特許 7084244 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の制御方法

(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】

(24)【登録日】2022-06-06

(45)【発行日】2022-06-14

(54)【発明の名称】作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20220607BHJP

   G01S 13/42 20060101ALI20220607BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20220607BHJP

   G01S 19/46 20100101ALI20220607BHJP

   G01S 19/47 20100101ALI20220607BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20220607BHJP

   G01C 21/28 20060101ALI20220607BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 104

G01S13/42

G01S13/931

G01S19/46

G01S19/47

G05D1/02 F

G05D1/02 J

G01C21/28

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018144523

(22)【出願日】2018-07-31

(65)【公開番号】P2020020656

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-06-02

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 大輔

(72)【発明者】

【氏名】志賀 達也

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０９７９０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２６４９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７２４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４８２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８７９０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ５／００－ ５／１４

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００－１７／９５

Ｇ０１Ｓ １９／００－１９／５５

Ｇ０１Ｃ ２１／２６－２１／２８

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械に設けられ、ランドマークの位置を検出する非接触センサと、
前記作業機械の走行において前記非接触センサで検出された前記ランドマークの検出位置を取得するランドマーク検出位置取得部と、
前記ランドマークの登録位置を記憶するランドマーク登録位置記憶部と、
前記ランドマークの検出位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第１相対距離を算出する第１相対距離算出部と、
前記ランドマークの登録位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第２相対距離を算出する第２相対距離算出部と、
前記第１相対距離と前記第２相対距離とに基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの相対距離に係る補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値に基づいて前記第１相対距離を補正して、前記非接触センサと前記ランドマークとの補正相対距離を算出するランドマーク補正位置算出部と、
を備える作業機械の制御システム。

【請求項2】

走行路を走行する作業機械の位置を検出する位置センサと、
前記作業機械の走行において前記位置センサで検出された前記作業機械の検出位置を取得する作業機械検出位置取得部と、を備え、
前記第２相対距離算出部は、前記作業機械の検出位置と前記ランドマークの登録位置とに基づいて、前記第２相対距離を算出する、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。

【請求項3】

前記補正相対距離に基づいて、前記作業機械の走行状態を制御する走行制御装置を備える、
請求項１又は請求項２に記載の作業機械の制御システム。

【請求項4】

前記走行制御装置は、前記補正相対距離に基づいて、推測航法により走行する前記作業機械の推測位置を補正する、
請求項３に記載の作業機械の制御システム。

【請求項5】

前記非接触センサは、前記作業機械の進行方向前方の前記ランドマークを含む物体を検出し、
前記非接触センサの検出データから規定条件を満足する検出データを前記ランドマーク検出位置取得部に出力するフィルタ部を備え、
前記ランドマーク検出位置取得部は、前記規定条件を満足する前記検出データを前記ランドマークの検出位置として取得する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項6】

前記非接触センサは、前記作業機械の走行において前記物体の反射強度を検出し、
前記規定条件は、前記反射強度が反射強度閾値以上であることを含む、
請求項５に記載の作業機械の制御システム。

【請求項7】

前記非接触センサは、前記作業機械の走行において前記物体の絶対速度を検出し、
前記規定条件は、前記絶対速度が絶対速度閾値未満であることを含む、
請求項５又は請求項６に記載の作業機械の制御システム。

【請求項8】

前記非接触センサは、前記作業機械の走行において前記物体の位置を検出し、
前記規定条件は、前記物体の検出位置と前記ランドマークの登録位置との偏差が偏差閾値未満であることを含む、
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項9】

前記作業機械の走行において前記作業機械の走行速度を検出する速度センサを備え、
前記非接触センサは、前記作業機械の走行において前記物体を検出し、
前記規定条件は、前記作業機械の走行速度が走行速度閾値未満であることを含む、
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項10】

前記作業機械の走行において前記作業機械の姿勢角度を検出する姿勢センサを備え、
前記非接触センサは、前記作業機械の走行において前記物体を検出し、
前記規定条件は、前記姿勢角度が角度閾値未満であることを含む、
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の作業機械の制御システムを備える作業機械。

【請求項12】

走行路を走行する作業機械の走行において前記作業機械に設けられている非接触センサで検出されたランドマークの検出位置を取得することと、
前記ランドマークの検出位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第１相対距離を算出することと、
前記ランドマークの登録位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第２相対距離を算出することと、
前記第１相対距離と前記第２相対距離とに基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの相対距離に係る補正値を算出することと、
前記補正値に基づいて前記第１相対距離を補正して、前記非接触センサと前記ランドマークとの補正相対距離を算出することと、
前記補正相対距離に基づいて、前記作業機械の走行状態を制御することと、
を含む作業機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山のような広域の作業現場において、無人で走行する作業機械が使用される場合がある。作業機械の位置は、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の検出精度が低下すると、作業機械の稼働が停止し、作業現場の生産性が低下する可能性がある。そのため、鉱山の走行路の傍らにランドマークと呼ばれる位置基準部材を設置し、全地球航法衛星システムの検出精度が低下したときに、非接触センサでランドマークを検出して、作業機械の位置を算出する技術が提案されている。

【0003】

特許文献１には、作業機械の進行方向前方にある被計測体を外界認識センサで検知する技術が開示されている。特許文献１において、非計測体はランドマークに相当し、外界認識センサは非接触センサに相当する。特許文献１において、外界認識センサは、被計測体の検出軸に対する計測角度を検出する。外界認識センサにより検出された計測角度に基づいて、外界認識センサの検出軸の角度が補正される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１６１４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

作業機械に設けられる非接触センサの検出誤差には個体差がある。そのため、作業現場の生産性の低下を抑制しつつ、非接触センサの距離に係る検出誤差を補正できることが要求される。

【0006】

本発明の態様は、作業現場の生産性の低下を抑制しつつ、非接触センサを補正することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の態様に従えば、作業機械に設けられ、ランドマークの位置を検出する非接触センサと、前記作業機械の走行において前記非接触センサで検出された前記ランドマークの検出位置を取得するランドマーク検出位置取得部と、前記ランドマークの登録位置を記憶するランドマーク登録位置記憶部と、前記ランドマークの検出位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第１相対距離を算出する第１相対距離算出部と、前記ランドマークの登録位置に基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの第２相対距離を算出する第２相対距離算出部と、前記第１相対距離と前記第２相対距離とに基づいて、前記非接触センサと前記ランドマークとの相対距離に係る補正値を算出する補正値算出部と、前記補正値に基づいて前記第１相対距離を補正して、前記非接触センサと前記ランドマークとの補正相対距離を算出するランドマーク補正位置算出部と、を備える作業機械の制御システムが提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の態様によれば、作業現場の生産性の低下を抑制しつつ、非接触センサを補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る管理システム及び作業機械の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る作業機械及び走行路を模式的に示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る非接触センサの一例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る作業機械の制御システムを示す機能ブロック図である。

