特開 2024-71264 無人ダンプトラックの管理システム及び無人ダンプトラックの管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024071264

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】無人ダンプトラックの管理システム及び無人ダンプトラックの管理方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/00 20060101AFI20240517BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240517BHJP

   E02F 1/00 20060101ALI20240517BHJP

   B61B 13/00 20060101ALI20240517BHJP

   G16Y 10/40 20200101ALI20240517BHJP

   G16Y 20/20 20200101ALI20240517BHJP

   G16Y 40/60 20200101ALI20240517BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

G08G1/00 D

G05D1/02 P

E02F1/00

B61B13/00 V

G08G1/00 X

G16Y10/40

G16Y20/20

G16Y40/60

E02F9/20 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182114

(22)【出願日】2022-11-14

(71)【出願人】

【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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小西 翔太

(72)【発明者】

【氏名】坂井 敦

(72)【発明者】

【氏名】吉松 昭洋

【テーマコード（参考）】

2D003

3D101

5H181

5H301

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AC04

2D003BA02

3D101BB52

5H181AA07

5H181AA27

5H181FF04

5H181FF13

5H181FF14

5H181FF27

5H181MA41

5H301AA03

5H301BB02

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301GG07

5H301GG14

5H301GG17

5H301KK03

5H301KK19

(57)【要約】

【課題】作業現場の生産性の低下を抑制すること。
【解決手段】無人ダンプトラックの管理システムは、無人ダンプトラックが排土点に進入するように無人ダンプトラックの目標走行経路を示すパスを生成するパス生成部と、第１の無人ダンプトラックに割り当てられた第１の排土点及び第１の排土点に進入するための第１のパスに基づいて、第２の無人ダンプトラックに第２の排土点及び第２の排土点に進入するための第２のパスを割り当てるアサイン部と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人ダンプトラックが排土点に進入するように無人ダンプトラックの目標走行経路を示すパスを生成するパス生成部と、
第１の無人ダンプトラックに割り当てられた第１の排土点及び第１の排土点に進入するための第１のパスに基づいて、第２の無人ダンプトラックに第２の排土点及び前記第２の排土点に進入するための第２のパスを割り当てるアサイン部と、を備える、
無人ダンプトラックの管理システム。

【請求項2】

前記排土点は、排土が実施後の排土済点と、排土が実施前の未排土点と、を含み、
複数の無人ダンプトラックが相互に異なる未排土点に順次進入し、
前記パスは、複数の未排土点のそれぞれに１つずつ生成され、
前記アサイン部は、複数の無人ダンプトラックのそれぞれに未排土点及びパスを割り当てる、
請求項１に記載の無人ダンプトラックの管理システム。

【請求項3】

前記アサイン部は、排土点とパスとに基づいて推定干渉時間を算出し、前記推定干渉時間に基づいて、前記未排土点及びパスを割り当てる、
請求項２に記載の無人ダンプトラックの管理システム。

【請求項4】

前記アサイン部は、複数のパスのそれぞれにおける無人ダンプトラックの滞在時間に基づいて前記推定干渉時間を算出する、
請求項３に記載の無人ダンプトラックの管理システム。

【請求項5】

前記排土点が設定された排土場に複数の無人ダンプトラックが順次進入し、
先に排土場に到着した無人ダンプトラックを先行車とし、
先行車の次に排土場に到着する無人ダンプトラックを後続車とした場合、
前記アサイン部は、前記排土場への前記後続車の到着が予想される到着時刻に基づいて、前記未排土点及びパスを割り当てる、
請求項２に記載の無人ダンプトラックの管理システム。

【請求項6】

無人ダンプトラックが排土点に進入するように無人ダンプトラックの目標走行経路を示すパスを生成することと、
第１の無人ダンプトラックに割り当てられた第１の排土点及び第１の排土点に進入するための第１のパスに基づいて、第２の無人ダンプトラックに第２の排土点及び前記第２の排土点に進入するための第２のパスを割り当てることと、を含む、
無人ダンプトラックの管理方法。

【請求項7】

前記排土点は、排土が実施後の排土済点と、排土が実施前の未排土点と、を含み、
複数の無人ダンプトラックが相互に異なる未排土点に順次進入し、
前記パスは、複数の未排土点のそれぞれに１つずつ生成され、
複数の無人ダンプトラックのそれぞれに未排土点及びパスを割り当てる、
請求項６に記載の無人ダンプトラックの管理方法。

【請求項8】

排土点とパスとに基づいて推定干渉時間を算出することを含み、
前記推定干渉時間に基づいて、前記未排土点及びパスを割り当てる、
請求項７に記載の無人ダンプトラックの管理方法。

