特許 6524040 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】6524040

(24)【登録日】2019年5月10日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】運搬車両

(51)【国際特許分類】

   G01C 5/06 20060101AFI20190527BHJP

【ＦＩ】

   G01C5/06

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-187355(P2016-187355)

(22)【出願日】2016年9月26日

(65)【公開番号】特開2018-54335(P2018-54335A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2018年7月13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】増田 浩太郎

(72)【発明者】

【氏名】手塚 大基

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０２４０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１２２９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第７１６２３６８（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車の位置を検出する位置センサと、周囲の気圧を測定する気圧センサと、を備える運搬車両であって、
予め定めた時刻毎に、前記位置および前記気圧を取得し、それぞれ、走路上位置および測定気圧として取得した時刻に対応づけてレコードとして保持するデータ取得部と、
前記走路上位置が同一であって異なる時刻に取得された複数のレコードを同位置レコードとする同位置レコード決定部と、
前記同位置レコードの前記測定気圧を用い、前記気圧の時間変化を特定し、前記走路上位置それぞれについて、前記気圧の時間変化を補正した推定高度を算出し、前記走路上位置それぞれに対応づけた高度表を作成する高度表作成部と、
前記高度表を用い、前記高度表を作成した後に前記位置センサが検出した位置の前記推定高度を算出し、出力高度として出力する高度算出部と、を備えること
を特徴とする運搬車両。

【請求項2】

請求項１記載の運搬車両であって、
当該運搬車両の重量を測定する重量センサをさらに備え、
前記データ取得部は、前記取得した時刻毎に、前記重量を取得し、前記重量を前記取得した時刻に対応づけてさらに保持し、
前記同位置レコード決定部は、前記重量が予め定めた値以上変化した時刻に取得されたレコードの中から前記同位置レコードを決定すること
を特徴とする運搬車両。

【請求項3】

請求項１記載の運搬車両であって、
前記高度表作成部は、前記同位置レコードとされた２つのレコードの前記取得した時刻と前記測定気圧とを用い、前記気圧の時間変化を特定する変動関数を決定し、当該変動関数を用い、前記推定高度を算出すること
を特徴とする運搬車両。

【請求項4】

請求項１記載の運搬車両であって、
前記高度表作成部は、前記推定高度を、複数回算出し、算出結果に統計的処理を施し、前記高度表を作成すること
を特徴とする運搬車両。

【請求項5】

請求項１記載の運搬車両であって、
前記高度算出部は、前記高度表の中の走路上位置であって、検出した前記位置に最も近い前記走路上位置の前記推定高度を用いて、前記出力高度を得ること
を特徴とする運搬車両。

【請求項6】

請求項１記載の運搬車両であって、
前記高度算出部は、前記高度表の中の走路上位置であって、検出した前記位置に最も近い、予め定めた２以上の前記走路上位置の前記推定高度に対し、前記位置との距離に基づく重み付き平均値を算出し、前記出力高度とすること
を特徴とする運搬車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はダンプトラック等の運搬車両に関し、特に、運搬車両単体で、走路の高低差データ（高度）を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山などで採掘された鉱物や土砂を積荷として運搬するダンプトラック等の運搬車両の燃費改善を支援するシステムがある。このシステムでは、車体の力学的エネルギーに基づく燃料消費量推定アルゴリズムが用いられる。このアルゴリズムに基づいて燃費計算を行うためには、走路の高低差データが不可欠である。

【0003】

高低差データ算出の基となる高度は、一般に気圧計（気圧センサ）で計測された気圧を用いて算出される。しかしながら、大気圧は時間とともに変動するため、精度の高い高度を求めるためには、気圧の補正が必須である。

【0004】

移動体（ここでは、運搬車両）の高度計測にあたり、その基となる大気圧を補正する技術として、「移動体に携帯される気圧センサ（携帯型気圧センサ）とその移動体外部の既知の高度に設置された気圧センサ（参照気圧センサ）からの計測情報に基づいて高度を計測する装置であり、携帯型気圧センサと参照気圧センサ間の気圧オフセット取得手段を備え、気圧オフセット取得手段により取得された気圧オフセットにより補正された両気圧センサからの気圧の差によって移動体の高度を計測する」移動体の高度計測装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５１０５４９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１の技術では、高度が既知である複数の位置で気圧を計測する必要がある。これらの計測は、運搬車両の外部で行われる。従って、外部から計測結果を運搬車両に送信する必要がある。例えば、鉱山などでは、ダンプトラック等の運搬車両は屋外の広い場所を常に移動する。このような環境では、大規模な通信設備も必要である。

