特許 7103834 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】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(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】

   G05D 1/02 20200101AFI20220712BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20220712BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 J

G01S17/89

G08G1/00 X

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018081444

(22)【出願日】2018-04-20

(65)【公開番号】P2019191743

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-03-01

(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】今井 貞雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２０２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１１７７１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００８－５０６１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４１２０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業現場の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、
前記走行路を走行する前記作業機械の前方に存在し、上方に向かって前記作業機械から離れるように傾斜する物体の表面の位置を検出する非接触センサと、
前記非接触センサで検出され規定の高さ条件を満足する前記物体の検出点と前記位置センサの検出データとに基づいて、マップデータを作成するマップデータ作成部と、
を備える作業機械の制御システム。

【請求項2】

前記高さ条件は、高さ閾値以下の高さであることを含む、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。

【請求項3】

前記物体は、前記走行路を走行する前記作業機械の前方に存在し、
前記非接触センサは、前記走行路の路面と前記物体の表面との境界の位置を検出し、
前記高さ条件は、前記物体の表面において前記境界から規定距離までの規定領域に存在することを含む、
請求項１に記載の作業機械の制御システム。

【請求項4】

前記マップデータを記憶するマップデータ記憶部を備え、
前記検出点は、前記マップデータ記憶部に記憶される前記マップデータを構成する既存検出点と、前記非接触センサで検出される現況検出点とを含み、
前記マップデータ作成部は、前記高さ条件を満足する前記現況検出点を前記既存検出点に付加して前記マップデータを作成する、
請求項１から請求項３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5】

前記非接触センサの検出データと前記マップデータ作成部で作成された前記マップデータとを照合して、前記作業機械の照合位置を示す照合位置データを算出する照合位置データ算出部を有する、
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】

前記位置センサの検出精度が低下したとき、前記照合位置データ算出部により算出された前記照合位置データに基づいて、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５に記載の作業機械の制御システム。

【請求項7】

請求項１から請求項６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8】

作業現場の走行路を走行する作業機械の位置の検出データを位置センサから取得することと、
前記走行路を走行する前記作業機械の前方に存在し、上方に向かって前記作業機械から離れるように傾斜する物体の表面の位置の検出データを非接触センサから取得することと、
前記非接触センサで検出され規定の高さ条件を満足する前記物体の検出点と前記位置センサの検出データとに基づいて、マップデータを作成することと、
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】

本出願は、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、作業現場のマップデータを作成し、全地球航法衛星システムの検出精度が低下したときに、非接触センサの検出データとマップデータとを照合して、作業機械の位置を算出する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１６／０６０２８１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マップデータは、走行路を走行する作業機械に搭載されている非接触センサの検出データに基づいて作成される。非接触センサは、走行路の土手のような作業機械の周囲の物体を検出する。マップデータの作成において、例えば物体の形状に起因して、マップデータにノイズが含まれる可能性がある。マップデータにノイズが含まれると、ノイズに起因して、マップデータで示される物体の形状及び位置と、実際の物体の形状及び位置とが乖離してしまう可能性がある。その結果、非接触センサの検出データとマップデータとを照合したとき、算出される作業機械の位置計測の精度が低下する可能性がある。

【0005】

本発明の態様は、高精度なマップデータを作成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に従えば、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、前記作業機械の周囲の物体の位置を検出する非接触センサと、前記非接触センサで検出され規定の高さ条件を満足する前記物体の検出点と前記位置センサの検出データとに基づいて、マップデータを作成するマップデータ作成部と、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】

【0007】

本発明によれば、高精度なマップデータを作成できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１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、第１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、第１実施形態に係る非接触センサの検出範囲を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る非接触センサの検出範囲を模式的に示す図である。

【図5】図５は、第１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6】図６は、第１実施形態に係るマップデータ作成部の処理を説明するための模式図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係るフィルタ部の処理を説明するための模式図である。

【図8】図８は、比較例に係るマップデータ作成部の処理を説明するための模式図である。

【図9】図９は、第１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。

【図10】図１０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。

【図11】図１１は、第２実施形態に係るマップデータ作成部の処理を説明するための模式図である。

【図12】図１２は、第２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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

［１］第１実施形態
［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、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からの走行条件データに基づいて走行する。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

［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３２と、データ処理装置１０と、走行制御装置４０とを備える。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

以下の説明において、後輪２７Ｒの回転軸に平行な方向を適宜、車幅方向又は左右方向、と称し、車輪２７（タイヤ）の接地面に垂直な方向を適宜、上下方向、と称し、車幅方向及び上下方向の両方に直交する方向を適宜、前後方向、と称する。車幅方向、上下方向、及び前後方向は、作業機械２の車体座標系（ローカル座標系）において規定される。

【0018】

速度センサ２４は、走行装置２３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。方位センサ２５は、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。姿勢センサ２６は、作業機械２の姿勢を検出する。作業機械２の姿勢は、水平面に対する作業機械２の傾斜角度を含む。姿勢センサ２６の検出データは、作業機械２の姿勢を示す姿勢データを含む。姿勢センサ２６は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を含む。

【0019】

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。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。位置センサ３１は、ＧＰＳ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。