【請求項9】

複数のパスのそれぞれにおける無人ダンプトラックの滞在時間に基づいて前記推定干渉時間を算出する、
請求項８に記載の無人ダンプトラックの管理方法。

【請求項10】

前記排土点が設定された排土場に複数の無人ダンプトラックが順次進入し、
先に排土場に到着した無人ダンプトラックを先行車とし、
先行車の次に排土場に到着する無人ダンプトラックを後続車とした場合、
前記排土場への前記後続車の到着が予想される到着時刻に基づいて、前記未排土点及びパスを割り当てる、
請求項７に記載の無人ダンプトラックの管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無人ダンプトラックの管理システム及び無人ダンプトラックの管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無人ダンプトラックに係る技術分野において、特許文献１に開示されているような、作業機械の管理装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１６７３７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

無人ダンプトラックは、排土場において排土する。複数の無人ダンプトラックが排土場に存在する場合、複数の無人ダンプトラックの相互の干渉を回避するために、無人ダンプトラックを停車させる必要がある。無人ダンプトラックの停車時間が長くなると、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は、作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従えば、無人ダンプトラックが排土点に進入するように無人ダンプトラックの目標走行経路を示すパスを生成するパス生成部と、第１の無人ダンプトラックに割り当てられた第１の排土点及び第１の排土点に進入するための第１のパスに基づいて、第２の無人ダンプトラックに第２の排土点及び前記第２の排土点に進入するための第２のパスを割り当てるアサイン部と、を備える、無人ダンプトラックの管理システムが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、作業現場の生産性の低下が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る作業現場を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係る無人ダンプトラックの管理システムを示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態に係る無人ダンプトラックの管理システムを示すブロック図である。

【図4】図４は、実施形態に係る管理装置のハードウエア構成図である。

【図5】図５は、実施形態に係る無人ダンプトラックの走行条件を説明するための模式図である。

【図6】図６は、実施形態に係る排土場を示す模式図である。

【図7】図７は、実施形態に係る排土場における無人ダンプトラックの動作を説明するための図である。

【図8】図８は、実施形態に係る排土点及びパスの割り当て方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、実施形態に係る推定干渉時間を説明するための図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る排土場への後続車の到着時刻を考慮した排土点及びパスの割り当て方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示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、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

［作業現場］
図１は、実施形態に係る作業現場１を示す模式図である。作業現場１として、鉱山又は採石場が例示される。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。採石場とは、石材を採掘する場所又は事業所をいう。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、又は石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。

【0011】

作業現場１において、無人車両２が稼働する。無人車両とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼働する車両をいう。実施形態において、無人車両２は、無人で作業現場１を走行する作業車両である。無人車両２は、積荷を運搬する運搬作業を実施する運搬車両である。実施形態においては、無人車両２を適宜、無人ダンプトラック２、と称する。

【0012】

作業現場１に、積込場３、排土場４、駐機場５、給油場６、及び走行路７が設けられる。積込場３とは、無人ダンプトラック２に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積荷として、積込場３において掘削された掘削物が例示される。積込場３において、積込機９が稼働する。積込機９として、油圧ショベルが例示される。排土場４とは、無人ダンプトラック２から積荷が排出される排土作業が実施されるエリアをいう。排土場４に、複数の排土点４０が設定される。駐機場５とは、無人ダンプトラック２が駐機するエリアをいう。給油場６とは、無人ダンプトラック２が給油されるエリアをいう。走行路７とは、無人ダンプトラック２が走行するエリアをいう。走行路７は、少なくとも積込場３と排土場４とを繋ぐように設けられる。実施形態において、走行路７は、積込場３、排土場４、駐機場５、及び給油場６のそれぞれに繋がる。無人ダンプトラック２は、積込場３、排土場４、駐機場５、給油場６、及び走行路７のそれぞれを走行することができる。無人ダンプトラック２は、例えば積込場３と排土場４とを往復するように走行路７を走行する。

【0013】

［管理システム］
図２は、実施形態に係る無人ダンプトラック２の管理システム１１を示す模式図である。図２に示すように、管理システム１１は、管理装置１２と、通信システム１３とを備える。管理装置１２は、無人ダンプトラック２の外部に配置される。管理装置１２は、作業現場１の管制施設１４に設置される。管理装置１２は、コンピュータシステムを含む。通信システム１３として、インターネット（internet）、携帯電話通信網、衛星通信網、又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）が例示される。

【0014】

無人ダンプトラック２は、車体２０１と、走行装置２０２と、ダンプボディ２０３と、制御装置１５と、無線通信機１３Ａとを有する。制御装置１５は、コンピュータシステムを含む。無線通信機１３Ａは、制御装置１５に接続される。

【0015】

通信システム１３は、制御装置１５に接続される無線通信機１３Ａと、管理装置１２に接続される無線通信機１３Ｂとを含む。管理装置１２と無人ダンプトラック２の制御装置１５とは、通信システム１３を介して無線通信する。

【0016】

車体２０１は、車体フレームを含む。車体２０１は、走行装置２０２に支持される。走行装置２０２は、車体２０１を支持して走行する。走行装置２０２は、車輪と、車輪に装着されるタイヤと、エンジンと、ブレーキ装置と、ステアリング装置とを含む。ダンプボディ２０３は、積荷が積載される部材である。ダンプボディ２０３は、車体２０１に支持される。ダンプボディ２０３は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作とは、ダンプボディ２０３を車体２０１から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。下げ動作とは、ダンプボディ２０３を車体２０１に接近させる動作をいう。積込作業が実施される場合、ダンプボディ２０３は、下げ動作する。排土作業を実施する場合、ダンプボディ２０３は、ダンプ動作する。