【0007】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、運搬車両内のシステムだけで、高精度に高低差データ（高度）を推定可能な技術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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の運搬車両は、自車の位置を検出する位置センサと、周囲の気圧を測定する気圧センサと、を備える運搬車両であって、予め定めた時刻毎に、前記位置および前記気圧を取得し、それぞれ、走路上位置および測定気圧として取得した時刻に対応づけてレコードとして保持するデータ取得部と、前記走路上位置が同一であって異なる時刻に取得された複数のレコードを同位置レコードとする同位置レコード決定部と、前記同位置レコードの前記測定気圧を用い、前記気圧の時間変化を特定し、前記走路上位置それぞれについて、前記気圧の時間変化を補正した推定高度を算出し、前記走路上位置それぞれに対応づけた高度表を作成する高度表作成部と、前記高度表を用い、前記高度表を作成した後に前記位置センサが検出した位置の前記推定高度を算出し、出力高度として出力する高度算出部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、運搬車両内のシステムで、高精度に高低差データ（高度）を推定できる。なお、上記した以外の課題、構成、効果は以下の実施形態において明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一の実施形態に係るダンプトラックの左側面図である。

【図2】（ａ）は、第一の実施形態に係る演算装置の機能ブロック図であり、（ｂ）は、第一の実施形態に係る演算装置のハードウェア構成を説明するための説明図である。

【図3】（ａ）は、第一の実施形態の計測データベースを説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の高度表を説明するための説明図である。

【図4】（ａ）は、第一の実施形態の測定気圧の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は、第一の実施形態の変動関数作成手法を説明するためのグラフである。

【図5】第一の実施形態の同位置レコード決定および高度表算出処理のフローチャートである。

【図6】第一の実施形態の出力高度算出処理のフローチャートである。

【図7】第二の実施形態の同位置レコード決定処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第一の実施形態＞
以下、本発明に係る運搬車両の第一の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施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ものは同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0012】

本実施形態は、運搬車両として、鉱山用のダンプトラックを例に挙げて説明する。図１は、本実施形態に係るダンプトラックの左側面図である。

【0013】

図１に示すように、本実施形態のダンプトラック１０は、本体を形成するフレーム１１と、車輪１２と、ホイストシリンダ１９によって上下方向の回動可能にフレーム１１上に設けられる荷台１３と、フレーム１１上に配置される運転室１４と、を備える。また、本実施形態のダンプトラック１０は、位置センサ１５と、重量センサ１６と、気圧センサ１７と、演算装置１８と、をさらに備える。

【0014】

位置センサ１５は、ダンプトラック１０の位置を検出し、位置信号（位置データ）として出力する。位置信号として、例えば、２次元の直交座標系の座標値を特定可能な情報を出力する。位置センサ１５は、例えば、ＧＰＳ等であってもよい。

【0015】

気圧センサ１７は、ダンプトラック１０の周囲の現在の気圧を計測し、気圧信号（気圧データ）として出力する。

【0016】

重量センサ１６は、ダンプトラック１０の荷台１３に積み込まれた積載物の重量を測定し、重量信号（重量データ）として出力する。

【0017】

なお、重量センサ１６は、間接的にダンプトラック１０の重量を推定可能なセンサであってもよい。例えば、圧力センサなどである。この場合、圧力センサで、フレーム１１に備え付けられたサスペンションの圧力を測定し、測定した値を積載物の重量に変換して出力する。

【0018】

本実施形態の演算装置１８は、ダンプトラック１０の各部を制御する。本実施形態の演算装置１８は、各部の制御に必要な、走路上のダンプトラック１０の高度を算出する高度算出部３０（図２（ａ）参照）を備える。高度算出部３０は、位置センサ１５、気圧センサ１７の出力を用い、気圧の時間的変化を反映（補正）した高度を算出し、出力する。出力先は、例えば、上述のような燃料消費を推定する燃料消費推定部９０（図２（ａ）参照）等である。

【0019】

気圧式高度計を用いて高度を算出（推定）する場合、気圧Ｐ［ｈＰａ］の位置の標高（海抜高度）Ｈ［ｍ］は、以下の式（１）で推定できる。
Ｈ＝１５３．８５×（Ｔ_０＋２７３．１５）×［１−（Ｐ／Ｐ_０）^{０．１９０２５５}］ ・・・（１）
なお、Ｔ_０℃およびＰ_０［ｈＰａ］は、それぞれ、標高０ｍでの気温および気圧である。

