特許 7134723 車両干渉防止システム、接近判定装置

(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】2022-09-02

(45)【発行日】2022-09-12

(54)【発明の名称】車両干渉防止システム、接近判定装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20220905BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20220905BHJP

   B60W 30/08 20120101ALI20220905BHJP

   B60W 40/04 20060101ALI20220905BHJP

   B60W 40/11 20120101ALI20220905BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

G08G1/09 H

B60W30/08

B60W40/04

B60W40/11

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018110048

(22)【出願日】2018-06-08

(65)【公開番号】P2019212184

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-03-16

(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】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 航

(72)【発明者】

【氏名】石本 英史

(72)【発明者】

【氏名】魚津 信一

【審査官】平井 功

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０４２８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９９４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９０９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０９０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８５１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１４９１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７３４３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／１３

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｇ０９Ｂ ２３／００－２９／１４

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１車両の現在の位置情報、速度の値、および、方位角の値を含んだ第１車両測位情報を算出する測位算出装置と、前記第１車両とは異なる第２車両から当該第２車両の現在の位置情報、速度の値、および、方位角の値を含んだ第２車両測位情報を受信する無線通信装置と、前記第２車両測位情報を取得し、前記第１車両測位情報および前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両と前記第２車両とが接近しているかを判定する接近判定装置とが、前記第１車両に搭載されている車両干渉防止システムであって、
前記接近判定装置は、
前記第１車両が他車両に接近する際に採用する速度である接近時速度を記憶する接近時速度記憶部と、
前記第１車両の減速度を記憶する減速度記憶部と、
前記接近時速度記憶部に記憶されている前記接近時速度、前記減速度記憶部に記憶されている前記減速度、および前記測位算出装置により算出される前記第１車両測位情報に基づき、前記第１車両の現在の走行速度から前記接近時速度に減速するまでの時間である第１車両移動時間に、前記第１車両の移動距離を算出する第１車両移動距離算出部と、
前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両移動時間に前記第２車両の移動距離を算出する第２車両移動距離算出部と、
前記第１車両が、前記第１車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第１車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第１車両予測移動領域の、その中心および当該第１車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第１車両予測移動領域算出部と、
前記第２車両が、前記第２車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第２車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第２車両予測移動領域の、その中心および当該第２車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第２車両予測移動領域算出部と、
前記第１車両予測移動領域の前記中心および前記長さと、前記第２車両予測移動領域の前記中心および前記長さとに基づき、前記第１車両予測移動領域と前記第２車両予測移動領域とが相互で干渉しているかを判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部での判定結果が、相互に干渉しているとの結果である場合、前記第１車両の走行モータおよび操舵モータを制御するとともに前記第１車両の電気ブレーキおよび機械ブレーキのいずれか一方もしくは両方を制御する走行制御装置に向けて、前記接近時速度まで減速するための指令を出力する減速指令生成部と、
前記第２車両の最大加速度を記憶する最大加速度記憶部とを有し、
前記第２車両移動距離算出部は、前記第２車両が前記最大加速度記憶部に記憶されている最大加速度で加速したとして、前記第２車両の移動距離を算出することを特徴とする
車両干渉防止システム。

【請求項2】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記接近判定装置は、さらに、前記第２車両との間の通信で生じる遅延時間を記憶する通信遅延時間記憶部を有し、
前記第２車両移動距離算出部は、前記通信遅延時間記憶部に記憶されている前記遅延時間を前記第１車両移動時間に加算し、この加算後の時間を用いて、前記第２車両の移動距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項3】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記接近判定装置は、さらに、安全上設定する余裕時間を記憶する安全余裕時間記憶部を有し、
前記第１車両移動距離算出部または前記第２車両移動距離算出部のいずれか一方または両方は、前記安全余裕時間記憶部に記憶されている前記余裕時間を前記第１車両移動時間に加算し、この加算後の時間を用いて、前記距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項4】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記接近判定装置は、さらに、車両の減速動作の際に生ずるブレーキ遅延時間を記憶するブレーキ遅延時間記憶部を有し、
前記第１車両移動距離算出部または前記第２車両移動距離算出部のいずれか一方または両方は、前記ブレーキ遅延時間記憶部に記憶されている前記ブレーキ遅延時間を前記第１車両移動時間に加算し、この加算後の時間を用いて、前記距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項5】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記減速度記憶部は、前記電気ブレーキによる減速度、および前記機械ブレーキによる減速度を記憶しており、
前記第１車両移動距離算出部は、前記第１車両と前記第２車両との距離が所定の値以下の場合、前記機械ブレーキによる減速度を用いて前記第１車両の移動距離を算出し、前記所定の値より大きい場合、前記電気ブレーキによる減速度を用いて前記第１車両の移動距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項6】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
さらに、前記第１車両の積載量を検出する積載量検出装置を有し、
前記第１車両移動距離算出部は、前記積載量検出装置により検出される値に応じた減速度を用いて、前記第１車両の移動距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項7】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
さらに、前記第１車両の車体前後方向のピッチ角を検出するピッチ角検出装置を有し、
前記第１車両移動距離算出部は、前記ピッチ角検出装置により検出される値に応じた減速度を用いて、前記第１車両の移動距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項8】