【0020】

非接触センサ３２は、作業機械２の周囲の物体の位置を検出する。非接触センサ３２は、作業機械２の周囲の少なくとも一部の物体を走査して、物体の検出点ＤＰとの相対位置を検出する。非接触センサ３２の検出データは、作業機械２と検出点ＤＰとの相対位置を示す相対位置データを含む。非接触センサ３２は、例えば車両本体２１の前部の下部に配置される。作業機械２の車体座標系において、車両本体２１に取り付けられる非接触センサ３２の取付け位置と車両本体２１の基準点との相対位置は予め決められている既知データである。非接触センサ３２は、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。作業機械２の周囲の物体は、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を含む。作業機械２の周囲の物体として、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、走行路ＨＬの傍らに存在する土手ＢＫ、及び崖のような急な斜面を有する隆起物ＰＲの少なくとも一つが例示される。非接触センサ３２は、作業機械２の前方の障害物を非接触で検出する障害物センサとして機能する。

【0021】

非接触センサ３２は、作業機械２と物体との相対位置を検出可能である。非接触センサ３２は、物体をレーザ光で走査して、作業機械２と物体の複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置を検出可能なレーザセンサを含む。なお、非接触センサ３２は、物体を電波で走査して、作業機械２と物体の複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置を検出可能なレーダセンサでもよい。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。

【0022】

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。

【0023】

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、位置センサ３１の検出データ及び非接触センサ３２の検出データを処理する。

【0024】

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。

【0025】

［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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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の車体座標系において規定されてもよい。

【0029】

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。

【0030】

［非接触センサ］
図３及び図４は、本実施形態に係る非接触センサ３２の検出範囲を模式的に示す図である。非接触センサ３２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３２は、単数でもよいし複数でもよい。非接触センサ３２の検出範囲ＡＲは、放射状である。検出波は、放射状の検出範囲ＡＲにおいて走査される。非接触センサ３２は、検出範囲ＡＲ内の物体を検出波で走査して、物体の３次元形状を示す点群データを取得する。点群データは、物体の表面における複数の検出点ＤＰの集合体である。検出点ＤＰは、物体の表面において検出波が照射された照射点を含む。非接触センサ３２は、作業機械２の周囲の少なくとも一部の物体を検出波で走査して、物体の複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置を検出する。

【0031】

図３に示すように、検出範囲ＡＲは、車両本体２１から車幅方向に放射状に拡がる検出波の照射範囲ＩＡＨを含む。また、図４に示すように、検出範囲ＡＲは、車両本体２１から上下方向に放射状に拡がる検出波の照射範囲ＩＡＶを含む。照射範囲ＩＡＨは、作業機械２から離れるほど車幅方向に拡がる。照射範囲ＩＡＶは、作業機械２から離れるほど上下方向に拡がる。

【0032】

非接触センサ３２により検出される物体は、少なくとも作業機械２の正面に存在する隆起物ＰＲを含む。隆起物ＰＲは、作業機械２が走行する路面よりも上方に突出する物体である。隆起物ＰＲとして、走行路ＨＬの周囲の少なくとも一部に存在する崖、及び管制施設５のような建築物が例示される。隆起物ＰＲの高さは、作業機械２の高さよりも高い。なお、隆起物ＰＲの高さは、作業機械２の高さよりも低くてもよい。図３に、隆起物ＰＲの一例として作業機械２から見た崖の画像ＧＰを示す。なお、物体は、走行路ＨＬの傍らに存在する土手ＢＫを含んでもよい。土手ＢＫは、走行路ＨＬの両側に設けられる。

【0033】

非接触センサ３２は、作業機械２が走行している状態で物体を走査する。また、物体の形状及び物体と作業機械２との相対位置に起因して、物体が検出範囲ＡＲに配置されても、検出波が照射されない部分が発生する可能性がある。

【0034】

［制御システム］
図５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。

【0035】

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。

【0036】

（データ処理装置）
データ処理装置１０は、絶対位置データ取得部１１と、相対位置データ取得部１２と、マップデータ作成部１３と、マップデータ記憶部１４と、フィルタ部１５と、照合位置データ算出部１６とを有する。

【0037】

絶対位置データ取得部１１は、位置センサ３１から、作業機械２の絶対位置を示す絶対位置データを取得する。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。絶対位置データ取得部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。

【0038】

相対位置データ取得部１２は、非接触センサ３２から、作業機械２と物体の検出点ＤＰとの相対位置を示す相対位置データを取得する。非接触センサ３２は、１回の走査で複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置を検出可能である。相対位置データ取得部１２は、非接触センサ３２から、作業機械２と物体の複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置データを取得する。

【0039】

マップデータ作成部１３は、位置センサ３１の検出データ及び非接触センサ３２の検出データに基づいて、作業現場のマップデータを作成する。すなわち、マップデータ作成部１３は、絶対位置データ取得部１１により取得された作業機械２の絶対位置データと、相対位置データ取得部１２により取得された複数の検出点ＤＰのそれぞれとの相対位置データとに基づいて、作業現場のマップデータを作成する。作業現場のマップデータは、作業機械２の周囲の物体の検出点ＤＰの有無及び位置を示す。本実施形態において、物体のマップデータは、土手ＢＫのマップデータ及び隆起物ＰＲのマップデータを含む。

【0040】

マップデータ作成部１３は、測位信号が取得されたとき、マップデータを作成する。マップデータ作成部１３は、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が規定精度以上であるとき（高精度であるとき）、マップデータを作成することが好ましい。マップデータの作成は、非接触センサ３２で検出された検出点ＤＰをマップデータ記憶部１４に記憶させる処理を含む。