【図5】図５は、実施形態に係るデータ処理装置の処理を説明するための模式図である。

【図6】図６は、実施形態に係るデータ処理装置の処理を説明するための模式図である。

【図7】図７は、実施形態に係るデータ処理装置の処理を説明するための模式図である。

【図8】図８は、実施形態に係る作業機械の制御方法を示すフローチャートである。

【図9】図９は、コンピュータシステムの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明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、本発明はこれに限定されない。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。

【0011】

［管理システム］
図１は、本実施形態に係る管理システム１及び作業機械２の一例を模式的に示す図である。作業機械２は、無人車両である。無人車両とは、運転者による運転操作によらずに、制御指令に基づいて無人で走行する作業車両をいう。作業機械２は、管理システム１からの制御指令に基づいて走行する。制御指令は、走行条件データを含む。

【0012】

作業機械２は、作業現場において稼働する。本実施形態において、作業現場は、鉱山又は採石場である。作業機械２は、作業現場を走行して積荷を運搬するダンプトラックである。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。作業機械２に運搬される積荷として、鉱山又は採石場において掘削された鉱石又は土砂が例示される。

【0013】

管理システム１は、管理装置３と、通信システム４とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含み、作業現場の管制施設５に設置される。管制施設５に管理者が存在する。通信システム４は、管理装置３と作業機械２との間で通信を実施する。管理装置３に無線通信機６が接続される。通信システム４は、無線通信機６を含む。管理装置３と作業機械２とは、通信システム４を介して無線通信する。作業機械２は、管理装置３から送信された走行条件データに基づいて、作業現場の走行路ＨＬを走行する。

【0014】

［作業機械］
作業機械２は、車両本体２１と、車両本体２１に支持されるダンプボディ２２と、車両本体２１を支持する走行装置２３と、速度センサ２４と、方位センサ２５と、姿勢センサ２６と、無線通信機２８と、位置センサ３１と、非接触センサ３３と、データ処理装置１０と、走行制御装置４０とを備える。

【0015】

車両本体２１は、車体フレームを含み、ダンプボディ２２を支持する。ダンプボディ２２は、積荷が積み込まれる部材である。

【0016】

走行装置２３は、車輪２７を含み、走行路ＨＬを走行する。車輪２７は、前輪２７Ｆと後輪２７Ｒとを含む。車輪２７にタイヤが装着される。走行装置２３は、駆動装置２３Ａと、ブレーキ装置２３Ｂと、操舵装置２３Ｃとを有する。

【0017】

駆動装置２３Ａは、作業機械２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２３Ａは、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置２３Ａは、電動機を含んでもよい。駆動装置２３Ａで発生した駆動力が後輪２７Ｒに伝達され、後輪２７Ｒが回転する。後輪２７Ｒが回転することにより、作業機械２は自走する。ブレーキ装置２３Ｂは、作業機械２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２３Ｃは、作業機械２の走行方向を調整可能である。作業機械２の走行方向は、車両本体２１の前部の向きを含む。操舵装置２３Ｃは、前輪２７Ｆを操舵することによって、作業機械２の走行方向を調整する。

【0018】

速度センサ２４は、作業機械２の走行において作業機械２の走行速度を検出する。速度センサ２４の検出データは、走行装置２３の走行速度を示す走行速度データを含む。

【0019】

方位センサ２５は、作業機械２の走行において作業機械２の方位を検出する。方位センサ２５の検出データは、作業機械２の方位を示す方位データを含む。作業機械２の方位は、作業機械２の走行方向である。方位センサ２５は、例えばジャイロセンサを含む。

【0020】

姿勢センサ２６は、作業機械２の走行において作業機械２の姿勢角度を検出する。作業機械２の姿勢角度は、ロール角及びピッチ角を含む。ロール角とは、作業機械２の前後方向に延在する回転軸を中心とする作業機械２の傾斜角度をいう。ピッチ角とは、作業機械２の左右方向に延在する回転軸を中心とする作業機械の傾斜角度をいう。姿勢センサ２６の検出データは、作業機械２の姿勢角度を示す姿勢角度データを含む。姿勢センサ２６は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を含む。

【0021】

位置センサ３１は、走行路ＨＬを走行する作業機械２の位置を検出する。位置センサ３１の検出データは、作業機械２の絶対位置を示す絶対位置データを含む。作業機械２の絶対位置は、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。位置センサ３１は、ＧＮＳＳ受信機を含む。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作業機械２の絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムにより、グローバル座標系において規定される作業機械２の絶対位置が検出される。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。

【0022】

非接触センサ３３は、作業機械２の走行において作業機械２の進行方向前方の物体を検出する。作業機械２の進行方向前方の物体として、走行路ＨＬの傍らに設置されたランドマークＬＭ、走行路ＨＬの傍らに設置された標識板、及び作業機械２とは別の車両などが例示される。非接触センサ３３は、作業機械２の進行方向前方において走行路ＨＬの傍らに設置されたランドマークＬＭを非接触で検出するランドマークセンサとして機能する。

【0023】

非接触センサ３３は、物体を電波で走査するレーダセンサを含む。なお、非接触センサ３３は、物体をレーザ光で走査するレーザセンサを含んでもよい。

【0024】

以下の説明においては、レーザ光又は電波のような、物体を検出するために物体を走査するエネルギー波を適宜、検出波、と称する。

【0025】

なお、作業機械２に、ランドマークＬＭを検出する非接触センサ３３のみならず、作業機械２の走行において作業機械２の周囲の少なくとも一部の物体を非接触で検出する障害物センサが設けられてもよい。障害物センサが検出する物体として、作業機械２が走行する走行路ＨＬに存在する障害物、走行路ＨＬの轍、及び走行路ＨＬの傍らに存在する土手（壁面）のような、走行路ＨＬを走行する作業機械２が干渉する可能性がある物体が例示される。

【0026】

無線通信機２８は、管理装置３に接続された無線通信機６と無線通信する。通信システム４は、無線通信機２８を含む。

【0027】

データ処理装置１０は、コンピュータシステムを含み、車両本体２１に配置される。データ処理装置１０は、少なくとも位置センサ３１の検出データ及び非接触センサ３３の検出データを処理する。