第１車両の現在の位置情報、速度の値、および、方位角の値を含んだ第１車両測位情報を算出する測位算出装置と、前記第１車両とは異なる第２車両から当該第２車両の現在の位置情報、速度の値、および、方位角の値を含んだ第２車両測位情報を受信する無線通信装置と、前記第２車両測位情報を取得し、前記第１車両測位情報および前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両と前記第２車両とが接近しているかを判定する接近判定装置とが、前記第１車両に搭載されている車両干渉防止システムであって、
前記接近判定装置は、
前記第１車両が他車両に接近する際に採用する速度である接近時速度を記憶する接近時速度記憶部と、
前記第１車両の減速度を記憶する減速度記憶部と、
前記接近時速度記憶部に記憶されている前記接近時速度、前記減速度記憶部に記憶されている前記減速度、および前記測位算出装置により算出される前記第１車両測位情報に基づき、前記第１車両の現在の走行速度から前記接近時速度に減速するまでの時間である第１車両移動時間に、前記第１車両の移動距離を算出する第１車両移動距離算出部と、
前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両移動時間に前記第２車両の移動距離を算出する第２車両移動距離算出部と、
前記第１車両が、前記第１車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第１車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第１車両予測移動領域の、その中心および当該第１車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第１車両予測移動領域算出部と、
前記第２車両が、前記第２車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第２車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第２車両予測移動領域の、その中心および当該第２車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第２車両予測移動領域算出部と、
前記第１車両予測移動領域の前記中心および前記長さと、前記第２車両予測移動領域の前記中心および前記長さとに基づき、前記第１車両予測移動領域と前記第２車両予測移動領域とが相互で干渉しているかを判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部での判定結果が、相互に干渉しているとの結果である場合、前記第１車両の走行モータおよび操舵モータを制御するとともに前記第１車両の電気ブレーキおよび機械ブレーキのいずれか一方もしくは両方を制御する走行制御装置に向けて、前記接近時速度まで減速するための指令を出力する減速指令生成部と
を有し、
前記第１車両予測移動領域および前記第２車両予測移動領域は、いずれも円形状の領域であり、前記範囲を規定する前記長さは、前記円形状の半径であることを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項9】

請求項８に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記第１車両予測移動領域算出部、および前記第２車両予測移動領域算出部は、前記各到達点から車両直進方向に伸ばした垂線の長さをそれぞれ算出してこの長さが最長となる到達点を選択し、前記車両直進方向と、選択した前記到達点から前記車両直進方向に伸ばした垂線との交点を、前記円形状の領域の中心とすることを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項10】

請求項９に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記第１車両予測移動領域算出部、および前記第２車両予測移動領域算出部は、前記円形状の領域の前記中心から前記車両直進方向における到達点までの距離と、前記最長の長さとを比較し、いずれか長い方を、前記円形状の領域の半径とすることを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記第１車両予測移動領域算出部および前記第２車両予測移動領域算出部は、前記円形状の領域内に全ての到達点が含まれない場合、全ての到達点が含まれるまで、前記半径の長さに規定の調整量分加算し続けて、前記半径を延長させることを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項12】

請求項１に記載の車両干渉防止システムにおいて、
前記接近時速度記憶部は、前記接近時速度を複数記憶しており、
前記第１車両移動距離算出部は、前記第１車両測位情報内の前記位置情報に基づき、前記第１車両の現在位置している走行エリアを特定し、当該走行エリアに応じた接近時速度を、前記複数の接近時速度の中から選択し、選択した接近時速度を用いて、前記第１車両の移動距離を算出することを特徴とする車両干渉防止システム。