【0017】

図３は、実施形態に係る無人ダンプトラック２の管理システム１１を示すブロック図である。図３に示すように、無人ダンプトラック２は、制御装置１５と、無線通信機１３Ａと、位置センサ１６と、方位センサ１７と、速度センサ１８と、走行装置２０２とを有する。無線通信機１３Ａ、位置センサ１６、方位センサ１７、及び速度センサ１８のそれぞれは、制御装置１５と通信することができる。走行装置２０２は、制御装置１５に制御される。

【0018】

位置センサ１６は、無人ダンプトラック２の位置を検出する。無人ダンプトラック２の位置は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定されるグローバル座標系の位置を検出する。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置センサ１６は、ＧＮＳＳ受信機を含み、グローバル座標系における無人ダンプトラック２の位置を示す無人ダンプトラック２の絶対位置を検出する。

【0019】

方位センサ１７は、無人ダンプトラック２の方位を検出する。無人ダンプトラック２の方位は、無人ダンプトラック２のヨー角を含む。車体２０１の重心において上下方向に延伸する軸をヨー軸とした場合、ヨー角とは、ヨー軸を中心とする回転角度をいう。方位センサ１７として、ジャイロセンサが例示される。

【0020】

速度センサ１８は、無人ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ１８として、無人ダンプトラック２の車輪の回転を検出するパルスセンサが例示される。

【0021】

管理装置１２は、パス生成部１２１と、アサイン部１２２と、走行データ送信部１２３とを備える。

【0022】

パス生成部１２１は、無人ダンプトラック２の目標走行経路を示すパス３０を生成する。無人ダンプトラック２は、パス３０に従って作業現場１を走行する。パス生成部１２１は、無人ダンプトラック２が排土点４０に進入するようにパス３０を生成する。アサイン部１２２は、複数の無人ダンプトラック２のそれぞれに排土点４０及びパス３０を割り当てる。アサイン部１２２は、排土点４０に進入する無人ダンプトラック２の順序を決定する。走行データ送信部１２３は、無人ダンプトラック２の走行条件を示す走行データを無人ダンプトラック２に送信する。無人ダンプトラック２の走行データは、パス生成部１２１により生成されたパス３０を含む。走行データ送信部１２３は、無人ダンプトラック２の走行データを、通信システム１３を介して無人ダンプトラック２の制御装置１５に送信する。

【0023】

制御装置１５は、走行データ受信部１５１と、センサデータ取得部１５２と、走行制御部１５３とを有する。走行データ受信部１５１は、走行データ送信部１２３により送信された無人ダンプトラック２の走行データを、通信システム１３を介して管理装置１２から取得する。センサデータ取得部１５２は、位置センサ１６の検出データ、方位センサ１７の検出データ、及び速度センサ１８の検出データを取得する。走行制御部１５３は、走行データ受信部１５１により取得された無人ダンプトラック２の走行条件と、センサデータ取得部１５２により取得された検出データとに基づいて、走行装置２０２を制御する。

【0024】

［コンピュータシステム］
図４は、実施形態に係る管理装置１２のハードウエア構成図である。管理装置１２は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインタフェース１００４とを有する。上述の管理装置１２の機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。制御装置１５のそれぞれも、図４に示すようなコンピュータシステム１０００を含む。上述の制御装置１５の機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。

【0025】

［走行条件］
図５は、実施形態に係る無人ダンプトラック２の走行条件を説明するための模式図である。無人ダンプトラック２の走行条件を示す走行データは、走行点３０Ｐ、パス３０、無人ダンプトラック２の目標位置、無人ダンプトラック２の目標方位、及び無人ダンプトラック２の目標走行速度を含む。

【0026】

走行点３０Ｐは、作業現場１に複数設定される。走行点３０Ｐは、無人ダンプトラック２の目標位置を規定する。複数の走行点３０Ｐのそれぞれに、無人ダンプトラック２の目標方位及び無人ダンプトラック２の目標走行速度が設定される。複数の走行点３０Ｐは、間隔をあけて設定される。走行点３０Ｐの間隔は、１ｍ以上５ｍ以下である。走行点３０Ｐの間隔は、均一でもよいし、不均一でもよい。実施形態において、走行点３０Ｐは、１ｍの間隔で設定される。

【0027】

パス３０とは、無人ダンプトラック２の目標走行経路を示す仮想線をいう。パス３０は、複数の走行点３０Ｐを通過する軌跡によって規定される。無人ダンプトラック２は、パス３０に従って作業現場１を走行する。無人ダンプトラック２は、無人ダンプトラック２の車幅方向において、無人ダンプトラック２の中心とパス３０とが一致するように走行する。