【0028】

走行制御装置４０は、コンピュータシステムを含み、車両本体２１に配置される。走行制御装置４０は、作業機械２の走行装置２３の走行状態を制御する。走行制御装置４０は、駆動装置２３Ａを作動するためのアクセル指令、ブレーキ装置２３Ｂを作動するためのブレーキ指令、及び操舵装置２３Ｃを作動するためのステアリング指令を含む運転指令を出力する。駆動装置２３Ａは、走行制御装置４０から出力されたアクセル指令に基づいて、作業機械２を加速させるための駆動力を発生する。ブレーキ装置２３Ｂは、走行制御装置４０から出力されたブレーキ指令に基づいて、作業機械２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２３Ｃは、走行制御装置４０から出力されたステアリング指令に基づいて、作業機械２を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための旋回力を発生する。

【0029】

［走行路］
図２は、本実施形態に係る作業機械２及び走行路ＨＬを模式的に示す図である。走行路ＨＬは、鉱山の複数の作業場ＰＡに通じる。作業場ＰＡは、積込場ＰＡ１及び排土場ＰＡ２の少なくとも一方を含む。走行路ＨＬに交差点ＩＳが設けられてもよい。

【0030】

積込場ＰＡ１とは、作業機械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。積込場ＰＡ１において、油圧ショベルのような積込機７が稼働する。排土場ＰＡ２とは、作業機械２から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアをいう。排土場ＰＡ２には、例えば破砕機８が設けられる。

【0031】

管理装置３は、走行路ＨＬにおける作業機械２の走行条件を設定する。作業機械２は、管理装置３から送信された走行条件を示す走行条件データに基づいて、走行路ＨＬを走行する。

【0032】

走行条件データは、作業機械２の目標走行速度及び目標走行コースＣＳを含む。図２に示すように、走行条件データは、走行路ＨＬに間隔をあけて設定された複数のポイントＰＩを含む。ポイントＰＩは、グローバル座標系において規定される作業機械２の目標位置を示す。なお、ポイントＰＩは、作業機械２のローカル座標系において規定されてもよい。

【0033】

目標走行速度は、複数のポイントＰＩのそれぞれに設定される。目標走行コースＣＳは、複数のポイントＰＩを結ぶ線によって規定される。

【0034】

走行路ＨＬの傍らにランドマークＬＭが設置される。ランドマークＬＭは、非接触センサ３３によって検出される位置基準部材である。ランドマークＬＭは、例えば８０［ｍ］以上１００［ｍ］以下の間隔をあけて複数設置される。ランドマークＬＭの位置は固定される。すなわち、ランドマークＬＭは静止体である。

【0035】

ランドマークＬＭは、走行路ＨＬに沿って、走行路ＨＬの傍らの土手などに設置される。なお、ランドマークＬＭは、積込場ＰＡ１に設置されてもよいし、排土場ＰＡ２に設置されてもよい。また、ランドマークＬＭは、作業現場の任意の場所に設置されてもよい。

【0036】

［非接触センサ］
図３は、本実施形態に係る非接触センサ３３の一例を模式的に示す図である。非接触センサ３３は、作業機械２の車両本体２１の前部に配置される。非接触センサ３３は、単数でもよいし複数でもよい。本実施形態において、非接触センサ３３は、作業機械２に３つ設けられる。なお、非接触センサ３３は、作業機械２に５つ設けられてもよい。

【0037】

非接触センサ３３は、検出波を発射可能な発射部と、検出波を受信可能な受信部とを有する。非接触センサ３３の検出範囲ＡＲｌは、放射状である。非接触センサ３３の検出波は、放射状の検出範囲ＡＲｌにおいて走査される。非接触センサ３３は、検出範囲ＡＲｌ内の物体を検出波で走査して、物体との相対位置を検出する。検出範囲ＡＲｌ内にランドマークＬＭが配置されることにより、非接触センサ３３は、ランドマークＬＭとの相対位置を検出することができる。ランドマークＬＭとの相対位置は、作業機械２とランドマークＬＭとの相対距離を含む。

【0038】

ランドマークＬＭは、非接触センサ３３から発射された検出波を反射する反射面を有する。検出波（電波）に対するランドマークＬＭの反射面の反射強度（反射率）は、ランドマークＬＭの周囲の物体の反射強度（反射率）よりも高い。ランドマークＬＭの周囲の物体として、鉱山の岩石又は土手などが例示される。非接触センサ３３は、作業機械２の進行方向前方に検出波を発射して、物体で反射した検出波を受信することにより、ランドマークＬＭとランドマークＬＭの周囲の物体とを区別して検出することができる。

【0039】

なお、ランドマークＬＭは、全地球航法衛星システムを利用して絶対位置を検出できるものであれば反射面を有しなくてもよい。

【0040】

［制御システム］
図４は、本実施形態に係る作業機械２の制御システム９を示す機能ブロック図である。制御システム９は、データ処理装置１０と、走行制御装置４０とを有する。データ処理装置１０及び走行制御装置４０のそれぞれは、通信システム４を介して管理装置３と通信可能である。

【0041】

管理装置３は、走行条件生成部３Ａと、通信部３Ｂとを有する。走行条件生成部３Ａは、作業機械２の走行条件を示す走行条件データを生成する。走行条件は、例えば管制施設に存在する管理者により決定される。管理者は、管理装置３に接続されている入力装置を操作する。走行条件生成部３Ａは、入力装置が操作されることにより生成された入力データに基づいて、走行条件データを生成する。通信部３Ｂは、走行条件データを作業機械２に送信する。作業機械２の走行制御装置４０は、通信部３Ｂから送信された走行条件データを、通信システム４を介して取得する。

【0042】

＜データ処理装置＞
データ処理装置１０は、作業機械検出位置取得部１１と、ランドマーク検出位置取得部１２と、ランドマーク登録位置記憶部１３と、第１相対距離算出部１４と、第２相対距離算出部１５と、補正値算出部１６と、補正値記憶部１７と、ランドマーク補正位置算出部１８と、フィルタ部１９とを有する。

【0043】

作業機械検出位置取得部１１は、作業機械２の走行において位置センサ３１で検出された作業機械２の検出位置を取得する。作業機械２の検出位置は、位置センサ３１で検出された作業機械２の絶対位置を示す。作業機械２の絶対位置は、作業機械２に規定されている基準点の絶対位置を示す。作業機械２の基準点として、後輪２７Ｒに動力を伝達するリアアクスルの中心点が例示される。なお、作業機械２の基準点を作業機械２の任意の部位に設定してもよい。また、位置センサ３１は、作業機械２を測位できたことを示す測位信号と、作業機械２を測位できなかったことを示す非測位信号とを出力する。作業機械検出位置取得部１１は、位置センサ３１から、測位信号又は非測位信号を取得する。