【0041】

マップデータの作成は、測位信号が取得されたときに、後述する通常走行モードで作業機械２が走行しながら実施される。マップデータの作成は、位置センサ３１の検出精度が高精度であるときに、通常走行モードで作業機械２が走行しながら実施されることが好ましい。位置センサ３１の検出精度が低下したときに、通常走行モードから後述する照合走行モードに切り換えられ、照合走行モードで作業機械２が走行する。

【0042】

本実施形態において、マップデータ作成部１３は、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置データ、方位センサ２５により検出された作業機械２の方位データ、及び非接触センサ３２により検出された検出点ＤＰの相対位置データに基づいて、マップデータを作成する。マップデータ作成部１３は、作業機械２の絶対位置データ及び方位データと、検出点ＤＰの相対位置データとを統合して、土手ＢＫのマップデータ及び隆起物ＰＲのマップデータを作成する。

【0043】

本実施形態において、マップデータ作成部１３は、非接触センサ３２で検出され規定の高さ条件を満足する物体の検出点ＤＰと、位置センサ３１の検出データとに基づいて、マップデータを作成する。

【0044】

マップデータ記憶部１４は、マップデータ作成部１３で作成されたマップデータを記憶する。検出点ＤＰは、マップデータ記憶部１４に記憶されるマップデータを構成する既存検出点ＤＰｅと、非接触センサ３２で検出される現況検出点ＤＰｃとを含む。既存検出点ＤＰｅとは、マップデータ記憶部１４に記憶されるマップデータを規定する検出点ＤＰをいう。図６等に示すように、現況検出点ＤＰｃとは、非接触センサ３２で検出され、相対位置データ取得部１２により取得された現況の検出点ＤＰをいう。

【0045】

フィルタ部１５は、検出点ＤＰが高さ条件を満足するか否かを判定する。検出点ＤＰの高さとは、車体座標系における上下方向の検出点ＤＰの位置をいう。高さ条件は、高さ閾値ｈ１以下の高さであることを含む。図７等に示すように、高さ閾値ｈ１は、検出点ＤＰの高さに係る閾値であり、予め定められる。検出点ＤＰの高さは、車体座標系の基準面からの高さを示し、高さ閾値ｈ１は、車体座標系の基準面からの高さに係る閾値を示す。本実施形態において、車体座標系の基準面は、車輪２７（タイヤ）の接地面である。

【0046】

フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ１を記憶する。フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された検出点ＤＰ（現況検出点ＤＰｃ）の相対位置データと高さ閾値ｈ１とを比較して、検出点ＤＰの高さが高さ閾値ｈ１以下か否かを判定する。検出点ＤＰの相対位置データは、車体座標系における検出点ＤＰの高さを示す高さデータを含む。フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された検出点ＤＰの相対位置データに基づいて、車体座標系における現況検出点ＤＰｃの高さデータを算出する。検出点ＤＰの高さが高さ閾値ｈ１以下である場合、フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃは高さ条件を満足すると判定する。検出点ＤＰの高さが高さ閾値ｈ１よりも大きい場合、フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃは高さ条件を満足しないと判定する。

【0047】

マップデータ作成部１３は、高さ条件を満足する検出点ＤＰを用いてマップデータを作成する。マップデータ作成部１３は、規定周期（例えば０．１［秒］毎）にマップデータを作成する。フィルタ部１５による高さ条件の判定は、規定周期で実施され、マップデータ作成部１３は、フィルタ部１５による高さ条件の判定結果に基づいて、規定周期でマップデータを作成する。

【0048】

マップデータ作成部１３は、規定周期で作成したマップデータをマップデータ記憶部１４に記憶させる。マップデータ記憶部１４に記憶されるマップデータは、規定周期で更新される。マップデータ作成部１３は、高さ条件を満足する現況検出点ＤＰｃをマップデータ記憶部１４に記憶されている既存検出点ＤＰｅに付加してマップデータを作成する。

【0049】

照合位置データ算出部１６は、非接触センサ３２の検出データとマップデータ作成部１３で作成されたマップデータとを照合して、作業機械２の照合位置を示す照合位置データを算出する。すなわち、照合位置データ算出部１６は、相対位置データ取得部１２により取得された現況検出点ＤＰｃの相対位置データと、マップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータとを照合して、作業機械２の照合位置データを算出する。照合位置は、照合位置データ算出部１６により算出される作業機械２の絶対位置を示す。

【0050】

照合位置データ算出部１６は、速度センサ２４により検出された走行速度データと、方位センサ２５により検出された方位データと、非接触センサ３２により検出された検出点ＤＰの相対位置データとに基づいて、作業機械２の照合位置及び方位を算出する。

【0051】

（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、位置センサ３１により検出される絶対位置データに基づいて作業機械２を走行させる通常走行モードと、照合位置データ算出部１６により算出された照合位置データに基づいて作業機械２を走行させる照合走行モードと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。

【0052】

通常走行モードは、位置センサ３１から測位信号が取得されたときに実施される走行モードである。走行制御装置４０は、位置センサ３１から測位信号を取得したと判定したとき、位置センサ３１により検出された絶対位置データと走行条件データとに基づいて、走行装置２３を制御する。すなわち、通常走行モードにおいて、走行制御装置４０は、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置データとポイントＰＩの座標データとを照合して、作業機械２の絶対位置データとポイントＰＩの座標データとの差が許容値以下になるように、走行装置２３の走行状態を制御する。通常走行モードは、位置センサ３１により検出された作業機械２の絶対位置の検出精度が規定精度以上であるときに実施されることが好ましい。