【請求項13】

第１車両の現在の位置情報、速度の値、および方位角の値を含んだ第１車両測位情報と、前記第１車両とは異なる第２車両の現在の位置情報、速度の値、および方位角の値を含んだ第２車両測位情報とに基づき、前記第１車両と前記第２車両とが接近しているかを判定する接近判定装置であって、
前記第１車両が他車両に接近する際に採用する速度である接近時速度を記憶する接近時速度記憶部と、
前記第１車両の減速度を記憶する減速度記憶部と、
前記接近時速度記憶部に記憶されている前記接近時速度、前記減速度記憶部に記憶されている前記減速度、および前記第１車両測位情報に基づき、前記第１車両の現在の走行速度から前記接近時速度に減速するまでの時間である第１車両移動時間に、前記第１車両の移動距離を算出する第１車両移動距離算出部と、
前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両移動時間に前記第２車両の移動距離を算出する第２車両移動距離算出部と、
前記第１車両が、前記第１車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第１車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第１車両予測移動領域の、その中心および当該第１車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第１車両予測移動領域算出部と、
前記第２車両が、前記第２車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第２車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第２車両予測移動領域の、その中心および当該第２車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第２車両予測移動領域算出部と、
前記第１車両予測移動領域の前記中心および前記長さと、前記第２車両予測移動領域の前記中心および前記長さとに基づき、前記第１車両予測移動領域と前記第２車両予測移動領域とが相互で干渉しているかを判定する干渉判定部と、
前記第２車両の最大加速度を記憶する最大加速度記憶部とを有し、
前記第２車両移動距離算出部は、前記第２車両が前記最大加速度記憶部に記憶されている最大加速度で加速したとして、前記第２車両の移動距離を算出することを特徴とする
接近判定装置。

【請求項14】

第１車両の現在の位置情報、速度の値、および方位角の値を含んだ第１車両測位情報と、前記第１車両とは異なる第２車両の現在の位置情報、速度の値、および方位角の値を含んだ第２車両測位情報とに基づき、前記第１車両と前記第２車両とが接近しているかを判定する接近判定装置であって、
前記第１車両の予測移動範囲である第１車両予測移動領域の中心位置を示す値およびその領域の範囲を規定する長さを、走行速度に対応付けて記憶し、前記第２車両の予測移動範囲である第２車両予測移動領域の中心位置を示す値およびその領域の範囲を規定する長さを、走行速度に対応付けて記憶する記憶装置と、
前記第１車両測位情報に含まれる速度の値を用いて、前記記憶装置から前記第１車両予測移動領域の中心を示す前記値および前記長さを抽出する第１車両予測移動領域抽出部と、
前記第１車両測位情報に含まれる速度の値および前記第２車両測位情報に含まれる速度の値を用いて、前記記憶装置から前記第２車両予測移動領域の中心を示す前記値および前記長さを抽出する第２車両予測移動領域抽出部と、
前記第１車両予測移動領域の中心を示す前記値および前記長さと、前記第２車両予測移動領域の中心を示す前記値および前記長さとに基づき、前記第１車両予測移動領域と前記第２車両予測移動領域とが相互で干渉しているかを判定する干渉判定部と、
を有し、
前記第１車両予測移動領域は、前記第１車両が、現在の走行速度から他車両に接近する際に採用する速度である接近時速度に減速するまでの第１車両移動時間の間に走行した場合の到達点であり、操舵角をゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各到達点を含んでおり、且つ、前記第１車両の直進方向の前方に中心が位置している領域であり、
前記第２車両予測移動領域は、前記第２車両が、前記第１車両移動時間の間に走行した場合の到達点であり、操舵角をゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各到達点を含んでおり、且つ、前記第２車両の直進方向の前方に中心が位置している領域であることを特徴とする、接近判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の接近を検知して車両同士の干渉を防止する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山現場では、多数のダンプトラックを無人化して搬送路を巡回走行させる自律走行システムが導入されている場合がある。このような鉱山現場では、有人で運転操作される補助作業車両も走行するため、無人車両と有人車両とが混在する。

【0003】

また鉱山現場では、巡回走行している自律走行ダンプの近傍を、他の自律走行ダンプもしくは有人の補助作業車両が走行する場合が想定される。各車両の安全性、特に有人車両の安全性を向上させるためには、車両同士が接近した際に、自律走行ダンプの速度を落として低速走行させることが考えられる。この低速化を実現するためには、車両同士の位置関係などに基づき、接近を判定する必要がある。