【0044】

ランドマーク検出位置取得部１２は、作業機械２の走行において非接触センサ３３で検出されたランドマークＬＭの検出位置を取得する。ランドマークＬＭの検出位置は、非接触センサ３３で検出された非接触センサ３３とランドマークＬＭとの相対位置を示す。非接触センサ３３とランドマークＬＭとの相対位置は、非接触センサ３３からランドマークＬＭの反射面までの距離及び方位を含む。

【0045】

ランドマーク登録位置記憶部１３は、ランドマークＬＭの登録位置を記憶する。ランドマークＬＭの登録位置は、予め検出されたランドマークＬＭの絶対位置を示す。ランドマークＬＭは、例えば作業者によって走行路ＨＬの傍らに設置される。ランドマークＬＭを走行路ＬＭの傍らに設置した後、作業者は、ＧＮＳＳ受信機を含む位置検出装置を用いて、ランドマークＬＭの絶対位置を検出する。作業者は、検出されたランドマークＬＭの絶対位置をランドマーク登録位置記憶部１３に登録する。ランドマーク登録位置記憶部１３は、ランドマークＬＭの絶対位置を示す登録位置を記憶する。

【0046】

第１相対距離算出部１４は、ランドマーク検出位置取得部１２により取得されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａを算出する。

【0047】

第２相対距離算出部１５は、作業機械検出位置取得部１１により取得された作業機械２の検出位置と、予め決められている非接触センサ３３の取付け位置と作業機械２の基準点との相対位置と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置とに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第２相対距離Ｌｂを算出する。上述のように、作業機械２の基準点の絶対位置は、位置センサ３１により検出される。作業機械２における非接触センサ３３の取付け位置、及び非接触センサ３３の取付け位置と作業機械２の基準点との相対位置は、作業機械２の設計データ又は諸元データから導出可能な既知データである。第２相対距離算出部１５は、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置を示す作業機械２の検出位置と、既知である非接触センサ３３の取付け位置とに基づいて、非接触センサ３３の絶対位置を算出することができる。

【0048】

図５は、本実施形態に係るデータ処理装置１０の第１相対距離算出部１４及び第２相対距離算出部１５の処理を説明するための模式図である。図５に示すように、第１相対距離Ｌａは、非接触センサ３３により検出された非接触センサ３３とランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとの距離を示す。第２相対距離Ｌｂは、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置を示す作業機械２の検出位置と既知の非接触センサ３３の取付け位置とから算出される非接触センサ３３の絶対位置と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの絶対位置を示すランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとの距離を示す。

【0049】

作業機械２の検出位置は、位置センサ３１によって高精度に検出される。ランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒは、ＧＮＳＳ受信機を含む位置検出装置によって高精度に検出される。非接触センサ３３により検出されるランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓ（第１相対距離Ｌａ）は、誤差を含む可能性がある。複数の非接触センサ３３毎にランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓ（第１相対距離Ｌａ）がばらつく可能性がある。また、作業機械２が走行している状態で非接触センサ３３がランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓ（第１相対距離Ｌａ）を検出する場合、ランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓ（第１相対距離Ｌａ）が誤差を含む可能性が高くなる。

【0050】

つまり、非接触センサ３３の検出誤差には個体差がある可能性が高い。特に、ランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａを検出したときの非接触センサ３３の検出誤差は、作業機械２の走行状態において顕著に現れる可能性が高い。

【0051】

すなわち、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの真の相対距離に対する第２相対距離Ｌｂの誤差は小さいものの、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの真の相対距離に対する第１相対距離Ｌａの誤差は大きい可能性が高い。

【0052】

補正値算出部１６は、第１相対距離算出部１４により算出された第１相対距離Ｌａと、第２相対距離算出部１５により算出された第２相対距離Ｌｂとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの相対距離に係る補正値Ｇを算出する。

【0053】

補正値算出部１６は、誤差を含んでいる可能性がある第１相対距離Ｌａと、真の相対距離に近い第２相対距離Ｌｂとに基づいて、作業機械２とランドマークＬＭとの相対距離に係る補正値Ｇを算出する。本実施形態において、補正値Ｇは、第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとの比によって表される（Ｇ＝Ｌｂ／Ｌａ）。

【0054】

例えば、第２相対距離Ｌｂが１０２［ｍ］であり、第１相対距離Ｌａが１００［ｍ］である場合、補正値Ｇは、１．０２である。

【0055】

なお、補正値算出部１６は、複数の第１相対距離Ｌａ及び複数の第２相対距離Ｌｂに基づいて、補正値Ｇを算出してもよい。複数の第１相対距離Ｌａに基づいて、より適切な補正値Ｇを算出することができる。例えば、作業機械２が同一の走行路ＨＬを複数回走行する場合、非接触センサ３３は、同一のランドマークＬＭにおいて同一の部位（検出点）との相対距離を常に検出するとは限らない。複数の第１相対距離Ｌａに基づいて補正値Ｇが算出されることにより、例えば第１回目の走行路ＨＬの走行において非接触センサ３３がランドマークＬＭの不適切な検出点を検出した場合でも、第２回目以降の走行路ＨＬの走行において非接触センサ３３がランドマークＬＭの適切な検出点を検出することにより、適切な補正値Ｇを算出することができる。

【0056】

図６は、本実施形態に係るデータ処理装置１０の補正値算出部１６の処理を説明するための模式図である。図６において、横軸は第１相対距離Ｌａを示し、縦軸は第２相対距離Ｌｂを示す。本実施形態において、非接触センサ３３は、作業機械２が走行している状態でランドマークＬＭを検出する。作業機械２の進行方向前方にランドマークＬＭが存在する場合、作業機械２の走行により、非接触センサ３３は、ランドマークＬＭに徐々に近づく。すなわち、非接触センサ３３は、作業機械２とランドマークＬＭとの相対距離が変化している状態で、ランドマークＬＭを順次検出する。

【0057】

第１相対距離算出部１４は、作業機械２の走行状態において位置センサ３１により検出される作業機械２の走行方向における複数の検出位置と、作業機械２の走行状態において非接触センサ３３により検出される複数のランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの複数の第１相対距離Ｌａを算出する。

【0058】

第２相対距離算出部１５は、位置センサ３１により検出される複数の作業機械２の検出位置と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの複数の第２相対距離Ｌｂを算出する。