【0028】

無人ダンプトラック２の目標位置とは、走行点３０Ｐを通過するときの無人ダンプトラック２の目標位置をいう。無人ダンプトラック２の目標位置は、無人ダンプトラック２のローカル座標系において規定されてもよいし、グローバル座標系において規定されてもよい。無人ダンプトラック２の目標方位とは、走行点３０Ｐを通過するときの無人ダンプトラック２の目標方位をいう。無人ダンプトラック２の目標走行速度とは、走行点３０Ｐを通過するときの無人ダンプトラック２の目標走行速度をいう。

【0029】

走行制御部１５３は、無人ダンプトラック２の走行データと、センサデータ取得部１５２により取得された検出データとに基づいて、無人ダンプトラック２がパス３０に従って走行するように、走行装置２０２を制御する。走行制御部１５３は、走行点３０Ｐを通過するときに位置センサ１６により検出された無人ダンプトラック２の検出位置と走行点３０Ｐに設定されている無人ダンプトラック２の目標位置との偏差が小さくなるように、走行装置２０２を制御する。走行制御部１５３は、走行点３０Ｐを通過するときに方位センサ１７により検出された無人ダンプトラック２の検出方位と走行点３０Ｐに設定されている無人ダンプトラック２の目標方位との偏差が小さくなるように、走行装置２０２を制御する。走行制御部１５３は、走行点３０Ｐを通過するときに速度センサ１８により検出された無人ダンプトラック２の検出走行速度と走行点３０Ｐに設定されている無人ダンプトラック２の目標走行速度との偏差が小さくなるように、走行装置２０２を制御する。

【0030】

［排土場］
図６は、実施形態に係る排土場４を示す模式図である。排土場４と走行路７との境界に進入点５１及び退去点５２が設定される。進入点５１とは、走行路７から排土場４に進入する無人ダンプトラック２が通過する位置をいう。積荷状態の無人ダンプトラック２は、進入点５１を通過して、走行路７から排土場４に進入する。積荷状態とは、ダンプボディ２０３に積荷が積み込まれている状態をいう。退去点５２とは、排土場４から走行路７に退去する無人ダンプトラック２が通過する位置をいう。空荷状態の無人ダンプトラック２は、退去点５２を通過して、排土場４から走行路７に退去する。空荷状態とは、ダンプボディ２０３に積荷が積み込まれていない状態をいう。進入点５１は、１つ設定される。退去点５２は、１つ設定される。

【0031】

排土場４に複数の排土点４０が設定される。排土点４０とは、無人ダンプトラック２がダンプボディ２０３に積み込まれている積荷を排土する位置をいう。排土点４０は、排土場４に複数設定される。実施形態において、排土点４０は、排土場４に８つ設定される。排土点４０は、第１排土点４１と、第２排土点４２と、第３排土点４３と、第４排土点４４と、第５排土点４５と、第６排土点４６と、第７排土点４７と、第８排土点４８とを含む。

【0032】

排土場４にスイッチバック点５３が設定される。スイッチバック点５３とは、無人ダンプトラック２がスイッチバックする位置をいう。スイッチバックとは、前進する無人ダンプトラック２が鋭角的に進行方向を転換して、後進しながら排土点４０に接近する動作をいう。実施形態において、スイッチバック点５３は、複数の排土点４０のそれぞれに１つずつ設定される。複数の排土点４０は、相互に重複する位置（同一の位置）に設定されてもよいし、相互に異なる位置に設定されてもよい。図６は、８つのスイッチバック点５３が同一の位置に設定されている例を示す。

【0033】

前進しながら走行路７から排土場４に進入した無人ダンプトラック２は、スイッチバック点５３においてスイッチバックした後、後進しながら排土点４０に進入する。無人ダンプトラック２が排土点４０に進入した後、ダンプボディ２０３がダンプ動作することにより、排土点４０に積荷が排土される。積荷を排土した無人ダンプトラック２は、前進しながら排土場４から走行路７に退去する。

【0034】

パス生成部１２１は、パス３０が進入点５１とスイッチバック点５３と排土点４０と退去点５２とのそれぞれを通過するように、パス３０を生成する。パス３０は、無人ダンプトラック２が排土点４０に進入するように生成される。排土場４において、パス３０は、複数の排土点４０のそれぞれに１つずつ生成される。実施形態において、パス３０は、排土場４に８つ生成される。パス３０は、第１パス３１と、第２パス３２と、第３パス３３と、第４パス３４と、第５パス３５と、第６パス３６と、第７パス３７と、第８パス３８とを含む。第１パス３１は、第１排土点４１に通じる。第１パス３１は、無人ダンプトラック２が第１排土点４１に進入するように生成される。第２パス３２は、第２排土点４２に通じる。第２パス３２は、無人ダンプトラック２が第２排土点４２に進入するように生成される。第３パス３３は、第３排土点４３に通じる。第３パス３３は、無人ダンプトラック２が第３排土点４３に進入するように生成される。第４パス３４は、第４排土点４４に通じる。第４パス３４は、無人ダンプトラック２が第４排土点４４に進入するように生成される。第５パス３５は、第５排土点４５に通じる。第５パス３５は、無人ダンプトラック２が第５排土点４５に進入するように生成される。第６パス３６は、第６排土点４６に通じる。第６パス４６は、無人ダンプトラック２が第６排土点４６に進入するように生成される。第７パス３７は、第７排土点４７に通じる。第７パス２７は、無人ダンプトラック２が第７排土点４７に進入するように生成される。第８パス３８は、第８排土点４８に通じる。第８パス４８は、無人ダンプトラック２が第８排土点４８に進入するように生成される。