【0004】

特許文献１には、車載端末が、自己の現在位置から所定時間後に移動可能なエリアを自己危険エリアとして設定し、歩行者端末が現在位置から所定時間後に移動可能なエリアを相手危険エリアとして設定し、自己危険エリアと相手危険エリアとが重なるか否かを判定し、車両と歩行者とが衝突する可能性を判定する技術が開示されている。また、特許文献１には、衝突の可能性があると特定されると、これを通知することも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－７６２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の技術では、その瞬間の自車両および他車両の移動速度の値のみで、車両左右方向における移動可能エリアを推定しているが、車両は操舵することによって大きく進行方向が変化する。このことから、走行速度のみで左右の移動可能エリアを推定する場合、精度の低い推定結果となる可能性がある。また特許文献１では、所定の固定時間を用いて移動可能エリアを推定しているが、各車両の走行速度などによって、この時間は変化するため、固定した時間では正確なエリアを推定するのが難しい場合がある。

【0007】

また一方で、鉱山現場などの運搬作業が発生する現場では、安全性を確保するために頻繁に減速走行すると、逆に運搬効率が低下してしまう。このことから、好適な減速制御が求められる。

【0008】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、各車両がこれから移動する可能性のある範囲をより適切に設定し、これに基づき車両同士の干渉を防止する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】

【0009】

上記課題を解決するために、代表的な本発明の車両干渉防止システムは、第１車両の現在の位置情報、速度の値、方位角の値を含んだ第１車両測位情報を算出する測位算出装置と、前記第１車両とは異なる第２車両から当該第２車両の現在の位置情報、速度の値、方位角の値を含んだ第２車両測位情報を受信する無線通信装置と、前記第２車両測位情報を取得し、前記第１車両測位情報および前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両と前記第２車両とが接近しているかを判定する接近判定装置とが、前記第１車両に搭載されている車両干渉防止システムであって、前記接近判定装置は、前記第１車両が他車両に接近する際に採用する速度である接近時速度を記憶する接近時速度記憶部と、前記第１車両の減速度を記憶する減速度記憶部と、前記接近時速度記憶部に記憶されている前記接近時速度、前記減速度記憶部に記憶されている前記減速度、および前記測位算出装置により算出される前記第１車両測位情報に基づき、前記第１車両の現在の走行速度から前記接近時速度に減速するまでの時間である第１車両移動時間に、前記第１車両が移動する距離を算出する第１車両移動距離算出部と、前記第２車両測位情報に基づき、前記第１車両移動時間に前記第２車両が移動する距離を算出する第２車両移動距離算出部と、前記第１車両が、前記第１車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第１車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第１車両予測移動領域の、その中心および当該第１車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第１車両予測移動領域算出部と、前記第２車両が、前記第２車両移動距離算出部により算出される距離を移動したとするときの到達点を、ゼロ度から規定角度刻みで増やしていった場合の各操舵角ごとに求め、当該各到達点を含み、且つ、前記第２車両の直進方向の前方に中心が位置している領域である第２車両予測移動領域の、その中心および当該第２車両予測移動領域の範囲を規定する長さを算出する第２車両予測移動領域算出部と、前記第１車両予測移動領域の前記中心および前記長さと、前記第２車両予測移動領域の前記中心および前記長さとに基づき、前記第１車両予測移動領域と前記第２車両予測移動領域とが相互で干渉しているかを判定する干渉判定部と、前記干渉判定部での判定結果が、相互に干渉しているとの結果である場合、前記第１車両の走行モータおよび操舵モータを制御するとともに前記第１車両の電気ブレーキまたは機械ブレーキのいずれか一方もしくは両方を制御する走行制御装置に向けて、前記接近時速度まで減速するための指令を出力する減速指令生成部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

各車両の移動可能な範囲の領域をより適切に設定することができ、車両同士の干渉を防止するとともに、運搬効率が低下傾向となることを低減することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】鉱山車両運行システムの概略図である。