【0020】

燃料消費推定部９０では、上述のように、車体の力学的エネルギーに基づく燃料消費量推定アルゴリズムを用いる。このような燃費計算では、走路の高低差データとして、任意の地点を基準とした高度を用いる。従って、必ずしも標高Ｈが必要ではない。

【0021】

上記特許文献１によると、任意の基準とする位置における高度（基準高度）ｈ_ｒｅｆ［ｍ］とその高度における気圧（基準気圧）Ｐ_ｒｅｆ［ｈＰａ］とを用い、気圧Ｐ［ｈＰａ］の場所の高度ｈ［ｍ］は、以下の式（２）で与えられる。
ｈ＝ｈ_ｒｅｆ＋４．４３３０８×１０^４［１−（Ｐ／Ｐ_ｒｅｆ）^{０．１９２６３}］ ・・・（２）
なお、上記式（２）は、現在の大気がＩＣＡＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）の標準大気モデルに従うことを前提としている。

【0022】

しかしながら、大気圧は時間とともに変動する。すなわち、基準高度ｈｒｅｆ［ｍ］における基準気圧Ｐｒｅｆ［ｈＰａ］も時間とともに変動する。このため、気圧式高度計を用いて高度を得る場合、この大気圧の変動を考慮して算出する必要がある。そこで、本実施形態の高度算出部３０は、ダンプトラック１０内で取得したデータのみから、大気の時間変動を反映（補正）した高度（高低差データ）を算出する。

【0023】

本実施形態のダンプトラック１０は、基本的に、所定の距離だけ離れた、積み込み場所と、放出場所との間の走路を、往復する。走路は、積み込み場所、放出場所との間を結ぶ経路で、ほぼ、予め定められた走行路である。なお、走路は、積み込み場所の位置、および／または、放出場所の位置の変化により、多少変動することもある。

【0024】

このような走路上を往復する本実施形態のダンプトラック１０は、時々刻々と、位置センサ１５によって、自車の位置を検出し、重量センサ１６によって、積載量を測定し、気圧センサ１７によって周囲の大気圧を測定し続ける。

【0025】

本実施形態のダンプトラック１０は、これらの各センサで検出したデータから、大気圧の時間的変動を補正した、走路の高低差データを得、例えば、燃料消費量を推定し、燃費計算を行う。

【0026】

このため、本実施形態の高度算出部３０は、位置センサ１５および気圧センサ１７の出力を用い、大気圧の時間変動を補正した高度を算出する。なお、ここで算出する高度は、上述のように燃料消費量を推定するために用いるデータであるため、標高ではなく、基準とする位置（以下、基準位置と呼ぶ）からの相対的な高度、すなわち高低差データである。

【0027】

本実施形態の高度算出部３０は、これを実現するため、図２（ａ）に示すように、データ取得部３１と、同位置レコード決定部３２と、高度表作成部３３と、出力高度算出部３４と、を備える。また、高度算出部３０は、位置センサ１５、重量センサ１６および気圧センサ１７が取得した各データを、取得時刻に対応づけて保持する計測データベース（計測ＤＢ）４１と、高度表作成部３３が作成した高度表４２を備える。

【0028】

本実施形態の演算装置１８は、図２（ｂ）に示すように、各種の演算を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、ＣＰＵ５１による演算を実行するための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５３、およびＣＰＵ５１がプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ５２を含むハードウェアを備える。また、演算装置１８は、記憶装置５３に記憶され、ＣＰＵ５１により実行されるソフトウェアとから構成される。

【0029】

このような演算装置１８の構成において、記憶装置５３に格納されたプログラム等がメモリ５２に読み出され、ＣＰＵ５１の制御に従って動作することにより、ソフトウェアとハードウェアとが協働して、演算装置１８の各機能を実現する。

【0030】

なお、演算装置１８の全部または一部の機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

【0031】

また、各機能の処理に用いる各種のデータ、例えば、上記計測ＤＢ４１、高度表４２のような処理中に生成される各種のデータは、記憶装置５３等に格納される。

【0032】

［データ取得部］
データ取得部３１は、位置センサ１５が検出した位置データと、気圧センサ１７が測定した気圧データと、重量センサ１６が取得した重量データとを、所定の時間間隔で、取得し、取得した時刻に対応づけて、計測ＤＢ４１として保持する。