【0035】

排土点４０は、無人ダンプトラック２による排土作業の目標位置を示す。以下の説明において、無人ダンプトラック２が排土を実施した後の排土点４０を適宜、排土済点、と称し、無人ダンプトラック２が排土を実施する前の排土点４０を適宜、未排土点、と称する。図６に示す例において、第４排土点４４が排土済点であり、第１，第２，第３，第５，第６，第７，第８排土点４１，４２，４３，４５，４６，４７，４８が未排土点である。無人ダンプトラック２は、未排土点に排土し、排土済点には排土しない。複数の無人ダンプトラック２は、相互に異なる未排土点に順次進入する。

【0036】

図７は、実施形態に係る排土場４における無人ダンプトラック２の動作を説明するための図である。排土点４０が設定された排土場４に複数の無人ダンプトラック２が走行路７から順次進入する。以下の説明においては、先に排土場４に到着した無人ダンプトラック２を適宜、先行車２１、とし、先行車２１の次に排土場４に到着する無人ダンプトラック２を適宜、後続車２２と、称する。

【0037】

アサイン部１２２は、複数の無人ダンプトラック２のそれぞれに未排土点及びパス３０を割り当てる。図７に示す例において、アサイン部１２２は、先行車２１に第１排土点４１及び第１排土点４１に通じる第１パス３１を割り当てる。先行車２１は、第１パス３１に従って未排土点である第１排土点４１に進入する。先行車２１が排土場４０に存在する状態で、後続車２２は、走行路７から排土場４に進入する。

【0038】

実施形態において、アサイン部１２２は、先行車２１に割り当てられた第１排土点４１及び第１排土点４１に進入するための第１パス３１に基づいて、後続車２２に、第１排土点４１とは異なる未排土点及びその未排土点に進入するための第１パス３１とは異なるパス３０を割り当てる。アサイン部１２２は、複数の未排土点及び複数のパス３０のうち、先行車２１及び後続車２２の停車時間を最も短くできる未排土点及びパス３０を後続車２２に割り当てる。アサイン部１２２は、例えば先行車２１の停車時間と後続車２２の停車時間との総和を最も短くできる未排土点及びパス３０を後続車２２に割り当ててもよい。

【0039】

先行車２１と後続車２２とが排土場４に存在する場合、後続車２２に割り当てられる未排土点によっては、先行車２１と後続車２２との干渉を回避するために、先行車２１又は後続車２２を停車させる必要がある。無人ダンプトラック２の停車時間が長くなると、作業現場１の生産性が低下する可能性がある。

【0040】

アサイン部１２２は、先行車２１に割り当てられた第１排土点４１及び第１排土点４１に通じる第１パス３１に基づいて、先行車２１及び後続車２２の停車時間を最も短くできる未排土点及びパス３０を後続車２２に割り当てる。アサイン部１２２は、所定の算出方法に基づいて、例えば後続車２２の停車時間が最も短くなるように、第３，第５，第７排土点４３，４５，４７のうち、１つの未排土点を後続車２２に割り当てることができる。図７は、後続車２２が進入可能な未排土点である第３，第５，第７排土点４３，４５，４７のうち、第７排土点４７及び第７パス３７が後続車２２に割り当てられる例を示す。なお、図７は一例である。未排土場の数及び位置、スイッチバック点５３の位置、排土場４に存在する無人ダンプトラック２の数、及び走行路７から排土場４に進入する無人ダンプトラック２の時間間隔等によって、無人ダンプトラック２の停車時間を短くするために無人ダンプトラック２に割り当てる排土点４０及びパス３０は変化する。

【0041】

［排土点及びパスの割り当て］
以下、排土点４０及びパス３０の割り当て方法について説明する。図８は、実施形態に係る排土点４０及びパス３０の割り当て方法の一例を示すフローチャートである。パス生成部１２１は、全ての未排土点のそれぞれに進入するためのパスを生成する（ステップＲ１）。未排土点が８つ存在する場合、パス生成部１２１は、第１パス３１から第８パス３８を生成する。未排土点が例えば第３，第５，第７排土点４３，４５，４７である場合、パス生成部１２１は、第３，第５，第７パス３３，３５，３７を生成する。