【図2】実施形態の車両干渉防止システムの構成例を示す図である。

【図3】実施形態の自律走行制御装置が使用する情報の一部を、第２測位算出装置で演算する場合の構成例を示す図である。

【図4】第１実施形態の接近判定装置の構成例を示す図である。

【図5】予測移動領域円を説明するための図である。

【図6】第１実施形態の他車両移動距離算出部の構成例を示す図である。

【図7】通信遅延時間算出部を備えた場合の第１実施形態の他車両移動距離算出部の構成例を示す図である。

【図8】第１実施形態の自車両移動距離算出部の構成例を示す図である。

【図9】電気ブレーキと機械ブレーキを想定した場合の第１実施形態の自車両移動距離算出部の構成例を示す図である。

【図10】積載量検出装置およびピッチ角検出装置を備えた場合の第１実施形態の自車両移動距離算出部の構成例を示す図である。

【図11】自律走行ダンプの操舵角ごとの走行軌道を例示した図である。

【図12】実施形態の予測移動領域円の中心位置および半径の算出方法を説明するための図である。

【図13】実施形態の自車両の予測移動領域円の中心位置および半径を算出する際の動作例を示すフローチャートである。

【図14】実施形態の他車両の予測移動領域円の中心位置および半径を算出する際の動作例を示すフローチャートである。

【図15】接近判定装置の全体の動作をまとめたフローチャートである。

【図16】実施形態の自律走行制御装置の構成例を示す図である。

【図17】実施形態の接近判定装置のハードウェア構成例を示す図である。

【図18】自車両位置を中心とし直進距離を半径とした場合の円と、実施形態の予測移動領域円とを対比した図である。

【図19】第２実施形態の構成例を示す図であり、主に接近判定装置の構成を示す図である。

【図20】第２実施形態の、他車両の走行速度と他車両の予測移動領域円の半径との関係、および他車両の走行速度と他車両の予測移動領域円の中心位置（オフセット）との関係を示す図である。

【図21】第２実施形態の、自車両の走行速度と自車両の予測移動領域円の半径との関係、および自車両の走行速度と自車両の予測移動領域円の中心位置（オフセット）との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面などを用いて実施形態について説明する。以下の説明では、本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明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。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、鉱山車両運行システム１の概略図である。図１に示すように、鉱山現場には、鉱物や表土をショベルやホイールローダなどの掘削機械１０により掘削し、自律走行ダンプ２０に積み込む積込場６０１と、自律走行ダンプ２０に積み込まれた鉱物や表土を降ろす放土場６０２とがある。また鉱山現場には、鉱山内で運用される車両や機械を駐機しておく駐機場がある。これら積込場６０１、放土場６０２および駐機場は、搬送路６００により連結されている。

【0014】

上記鉱山現場内に設置された鉱山車両運行システム１は、１台もしくは複数台の自律走行ダンプ２０の其々と、管制局３０に設置された交通管制装置３００との間を、無線通信回線４０により通信接続した構成となっている。自律走行ダンプ２０は、無人で自律走行する無人車両であり、交通管制装置３００から送信される管制指示情報を受信し、これにしたがって自律走行する。

【0015】

搬送路６００や積込場６０１では、グレーダ、ドーザ、散水車、ライトビークルなどの補助作業車両９０も走行する。これら補助作業車両９０や掘削機械１０は、本実施形態では有人車両とする。

【0016】

＜車両干渉防止システム１０００の全体構成＞
図２は、車両干渉防止システム１０００の構成図である。また以降の説明では、自律走行ダンプ２０のうちの１台に着目して、この車両を自車両とし、自車両１５と称する。また、補助作業車両９０、掘削機械１０など、自車両１５以外の車両を他車両とし、他車両７０と称する。他車両７０は、本実施形態では有人車両であるものとするが、無人車両であってもよく、自車両１５以外の自律走行ダンプ２０であってもよい。

【0017】

他車両７０は、測位装置７１と、測位算出装置７２と、無線通信装置７３とを備えている。測位装置７１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などを用いて他車両７０の自らの位置を検出する。測位算出装置７２は、測位装置７１から得られた位置情報、および時刻情報を元に、鉱山現場内での当該他車両７０の位置情報、現在の速度値、方位角を算出する。また、速度センサや方位センサを用いて、速度値や方位角を取得する実装でもよい。無線通信装置７３は、測位算出装置７２により得られた位置情報、速度値、方位角を電波にのせて送信する。この送信の際、無線通信装置７３は、当該他車両７０の属性を示す情報を付与して送信してもよい。さらに無線通信装置７３は、どの時間の情報であるかを判別可能なように、例えばＧＮＳＳから得られる時刻情報を付与して送信してもよい。