【0033】

［計測ＤＢ］
図３（ａ）に、本実施形態の計測ＤＢ４１の一例を示す。本図に示すように、本実施形態の計測ＤＢ４１では、各データを取得した取得時刻４１１［ｔ］と、その時刻の位置データ（走路上位置）４１２と、気圧データ（測定気圧）４１３［ｈＰａ］と、重量データ４１４［ｋｇ］とが対応づけられ、１レコードとして保持される。なお、走路上位置４１２として、例えば、予め定めたｘｙ直交座標系における、座標（ｘ、ｙ）を特定する情報が保持される。

【0034】

［同位置レコード決定部］
本実施形態の同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に蓄積されたレコードの中から、走路上位置４１２が略同じであって、異なる時刻に取得された複数のレコードを同位置レコードとして抽出する。また、後述の高度表作成部３３が算出する高度の基準とする位置である基準位置を決定する。

【0035】

同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に新たなレコード（新規レコード）が蓄積されると、計測ＤＢ４１に既に保持されているレコードの中に、候補レコードがあるか否かを判別する。なお、候補レコードは、新規レコードの走路上位置４１２と、走路上位置４１２が同一であり、かつ、新規レコードとは異なる時刻に取得されたレコードである。そして、ある場合、例えば、候補レコードの中で、走路上位置４１２が、新規レコードの走路上位置４１２に最も近いレコードを抽出し、新規レコードとともに同位置レコードとする。さらに、同位置レコード決定部３２は、これらの２つの同位置レコードのいずれかの走路上位置４１２を、基準位置とする。

【0036】

なお、異なる時刻とは、例えば、第一の所定時間Ｔｈ１以上離れた時刻とする。例えば、同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に蓄積されたレコードの中で、新規レコードの取得時刻ｔより第一の所定時間Ｔｈ１以上前に取得されたレコードについて、上記判別を行う。第一の所定時間Ｔｈ１は、予めユーザ等により設定される。

【0037】

また、走路上位置４１２が同一とは、例えば、２つの走路上位置４１２間の距離ｄが、予め定めた閾値ε以下、すなわち、下記の式（３）を満たすものとする。
ｄ＝（ｘ（ｔａ）−ｘ（ｔｂ））^２＋（ｙ（ｔａ）−ｙ（ｔｂ））^２＜ε ・・・（３）
εは予め定めた０以上の実数とする。また、（ｘ（ｔａ）、ｙ（ｔａ））は、時刻ｔａに取得したレコードの走路上位置４１２、（ｘ（ｔｂ）、ｙ（ｔｂ））は、時刻ｔｂに取得したレコードの走路上位置４１２とする。ここで、ｔａ≧ｔｂ＋Ｔｈ１である。

【0038】

また、基準位置として、例えば、積み込み場所、放出場所などを用いてもよい。しかしながら、本実施形態では、これらに限定されない。

【0039】

同位置レコード決定部３２による候補レコードの有無の判別は、第二の所定時間Ｔｈ２以上、計測ＤＢ４１にレコードが蓄積されてから開始するよう構成してもよい。なお、第二の所定時間Ｔｈ２は、上記走路を１往復するために必要とされるおおよその時間とする。

【0040】

同位置レコードの有無の判別は、新規レコードが蓄積される毎に行わなくてもよい。例えば、所定数のレコードが計測ＤＢ４１に蓄積される毎に、行うよう構成してもよい。この場合、計測ＤＢ４１に蓄積されている全てのレコードの中に、互いに走路上位置４１２が同一であり、かつ、異なる時刻に取得された一対のレコードがあるか否かを判別する。そのような一対のレコードが複数ある場合は、その中で、互いに走路上位置４１２が最も位置の近い一対のレコードを、同位置レコードとする。

【0041】

［高度表作成部］
本実施形態の高度表作成部３３は、計測ＤＢ４１に蓄積された各走路上位置４１２について、気圧の時間変化を補正した推定高度を算出し、高度表４２を作成する。なお、高度表４２に格納される推定高度は、同位置レコード決定部３２が決定した基準位置の高度を０［ｍ］としたときの高度、すなわち、基準位置に対する相対高度である。

【0042】

本実施形態では、まず、同位置レコードとされた２つのレコードの各取得時刻４１１および各測定気圧４１３を用い、気圧の時間変化を表す変動関数Ｐｒｅｆ（ｔ）を決定する。そして、上記式（２）のＰｒｅｆの代わりに、この変動関数Ｐｒｅｆ（ｔ）を用いて、計測ＤＢ４１に蓄積された各走路上位置４１２の、高度ｈと基準高度ｈｒｅｆとの差（高低差データΔｈ）を推定高度として計算する。そして、各走路上位置に推定高度を対応づけて、高度表４２を作成する。