【0053】

照合走行モードは、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。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、照合位置データ算出部１６により算出された照合位置データと走行条件データとに基づいて、走行装置２３を制御する。すなわち、照合走行モードにおいて、走行制御装置４０は、照合位置データ算出部１６により算出された作業機械２の照合位置データとポイントＰＩの座標データとを照合して、作業機械２の照合位置データとポイントＰＩの座標データとの差が許容値以下になるように、走行装置２３の走行状態を制御する。

【0054】

なお、位置センサ３１の検出精度が低下する状況として、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。鉱山現場の例えば、露天掘り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。

【0055】

［マップデータ作成部の処理］
図６は、本実施形態に係るマップデータ作成部１３の処理を説明するための模式図である。なお、図６に示す例においては、非接触センサ３２によって検出される物体が土手ＢＫであることとする。なお、物体は隆起物ＰＲでもよい。

【0056】

マップデータは、複数のグリッドからなるグリッドデータを含む。検出点ＤＰは、１つのグリッドによって規定される。検出点ＤＰは、土手ＢＫの存在を示すバイナリデータである。検出点ＤＰにおいて土手ＢＫが検出されると、検出点ＤＰとしてグリッドに「１」が入力される。土手ＢＫが検出されない場合、グリッドに「０」が入力される。

【0057】

鉱山のような作業現場においては、作業機械２は、同一の走行路ＨＬを複数回走行する場合が多い。マップデータ作成部１３は、作業機械２が同一の場所を複数回走行し、それぞれの走行において取得された検出点ＤＰに基づいて、マップデータを作成する。

【0058】

図６（Ａ）は、作業機械２が走行路ＨＬの特定の場所を最初に走行したときに取得された検出点ＤＰを模式的に示す図である。非接触センサ３２は、作業機械２が走行している状態で物体を走査する。上述のように、土手ＢＫの表面において、検出点ＤＰは、まばらに検出される。マップデータ作成部１３は、まばらに検出された検出点ＤＰに基づいて、図６（Ａ）に示すようなマップデータを作成する。マップデータ作成部１３により作成されたマップデータは、マップデータ記憶部１４に記憶される。

【0059】

図６（Ｂ）は、作業機械２が走行路ＨＬの特定の場所を２回目に走行したときに取得された検出点ＤＰを模式的に示す図である。第２回目の走行において、位置センサ３１の検出精度が規定精度以上であることを条件として、マップデータ作成部１３は、第１回目の走行で走行した特定の場所か否かを、絶対位置データ取得部１１により取得された作業機械２の絶対位置データに基づいて判定することができる。マップデータ作成部１３は、第２回目の走行において検出された検出点ＤＰを、第１回目の走行において作成されたマップデータに統合する。すなわち、マップデータ作成部１３は、第２回目の走行において相対位置データ取得部１２により取得された現況の検出点ＤＰを示す複数の現況検出点ＤＰｃを、マップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータの既存検出点ＤＰｅに付加するようにマップデータを作成する。図６（Ｂ）において、マップデータ記憶部１４に記憶されていたマップデータは、既存検出点ＤＰｅによって規定されている。マップデータ作成部１３は、第１回目の走行において取得された既存検出点ＤＰｅに、第２回目の走行において取得された現況検出点ＤＰｃを付加するようにマップデータを作成する。

【0060】

図６（Ｃ）は、作業機械２が走行路ＨＬの特定の場所を３回目に走行したときに取得された検出点ＤＰを模式的に示す図である。マップデータ作成部１３は、第３回目の走行において検出された検出点ＤＰを、第１回目及び第２回目の走行において作成されたマップデータに統合する。すなわち、マップデータ作成部１３は、第３回目の走行において相対位置データ取得部１２により取得された現況の検出点ＤＰを示す複数の現況検出点ＤＰｃを、マップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータの既存検出点ＤＰｅに付加するようにマップデータを作成する。

【0061】

このように、作業機械２が同一の場所を複数回走行するとき、各走行において取得された検出点ＤＰが積み重ねられていく。走行回数が多いほど、実際の土手ＢＫの位置及び形状に則したマップデータが構築される。

【0062】

［フィルタ部の処理］
図７は、本実施形態に係るフィルタ部１５の処理を説明するための模式図である。作業機械２は、走行路ＨＬを走行する。走行路ＨＬを走行する作業機械２の前方に隆起物ＰＲが存在する場合、非接触センサ３２は、隆起物ＰＲを検出する。非接触センサ３２に対向する隆起物ＰＲの表面（壁面）は、上方に向かって作業機械２から離れるように傾斜している。

【0063】

非接触センサ３２の検出範囲ＡＲは、上下方向に放射状に拡がる。検出波は、検出範囲ＡＲにおいて走査される。非接触センサ３２は、検出範囲ＡＲ内の隆起物ＰＲを検出波で走査して、隆起物ＰＲの３次元形状を示す点群データを取得する。点群データは、隆起物ＰＲの表面における複数の検出点ＤＰの集合体である。

【0064】

相対位置データ取得部１２は、非接触センサ３２の検出データを取得する。非接触センサ３２の検出データは、検出点ＤＰの相対位置データを含む。

【0065】

フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された検出点ＤＰの相対位置データに基づいて、車体座標系における検出点ＤＰの高さを示す高さデータを算出する。フィルタ部１５は、検出範囲ＡＲに存在する複数の検出点ＤＰのそれぞれの高さデータを算出する。