【0018】

自律走行ダンプ２０は、地図データ記憶部１９と、測位装置２１と、測位算出装置２２と、無線通信装置２３と、接近判定装置２４と、自律走行制御装置２５と、車両制御装置２６と、走行モータ２７と、操舵モータ２８と、機械ブレーキ６１と、電気ブレーキ６２とを備えている。尚、ここで示される自律走行ダンプ２０を自車両１５として説明する。

【0019】

測位装置２１は、ＧＮＳＳなどを用いての自律走行ダンプ２０自身の位置を検出する。測位算出装置２２は、測位装置２１から得られた位置情報、および時刻情報を元に、鉱山現場内での自律走行ダンプ２０自身の位置情報、現在の速度値、および方位角を算出する。また、速度センサや方位センサを用いて、速度値や方位角を取得する実装でもよい。このようにして得られた位置情報、現在の速度値、および方位角を１組のセットとし、このセットを自車両測位情報とする。

【0020】

無線通信装置２３は、他車両７０から送信される位置情報、速度値、および方位角を受信する。この他車両７０から送信される位置情報、速度値、および方位角を１組のセットとし、このセットを他車両測位情報とする。

【0021】

接近判定装置２４は、自車両測位情報と他車両測位情報とに基づき、自律走行ダンプ２０（自車両１５）と他車両７０との干渉のおそれの有無を判定する。

【0022】

自律走行制御装置２５は、自律走行ダンプ２０を自律的に走行させるために必要な走行速度と操舵角を生成する。自律走行制御装置２５は、交通管制装置３００から送信される、車載通信部１７０を介して得られる管制指示情報と、測位算出装置２２から得られる、自律走行ダンプ２０自身の位置情報、現在の速度値、方位角の情報を元にして、走行速度や操舵角を決定する。また自律走行制御装置２５は、接近判定装置２４による判定結果を取得し、これに基づき走行速度の制御を行う。

【0023】

車両制御装置２６は、自律走行制御装置２５から通知される走行速度および操舵角を実現するように、走行モータ２７、操舵モータ２８、および、電気ブレーキ６２または機械ブレーキ６１のいずれか一方もしくは両方を制御する。

【0024】

地図データ記憶部１９には、自律走行ダンプ２０自身が鉱山内のどの位置にいるかを判定するために必要な情報が記憶されており、例えばＧＮＳＳで得られる位置情報と比較、照合可能な形式で、各種情報が記憶されている。接近判定装置２４は、現在搬送路６００を走行しているのか、それとも積込場６０１、放土場６０２の作業エリア内にいるのかを、ＧＮＳＳで得られる位置情報および地図データ記憶部１９に記憶されている情報に基づき判定する機能も有している。

【0025】

図３は、自律走行制御装置２５が使用する情報を、第２測位算出装置２９で演算する場合の構成例を示している。尚、図３では、図２との差分の構成を太枠線で示している。図３に示すように、自律走行制御に用いる情報については、ＧＮＳＳで得られる情報よりも高い精度とするため、ＩＭＵ（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）１５０や車輪速センサ１５１から得られる値を用いてもよい。

【0026】

＜接近判定装置２４の構成＞
以下、図２および図３に示される接近判定装置２４の詳細構成について説明する。図４は、接近判定装置２４の構成例を示す図である。接近判定装置２４は、自車両移動距離算出部３１と、自車両予測移動領域算出部３２と、他車両移動距離算出部３３と、他車両予測移動領域算出部３４と、干渉判定部３５と、減速指令生成部３６と、を備えている。

【0027】

自車両移動距離算出部３１は、自車両１５の現在の走行速度から接近時速度に達するまでに要する時間（この時間を自車両移動時間とする）、およびその移動距離を算出する。自律走行ダンプ２０は、他車両が近傍を走行している際には、所定の速度、例えば時速１０ｋｍ程度の低速で走行するようにすることで、安全性を向上させることができる。この所定の速度を、ここでは接近時速度と呼ぶ。

【0028】

自車両予測移動領域算出部３２は、自車両１５の予測移動領域円の中心位置と半径とを算出する。自車両１５の予測移動領域円とは、自車両１５が現在の走行速度から接近時速度に減速するまでに要する時間（すなわち自車両移動時間）内に、当該自車両１５が移動する範囲を平面で示した領域である。また自車両予測移動領域円の中心位置は、本実施形態では、自車両の現在位置からのオフセット位置として示される。自車両予測移動領域円の半径やオフセットについては、図５を用いて後述する。

