特開 2024-71265 無人車両の管理システム及び無人車両の管理方法

(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】P2024071265

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】無人車両の管理システム及び無人車両の管理方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/00 20060101AFI20240517BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240517BHJP

   E21C 47/00 20060101ALI20240517BHJP

   G16Y 40/35 20200101ALI20240517BHJP

   G16Y 20/20 20200101ALI20240517BHJP

   G16Y 10/40 20200101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

G08G1/00 D

G05D1/02 P

E21C47/00

G16Y40/35

G16Y20/20

G16Y10/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182115

(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】篠原 健太

(72)【発明者】

【氏名】坂井 敦

(72)【発明者】

【氏名】前田 実里

【テーマコード（参考）】

5H181

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H181AA01

5H181AA07

5H181AA26

5H181BB04

5H181CC04

5H181CC27

5H181FF04

5H181FF10

5H181FF13

5H181FF27

5H181FF33

5H181LL09

5H181MC02

5H181MC27

5H301AA03

5H301BB02

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301GG07

5H301GG14

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】無人車両の管理システムは、無人車両の走行パスを生成する走行パス生成部と、走行パスに基づいて、走行パスに従って走行する無人車両の目標走行速度を算出する速度算出部と、走行パスにおいて目標走行速度が低下する位置を示す減速位置を検出する検出部と、を備える。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人車両の走行パスを生成する走行パス生成部と、
前記走行パスに基づいて、前記走行パスに従って走行する前記無人車両の目標走行速度を算出する速度算出部と、
前記走行パスにおいて前記目標走行速度が低下する位置を示す減速位置を検出する検出部と、を備える、
無人車両の管理システム。

【請求項2】

前記検出部は、前記目標走行速度が速度閾値以下になる位置を前記減速位置として検出する、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項3】

前記走行パス生成部は、前記無人車両の出発位置と到着位置とを繋ぐように前記走行パスを生成し、
前記速度算出部は、前記走行パスにおける前記出発位置からの距離と前記目標走行速度との関係を示す速度プロファイルを算出し、
前記検出部は、前記速度プロファイルにおいて前記減速位置を検出する、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項4】

前記無人車両は、積込場と排土場との間を走行する無人ダンプトラックであり、
前記出発位置は、前記積込場及び排土場の一方に規定され、
前記到着位置は、前記積込場及び排土場の他方に規定される、
請求項３に記載の無人車両の管理システム。

【請求項5】

前記速度プロファイル及び前記速度プロファイルにおける前記減速位置を出力する出力部を備える、
請求項３に記載の無人車両の管理システム。

【請求項6】

前記出力部は、前記速度プロファイル及び前記減速位置を表示装置に表示させる、
請求項５に記載の無人車両の管理システム。

【請求項7】

前記出力部は、前記速度プロファイルにおいて前記減速位置を他の位置とは異なる表示形態で前記表示装置に表示させる、
請求項６に記載の無人車両の管理システム。

【請求項8】

入力装置からの入力データを取得する入力データ取得部を備え、
前記入力データは、前記表示装置に表示された前記減速位置を指示する指示データを含み、
前記出力部は、前記指示データに基づいて、前記走行パス及び前記走行パスにおける前記減速位置を前記表示装置に表示させる、
請求項７に記載の無人車両の管理システム。

【請求項9】

入力装置からの入力データを取得する入力データ取得部を備え、
前記走行パス生成部は、前記入力データに基づいて前記走行パスの少なくとも一部を生成する、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項10】

前記走行パス生成部は、前記入力データに基づいて前記無人車両が走行する交差点に前記走行パスを生成する、
請求項９に記載の無人車両の管理システム。

【請求項11】

前記無人車両が走行する走行路の外形線を示す外形線データを記憶する外形線記憶部を備え、
前記走行パス生成部は、前記外形線データに基づいて前記走行パスの少なくとも一部を生成する、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項12】

前記無人車両が走行する走行路の勾配と前記無人車両の走行速度の上限値との関係を示す上限速度データを記憶する速度データ記憶部を備え、
前記速度算出部は、前記走行路の勾配と前記上限速度データとに基づいて、前記目標走行速度を算出する、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項13】