【0059】

第１相対距離算出部１４が複数の第１相対距離Ｌａを算出し、第２相対距離算出部１５が複数の第２相対距離Ｌｂを算出することにより、図６に示すように、作業機械２の走行方向における複数の検出位置のそれぞれに対応する第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとの関係を示すプロット点が導出される。補正値算出部１６は、複数のプロット点に基づいて最小二乗法により近似曲線を算出する。本実施形態において、補正値算出部１６は、近似曲線として、複数のプロット点から原点を通る直線の傾きを算出する。直線の傾きが補正値Ｇに相当する。このように、補正値算出部１６は、作業機械２の走行方向における複数の検出位置のそれぞれに対応する第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとの関係を示すプロット点を導出し、最小二乗法により補正値Ｇを算出してもよい。

【0060】

補正値記憶部１７は、補正値算出部１６により算出された補正値Ｇを記憶する。

【0061】

ランドマーク補正位置算出部１８は、補正値記憶部１７に記憶されている補正値Ｇに基づいて、第１相対距離算出部１４により算出された非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａを補正して、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃを算出する。

【0062】

図７は、本実施形態に係るデータ処理装置１０のランドマーク補正位置算出部１８の処理を説明するための模式図である。ランドマーク補正位置算出部１８は、補正値記憶部１７に記憶されている補正値Ｇに基づいて、第１相対距離算出部１４により算出された非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａを補正して、補正相対距離Ｌｃを算出する。本実施形態において、補正相対距離Ｌｃは、補正値Ｇと第１相対距離Ｌａとの積によって表される（Ｌｃ＝Ｌａ×Ｇ）。

【0063】

例えば、補正値Ｇが１．０２である場合において、第１相対距離Ｌａが５０［ｍ］であると算出された場合、補正相対距離Ｌｃは、５１［ｍ］となる。

【0064】

また、ランドマーク補正位置算出部１８は、補正相対距離Ｌｃに基づいて、ランドマーク検出位置取得部１２により取得されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓを補正して、補正位置ＬＭａを算出する。

【0065】

フィルタ部１９は、非接触センサ３３の検出データから規定条件を満足する検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力するフィルタ処理を実施する。ランドマーク検出位置取得部１２は、規定条件を満足する非接触センサ３３の検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。すなわち、ランドマーク検出位置取得部１２は、フィルタ部１９において規定条件を満足すると判定され、フィルタ部１９を通過した非接触センサ３３の検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。フィルタ部１９は、規定条件を満足しない非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力しない。

【0066】

フィルタ部１９は、反射強度フィルタ部１９Ａと、相対速度フィルタ部１９Ｂと、検出位置フィルタ部１９Ｃと、走行速度フィルタ部１９Ｄと、姿勢角度フィルタ部１９Ｅとを有する。

【0067】

非接触センサ３３は、作業機械２の走行において物体に検出波を照射して、物体で反射した検出波を受信することにより、物体で反射した検出波の反射強度を検出することができる。規定条件は、反射強度が反射強度閾値以上であることを含む。反射強度閾値は、予め定められ、反射強度フィルタ部１９Ａに保持される。反射強度フィルタ部１９Ａは、非接触センサ３３の検出データを取得して、非接触センサ３３の検出データから導出される検出波の反射強度を算出する。上述のように、検出波に対するランドマークＬＭの反射面の反射強度は、ランドマークＬＭの周囲の物体の反射強度よりも高い。反射強度フィルタ部１９Ａは、検出波の反射強度が反射強度閾値以上であるとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭであると判定する。一方、反射強度フィルタ部１９Ａは、検出波の反射強度が反射強度閾値未満であるとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭ以外の物体であると判定する。反射強度フィルタ部１９Ａは、非接触センサ３３の検出データに基づいて、非接触センサ３３により検出された物体がランドマークＬＭであると判定した場合、非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力する。ランドマーク検出位置取得部１２は、反射強度フィルタ部１９Ａから出力された非接触センサ３３の検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。

【0068】

また、非接触センサ３３は、作業機械２の走行において物体に検出波を照射して、物体で反射した検出波を受信することにより、物体との相対速度を検出することができる。規定条件は、物体との相対速度と速度センサ２４が検出する作業機械２の走行速度との関係から算出される物体の絶対速度が絶対速度閾値未満であることを含む。絶対速度閾値は、予め定められ、絶対速度フィルタ部１９Ｂに保持される。絶対速度フィルタ部１９Ｂは、非接触センサ３３の検出データを取得して、非接触センサ３３の検出データから導出される物体との相対速度と速度センサ２４が検出する作業機械２の走行速度との関係から物体の絶対速度を算出する。上述のように、ランドマークＬＭは静止体である。一方、作業機械２の前方において作業機械２とは別の車両が走行する可能性がある。別の車両は移動体である。ランドマークＬＭの絶対速度は、別の車両の絶対速度よりも低い。絶対速度フィルタ部１９Ｂは、物体の絶対速度が絶対速度閾値未満であるとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭであると判定する。一方、絶対速度フィルタ部１９Ｂは、物体の絶対速度が絶対速度閾値以上であるとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭ以外の物体（作業機械２とは別の車両）であると判定する。絶対速度フィルタ部１９Ｂは、非接触センサ３３により検出された物体がランドマークＬＭであると判定した場合、非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力する。ランドマーク検出位置取得部１２は、相対速度フィルタ部１９Ｂから出力された非接触センサ３３の検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。

【0069】

また、非接触センサ３３は、作業機械２の走行において物体に検出波を照射して、物体で反射した電検出波を受信することにより、物体の検出位置を検出することができる。物体の検出位置は、物体の絶対位置である。作業機械２の絶対位置は、位置センサ３１により検出される。非接触センサ３３と物体との相対位置は、非接触センサ３３により検出される。そのため、非接触センサ３３は、作業機械２の絶対位置と、既知である非接触センサ３３の取付け位置と、非接触センサ３３と物体との相対位置とに基づいて、物体の絶対位置を示す検出位置を検出することができる。規定条件は、物体の検出位置とランドマークＬＭの登録位置の偏差が偏差閾値未満であることを含む。偏差閾値は、予め定められ、検出位置フィルタ部１９Ｃに保持される。ランドマークＬＭの登録位置は、ランドマークＬＭの絶対位置である。検出位置フィルタ部１９Ｃは、物体の検出位置とランドマークＬＭの登録位置との偏差が偏差閾値未満であるとき、すなわち、物体の検出位置とランドマークＬＭの登録位置とが一致又は近似するとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭであると判定する。一方、検出位置フィルタ部１９Ｃは、物体の検出位置とランドマークＬＭの登録位置との偏差が偏差閾値以上であるとき、すなわち、物体の検出位置とランドマークＬＭの登録位置とが離れているとき、検出波を反射した物体は、ランドマークＬＭ以外の物体であると判定する。検出位置フィルタ部１９Ｃは、非接触センサ３３により検出された物体がランドマークＬＭであると判定した場合、非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力する。ランドマーク検出位置取得部１２は、検出位置フィルタ部１９Ｃから出力された非接触センサ３３の検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。