【0066】

フィルタ部１５は、複数の検出点のそれぞれについて、高さ条件を満足するか否かを判定する。高さ条件は、検出点ＤＰの高さが高さ閾値ｈ１以下であることを含む。検出点ＤＰの高さは、車体座標系の基準面からの高さを示し、高さ閾値ｈ１は、車体座標系の基準面からの高さに係る閾値を示す。車体座標系の基準面は、車輪２７（タイヤ）の接地面である。フィルタ部１５は、検出点ＤＰの高さデータと予め定められている高さ閾値ｈ１とを比較して、複数の検出点ＤＰのそれぞれの高さが高さ閾値ｈ１以下か否かを判定する。

【0067】

フィルタ部１５は、複数の検出点ＤＰのうち高さ条件を満足しない検出点ＤＰを除外する。すなわち、フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ１よりも高い位置に存在する検出点ＤＰを除外する。図７に示す例において、フィルタ部１５は、隆起物ＰＲの表面の複数の検出点ＤＰのうち、高さ条件不成立領域ＡＤに存在する検出点ＤＰを除外する。

【0068】

マップデータ作成部１３は、フィルタ部１５により高さ条件を満足すると判定された検出点ＤＰを用いてマップデータを作成する。すなわち、マップデータ作成部１３は、高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰを用いてマップデータを作成する。フィルタ部１５において高さ条件を満足しないと判定され、除外された検出点ＤＰは、マップデータに反映されない。図７に示す例において、フィルタ部１５は、隆起物ＰＲの表面の複数の検出点ＤＰのうち、高さ条件成立領域ＡＣに存在する検出点ＤＰを用いてマップデータを作成する。

【0069】

マップデータの作成は、マップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータに現況検出点ＤＰｃを付加する処理を含む。マップデータ作成部１３は、マップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータの既存検出点ＤＰｅに高さ閾値ｈ１以下の現況検出点ＤＰｃを付加してマップデータを作成する。

【0070】

マップデータＭＩは、複数のグリッドからなるグリッドデータを含む。検出点ＤＰは、１つのグリッドによって規定される。図７に示すように、マップデータＭＩは、水平面と平行な面内においてマトリクス状に配置される複数のグリッドを含む。本実施形態においては、高さ条件を満足する検出点ＤＰを示すグリッドに「１」が入力される。高さ条件を満足しない検出点ＤＰを示すグリッドに「０」が入力される。

【0071】

なお、本実施形態において、高さ閾値ｈ１よりも低い高さ閾値ｈ２が設定される。高さ閾値ｈ２は、車体座標系の基準面（接地面）からの高さに係る閾値を示す。フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ２を記憶する。高さ閾値ｈ２は、走行路ＨＬの路面と同等の高さであるとみなすことができる高さである。鉱山の走行路は未舗装であり、作業機械２が乗り越えられる程度の岩又は轍が存在する。作業機械２が乗り越えられる程度の岩又は轍の高さは、高さ閾値ｈ２以下であり、作業機械２の走行において無視することができる程度の物体である。高さ閾値ｈ２以下の高さの物体が走行路ＨＬの路面に存在しても、作業機械２は支障なく走行することができる。本実施形態において、フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ２以下の検出点ＤＰを除外する。すなわち、本実施形態において、フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰ及び高さ閾値ｈ２以下の検出点ＤＰを除外する。マップデータ作成部１３は、高さ閾値ｈ１以下であり高さ閾値ｈ２よりも高い検出点ＤＰを用いてマップデータを作成する。

【0072】

走行路ＨＬの路面と同等の高さであるとみなせる物体の検出点ＤＰが除外されることにより、作業機械２が走行する路面を示すグリッドには「０」が入力される。マップデータにおいて、土手ＢＫ及び隆起物ＰＲのみならず、作業機械２が走行する路面を示すグリッドにも「１」が入力されてしまうと、路面にも障害物が存在すると判定されるため、作業機械２は、照合走行モードで走行することが困難となる可能性がある。本実施形態においては、高さ閾値ｈ２以下の検出点ＤＰが除外されるので、作業機械２は、照合走行モードで走行路ＨＬを円滑に走行することができる。

【0073】

高さ条件を満足する検出点ＤＰにより、マップデータＭＩにおいて、車幅方向に延在するグリッド領域ＧＲ１が形成される。グリッド領域ＧＲ１は、高さ条件を満足する複数の検出点ＤＰにより構成される。高さ条件を満足しない検出点ＤＰは、フィルタ部１５において除外され、マップデータＭＩ（グリッド領域ＧＲ１）の作成に使用されない。そのため、前後方向におけるグリッド領域ＧＲ１の幅ｄ１は、高さ条件を満足する検出点ＤＰに基づいて規定される。

【0074】

本実施形態に係るマップデータＭＩは、高さ条件を満足する検出点ＤＰに基づいて作成されるため、隆起物ＰＲの表面と直交する方向におけるグリッド領域ＧＲ１の幅ｄ１を小さくすることができる。すなわち、隆起物ＰＲの表面と直交する方向において「１」が入力されたグリッドの数を少なくすることができる。そのため、図７に示すように、マップデータＭＩにおいて隆起物ＰＲの表面を規定するラインＬ１の太さを細くすることができる。