入力装置からの入力データを取得する入力データ取得部を備え、
前記入力データは、前記走行パスを修正する修正データを含み、
前記修正データに基づいて修正された走行パスを示す修正走行パス及び前記修正走行パスに基づいて算出された前記無人車両の目標走行速度を前記無人車両に送信する走行データ送信部を備える、
請求項１に記載の無人車両の管理システム。

【請求項14】

無人車両の走行パスを生成することと、
前記走行パスに基づいて、前記走行パスに従って走行する前記無人車両の目標走行速度を算出することと、
前記走行パスにおいて前記目標走行速度が低下する位置を示す減速位置を検出することと、を含む、
無人車両の管理方法。

【請求項15】

前記目標走行速度が速度閾値以下になる位置を前記減速位置として検出する、
請求項１４に記載の無人車両の管理方法。

【請求項16】

前記無人車両の出発位置と到着位置とを繋ぐように前記走行パスを生成し、
前記走行パスにおける前記出発位置からの距離と前記目標走行速度との関係を示す速度プロファイルを算出し、
前記速度プロファイルにおいて前記減速位置を検出する、
請求項１４に記載の無人車両の管理方法。

【請求項17】

前記無人車両は、積込場と排土場との間を走行する無人ダンプトラックであり、
前記出発位置は、前記積込場及び排土場の一方に規定され、
前記到着位置は、前記積込場及び排土場の他方に規定される、
請求項１６に記載の無人車両の管理方法。

【請求項18】

前記速度プロファイル及び前記速度プロファイルにおける前記減速位置を出力することを含む、
請求項１６に記載の無人車両の管理方法。

【請求項19】

前記減速位置を出力することは、前記速度プロファイル及び前記減速位置を表示装置に表示させることを含む、
請求項１８に記載の無人車両の管理方法。

【請求項20】

前記速度プロファイルにおいて前記減速位置を他の位置とは異なる表示形態で前記表示装置に表示させる、
請求項１９に記載の無人車両の管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無人車両の管理システム及び無人車両の管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無人車両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、運搬車両の管理システムが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１７４３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業現場において、無人車両は、走行パスに従って走行する。走行パスに局所的に曲率が大きい部分が存在する場合、無人車両は、曲率が大きい部分において減速する必要がある。無人車両が減速すると、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、無人車両の走行パスを生成する走行パス生成部と、走行パスに基づいて、走行パスに従って走行する無人車両の目標走行速度を算出する速度算出部と、走行パスにおいて目標走行速度が低下する位置を示す減速位置を検出する検出部と、を備える、無人車両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車両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車両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車両の走行条件を説明するための模式図である。

【図6】図６は、実施形態に係る走行パスの生成方法を説明するための図である。

【図7】図７は、実施形態に係る無人車両の目標走行速度の算出方法を説明するための図である。

【図8】図８は、実施形態に係る速度データ記憶部に記憶されている上限速度データを説明するための図である。

【図9】図９は、実施形態に係る表示装置に表示された速度プロファイルを示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る走行パスの一例を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る表示装置に表示された速度プロファイル及び減速位置を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る表示装置に表示された走行パス及び減速位置を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態に係る無人車両の管理方法を示す図である。

【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。無人車両２は、所定の作業を実施する作業車両でもよいし、作業車両でなくてもよい。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。走行路７の一部に交差点８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、破砕機１０が設けられる。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。交差点８とは、複数の走行路７が交わるエリア又は１つの走行路７が複数の走行路７に分岐するエリアをいう。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車両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、本実施形態に係る無人車両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に、表示装置１９及び入力装置２０が接続される。表示装置１９及び入力装置２０のそれぞれは、管制施設１４に配置される。表示装置１９は、表示データを表示する表示画面を有する。表示装置１９として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electroluminescence Display）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。管制施設１４に存在する管理者は、表示装置１９に表示された表示データを確認することができる。表示装置１９は、表示データを出力する出力装置として機能する。入力装置２０は、管理者に操作されることにより、入力データを生成する。入力装置２０として、コンピュータ用キーボード、マウス、タッチパネル、操作スイッチ、及び操作ボタンのような、管理者の手によって操作される接触式入力装置が例示される。なお、入力装置２０は、管理者の音声によって操作される音声入力装置でもよい。入力装置２０において生成された入力データは、管理装置１２に送信される。管理装置１２は、入力装置２０から入力データを取得する。