【0070】

また、非接触センサ３３は、作業機械２の走行において物体を検出する。規定条件は、非接触センサ３３が物体を検出したときの作業機械２の走行速度が走行速度閾値未満であることを含む。走行速度閾値は、予め定められ、走行速度フィルタ部１９Ｄに保持される。走行速度フィルタ部１９Ｄは、速度センサ２４の検出データを取得して、非接触センサ３３が物体を検出したときの作業機械２の走行速度を取得する。作業機械２が高速走行しているとき、例えば車両本体２１の振動が大きくなる可能性が高い。車両本体２１の振動が大きい場合、非接触センサ３３の検出精度が低下する可能性がある。一方、作業機械２が低速走行しているとき、非接触センサ３３の検出精度の低下が抑制される。走行速度フィルタ部１９Ｄは、作業機械２の走行速度が走行速度閾値未満であるとき、非接触センサ３３の検出精度の低下は抑制されていると判定する。一方、走行速度フィルタ部１９Ｄは、作業機械２の走行速度が走行速度閾値以上であるとき、非接触センサ３３の検出精度が低下していると判定する。走行速度フィルタ部１９Ｄは、作業機械２の走行速度が走行速度閾値未満であるときに非接触センサ３３の検出データが取得されたと判定した場合、非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力する。ランドマーク検出位置取得部１２は、走行速度フィルタ部１９Ｄから出力された検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。

【0071】

また、非接触センサ３３は、作業機械２の走行において物体を検出する。規定条件は、非接触センサ３３が物体を検出したときの作業機械２の姿勢角度が角度閾値未満であることを含む。角度閾値は、予め定められ、姿勢角度フィルタ部１９Ｅに保持される。姿勢角度フィルタ部１９Ｅは、方位センサ２５及び姿勢センサ２６の検出データを取得して、非接触センサ３３が物体を検出したときの作業機械２の姿勢角度を取得する。例えば作業機械２が荒れた路面を走行したり急カーブコースを走行したりした場合、作業機械２の姿勢角度は大きくなる可能性が高い。また、ダンプボディ２２に積荷が積まれている積荷状態で作業機械２が走行したときの姿勢角度は大きく、ダンプボディ２２に積荷が積まれていない空荷状態で作業機械２が走行したときの姿勢角度は小さい可能性が高い。作業機械２の姿勢角度が大きい場合、非接触センサ３３の検出精度が低下する可能性がある。一方、作業機械２の姿勢角度が小さいとき、非接触センサ３３の検出精度の低下が抑制される。姿勢角度フィルタ部１９Ｅは、作業機械２の姿勢角度が角度閾値未満であるとき、非接触センサ３３の検出精度の低下は抑制されていると判定する。一方、姿勢角度フィルタ部１９Ｅは、作業機械２の姿勢角度が角度閾値以上であるとき、非接触センサ３３の検出精度が低下していると判定する。姿勢角度フィルタ部１９Ｅは、作業機械２の姿勢角度が角度閾値未満であるときに非接触センサ３３の検出データが取得されたと判定した場合、非接触センサ３３の検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力する。ランドマーク検出位置取得部１２は、姿勢角度フィルタ部１９Ｅから出力された検出データをランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとして取得する。

【0072】

＜走行制御装置＞
走行制御装置４０は、管理装置３により生成された走行条件データに従って作業機械２が走行するように、走行装置２３を制御する。本実施形態において、走行制御装置４０は、ＧＮＳＳ走行モード及びランドマーク走行モードの少なくとも一方の走行モードに基づいて、作業機械２を走行させる。

【0073】

ＧＮＳＳ走行モードは、位置センサ３１から測位信号が取得され、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が高精度であるときに実施される走行モードである。ランドマーク走行モードは、位置センサ３１から非測位信号が取得され、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が低下しているときに実施される走行モードである。

【0074】

なお、位置センサ３１の検出精度が低下する原因として、例えば太陽フレアによる電離層異常、及び全地球航法衛星システムとの通信異常等が例示される。例えば、露天掘り又は地下鉱山のような作業現場においては、全地球航法衛星システムとの通信異常が発生する可能性が高くなる。また、作業現場又は作業現場の周囲に障害物が存在する場合も、全地球航法衛星システムとの通信異常が発生する可能性が高くなる。

【0075】

走行制御装置４０は、位置センサ３１から測位信号を取得し、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が高精度であると判定したとき、ＧＮＳＳ走行モードで作業機械２を走行させる。ＧＮＳＳ走行モードにおいて、走行制御装置４０は、位置センサ３１により検出される作業機械２の検出位置と、走行条件生成部３Ａにより生成された走行条件データとに基づいて、作業機械２の位置を補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0076】

走行制御装置４０は、位置センサ３１から非測位信号を取得し、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が低下していると判定したとき、ランドマーク走行モードで作業機械２を走行させる。ランドマーク走行モードにおいて、走行制御装置４０は、非接触センサ３３により検出されるランドマークＬＭの検出位置と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置と、走行条件生成部３Ａにより生成された走行条件データとに基づいて、作業機械２の位置を補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0077】

［作業機械の走行方法］
次に、本実施形態に係る作業機械２の走行方法の一例について説明する。走行制御装置４０は、管理装置３から送信された走行条件データに基づいて、走行装置２３を制御する。本実施形態において、作業機械２は、推測航法に基づいて走行路ＨＬを走行する。

【0078】

推測航法とは、経度及び緯度が既知の起点からの作業機械２の移動距離及び方位（方位変化量）に基づいて、作業機械２の現在の位置を推測して走行する航法をいう。作業機械２の移動距離は、速度センサ２４により検出される。作業機械２の方位は、方位センサ２５により検出される。走行制御装置４０は、速度センサ２４の検出データ及び方位センサ２５の検出データを取得して、既知の起点からの作業機械２の移動距離及び方位変化量を算出して、作業機械２の現在の位置を推測しながら、走行装置２３を制御する。以下の説明において、速度センサ２４の検出データ及び方位センサ２５の検出データに基づいて推測される作業機械２の現在の位置を適宜、推測位置、と称する。

