ｂを収集した場合について説明したが、この場合に限るものではない。

【0124】

例えば、管制センタシステム１０のデータ収集部２０が、駐機場３の管制センタ９内で待機するオペレータのダンプトラック７に対する指示情報や操作情報を記録することにより、ダンプトラック７の稼働データ７Ｂを収集する稼働情報収集部として機能し、収集した稼働データ７Ｂを作業機械情報蓄積部１９に蓄積するようにしてもよい。これにより、ダンプトラック７の稼働データ７Ｂを作業機械情報蓄積部１９に効率良く蓄積できるので、管制センタシステム１０におけるデータ処理の負荷を軽減することができる。

【符号の説明】

【0125】

１ 積込場（作業場）
１Ａ 境界
２ 放土場 （作業場）
２Ａ 境界
３ 駐機場
３Ａ 境界
６ 油圧ショベル（作業機械、積込機）
６Ａ，７Ａ 位置データ（位置情報）
６Ａ１ 取得時刻
６Ａ２ 作業機械ＩＤ
６Ａ３，７Ａ３ 位置座標
６Ｂ，７Ｂ 稼働データ（稼働情報）
６Ｂ１，７Ｂ１ 取得時刻
６Ｂ２，７Ｂ２ 作業機械ＩＤ
６Ｂ３，７Ｂ３ 稼働状態
７ ダンプトラック（作業機械、運搬車両）
９ 管制センタ
１０ 管制センタシステム
１１ 作業車両
１６ 管制制御部
１７ 地図情報作成部
１８ 地図情報記憶部
１８Ａ 地図データ（走行可能地図情報）
１８ａ〜１８ｃ 境界
１９ 作業機械情報蓄積部
２０ データ収集部（稼働情報収集部）
２１ 稼働域演算処理部（稼働域演算部）
２１Ａ 更新判定部
２２ 地図情報更新部
２２Ａ 境界修正部
２６ 測位部
２７ センサ部
２８ 制御部
２９ データ収集部
３０ 作業機械情報蓄積部
３６ 測位部
３７ センサ部
３８ 制御部
３９ データ収集部
４０ 地図情報記憶部
４１ 作業機械情報蓄積部
１００ 地図生成装置
１０１ 管理システム

【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】

【図17】

【図18】