【0022】

管理装置１２は、走行パス生成部１２１と、速度算出部１２２と、検出部１２３と、出力部１２４と、入力データ取得部１２５と、走行データ送信部１２６と、外形線記憶部１２７と、速度データ記憶部１２８とを備える。

【0023】

走行パス生成部１２１は、無人ダンプトラック２の目標走行経路を示す走行パス３２を生成する。無人ダンプトラック２は、走行パス３２に従って作業現場１を走行する。速度算出部１２２は、走行パス生成部１２１により生成された走行パス３２に基づいて、無人ダンプトラック２の目標走行速度を算出する。検出部１２３は、走行パス３２において無人ダンプトラック２の目標走行速度が低下する位置を示す減速位置５０を検出する。検出部１２３は、目標走行速度が速度閾値以下になる位置を減速位置５０として検出する。速度閾値は、予め定められた値でもよいし、入力装置２０からの入力データにより指定されてもよい。なお、検出部１２３は、目標走行速度の減少率が減少率閾値以上の位置を減速位置５０として検出してもよい。目標走行速度の減少率とは、無人ダンプトラック２の走行距離に対する目標走行速度の低下量をいう。すなわち、目標走行速度の減少率とは、低下する目標走行速度の微分値である。減少率閾値は、予め定められた値でもよいし、入力装置２０からの入力データにより指定されてもよい。

【0024】

出力部１２４は、表示装置１９を制御する。出力部１２４は、表示データを表示装置１９に表示させる。入力データ取得部１２５は、入力装置２０からの入力データを取得する。走行データ送信部１２６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、走行パス生成部１２１により生成された走行パス３２、及び速度算出部１２２により算出された目標走行速度を含む。走行データ送信部１２６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。

【0025】

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１２６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。

【0026】

［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。

【0027】

［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３１、走行パス３２、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。

【0028】

走行点３１は、作業現場１に複数設定される。走行点３１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３１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３１は、間隔をあけて設定される。走行点３１の間隔は、１ｍ以上５ｍ以下である。走行点３１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３１は、１ｍの間隔で設定される。

【0029】

走行パス３２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。走行パス３２は、複数の走行点３１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、走行パス３２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の中心と走行パス３２とが一致するように走行する。

【0030】

無人ダンプトラック２の目標位置とは、走行点３１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３１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３１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。

【0031】

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が走行パス３２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３１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３１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３１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３１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３１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３１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。

【0032】

［走行パスの生成］
図６は、実施形態に係る走行パス３２の生成方法を説明するための図である。走行パス生成部１２１は、無人ダンプトラック２の出発位置と到着位置とを繋ぐように走行パス３２を生成する。無人ダンプトラック２は、積込場３と排土場４との間を走行する。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。実施形態において、無人ダンプトラック２の出発位置が積込場３に設定され、無人ダンプトラック２の到着位置が排土場４に設定される。なお、無人ダンプトラック２の出発位置が排土場４に設定され、無人ダンプトラック２の到着位置が積込場３に設定されてもよい。走行パス生成部１２１は、積込場３と排土場４とを繋ぐように、走行路７に走行パス３２を生成する。

【0033】

走行パス生成部１２１は、走行路７に走行パス３２を生成する場合、走行路７の外形線４１に基づいて、走行パス３２を生成する。走行路７の外形線４１とは、無人ダンプトラック２の走行が許可された走行路７のエッジラインをいう。走行路７の外形線４１は、無人ダンプトラック２の走行が許可された許可エリアと走行路７の外側の走行が禁止された禁止エリアとを区画する区画線であるとみなすことができる。

【0034】

無人ダンプトラック２が走行する走行路７の外形線４１を示す外形線データは、予め導出され、外形線記憶部１２７に記憶されている。実施形態において、外形線４１は、作業現場１の地形の測量調査の結果から導出される。なお、外形線４１は、例えば作業現場１の設計データから導出されてもよい。外形線４１は、外形線４１に沿って走行した測定車両に搭載されたＧＮＳＳ受信機の検出データから導出されてもよい。外形線４１は、外形線４１に沿って飛行した飛行体に搭載された３次元計測装置の計測データから導出されてもよい。飛行体として、ドローンが例示される。３次元計測装置として、ステレオカメラ又はレーザレンジファインダが例示される。外形線４１は、作業現場１の航空写真から導出されてもよい。