【0043】

なお、高度表４２に格納するデータは、高低差データΔｈに限定されない。例えば、基準高度ｈｒｅｆが既知の場合、その値を用い、高度ｈを算出し、高度ｈを推定高度として保持してもよい。この場合、例えば、基準高度ｈｒｅｆは、上記式（１）を用いて算出してもよい。

【0044】

ここで、気圧の時間的変化を表す変動関数Ｐｒｅｆ（ｔ）の決定手法を説明する。図４（ａ）は、計測ＤＢ４１に蓄積された取得時刻ｔ毎の測定気圧Ｐ（ｔ）の値の変化の様子を示すグラフ６１である。ここでは、時刻ｔａおよびｔｂに取得した２つのレコードを同位置レコードとする。また、時刻ｔａの走路上位置４１２を、前記基準位置とする。Ｐ（ｔａ）、Ｐ（ｔｂ）は、それぞれ、時刻ｔａおよびｔｂの測定気圧４１３である。

【0045】

上述のように、時刻ｔａの走路上位置４１２と、時刻ｔｂの走路上位置４１２とは、同一である。そして、同一な位置は、同一の高度であるはずである。従って、この２点で気圧が異なるのは、時間（ｔｂ−ｔａ）の間の気候の変化によるものと考えられる。

【0046】

高度表作成部３３は、まず、この気圧の時間変化を特定する近似式（変動関数）を決定する。ここでは、例えば、図４（ｂ）に示すように、一次関数で近似する。この場合、基準位置の気圧である基準気圧Ｐｒｅｆの、時間ｔを変数とする変動関数Ｐｒｅｆ（ｔ）は、以下の式（４）で表される。
Ｐｒｅｆ(ｔ)＝Ｐ(ｔａ)＋[(Ｐ(ｔｂ)−Ｐ(ｔａ))/(ｔｂ−ｔａ)]＊(ｔ−ｔａ)
・・・（４）

【0047】

高度表作成部３３は、上記式（２）のＰｒｅｆの代わりに、変動関数Ｐｒｅｆ（ｔ）を用いた式により、上記計測ＤＢ４１の各走路上位置４１２の推定高度を計算する。具体的には、各走路上位置４１２の取得時刻４１１を、上記式（４）の時間ｔとし、当該時刻ｔの推定高度（ｈ−ｈｒｅｆ）を得る。

【0048】

そして、高度表作成部３３は、走路上位置毎の推定高度を、高度表４２として保持する。図３（ｂ）は、本実施形態で得られる高度表４２の一例を示す。高度表４２は、本図に示すように、走路上位置４２１毎に、推定高度４２２が保持される。

【0049】

なお、高度表４２のデータは、後述の出力高度算出部３４が各位置の高度を算出する際に用いる。従って、高度表４２には、少なくとも走路の片道分の走路上位置４１２の推定高度が格納されていることが望ましい。このため、例えば、少なくとも走路の片道分の走路上位置４１２のデータが計測ＤＢ４１に蓄積されてから高度表４２を作成することが望ましい。

【0050】

［出力高度算出部］
出力高度算出部３４は、高度表作成部３３が高度表４２を作成した後、位置センサ１５から位置データを受け取るごとに、高度表４２を参照し、受け取った位置データ（現在位置）の出力高度を算出し、出力する。例えば、現在位置に最も近い走路上位置４２１に対応付けて登録されている推定高度４２２を抽出し、出力高度とする。

【0051】

なお、出力高度算出部３４は、位置センサ１５から直接、位置データを受け取ってもよいし、データ取得部３１を介して、位置データを受け取ってもよい。

【0052】

なお、出力高度算出部３４は、近傍の複数の走路上位置４２１の推定高度４２２を用いて出力高度を算出してもよい。

【0053】

この場合、例えば、まず、現在位置と同一位置の走路上位置４２１が高度表４２に登録されているか否かを判別する。判別は、例えば、上記式（３）を用いて行う。そして、登録されていれば、その走路上位置４２１に対応づけて登録されている推定高度４２２を出力高度とする。

【0054】

一方、登録されていない場合、例えば、計測ＤＢ４１に保持されている走路上位置４２１の中で、現在位置に最も近い２点の走路上位置４２１にそれぞれ対応づけられている推定高度４２２を抽出する。そして、それらに対し、一般的な手法により、距離に基づく重みづけ平均値算出処理などを行い、現在位置の出力高度を算出する。