【0042】

アサイン部１２２は、排土場４においてある無人ダンプトラック２の存在が別の無人ダンプトラック２の停車時間に与える影響を予測する（ステップＲ２）。実施形態において、アサイン部１２２は、推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊに基づいて、ある無人ダンプトラック２との干渉を抑制するために別の無人ダンプトラック２が停車する停車時間を評価する。以下の説明において、ある無人ダンプトラック２との干渉を回避するために別の無人ダンプトラック２が停車する停車時間を適宜、通過待ち時間、と称する。

【0043】

アサイン部１２２は、排土点４０とパス３０とに基づいて推定干渉時間を算出し、推定干渉時間に基づいて、複数の無人ダンプトラック２のそれぞれに未排土点及びパスを割り当てる。アサイン部１２２は、複数のパス３０のそれぞれにおける無人ダンプトラック２の滞在時間に基づいて推定干渉時間を算出する。

【0044】

図９は、実施形態に係る推定干渉時間を説明するための図である。推定干渉時間とは、ある無人ダンプトラック２のパス３０を別の無人ダンプトラック２が横切るように通過した場合に、別の無人ダンプトラック２のパス３０のセグメントがパス３０に干渉する時間をいう。図９に示すように、第１パス３１及び第２パス３２のそれぞれが複数のセグメントに分割される。進入点５１から退去点５２までの間において、第１パス３１は、Ｎ_１個のセグメントに分割される。進入点５１から退去点５２までの間において、第２パス３２は、Ｎ_２個のセグメントに分割される。第１パス３１と第２パス３２とが交差する場合、第１パス３１に従って走行する無人ダンプトラック２と第２パス３２に従って走行する無人ダンプトラック２とが干渉する可能性がある。図９において、Δｔ_ｉは、第１パス３１のｉ番目のセグメントに無人ダンプトラック２が滞在する滞在時間である。第２パス３２のｊ番目のセグメントが第１パス３１により干渉される時間Ｔｊは、以下の（１）式で表される。

【0045】

【数1】

【0046】

第１パス３１による第２パス３２の推定干渉時間Ｃ_１、２は、以下の（２）式で表される。

【0047】

【数2】

【0048】

推定干渉時間Ｃ_１、２が長いことは、第２パス３２に従って走行する無人ダンプトラック２が第１パス３１に従って走行する無人ダンプトラック２との干渉を回避するために停車する通過待ち時間が長いことを意味する。

【0049】

なお、第１パス３１のセグメントと第２パス３２のセグメントとが干渉する状態は、第１パス３１のセグメントと第２パス３２のセグメントの少なくとも一部とが重複する状態のみならず、第１パス３１のセグメントと第２パス３２のセグメントとが予め定められた距離以下に接近した状態を含んでもよい。例えば、図９の最も左側に示した状態では、第１パス３１の［ｉ］セグメントと第２パス３２の［ｊ］セグメントの一部及び［ｊ＋１］セグメントの一部とが重複し、第１パス３１の［ｉ］セグメントと第２パス３２の［ｊ－１］セグメントとは重複していない。第１パス３１のセグメントと第２パス３２のセグメントとが干渉する状態は、［ｉ］セグメントと［ｊ］セグメント及び［ｊ＋１］セグメントとの関係のみならず、［ｉ］セグメントと［ｊ－１］セグメントとの関係を含んでもよい。

【0050】

図９を参照しながら、第１パス３１が第２パス３２に与える推定干渉時間Ｃ_１、２の算出方法について説明した。未排土点に無人ダンプトラック２を侵入させるためのパス３０が８つ存在する場合、アサイン部１２２は、第１パス３１が第２パス３２から第８パス３８のそれぞれに与える推定干渉時間のそれぞれを算出する。また、アサイン部１２２は、第２パス３２が第１パス３１及び第３パス３３から第８パス３８のそれぞれに与える推定干渉時間のそれぞれを算出する。アサイン部１２２は、８つのパス３０の全ての組み合わせの推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊを算出する。

【0051】

アサイン部１２２は、推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊに基づいて、通過待ち時間に与える影響が最小となる未排土点への無人ダンプトラック２の割り当て順序を決定する（ステップＲ３）。未排土点への無人ダンプトラック２の割り当て順序が決定された後、走行データ送信部１２３は、割り当て順序に基づいて、無人ダンプトラック２に未排土点に進入するためのパス３０を含む走行データを送信する（ステップＲ４）。

【0052】

８つのパス３０の全ての組み合わせの推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊの総和を最も小さくすることにより、８つのパス３０のそれぞれに従って走行する無人ダンプトラック２の通過待ち時間の総和を最小にすることができる。アサイン部１２２は、８つのパス３０の全ての組み合わせの推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊの総和が最も小さくなる組み合わせを、動的計画法に基づいて算出する。アサイン部１２２は、８つのパス３０の全ての組み合わせの推定干渉時間Ｃ_ｉ、ｊの総和が最も小さくなるように、動的計画法に基づいて、未排土点への無人ダンプトラック２の割り当て順序を決定する。アサイン部１２２は、（３）式で示す演算を実施する。