【0035】

走行パス生成部１２１は、外形線４１に基づいて、走行パス３２を自動生成する。図６に示すように、走行パス生成部１２１は、例えば走行路７の幅方向において外形線４１から走行路７の中心に向かって所定量だけシフトした位置に走行パス３２を生成する。

【0036】

走行パス生成部１２１は、入力装置２０からの入力データに基づいて、走行パス３２の少なくとも一部を生成することができる。実施形態において、走行パス生成部１２１は、交差点８に走行パス３２を生成する場合、入力装置２０からの入力データに基づいて、無人ダンプトラック２が走行する交差点８に走行パス３２を生成する。管制施設１４に存在する管理者は、表示装置１９に表示された走行路７及び交差点８を確認しながら、入力装置２０を操作して、交差点８に走行パス３２を生成することができる。例えば図６に示すように、走行パス生成部１２１は、外形線４１に基づいて、走行路７の非交差点部に走行パス３２Ａを生成する。管理者は、表示装置１９に表示された走行パス３２Ａを確認しながら、非交差点部に生成された一対の走行パス３２Ａを繋ぐように、入力装置２０を操作する。走行パス生成部１２１は、入力装置２０からの入力データに基づいて、一対の走行パス３２Ａを繋ぐように、交差点８に走行パス３２Ｂを生成する。

【0037】

［目標速度の算出］
図７は、実施形態に係る無人ダンプトラック２の目標走行速度の算出方法を説明するための図である。速度算出部１２２は、走行パス生成部１２１により生成された走行パス３２に基づいて、無人ダンプトラック２の目標走行速度を算出する。走行パス３２の曲率が大きい場合、走行パス３２に従って走行する無人ダンプトラック２が走行パス３２から逸脱しないように、目標走行速度が低い値に設定される。走行パス３２の曲率が小さい場合、無人ダンプトラック２が走行パス３２に従って高速で走行するように、目標走行速度が高い値に設定される。無人ダンプトラック２が高速で走行することにより、作業現場１の生産性の低下が抑制される。

【0038】

実施形態において、速度算出部１２２は、走行パス３２と、速度データ記憶部１２８に記憶されている記憶データとに基づいて、無人ダンプトラック２の目標走行速度を算出する。速度データ記憶部１２８に記憶されている記憶データは、目標走行速度の算出に使用される既知データであり、速度データ記憶部１２８に予め記憶されている。速度データ記憶部１２８に記憶されている既知データとして、無人ダンプトラック２の走行性能、走行路７の勾配、及び走行路７のカーブの曲率（形状）が例示される。無人ダンプトラック２の走行性能は、無人ダンプトラック２の走行速度の最高値、加速度の最高値、及びブレーキ性能を含む。無人ダンプトラック２の走行性能は、無人ダンプトラック２の諸元データから導出可能な既知データである。実施形態において、走行路７の勾配は、作業現場１の地形の測量調査の結果から導出される。なお、走行路７の勾配は、外形線４１に沿って飛行した飛行体に搭載された３次元計測装置の計測データから導出されてもよい。

【0039】

また、速度データ記憶部１２８に記憶されている既知データとして、無人ダンプトラック２が走行する走行路７の勾配と無人ダンプトラック２の走行速度の上限値との関係を示す上限速度データが例示される。速度算出部１２２は、測量調査の結果から導出された走行路７の勾配と上限速度データとに基づいて、目標走行速度を算出してもよい。また、速度データ記憶部１２８に記憶されている既知データとして、速度制限があるエリアと制限速度との関係を示す速度制限エリアや走路の形状を示す走路形状が例示される。速度算出部１２２は、速度制限エリアや走路形状を用いて目標走行速度を算出してもよい。

【0040】

図８は、実施形態に係る速度データ記憶部１２８に記憶されている上限速度データを説明するための図である。図８に示すグラフにおいて、縦軸は無人ダンプトラック２の走行速度の上限値を示し、横軸は走行路７の下り坂の傾斜角度を示す。なお、図８に示す例においては、傾斜角度を［％］で表記し、走行速度を［ｋｍ／ｈ］で表記する。例えば、水平方向に１００ｍ前進したときに１０ｍ下降する傾斜角度は－１０％である。