【0055】

［同位置レコード決定および高度表作成処理］
次に、本実施形態の同位置レコード決定部３２および高度表作成部３３による同位置レコード決定および高度表作成処理の流れを説明する。図５は、本実施形態の同処理の処理フローである。

【0056】

同位置レコード決定部３２は、予め定めたデータ蓄積期間ｔｚの経過を待つ（ステップＳ１０１）。データ蓄積期間ｔｚは、任意に定める。例えば、異なる時刻と認定できる程度の時間、すなわち、上記第一の所定時間Ｔｈ１とする。あるいは、ダンプトラック１０が、走路を往復する程度の時間、すなわち、上記第二の所定時間Ｔｈ２としてもよい。なお、この間、データ取得部３１は、計測ＤＢ４１へのデータの蓄積を継続して行う。

【0057】

データ蓄積期間ｔｚを経過すると、同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に新規レコードが蓄積される毎に（ステップＳ１０２）、計測ＤＢ４１内に候補レコードがあるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。なお、候補レコードは、上述のとおり、走路上位置４１２が新規レコードと同一であって、異なる時刻に取得されたレコードである。判断手法は上述のとおりである。

【0058】

ステップＳ１０３において、候補レコードがないと判別された場合、ステップＳ１０２に戻り、処理を繰り返す。

【0059】

ステップＳ１０３でありと判別された場合、同位置レコード決定部３２は、候補レコードの中で、走路上位置４１２が新規レコードの走路上位置４１２に最も近いレコードを抽出し、新規レコードとともに同位置レコードとする（ステップＳ１０４）。このとき、合わせて、基準位置も決定する。

【0060】

次に、高度表作成部３３は、同位置レコードとされた２つのレコードの取得時刻４１１および測定気圧４１３を用い、上記手法で基準位置における気圧の時間による変動を特定する変動関数を決定する（ステップＳ１０５）。

【0061】

そして、高度表作成部３３は、計測ＤＢ４１に記憶されている各レコードについて、変動関数を用いて気圧補正後の高度として推定高度４２２を算出する（ステップＳ１０６）。

【0062】

そして、高度表作成部３３は、各レコードの走路上位置４２１と推定高度４２２とを対応づけて、高度表４２として保持し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

【0063】

［高度算出処理］
次に、本実施形態の出力高度算出部３４による出力高度算出処理の流れを説明する。図６は、本実施形態の高度算出処理の処理フローである。本実施形態の出力高度算出部３４は、所定の時間間隔で、位置センサ１５から、位置データ（現在位置データ）を取得する（ステップＳ２０１）。

【0064】

出力高度算出部３４は、現在位置データを取得すると、高度表４２が作成されているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。ここで、高度表４２が未作成の場合は、位置データの取得を繰り返す。

【0065】

一方、高度表４２が作成されている場合、出力高度算出部３４は、高度表４２にアクセスし、現在位置データに最も近い位置データ（走路上位置４２１）を有するレコードを最寄レコードとして抽出する（ステップＳ２０３）。最寄レコードは、現在位置データの位置との距離ｄが最も小さい走路上位置４２１を含むレコードである。

【0066】

出力高度算出部３４は、抽出した最寄レコードの推定高度４２２を、現在位置の高度（出力高度）として出力し（ステップＳ２０４）、処理を終了する。

【0067】

以上説明したように、本実施形態によれば、ダンプトラック１０の位置センサ１５および気圧センサ１７で取得したデータを用い、気圧の時間変化を補正した高度（高低差データ）を算出できる。従って、本実施形態のダンプトラック１０は、自車内のシステムだけで、高精度に、自車が走行する走路の高低差データを算出（推定）できる。

【0068】

上述のように、ダンプトラック１０に搭載されている省燃費運転支援システムにおいて、燃料消費量を推定するためには、走路の高精度な高低差データが必要不可欠である。従来は、高精度な高低差データを得るためには、高価な運行管理システムや、大掛かりな通信設備を導入する必要があり、大規模な鉱山以外では、非現実的であった。

【0069】

しかしながら、本実施形態によれば、外部システムから既知の高低差データを受け取ることなく、燃料消費計算に必要な走路の高低差データを高精度に推定できる。このため、予め高低差データを用意したり、外部から受け取ったりする必要がない。従って、このようなデータを保持する高価な運行管理システムを導入する必要がない。また、通信設備のない、あるいは、通信環境の悪い作業エリアでも、高い精度で走路の高低差データを推定できる。