【0075】

マップデータＭＩは、照合走行モードで走行する作業機械２と物体（土手ＢＫ及び隆起物ＰＲ）との接触を抑制することを目的として作成される。高さ閾値ｈ１よりも高い位置に存在する隆起物ＰＲは、作業機械２に接触する可能性は低い。そのため、高さ閾値ｈ１よりも高い位置に存在する検出点ＤＰは、ノイズとみなすことができる。

【0076】

ノイズとみなされる検出点ＤＰ（現況検出点ＤＰｃ）がマップデータ記憶部１４に記憶されているマップデータに付加されると、マップデータにおいて隆起物ＰＲの表面を表わすグリッドが、隆起物ＰＲの表面と直交する方向に多数配置される可能性がある。その結果、マップデータにおいて隆起物ＰＲの表面が太い幅のラインで示されてしまう可能性がある。

【0077】

すなわち、ノイズとみなされる検出点ＤＰがマップデータに付加されると、本来であれば不要な検出点ＤＰ（高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰ）に基づいてマップデータが作成されるため、隆起物ＰＲの表面を示すラインが太くなる現象が発生し、マップデータで示される隆起物ＰＲの形状及び位置と、実際の隆起物ＰＲの形状及び位置とが乖離してしまう可能性がある。その結果、非接触センサ３２の検出データとマップデータとを照合したとき、算出される作業機械２の位置計測の精度が低下する可能性がある。

【0078】

図８は、比較例に係るマップデータ作成部１３の処理を説明するための模式図である。図８は、フィルタ部１５による高さ条件の判定が実施されずに作成されたマップデータを示す。すなわち、図８は、高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰのみならず、高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰを用いて作成されたマップデータを示す。

【0079】

検出範囲ＡＲは、上下方向に放射状に拡がる。そのため、隆起物ＰＲの表面において、上下方向の検出範囲ＡＲの寸法は大きくなる。

【0080】

高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰ及び高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰにより、マップデータＭＩにおいて、車幅方向に延在するグリッド領域ＧＲ２が形成される。高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰ及び高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰの両方に基づいてマップデータが作成されると、マップデータにおいて隆起物ＰＲの表面を表わすグリッドが、隆起物ＰＲの表面と直交する方向に多数配置されてしまう。すなわち、隆起物ＰＲの表面と直交する方向において「１」が入力されたグリッドの数を増えてしまい、グリッド領域ＧＲ２の幅ｄ２が大きくなってしまう。その結果、マップデータにおいて隆起物ＰＲの表面が太い幅のラインＬ２で示されてしまい、マップデータで示される隆起物ＰＲの形状及び位置と、実際の隆起物ＰＲの形状及び位置とが乖離してしまう可能性がある。

【0081】

本実施形態においては、フィルタ部１５により、高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰが除外される。マップデータ作成部１３は、高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰを用いてマップデータを作成し、高さ閾値ｈ１よりも高い検出点ＤＰを用いるマップデータの作成は実施しない。これにより、ノイズとみなされる検出点ＤＰ（現況検出点ＤＰｃ）がマップデータに反映されることが抑制され、実際の隆起物ＰＲの形状及び位置から乖離するマップデータの作成が抑制される。

【0082】

［マップデータ作成方法］
次に、本実施形態に係るマップデータ作成方法について説明する。図９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。

【0083】

図９に示すマップデータ作成方法が実施される前提として、通常走行モードで走行路ＨＬの特定の場所を作業機械２が既に走行し、マップデータがマップデータ記憶部１４に記憶されていることとする。

【0084】

また、以下の説明においては、説明を簡単にするため、１つの現況検出点ＤＰｃについて説明する。なお、データ処理装置１０は、作業機械２の走行において、複数の現況検出点ＤＰｃのそれぞれについて、図９に示す処理を規定周期で繰り返し実行する。

【0085】

作業機械２が特定の場所を走行しながら、位置センサ３１は、作業機械２の絶対位置を検出する。非接触センサ３２は、物体の少なくとも一部を検出波により走査する。位置センサ３１の検出データ及び非接触センサ３２の検出データは、データ処理装置１０に出力される。

【0086】

相対位置データ取得部１２は、非接触センサ３２から、現況検出点ＤＰｃの相対位置データを取得する（ステップＳ１０１）。

【0087】

フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された作業機械２と物体の現況検出点ＤＰｃとの相対位置を示す相対位置データに基づいて、現況検出点ＤＰｃの高さを示す高さデータを算出する（ステップＳ１０２）。

【0088】

フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃの高さが高さ閾値ｈ１以下か否かを判定する（ステップＳ１０３）。

【0089】

ステップＳ１０３において、現況検出点ＤＰｃの高さが高さ閾値ｈ１よりも高いと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、フィルタ部１５は、高さ閾値ｈ１よりも高い現況検出点ＤＰｃを除外する（ステップＳ１０４）。

【0090】

ステップＳ１０３において、検出点ＤＰの高さが高さ閾値ｈ１以下であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、マップデータ作成部１３は、高さ閾値ｈ１以下である現況検出点ＤＰｃを用いてマップデータを作成する（ステップＳ１０５）。

【0091】

なお、上述したように、高さ閾値ｈ１以下であり高さ閾値ｈ２よりも高い検出点ＤＰを用いてマップデータが作成されてもよい。その場合、ステップＳ１０３において、フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃの高さが、高さ閾値ｈ１以下であり、且つ、高さ閾値ｈ２よりも高いか否かを判定する。