【0041】

実施形態において、速度データ記憶部１２８には、下り坂の傾斜角度と走行速度の上限値との関係を示す上限速度データが２種類記憶されている。図８において、ラインＬｄｅは、空荷状態の上限速度データを示し、ラインＬｄｃは、積荷状態の上限速度データを示す。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。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。ラインＬｄｅ及びラインＬｄｃで示すように、ある傾斜角度において、空荷状態の上限速度データは、積荷状態の上限速度データよりも高い。すなわち、空荷状態の無人ダンプトラック２は、積荷状態の無人ダンプトラック２よりも高速で走行することが許容される。空荷状態の無人ダンプトラック２と積荷状態の無人ダンプトラック２とが同一条件で走行し、同一条件で制動したとき、空荷状態の無人ダンプトラック２の制動距離は、積荷状態の無人ダンプトラック２の制動距離よりも短い。したがって、空荷状態の無人ダンプトラック２は、積荷状態の無人ダンプトラック２よりも高速で走行することが許容される。また、下り坂の傾斜角度が大きくなるほど、無人ダンプトラック２の走行速度の上限値は小さくなる。すなわち、勾配が急な下り坂ほど低速で走行するように、無人ダンプトラック２の走行速度の上限値が設定される。

【0042】

走行速度の上限値は、例えば無人ダンプトラック２のブレーキ性能に基づいて決定される。図８に示すように、実施形態においては、ラインＬｍａで示す走行速度の最高値Ｖｍａｘ、及びラインＬｍｉで示す走行速度の最低値Ｖｍｉｎが規定される。走行速度の最高値Ｖｍａｘは、走行速度の上限値以上の値である。走行速度の最低値Ｖｍｉｎは、ゼロよりも大きい値である。速度算出部１２２は、最高値Ｖｍａｘと最低値Ｖｍｉｎとの間において、走行路７の勾配と上限速度データとに基づいて、複数の走行点３１のそれぞれにおける目標走行速度を算出する。

【0043】

図７に示すように、速度算出部１２２は、走行パス３２における出発位置である積込場３からの距離と目標走行速度との関係を示す速度プロファイルを算出する。実施形態において、速度算出部１２２は、積込場３と排土場４とを繋ぐように生成された走行パス３２における速度プロファイルを算出する。すなわち、速度算出部１２２は、積込場３と排土場４との間に設定された複数の走行点３１のそれぞれにおける目標走行速度を算出する。

【0044】

［速度プロファイルの表示］
図９は、実施形態に係る表示装置１９に表示された速度プロファイルを示す図である。出力部１２４は、速度算出部１２２により算出された速度プロファイルを出力する。出力部１２４は、速度算出部１２２により算出された速度プロファイルを表示装置１９に表示させる。管理者は、表示装置１９に表示された速度プロファイルを確認することにより、無人ダンプトラック２の走行条件を確認することができる。

【0045】

［減速位置の検出］
図１０は、実施形態に係る走行パス３２の一例を示す図である。図１０に示すように、例えば管理者による入力装置２０の操作ミスに起因して、走行パス３２Ｂに局所的に曲率が大きい部分Ｂが形成されてしまう可能性がある。また、外形線４１の一部に局所的に曲率が大きい部分が存在する場合、外形線４１の曲率に伴って、走行パス３２Ａに局所的に曲率が大きい部分Ａが形成されてしまう可能性がある。上述のように、速度算出部１２２は、走行パス３２の曲率が小さい場合、目標走行速度を高い値に設定し、走行パス３２の曲率が大きい場合、目標走行速度を低い値に設定する。

【0046】

実施形態において、検出部１２３は、走行パス３２において目標走行速度が局所的に低下する位置を示す減速位置５０を検出する。検出部１２３は、積込場３と排土場４との間の速度プロファイルにおいて減速位置５０を検出する。図１０に示す例において、走行パス３２Ｂの部分Ｂ及び走行パス３２Ａの部分Ａのそれぞれが減速位置５０である。検出部１２３により減速位置５０が検出された場合、出力部１２４は、速度プロファイル及び速度プロファイルにおける減速位置５０を出力する。出力部１２４は、速度プロファイル及び減速位置５０を表示装置１９に表示させる。

【0047】

図１１は、実施形態に係る表示装置１９に表示された速度プロファイル及び減速位置５０を示す図である。図１１に示すように、減速位置５０において、目標走行速度が局所的に低下する。減速位置５０は、速度プロファイルにおいて目標速度が局所的に低下した部位として表示される。管理者は、表示装置１９に表示された速度プロファイルを確認することにより、減速位置５０が生じていることを認識することができる。