【0070】

よって、ダンプトラック１０が屋外の広い場所を常に移動して作業を行う、例えば、小規模な鉱山等でも、高精度な高低差データを得ることができる。その結果、本実施形態によれば、ダンプトラック１０の作業環境によらず高精度な走路の高低差データを得ることができ、その結果を用いて高精度にダンプトラック１０の燃料消費の推移を推定することができる。従って、適切に省燃費運転支援を行うことができる。

【0071】

また、本実施形態によれば、異なる時刻の略同じ位置の気圧から、気圧の時間変化を算出し、それを用いて各走路上位置の推定高度を算出する。そして、ダンプトラック１０が、略同じ走路を往復するという特性を用い、その後は、算出した推定高度を用いて、出力高度を得る。従って、簡易な計算で高速に、気圧の時間変化を補正した高度を得ることができる。

【0072】

なお、本実施形態によれば、ダンプトラック１０が走路を１往復すれば、上記変動関数を得ることができる。そして、得られた変動関数を用い、走路の各走路上位置の高度データを得、高度表４２を作成することができる。例えば、ダンプトラック１０を、走路上を複数回往復させ、この高度表４２の作成を、往復する毎に繰り返す。そして、得られた各位置の複数の推定高度に統計的処理を行い、最終的な推定高度とするよう構成してもよい。

【0073】

統計的処理は、例えば、得られた各位置の複数の推定高度の平均値、中央値、最頻値を算出するなどの処理である。このように構成することで、推定高度（高低差データ）の推定精度を、向上させることができる。

【0074】

あるいは、上記実施形態では、一例として、略同じ位置の、異なる２つの時刻における気圧データを用い、変動関数を決定している。しかしながら、変動関数の決定は、これに限定されない。

【0075】

例えば、ｎ往復分のデータを取得し、同じ位置の、異なる２ｎ個の時刻の気圧データを取得し、変動関数を、２ｎ次以下の多項式等で近似してもよい。この場合、係数は、例えば、最小二乗法等で算出する。

【0076】

なお、上述のように、本実施形態では、重量データを用いない。このため、本実施形態では、重量センサ１６を備えなくてもよい。そして、重量センサ１６を備えない場合は、重量データ４１４はなくてもよい。

【0077】

＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。

【0078】

本実施形態のダンプトラック１０は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と同様の構成については、説明を省略し、異なる構成に主眼をおいて説明する。

【0079】

本実施形態では、同位置レコードおよび基準位置を重量データにより決定する。

【0080】

また、本実施形態のデータ取得部３１は、位置センサ１５が検出した位置データと、気圧センサ１７が検出した気圧データと、重量センサ１６が取得した重量データとを、所定の時間間隔で取得する。そして、図３（ａ）に示すように、重量データ４１４を取得した時刻（取得時刻）４１１に対応づけて計測ＤＢ４１として保持する。

【0081】

本実施形態の同位置レコード決定部３２は、上述のように同位置レコードおよび基準位置を、ダンプトラック１０の積載物の重量の変化により決定する。

【0082】

上述のように、本実施形態のダンプトラック１０は、積み込み場所で積載物を積み込み、放出場所において、積載物を放出することを繰り返すことを想定している。従って、重量が大きく変化するのは、積み込み場所および放出場所である。本実施形態では、ダンプトラック１０が、これらのいずれかの場所にいる際に取得した２つのレコードを同位置レコードとし、また、その位置を、基準位置とする。

【0083】

本実施形態の同位置レコード決定部３２は、第一の実施形態と同様に、計測ＤＢ４１に蓄積されたレコードの中から、走路上位置４１２が略同じであって、異なる時刻に取得された複数のレコードを同位置レコードとして抽出する。また、基準位置を決定する。

【0084】

このとき、本実施形態では、同位置レコード決定部３２は、重量データ４１４を用いて計測ＤＢ４１内の同位置レコードを特定する。具体的には、直前に取得したレコードの重量データ４１４の値から重量データ４１４の値が大きく変化したレコードを特定する。そして、そのようなレコードの中から、走路上位置４１２が略同じであって、異なる時刻に取得した２つのレコードを抽出し、同位置レコードとする。そして、２つの同位置レコードのうち、いずれかのレコードの走路上位置４１２を、基準位置とする。

【0085】

本実施形態の同位置レコード決定部３２による、同位置レコードおよび基準位置決定処理の流れを、図７に示す。なお、ここでは、第一の実施形態同様、新規レコードを取得する毎に、同位置レコードの有無を判別する手法を例にあげて説明する。