【0029】

他車両移動距離算出部３３は、他車両７０の現在の走行速度に基づき、他車両７０が自車両移動時間の間で移動する距離を算出する。自車両１５が接近時速度に減速するまでの間、他車両７０も移動する。他車両移動距離算出部３３は、この移動距離を算出する。

【0030】

他車両予測移動領域算出部３４は、他車両７０の予測移動領域円の中心位置と半径を算出する。他車両７０の予測移動領域円とは、自車両１５が接近時速度に減速するまでの間（すなわち自車両移動時間）に、当該他車両７０が移動する範囲を平面で示した領域である。また他車両予測移動領域円の中心位置は、本実施形態では、他車両７０の現在位置からのオフセット位置として示される。他車両７０の予測移動領域円の半径やオフセットについては、下記の図５を用いて説明する。

【0031】

＜予測移動領域円の中心および半径＞
図５は、自車両予測移動領域算出部３２、他車両予測移動領域算出部３４の算出結果を説明するための図である。予測移動領域円とは、上記のとおり、自車両１５が現在速度から接近時速度に減速するまでの間に、自車両１５および近傍の他車両７０が移動すると予測される領域を円で示したものである。本実施形態は、この予測移動領域円同士が接する、または交わるなど、相互で干渉している場合、これらの車両が接近していると判定する。また予測移動領域円は、車両の位置から進行方向前方にオフセットを持った位置に、中心がある円で表現される。

【0032】

自車両１５が現在速度から接近時速度へ到達するまでの移動距離を、ここではＤＡとする。また、自車両１５が接近時速度となるまで減速している最中に他車両７０が移動する距離を、ここではＤＭとする。ＤＡとＤＭの合計の距離だけ離れたところで、自車両１５が他車両７０の接近を検知し、減速を開始できれば、必要十分な距離を保った位置で接近時速度に到達することができる。つまり、自車両１５が他車両７０の接近を、少なくともＤＡとＤＭの合計で求められる距離Ｄだけ離れている瞬間までに判定し、減速を開始することができれば、自車両１５は、他車両７０に対して機械ブレーキで緊急停車をかけても安全に停車させられる距離を有した地点までに、接近時速度に到達することができる。尚、どのようにして予測移動領域円を求めるかについては、後に図１１～図１４を参照しながら説明する。

【0033】

自律走行ダンプ２０は、上記のとおり、他車両７０の接近を検知してから接近時速度に到達するまでの間、すなわち自車両移動時間が経過する間に他車両７０も移動する。したがって、この自車両移動時間などを考慮して、自車両１５と他車両７０の接近を予測する必要がある。また、接近を検知してからブレーキが駆動するまでの間でも遅延が生じる。さらに、他車両７０から位置情報が通知されるまでの間でも遅延が生じ、これに加えて安全余裕のための時間を考慮すると、自律走行ダンプ２０が他車両７０の接近を検知してから接近時速度に減速するまでにかかる時間は、自車両移動時間にこれらの値の合計を加えて求める必要がある。以下では、この点を考慮した自車両移動距離算出部３１および他車両移動距離算出部３３の実装例について説明する。

【0034】

＜他車両移動距離算出部３３の構成＞
図６は、接近判定装置２４に組み込まれている他車両移動距離算出部３３の構成例を示した図である。他車両移動距離算出部３３は、自車両減速度記憶部４１と、接近時速度記憶部４２と、自車両減速必要時間算出部４３と、通信遅延時間記憶部４４と、最大加速度記憶部４５と、安全余裕時間記憶部４６と、ブレーキ遅延時間記憶部４７と、移動距離算出部４８とを有する。

【0035】

通信遅延時間記憶部４４、最大加速度記憶部４５、安全余裕時間記憶部４６、ブレーキ遅延時間記憶部４７は、パラメータとして各種数値データを事前に記憶している記憶部である。通信遅延時間記憶部４４は、他車両７０との間の通信で生じる遅延時間を記憶する。最大加速度記憶部４５は、他車両７０の最大加速度を記憶する。最大加速度を記憶させるのは、他車両７０が加速することも想定されることに起因する。

【0036】

ブレーキ遅延時間記憶部４７は、ブレーキを要するものと検知されてから、当該他車両７０が減速動作に入るまでの遅延時間、すなわち車両の減速動作の際に生ずる遅延時間を記憶する。安全余裕時間記憶部４６は、安全のための余裕時間を記憶する。