【0079】

推測航法において、走行制御装置４０は、速度センサ２４の検出データ及び方位センサ２５の検出データに基づいて作業機械２の推測位置を算出して、作業機械２が目標走行コースＣＳに従って走行するように、走行装置２３を制御する。

【0080】

推測航法において、作業機械２の走行距離が長くなると、速度センサ２４及び方位センサ２５の一方又は両方の検出誤差の蓄積により、作業機械２の推測位置と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。その結果、作業機械２は、目標走行コースＣＳから逸脱する可能性がある。

【0081】

本実施形態において、走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を補正する。ＧＮＳＳ走行モードにおいて、走行制御装置４０は、位置センサ３１の検出データに基づいて、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を補正する。ランドマーク走行モードにおいて、走行制御装置４０は、非接触センサ３３の検出データに基づいて、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を補正する。本実施形態において、走行制御装置４０は、ランドマーク走行モードにおいて、非接触センサ３３の検出データから算出される補正相対距離Ｌｃに基づいて、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を補正する。

【0082】

ＧＮＳＳ走行モードにおいて作業機械２の推測位置を補正する方法について説明する。全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が高精度である場合、走行制御装置４０は、ＧＮＳＳ走行モードで作業機械２を走行させる。ＧＮＳＳ走行モードにおいて、走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を、位置センサ３１により検出された作業機械２の検出位置（絶対位置）を用いて補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0083】

走行制御装置４０は、速度センサ２４の検出データと、方位センサ２５の検出データと、位置センサ３１の検出データとに基づいて、作業機械２の推測位置を補正する。走行制御装置４０は、補正後の推測位置に基づいて、作業機械２が目標走行コースＣＳに従って走行するように、作業機械２の走行を制御する。

【0084】

次に、ランドマーク走行モードにおいて作業機械２の推測位置を補正する方法について説明する。全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が低下した場合、走行制御装置４０は、ランドマーク走行モードで作業機械２を走行させる。ランドマーク走行モードにおいて、走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を、非接触センサ３３により検出された作業機械２とランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａ（ランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓ）と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとを用いて補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0085】

ランドマーク走行モードにおいて、作業機械２が走行している状態で、非接触センサ３３は、検出波を発射する。非接触センサ３３は、物体で反射した検出波を受信する。非接触センサ３３の検出データは、フィルタ部１９に出力される。フィルタ部１９により、ランドマークＬＭで反射した検出波に基づく検出データがランドマーク検出位置取得部１２に出力され、ランドマークＬＭ以外の物体で反射した検出波に基づく検出データはランドマーク検出位置取得部１２に出力されない。

【0086】

図７を参照して説明したように、本実施形態において、ランドマーク補正位置算出部１８は、補正値記憶部１７に記憶されている補正値Ｇに基づいて、第１相対距離Ｌａを補正して、作業機械２とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃを算出する。また、ランドマーク補正位置算出部１８は、補正相対距離Ｌｃに基づいて、ランドマーク検出位置取得部１２により取得されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓを補正して、補正位置ＬＭａを算出する。

【0087】

走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を、作業機械２とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃ（ランドマークＬＭの補正位置ＬＭａ）と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとを用いて補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0088】

走行制御装置４０は、補正位置ＬＭａと登録位置ＬＭｒとを比較する。走行制御装置４０は、補正位置ＬＭａと登録位置ＬＭｒとを比較した結果に基づいて、作業機械２の推測位置を補正する。例えば、走行制御装置４０は、補正位置ＬＭａと登録位置ＬＭｒとの差に基づいて、推測位置の補正量を算出する。すなわち、走行制御装置４０は、速度センサ２４の検出データと、方位センサ２５の検出データと、非接触センサ３３の検出データから算出された非接触センサ３３とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃを含む相対位置データと、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとに基づいて、作業機械２の推測位置を補正する。走行制御装置４０は、補正後の作業機械２の推測位置と目標走行コースＣＳとが一致するように、作業機械２の走行を制御する。

【0089】

［制御方法］
次に、本実施形態に係る作業機械２の制御方法について説明する。図８は、本実施形態に係るマップデータ作成方法を示すフローチャートである。

【0090】

作業機械２は、推測航法により走行路ＨＬを走行する。作業機械２の走行において、位置センサ３１は、作業機械２の位置を検出する。位置センサ３１は、作業機械２を測位できたとき、測位信号を出力し、作業機械２を測位できなかったとき、非測位信号を出力する。

【0091】

作業機械検出位置取得部１１は、位置センサ３１から、測位信号又は非測位信号を取得する。作業機械検出位置取得部１１により取得された測位信号又は非測位信号は、走行制御装置４０に出力される。走行制御装置４０は、測位信号又は非測位信号に基づいて、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が高精度か否かを判定する（ステップＳＴ１）。

【0092】

ステップＳＴ１において、測位信号が取得され、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が高精度であると判定された場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、作業機械検出位置取得部１１は、走行路ＨＬを走行する作業機械２の走行において位置センサ３１で検出された作業機械２の検出位置を取得する（ステップＳＴ２）。

【0093】

また、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が高精度であると判定した場合、走行制御装置４０は、ＧＮＳＳ走行モードで作業機械２を走行させる（ステップＳＴ３）。

【0094】

上述のように、ＧＮＳＳ走行モードにおいて、走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を、位置センサ３１により検出された作業機械２の検出位置を用いて補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0095】

図５に示したように、ＧＮＳＳ走行モードにおいて、非接触センサ３３は、ランドマークＬＭを検出する。非接触センサ３３は、作業機械２が走行している状態で、検出波を反射して、ランドマークＬＭを検出する。非接触センサ３３の検出データは、フィルタ部１９に出力される。フィルタ部１９は、非接触センサ３３の検出データから規定条件を満足する検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力するフィルタ処理を実施する。ランドマーク検出位置取得部１２は、作業機械２の走行において、非接触センサ３３で検出されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓを、フィルタ部１９を介して取得する（ステップＳＴ４）。

【0096】

ＧＮＳＳ走行モードにおいては、作業機械２の検出位置が高精度に検出される。図５を参照して説明したように、第１相対距離算出部１４は、ステップＳＴ２において取得された作業機械２の検出位置と、ステップＳＴ４において取得されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第１相対距離Ｌａを算出する。

【0097】

また、第２相対距離算出部１５は、ステップＳＴ２において取得された作業機械２の検出位置と、ランドマーク登録位置記憶部１３に予め記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの第２相対距離Ｌｂを算出する。

【0098】

補正値算出部１６は、第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとに基づいて、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの相対距離に係る補正値Ｇを算出する（ステップＳＴ５）。