【0086】

同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に新規レコードが蓄積されると（ステップＳ３０１）、重量データ４１４の変化量が所定以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０２）。ここでは、新規レコードの重量データ４１４と、直前に蓄積されたレコードの重量データ４１４との差を計算し、その絶対値が予め定めた閾値以上であれば、所定以上であると判別する。所定以上でなければ、ステップＳ３０１に戻る。

【0087】

そして、同位置レコード決定部３２は、変化量が所定以上の場合、新規レコードにフラグを付す（ステップＳ３０３）。

【0088】

次に、同位置レコード決定部３２は、計測ＤＢ４１に、既にフラグが付されているレコードがあるか否かを判別する（ステップＳ３０４）。なければ、ステップＳ３０１に戻る。

【0089】

あれば、同位置レコード決定部３２は、既にフラグが付されているレコードの中に、新規レコードの走路上位置４１２と同一の走路上位置４１２を有するレコードがあるか否かを判別する（ステップＳ３０５）。このとき、同位置レコード決定部３２は、上述のように、両レコードの走路上位置４１２間の距離が予め定めた所定の値ε以下となる場合、同一と判別する。なければ、ステップＳ３０１に戻る。

【0090】

ある場合、同位置レコード決定部３２は、ステップＳ３０５で走路上位置４１２が同一とされたレコードと、新規レコードとを、同位置レコードとするとともに、新規レコードの位置を、基準位置とし（Ｓ３０６）、処理を終了する。

【0091】

なお、上記処理フローでは、重量データ４１４の変化量の絶対値で判断し、フラグを付しているが、この手法に限定されない。例えば、重量データ４１４の増減で異なるフラグを付すよう構成してもよい。

【0092】

例えば、新規レコードの重量データ４１４が、直前のレコードの重量データ４１４から、所定以上増加した場合、第一のフラグを付す。一方、所定以上減少した場合、第二のフラグを付す。第一のフラグが付されるレコードは、ダンプトラック１０が積み込み場所にいる際に取得されたレコードである。一方、第二のフラグが付されるレコードは、ダンプトラック１０が、放出場所にいる際に取得されたレコードである。

【0093】

この場合、ステップＳ３０４では、他に同一のフラグが付されているレコードがあるか否かを探索し、あれば、ステップＳ３０５の処理を行わずに、得られたレコードの中から同位置レコードを決定する。

【0094】

また、本実施形態においても、同位置レコードおよび基準位置の決定処理は、新規レコードの取得を契機に行わなくてもよい。所定量のレコードが計測ＤＢ４１に蓄積された際、行うよう構成してもよい。

【0095】

この場合、まず、直前のレコードから重量データ４１４が所定以上変化したレコード全てにフラグを付す。そして、フラグを付したレコードの中から、走路上位置４１２が同一であり、かつ、異なる時刻に取得されたレコードの組を抽出し、その中で、互いの距離が最も近いレコードの組を同位置レコードとする。

【0096】

なお、本実施形態において、同位置レコードおよび基準位置を決定した後の処理、すなわち、高度表作成部３３による高度表作成処理および出力高度算出部３４による高度算出処理は、第一の実施形態と同様である。

【0097】

以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、ダンプトラック１０は、自車が有するシステムだけで、高精度に、自車が走行する走路の高低差を算出できる。従って、高精度に燃料消費の推移を推定でき、適切に省燃費運転支援を行うことができる。

【0098】

さらに、本実施形態によれば、気圧の変動関数を算出するための同位置レコードを、重量データ４１４を用いて特定する。従って、第一の実施形態より、さらに、簡単な計算で、精度よく同位置レコードおよび基準位置を得ることができる。

【0099】

なお、上記各実施形態では、高度算出部３０を、ダンプトラック１０に適用する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、適用する対象は、ダンプトラック１０に限定されない。例えば、鉱山等を走行するあらゆる運搬車両に適用可能である。

【0100】

また、上記実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない様々な変更例は本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0101】

１０：ダンプトラック、１１：フレーム、１２：車輪、１３：荷台、１４：運転室、１５：位置センサ、１６：重量センサ、１７：気圧センサ、１８：演算装置、１９：ホイストシリンダ、
３０：高度算出部、３１：データ取得部、３２：同位置レコード決定部、３３：高度表作成部、３４：出力高度算出部、
４１：計測データベース、４２：高度表、４１１：取得時刻、４１２：走路上位置、４１３：測定気圧、４１４：重量データ、４２１：走路上位置、４２２：推定高度、
５１：ＣＰＵ、５２：メモリ、５３：記憶装置、６１：グラフ、９０：燃料消費推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】