【0048】

出力部１２４は、速度プロファイルにおいて減速位置５０を他の位置とは異なる表示形態で表示装置１９に表示させる。出力部１２４は、速度プロファイルにおいて減速位置５０が他の位置よりも強調されるように、速度プロファイルにおける減速位置５０を強調表示する。図１１に示す例において、走行パス３２Ｂの減速位置５０に円形状のシンボル６１が重畳するように表示され、走行パス３２Ａの減速位置５０に円形状のシンボル６２が重畳するように表示される。なお、速度プロファイルにおいて減速位置５０を他の位置よりも強調表示する方法は、シンボルに限定されず、例えば減速位置５０を他の位置とは異なる色で表示する方法でもよい。

【0049】

管理者は、入力装置２０を操作して、表示装置１９に表示された速度プロファイルの減速位置５０を指示することができる。例えば、管理者は、表示装置１９に表示されるポインタと減速位置５０とが重なるように、入力装置２０を操作することができる。ポインタは、入力装置２０からの入力データに基づいて、表示装置１９の表示画面において移動することができる。入力装置２０がマウスである場合、例えばポインタと減速位置５０とが重なるようにマウスを操作した後、管理者は、マウスのボタンをクリックする。マウスのボタンがクリックされることにより、入力データとして、表示装置１９に表示された減速位置５０を指示する指示データが生成される。出力部１２４は、指示データに基づいて、走行パス３２及び走行パス３２における減速位置５０を表示装置１９に表示させる。

【0050】

図１２は、実施形態に係る表示装置１９に表示された走行パス３２及び減速位置５０を示す図である。図１１に示した表示装置１９の表示画面において例えばシンボル６１が重畳された減速位置５０とポインタとが重なるようにマウスが操作された後、マウスのボタンがクリックされることにより、図１２に示すように、走行パス３２Ｂ及び走行パス３２Ｂにおける減速位置５０が表示装置１９に拡大表示される。管理者は、表示装置１９を確認することにより、走行パス３２Ｂの生成において入力装置２０の操作ミスがあったことを認識することができる。管理者は、図１２に示す表示装置１９を確認しながら、走行パス３２Ｂが滑らかになるように、入力装置２０を操作して走行パス３２Ｂを修正することができる。入力装置２０が操作されることにより生成される入力データは、走行パス３２Ｂを修正する修正データを含む。走行パス生成部１２１は、修正データに基づいて、走行パス３２Ｂを修正する。

【0051】

［管理方法］
図１３は、実施形態に係る無人車両の管理方法を示す図である。管理者は、入力装置２０を操作して、作業現場１における無人ダンプトラック２の出発位置及び到着位置を選択する。入力データ取得部１２５は、管理者により選択された出発位置及び到着位置を示す入力データを取得する（ステップＳ１）。

【0052】

走行パス生成部１２１は、ステップＳ１において指定された出発位置と到着位置とを繋ぐように、走行パス３２を生成する。上述のように、走行パス生成部１２１は、外形線記憶部１２７に記憶されている外形線データに基づいて、走行路７の非交差点部に走行パス３２Ａを生成する。また、走行パス生成部１２１は、入力データ取得部１２５により取得された入力データに基づいて、走行路７の交差点８に走行パス３２Ｂを生成する（ステップＳ２）。

【0053】

速度算出部１２２は、ステップＳ２において生成された走行パス３２に基づいて、走行パス３２に従って走行する無人ダンプトラック２の目標走行速度を算出する。速度算出部１２２は、出発位置と到着位置とを繋ぐ走行パス３２における速度プロファイルを算出する（ステップＳ３）。

【0054】

検出部１２３は、走行パス３２において目標走行速度が低下する位置を示す減速位置５０を検出する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、減速位置５０が検出されない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、出力部１２４は、ステップＳ３において算出された速度プロファイルを表示装置１９に表示させる（ステップＳ５）。表示装置１９には、図９に示したような、減速位置５０を含まない速度プロファイルが表示される。走行データ送信部１２６は、ステップＳ２において生成された走行パス３２及びステップＳ３において算出された無人ダンプトラック２の速度プロファイルを含む走行データを無人ダンプトラック２に送信する（ステップＳ６）。無人ダンプトラック２は、管理装置１２から送信された走行データに基づいて、作業現場１を走行する。