【0053】

【数3】

【0054】

一例として、アサイン部１２２は、最初に排土場４に進入する無人ダンプトラック２に第１排土点４１及び第１パス３１を割り当て、次に排土場４に進入する無人ダンプトラック２に第５排土点４５及び第５パス３５を割り当て、次に排土場４に進入する無人ダンプトラック２に第２排土点４２及び第２パス３２を割り当て、次に排土場４に進入する無人ダンプトラック２に第６排土点４６及び第６パス３６を割り当てる。上述の算出方法に基づいて、複数の無人ダンプトラック２のそれぞれに未排土点及びパス３０が割り当てられることにより、排土場４において８台の無人ダンプトラック２が停車する時間を示す通過待ち時間の総和が最も小さくなる。これにより、作業現場１の生産性の低下が抑制される。

【0055】

［後続車の到着時刻を考慮した割り当て］
排土場４には複数の無人ダンプトラック２が順次進入する。次に、排土場４への後続車２２の到着が予想される到着時刻に基づいて未排土点及びパス３０を割り当てる例について説明する。

【0056】

アサイン部１２２は、例えば後続車２２の現在位置から排土場４までの距離と、後続車２２の走行データにより規定される後続車２２の目標走行速度とに基づいて、排土場４への後続車２２の到着時刻を予測することができる。アサイン部１２２は、後続車２２に搭載されている位置センサ１６の検出データに基づいて、後続車２２の現在位置を取得することができる。

【0057】

図１０は、実施形態に係る排土場４への後続車２２の到着時刻を考慮した排土点４０及びパス３０の割り当て方法の一例を示すフローチャートである。パス生成部１２１は、全ての未排土点のそれぞれに進入するためのパスを生成する（ステップＳ１）。アサイン部１２２は、図８を参照して説明したステップＲ１からステップＲ３の手順に従って、通過待ち時間に与える影響が最小となる割り当て順序を決定する。

【0058】

アサイン部１２２は、先行車２１が存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、先行車２１が存在しないと判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、アサイン部１２２は、コストが最も高いパス３０を後続車２２に割り当てる（ステップＳ３）。走行データ送信部１２３は、コストが最も高いパス３０を含む走行データを後続車２２に送信する（ステップＳ１４）。

【0059】

コストが最も高いパス３０とは、通過待ち時間の総和を長くしてしまうパス３０をいう。例えば排土場４の中央部を通過するパス３０は、他のパス３０との推定干渉時間が長く、通過待ち時間の総和を長くしてしまう要因となる可能性が高い。アサイン部１２２は、未排土点に無人ダンプトラック２を進入させるための複数のパス３０のうち、推定干渉時間が最も大きいパス３０を後続車２２に割り当てる。アサイン部１２２は、例えば（４）式で示される演算を実施して、コストが最も高いパス３０を後続車２２に割り当てる。

【0060】

【数4】

【0061】

（４）式において、Ｖは未排土点に無人ダンプトラック２を進入させるための全てのパス３０を意味し、ｓは全てのパス３０の中から除去されるパス３０を示す。あるパス３０を除去したときの推定干渉時間の総和が最も小さい場合、除去されたパス３０のコストが最も高いことを意味する。

【0062】

先行車２１が存在しない場合、後続車２２をコストが高いパス３０を通過させて排土させることにより、その後に複数の無人ダンプトラック２が排土場４に進入しても、通過待ち時間が長くなることが抑制される。

【0063】

ステップＳ２において、先行車２１が存在すると判定した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、アサイン部１２２は、排土場４への後続車２２の到着時刻を予測する（ステップＳ４）。また、アサイン部１２２は、先行車２１が排土場４に滞在している時間を予測する。アサイン部１２２は、後続車２２の到着までに余裕があるか否かを判定する（ステップＳ５）。後続車２２の到着までに余裕があることは、先行車２１が排土場４から退去した後に、後続車２２が排土場４に到着することを意味する。後続車２２の到着までに余裕がないことは、先行車２１が排土場４に滞在中に、後続車２２が排土場４に到着することを意味する。

【0064】

ステップＳ５において、後続車２２の到着までに余裕があると判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、アサイン部１２２は、ステップＳ３の処理を実施する。ステップＳ５において、後続車２２の到着までに余裕がないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、アサイン部１２２は、先行車２１にコストが最も高いパスが割り当てられているか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、先行車２１にコストが最も高いパスが割り当てられていないと判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、アサイン部１２２は、図８を参照して説明したステップＲ１からステップＲ３の手順に従って既に決定されている未排土点への割り当て順序に基づいて、未排土点を後続車２２に割り当てる（ステップＳ７）。ステップＳ７において、アサイン部１２２は、図８を参照して説明したステップＲ１からステップＲ３の手順に従って既に決定されている未排土点への割り当て順序のうち、先行車２１に割り当てられている未排土点の次の未排土点を後続車２２に割り当てる。

【0065】

ステップＳ６において、先行車２１にコストが最も高いパスが割り当てられていると判定した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、アサイン部１２２は、先行車２１に割り当てられる未排土点及びパス３０を変更する時間的な余裕があるか否かを判定する（ステップＳ８）。