【0092】

なお、高さ閾値ｈ１以下であることを示す第１高さ条件及び高さ閾値ｈ２よりも高いことを示す第２高さ条件の少なくとも一方を満足する検出点ＤＰを用いてマップデータが作成されてもよい。その場合、ステップＳ１０３において、フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃの高さが、高さ閾値ｈ１以下であるか、又は、高さ閾値ｈ２よりも高いか否かを判定する。

【0093】

［コンピュータシステム］
図１０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。

【0094】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、高さ閾値ｈ１以下の検出点ＤＰに基づいてマップデータが作成され、高さ閾値ｈ１よりも高くノイズとみなされる検出点ＤＰを用いるマップデータの作成は実施されない。これにより、マップデータの作成において、マップデータにノイズが含まれることが抑制される。マップデータの作成においてノイズの影響が抑制され、高精度なマップデータを作成することができるので、非接触センサ３２の検出データとマップデータとを照合したとき、算出される作業機械２の位置計測の精度の低下が抑制される。そのため、例えば位置センサ３１の検出精度が低下したときに、非接触センサ３２の検出データとマップデータとを照合しながら作業機械２を走行させるとき、作業機械２は、走行条件データに従って精度良く走行することができる。

【0095】

また、本実施形態によれば、「１」が入力されるグリッドの数を少なくすることができ、「１」が入力されるグリッドで規定される領域が減るため、マップデータ記憶部１４のデータ容量を削減することができる。

【0096】

［２］第２実施形態
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0097】

図１１は、本実施形態に係るマップデータ作成部１３の処理を説明するための模式図である。図１１に示すように、走行路ＨＬを走行する作業機械２の前方に隆起物ＰＲが存在する。非接触センサ３２は、走行路ＨＬの地面と隆起物ＰＲの表面との境界ＴＰの位置を検出する。本実施形態において、非接触センサ３２に検出される境界ＴＰの位置とは、隆起物ＰＲの表面のうち作業機械２（非接触センサ３２）と対向し、検出範囲ＡＲ内に配置される境界ＴＰの位置をいう。

【0098】

走行路ＨＬの路面の傾斜角度と、隆起物ＰＲの表面の傾斜角度とは異なる。境界ＴＰは、走行路ＨＬの路面と隆起物ＰＲの表面との変曲点を示す。

【0099】

相対位置データ取得部１２は、作業機械２と境界ＴＰとの相対位置を示す相対位置データを取得する。また、相対位置データ取得部１２は、作業機械２と隆起物ＰＲの表面における複数の検出点ＤＰとの相対位置を示す相対位置データを取得する。フィルタ部１５は、隆起物ＰＲの表面の複数の検出点ＤＰのそれぞれについて、高さ条件を満足するか否かを判定する。

【0100】

本実施形態において、高さ条件は、隆起物ＰＲの表面において境界ＴＰから規定距離ｄ３までの規定領域ＡＥに存在することを含む。規定領域ＡＥは、境界ＴＰと境界ＴＰから前方に規定距離ｄ３だけ離れた位置ＴＱとの間の隆起物ＰＲの表面の一部の領域である。規定距離ｄ３は、車体座標系における前後方向の距離である。前後方向及び上下方向のそれぞれにおいて、規定距離ｄ３は、隆起物ＰＲの表面における検出範囲ＡＲの寸法よりも短い。

【0101】

規定距離ｄ３は、マップデータを規定するグリッドの寸法に基づいて定められる。本実施形態において、規定距離ｄ３は、高さ条件を規定するために車体座標系の前後方向に配置された複数の規定グリッドＧＳの寸法の和に等しい。規定グリッドＧＳは、境界ＴＰの前方に配置される。規定領域ＡＥは、規定グリッドＧＳにより定められる。

【0102】

フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された検出点ＤＰが規定領域ＡＥに存在するか否かを判定する。すなわち、フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された検出点ＤＰが規定グリッドＧＳに一致するか否かを判定する。

【0103】

規定グリッドＧＳの少なくとも一つは、境界ＴＰの位置に一致する。以下の説明において、境界ＴＰに一致する規定グリッドＧＳを適宜、境界グリッドＧＳｔ、と称する。

【0104】

本実施形態において、規定グリッドＧＳは、車体座標系の前後方向に２つ配置される。規定距離ｄ３は、２つの規定グリッドＧＳの寸法の和に等しい。すなわち、本実施形態においては、境界ＴＰを含むように規定数の規定グリッドＧＳが前後方向に定められる。前後方向の規定グリッドＧＳの数（すなわち規定距離ｄ３）は、予め定められ、フィルタ部１５に記憶される。

【0105】

図１２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。以下の説明においては、説明を簡単にするため、１つの現況検出点ＤＰｃについて説明する。なお、データ処理装置１０は、作業機械２の走行において、複数の現況検出点ＤＰｃのそれぞれについて、図１２に示す処理を規定周期で繰り返し実行する。

【0106】

作業機械２が走行路ＨＬを走行しながら、位置センサ３１は、作業機械２の絶対位置を検出する。非接触センサ３２は、物体（隆起物ＰＲ）の少なくとも一部を検出波により走査する。位置センサ３１の検出データ及び非接触センサ３２の検出データは、データ処理装置１０に出力される。

【0107】

相対位置データ取得部１２は、非接触センサ３２から、現況検出点ＤＰｃの相対位置データを取得する（ステップＳ２０１）。

【0108】

フィルタ部１５は、相対位置データ取得部１２により取得された作業機械２と物体の現況検出点ＤＰｃとの相対位置を示す相対位置データに基づいて、現況検出点ＤＰｃの高さを示す高さデータを算出する（ステップＳ２０２）。