【0055】

ステップＳ４において、減速位置５０が検出された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、出力部１２４は、減速位置５０が強調表示された速度プロファイルを表示装置１９に表示させる（ステップＳ７）。表示装置１９には、図１１に示したような、減速位置５０を含む速度プロファイルが表示される。

【0056】

管理者は、入力装置２０を操作して、表示装置１９に表示された速度プロファイルの減速位置５０を指示することができる。入力装置２０がマウスである場合、例えばポインタと減速位置５０とが重なるようにマウスを操作した後、管理者は、マウスのボタンをクリックする。マウスのボタンがクリックされることにより、入力データとして、表示装置１９に表示された減速位置５０を指示する指示データが生成される。出力部１２４は、入力データ取得部１２５により取得された指示データに基づいて、走行パス３２における減速位置５０を表示装置１９に拡大表示させる（ステップＳ８）。図１２に示したように、表示装置１９には、走行パス３２における減速位置５０が拡大表示される。

【0057】

管理者は、表示装置１９を確認しながら、減速位置５０における走行パス３２が例えば直線状になるように、入力装置２０を操作して走行パス３２を修正することができる。入力装置２０が操作されることにより生成される入力データは、走行パス３２を修正する修正データを含む。走行パス生成部１２１は、入力データ取得部１２５により取得された修正データに基づいて、走行パス３２を修正する（ステップＳ９）。

【0058】

速度算出部１２２は、修正データに基づいて修正された走行パスを示す修正走行パスに基づいて、無人ダンプトラック２の目標走行速度を再算出する。速度算出部１２２は、修正走行パスに基づいて、出発位置と到着位置とを繋ぐ走行パス３２における速度プロファイルを再算出する（ステップＳ１０）。

【0059】

走行データ送信部１２６は、ステップＳ９において生成された修正走行パス及びステップＳ１０において再算出された無人ダンプトラック２の速度プロファイルを含む修正走行データを無人ダンプトラック２に送信する（ステップＳ１１）。無人ダンプトラック２は、管理装置１２から送信された修正走行データに基づいて、作業現場１を走行する。

【0060】

［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の走行パス３２を生成する走行パス生成部１２１と、走行パス３２に基づいて、走行パス３２に従って走行する無人ダンプトラック２の目標走行速度を算出する速度算出部１２２と、走行パス３２において目標走行速度が低下する位置を示す減速位置５０を検出する検出部１２３と、を備える。減速位置５０が検出されることにより、管理装置１２は、減速位置５０を表示装置１９に表示させることができる。すなわち、減速位置５０が可視化される。減速位置５０が可視化されることにより、管理者は、減速位置５０が無くなるように、走行パス３２を修正することができる。減速位置５０が無くなることにより、作業現場１において走行する無人ダンプトラック２が不必要に減速されることが抑制される。無人ダンプトラック２の不必要な減速が抑制されるので、作業現場１の生産性の低下が抑制される。

【0061】

［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。

【0062】

上述の実施形態において、出力部１２４は、速度プロファイルにおいて減速位置５０を他の位置とは異なる表示形態で表示装置１９に表示させなくてもよい。出力部１２４は、速度プロファイル及び減速位置５０を表示装置１９に表示させ、減速位置５０を他の位置とは異なる表示形態で表示装置１９に表示させなくてもよい。管理者は、表示装置１９に表示された速度プロファイル及び減速位置５０に基づいて、減速位置５０を認識することができる。

【0063】

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、走行パス生成部１２１、速度算出部１２２、検出部１２３、出力部１２４、入力データ取得部１２５、走行データ送信部１２６、外形線記憶部１２７、及び速度データ記憶部１２８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。

【符号の説明】

【0064】

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、８…交差点、９…積込機、１０…破砕機、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、１９…表示装置、２０…入力装置、３１…走行点、３２…走行パス、３２Ａ…走行パス、３２Ｂ…走行パス、４１…外形線、５０…減速位置、６１…シンボル、６２…シンボル、１２１…走行パス生成部、１２２…速度算出部、１２３…検出部、１２４…出力部、１２５…入力データ取得部、１２６…走行データ送信部、１２７…外形線記憶部、１２８…速度データ記憶部、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】

【図11】

【図12】

【図13】