【0099】

上述のように、本実施形態において、補正値Ｇは、第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとの比によって表される（Ｇ＝Ｌｂ／Ｌａ）。また、図６を参照して説明したように、補正値算出部１６は、複数の作業機械２の検出位置のそれぞれに対応する第１相対距離Ｌａと第２相対距離Ｌｂとの関係を示すプロット点を導出し、最小二乗法により補正値Ｇを算出してもよい。

【0100】

補正値記憶部１７は、ステップＳＴ５において算出された補正値Ｇを記憶する（ステップＳＴ６）。

【0101】

以上のように、補正値Ｇは、作業機械２がＧＮＳＳ走行モードで稼働しているときに算出される。

【0102】

全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が低下している場合においても、非接触センサ３３は、作業機械２が走行している状態で、ランドマークＬＭを検出する。第１相対距離算出部１４は、非接触センサ３３の検出データに基づいて、第１相対距離Ｌａを算出する。

【0103】

ステップＳＴ１において、非測位信号が取得され、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が低下していると判定された場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、ランドマーク補正位置算出部１８は、補正値記憶部１７に記憶されている補正値Ｇに基づいて、第１相対距離Ｌａを補正して、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃを算出する。また、ランドマーク補正位置算出部１８は、補正相対距離Ｌｃに基づいて、ランドマーク検出位置取得部１２により取得されたランドマークＬＭの検出位置ＬＭｓを補正して、補正位置ＬＭａを算出する（ステップＳＴ７）。

【0104】

また、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の検出精度が低下していると判定した場合、走行制御装置４０は、ランドマーク走行モードで作業機械２を走行させる（ステップＳＴ８）。

【0105】

上述のように、ランドマーク走行モードにおいて、走行制御装置４０は、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を、非接触センサ３３とランドマークＬＭとの補正相対距離Ｌｃ（ランドマークＬＭの補正位置ＬＭａ）と、ランドマーク登録位置記憶部１３に記憶されているランドマークＬＭの登録位置ＬＭｒとを用いて補正しながら、作業機械２を走行させる。

【0106】

［コンピュータシステム］
図９は、コンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の管理装置３、データ処理装置１０、及び走行制御装置４０のそれぞれは、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ーフェース１００４とを有する。上述の管理装置３の機能、データ処理装置１０の機能、及び走行制御装置４０の機能は、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、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、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。

【0107】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、ＧＮＳＳ走行モードにおいて、作業機械２の走行中（稼働中）に、補正値Ｇが算出される。そのため、作業機械２の走行を停止することなく、補正値Ｇを算出することができる。作業機械２の走行状態において非接触センサ３３が補正（キャリブレーション）されるので、作業現場の生産性の低下を抑制しつつ、非接触センサ３３を補正することができる。

【0108】

ＧＮＳＳ走行モードからランドマーク走行モードに移行した場合、非接触センサ３３の検出データから算出された第１相対距離Ｌａが、補正値Ｇに基づいて補正され、補正相対距離Ｌｃが算出される。非接触センサ３３の第１相対距離Ｌａが誤差を含んでいる場合においても、補正値Ｇに基づいて補正されることにより、真の相対距離との誤差が小さい補正相対距離Ｌｃが算出される。補正相対距離Ｌｃが算出されることにより、ランドマーク走行モードにおいて、推測航法により走行する作業機械２の推測位置を適正に補正することができる。したがって、ランドマークＬＭを用いて作業機械２の位置を計測しながら作業機械２を走行させるランドマーク走行モードにおいて、作業機械２の位置精度の低下を抑制することができる。

【0109】

また、本実施形態においては、フィルタ部１９により、非接触センサ３３の検出データから規定条件を満足する検出データをランドマーク検出位置取得部１２に出力するフィルタ処理が実施される。これにより、ランドマーク検出位置取得部１２には、ランドマークＬＭで反射した検出波に基づく検出データが出力されれ、ランドマークＬＭ以外の物体で反射した検出波に基づく検出データの送信が抑制される。

【0110】

［他の実施形態］
なお、上述の実施形態において、非接触センサ３３は、作業機械２の前部に設けられ、作業機械２の進行方向前方の物体を検出することとした。非接触センサ３３は、作業機械２の側部に設けられてもよいし、作業機械２の後部に設けられてもよい。非接触センサ３３は、作業機械２の進行方向後方の物体を検出してもよい。

【0111】

なお、上述の実施形態において、データ処理装置１０の機能の少なくとも一部が管理装置３に設けられてもよいし、管理装置３の機能の少なくとも一部がデータ処理装置１０及び走行制御装置４０の少なくとも一方に設けられてもよい。例えば、上述の実施形態において、管理装置３が、ランドマーク補正位置算出部１８の機能を有し、管理装置３で算出された補正相対距離Ｌｃが、通信システム４を介して、作業機械２の走行制御装置４０に送信されてもよい。

【符号の説明】

【0112】

１…管理システム、２…作業機械、３…管理装置、３Ａ…走行条件生成部、３Ｂ…通信部、４…通信システム、５…管制施設、６…無線通信機、７…積込機、８…破砕機、９…制御システム、１０…データ処理装置、１１…作業機械検出位置取得部、１２…ランドマーク検出位置取得部、１３…ランドマーク登録位置記憶部、１４…第１相対距離算出部、１５…第２相対距離算出部、１６…補正値算出部、１７…補正値記憶部、１８…ランドマーク補正位置算出部、１９…フィルタ部、１９Ａ…反射強度フィルタ部、１９Ｂ…絶対速度フィルタ部、１９Ｃ…検出位置フィルタ部、１９Ｄ…走行速度フィルタ部、１９Ｅ…姿勢角度フィルタ部、２１…車両本体、２２…ダンプボディ、２３…走行装置、２３Ａ…駆動装置、２３Ｂ…ブレーキ装置、２３Ｃ…操舵装置、２４…速度センサ、２５…方位センサ、２６…姿勢センサ、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…無線通信機、３１…位置センサ、３３…非接触センサ、４０…走行制御装置、ＡＲｌ…検出範囲、ＡＲｓ…検出範囲、ＣＳ…目標走行コース、Ｇ…補正値、ＨＬ…走行路、ＩＳ…交差点、Ｌａ…第１相対距離、Ｌｂ…第２相対距離、Ｌｃ…補正相対距離、ＬＭ…ランドマーク、ＬＭａ…補正位置、ＬＭｒ…登録位置、ＬＭｓ…検出位置、ＰＡ…作業場、ＰＡ１…積込場、ＰＡ２…排土場、ＰＩ…ポイント。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】