【0109】

フィルタ部１５は、現況検出点ＤＰｃが規定グリッドＧＳに一致するか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

【0110】

ステップＳ２０３において、現況検出点ＤＰｃが規定グリッドＧＳに一致しないと判定した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、フィルタ部１５は、規定グリッドＧＳに一致しない現況検出点ＤＰｃを除外する（ステップＳ２０４）。

【0111】

ステップＳ２０３において、現況検出点ＤＰｃが規定グリッドＧＳに一致すると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、マップデータ作成部１３は、規定グリッドＧＳに一致する現況検出点ＤＰｃを用いてマップデータを作成する（ステップＳ２０５）。

【0112】

以上説明したように、本実施形態によれば、境界ＴＰが検出されることにより、フィルタ部１５は、予め定められている規定距離ｄ３（前後方向における規定グリッドＧＳの数）に基づいて、検出点ＤＰが高さ条件を満足するか否かを判定することができる。マップデータ作成部１３は、高さ条件を満足する検出点ＤＰ（現況検出点ＤＰｃ）を用いてマップデータを作成する。これにより、マップデータにおいて、隆起物ＰＲの表面を示すラインが太くなることが抑制される。また、規定距離ｄ３（前後方向における規定グリッドＧＳの数）を変更することにより、マップデータにおいて隆起物ＰＲの表面のラインの太さを任意に調整することができる。本実施形態においても、ノイズとみなされる検出点ＤＰ（現況検出点ＤＰｃ）がマップデータに反映されることが抑制され、実際の隆起物ＰＲの形状及び位置から乖離するマップデータの作成が抑制される。

【0113】

また、本実施形態においても、「１」が入力されるグリッドの数を少なくすることができ、「１」が入力されるグリッドで規定される領域が減るため、マップデータ記憶部１４のデータ容量を削減することができる。

【0114】

なお、本実施形態において、前後方向における規定グリッドＧＳの数は、２つに限定されない。前後方向における規定グリッドＧＳの数は、マップデータで示される隆起物ＰＲの表面の形状及び位置と実際の隆起物ＰＲの表面の形状及び位置とが過度に乖離しない範囲において、任意に定めることができる。

【0115】

［３］他の実施形態
なお、上述の実施形態において、マップデータ作成部１３により作成されたマップデータが表示装置に表示されてもよい。表示装置は、作業機械２の運転室に配置されてもよい。管制施設５に配置されてもよい。表示装置は、一致条件に基づいて、マップデータを構成するグリッドの表示形態を変えてもよい。例えば、表示装置は、上述の第１実施形態で説明した既存検出点ＤＰｅと一致する現況検出点ＰＤｃと、既存検出点ＤＰｅと一致しない現況検出点ＰＤｃとを、異なる色又は濃度で表示してもよい。また、表示装置は、上述の第２実施形態及び第３実施形態で説明した検出回数が検出回数閾値以上の現況検出点ＰＤｃと、検出回数が検出回数閾値以下の現況検出点ＰＤｃとを、異なる色又は濃度で表示してもよい。

【0116】

なお、上述の実施形態において、複数の作業機械２のそれぞれに搭載されているデータ処理装置１０によって作成されたマップデータが管理装置３に送信されてもよい。管理装置３は、複数の作業機械２のそれぞれにおいて作成された複数のマップデータを統合してもよい。また、管理装置３は、統合したマップデータを複数の作業機械２のそれぞれに配信してもよい。複数の作業機械２のそれぞれは、配信されたマップデータに基づいて走行してもよい。鉱山のような作業現場においては、複数の作業機械２のそれぞれが同一の走行路ＨＬを何回も走行する可能性が高い。そのため、複数の作業機械２のそれぞれに搭載されているデータ処理装置１０によって作成され、管理装置３において統合されたマップデータは、高精度なマップデータである可能性が高い。複数の作業機械２のそれぞれは、統合された高精度なマップデータに基づいて、照合走行モードで走行することができる。

【0117】

なお、上述の実施形態において、照合位置データ算出部１６は省略されてもよい。

【0118】

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、マップデータ作成部１３、マップデータ記憶部１４、及びフィルタ部１５の機能を有し、管理装置３で作成されたマップデータが、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】

【0119】

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…絶対位置データ取得部、１２…相対位置データ取得部、１３…マップデータ作成部、１４…マップデータ記憶部、１５…フィルタ部、１６…照合位置データ算出部、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、３２…非接触センサ、４０…走行制御装置、ＡＣ…高さ条件成立領域、ＡＤ…高さ条件不成立領域、ＡＥ…規定領域、ＡＲ…検出範囲、ＣＳ…目標走行コース、ＤＰ…検出点、ＤＰｃ…現況検出点、ＤＰｅ…既存検出点、ＧＰ…画像、ＧＳ…規定グリッド、ＧＳｔ…境界グリッド、ＨＬ…走行路、ＩＡＨ…照射範囲、ＩＡＶ…照射範囲、ＩＳ…交差点、Ｌ１…ライン、Ｌ２…ライン、ＰＡ…作業場、ＰＡ１…積込場、ＰＡ２…排土場、ＰＩ…ポイント、ＰＲ…隆起物、ＴＰ…境界、ＴＱ…位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】