【0066】

ステップＳ８において、変更する余裕があると判定した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、先行車に割り当てられている未排土点及びパス３０を解除する（ステップＳ９）。先行車に割り当てられている未排土点及びパス３０を解除した後、アサイン部１２２は、全ての未排土点に基づいて、図８を参照して説明したステップＲ１からステップＲ３の手順に従って、通過待ち時間に与える影響が最小となる未排土点への割り当て順序を決定する（ステップＳ１０）。アサイン部１２２は、ステップＳ１０において決定された割り当て順序に基づいて、先行車２１及び後続車２２に未排土点及びパス３０を割り当てる（ステップＳ１１）。

【0067】

後続車２２が排土場４にそろそろ進入しそうな場合に、先行車２１にコストが高いパス３０が割り当てられたままだと、先行車２１との干渉を抑制するために、後続車２２が停車する可能性が高くなる。後続車２２が排土場４にそろそろ進入しそうな場合に、先行車２１に割り当てられているコストが高いパス３０を変更できる時間的な余裕がある場合、先行車２１に割り当てられている未排土点及びパス３０を変更することにより、通過待ち時間の総和が長くなることが抑制される。

【0068】

ステップＳ８において、変更する余裕がないと判定した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、全ての未排土点に基づいて、図８を参照して説明したステップＲ１からステップＲ３の手順に従って、通過待ち時間に与える影響が最小となる未排土点への割り当て順序を決定する（ステップＳ１２）。なお、全ての未排土点には、先行車２１に既に割り当てられている未排土点も含まれる。先行車２１に既に割り当てられている未排土点に近い未排土点へ後続車２２を割り当てた場合、後続車２２は、先行車２１と干渉する可能性が高くなる。アサイン部１２２は、先行車２１に既に割り当てられている未排土点も踏まえて、割り当て順序を決定することにより、通過待ち時間に与える影響が最小となる未排土点への割り当て順序を決定することができる。アサイン部１２２は、ステップＳ１２において決定された割り当て順序に基づいて、後続車２２に未排土点及びパス３０を割り当てる（ステップＳ１３）。

【0069】

［効果］
以上説明したように、実施形態において、無人ダンプトラック２の管理システム１１は、無人ダンプトラック２が排土点４０に進入するように無人ダンプトラック２の目標走行経路を示すパス３０を生成するパス生成部１２１と、第１の無人ダンプトラック２に割り当てられた第１の排土点４０及び第１の排土点４０に進入するための第１のパス３０に基づいて、第２の無人ダンプトラック２に第２の排土点４０及び第２の排土点４０に進入するための第２のパス３０を割り当てるアサイン部１２２と、を備える。第１のパス３０に従って走行する第１の無人ダンプトラック２を考慮して、第２の無人ダンプトラック２の排土点４０及びパス３０が割り当てられることにより、第１の無人ダンプトラック２と第２の無人ダンプトラック２との干渉が回避され、第１の無人ダンプトラック２及び第２の無人ダンプトラック２の少なくとも一方の通過待ち時間が長期化することが抑制される。したがって、作業現場１の生産性の低下が抑制される。

【0070】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、制御装置１５の機能の少なくとも一部が管理装置１２に設けられてもよいし、管理装置１２の機能の少なくとも一部が制御装置１５に設けられてもよい。

【0071】

上述の実施形態において、管理装置１２の複数の機能が別々のハードウエアにより構成されてもよい。すなわち、パス生成部１２１、アサイン部１２２、及び走行データ送信部１２３のそれぞれが、別々のハードウエアにより構成されてもよい。同様に、制御装置１５の複数の機能が別々のハードウエアにより構成されてもよい。

【0072】

上述の実施形態において、無人車両２は、無人ダンプトラックであることとした。無人車両２は、ダンプトラック以外の車両であってもよい。

【符号の説明】

【0073】

１…作業現場、２…無人ダンプトラック（無人車両）、３…積込場、４…排土場、５…駐機場、６…給油場、７…走行路、９…積込機、１１…管理システム、１２…管理装置、１３…通信システム、１３Ａ…無線通信機、１３Ｂ…無線通信機、１４…管制施設、１５…制御装置、１６…位置センサ、１７…方位センサ、１８…速度センサ、３０…パス、３０Ｐ…走行点、２１…先行車、２２…後続車、３１…第１パス、３２…第２パス、３３…第３パス、３４…第４パス、３５…第５パス、３６…第６パス、３７…第７パス、３８…第８パス、４０…排土点、４１…第１排土点、４２…第２排土点、４３…第３排土点、４４…第４排土点、４５…第５排土点、４６…第６排土点、４７…第７排土点、４８…第８排土点、５１…進入点、５２…退去点、５３…スイッチバック点、１２１…パス生成部、１２２…アサイン部、１２３…走行データ送信部、１５１…走行データ受信部、１５２…センサデータ取得部、１５３…走行制御部、２０１…車体、２０２…走行装置、２０３…ダンプボディ、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インタフェース。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】