【0037】

自車両減速必要時間算出部４３は、自車両減速度記憶部４１に記憶されている自律走行ダンプ２０の減速度を取得し、接近時速度記憶部４２に記憶されている接近時速度を取得する。そして自車両減速必要時間算出部４３は、これら取得した情報を用いて、現在の走行速度から近接時速度となるまでの減速に要する時間を算出する。

【0038】

本実施形態では、自車両減速必要時間算出部４３の算出結果に、安全余裕時間記憶部４６、ブレーキ遅延時間記憶部４７、通信遅延時間記憶部４４から取得される各時間を合計することで、最終的な時間（ここでは時間Ｔとする）を求めることができる。移動距離算出部４８は、時間Ｔを求め、他車両７０から得られた現在の速度値および時間Ｔとを用いて、他車両７０の移動距離を算出する。尚、移動距離算出部４８は、最大加速度記憶部４５に記憶されている最大加速度で他車両７０が加速するものと想定し、移動距離を算出してもよい。

【0039】

尚、通信遅延については、他車両７０から送信される情報から時刻情報を取得し、この時刻情報と、自律走行ダンプ２０で計時した、もしくは測位装置２１から取得したＧＮＳＳの時刻情報との差分を取ることで、算出できるようにしてもよい。図７は、この場合の構成例を示す図である。図中の太枠線で示される通信遅延時間算出部４９は、他車両７０から無線通信装置２３を介して得られた時刻情報と、自車両１５で計時される時刻を比較して、通信遅延時間を算出する。移動距離算出部４８は、通信遅延時間算出部４９から通信遅延時間を取得し、この値を用いて時間Ｔを算出する。このように、通信遅延時間を実測データとすることで、時間Ｔをより精度よく求めることができる。

【0040】

＜自車両移動距離算出部３１の構成＞
図８は、自車両移動距離算出部３１の構成例を示した図である。自車両移動距離算出部３１は、自車両減速必要時間算出部５１と、自車両減速度記憶部５２と、安全余裕時間記憶部５３と、ブレーキ遅延時間記憶部５４と、接近時速度記憶部５５と、移動距離算出部５６とを備えている。これらは、上記図６で説明したものと同等の機能を有していが、安全余裕時間記憶部５３、ブレーキ遅延時間記憶部５４は、自律走行ダンプ２０用の値が記憶されている。

【0041】

自車両１５の移動距離ＤＡは、その瞬間の走行速度と、予め設定した接近時速度と、予め設定した自律走行ダンプ２０の減速度を用いて計算することができるように構成されている。また、移動距離算出部５６は、安全余裕時間記憶部５３、ブレーキ遅延時間記憶部５４に記憶されている各パラメータ値を時間に加えて、自車両１５の移動距離ＤＡを算出する。

【0042】

また自律走行ダンプ２０は、電気ブレーキ６２と機械ブレーキ６１の２種類の減速手段を備えているため、それぞれの減速度を個別に設定できるように構成されていてもよい。図９は、自車両減速度記憶部５２を、機械ブレーキ減速度記憶部５７および電気ブレーキ減速度記憶部５８（いずれも太枠線で図示）の２つに分けた構成を示した図である。機械ブレーキ減速度記憶部５７は、機械ブレーキ６１による減速度を記憶し、電気ブレーキ減速度記憶部５８は、電気ブレーキ６２による減速度を記憶している。図９に示す移動距離算出部５６は、他車両７０との距離が、安全面を考慮して事前に設けられる所定の値以下、つまり、相対的に近い場合、減速度のより強い機械ブレーキ６１の減速度を採用して移動距離を算出し、所定の値より大きい場合、電気ブレーキ６２の減速度を採用して移動距離を計算する。

【0043】

また、自律走行ダンプ２０は、積載状態に応じて大きく重量が異なり、それに伴い発生できる減速度が異なる。そこで、図１０に示すように、積載量検出装置１５９（太枠線で図示）を設け、積載量に応じて減速度を変更する実装でもよい。この場合、自車両減速度記憶部５２には、積載量と減速度とを対応付けて記憶しておく。移動距離算出部５６は、積載量検出装置１５９の検出値を用いて、減速度を自車両減速度記憶部５２から抽出し、これを用いて移動距離を算出する。

【0044】

また、搬送路６００や作業エリア内の路面勾配によって減速にかかる距離や時間が異なる。この点を対処するため、同じく図１０に示すように、車体前後方向のピッチ角を検出可能なピッチ角検出装置１６０（太枠線で図示）を設ける。この場合、自車両減速度記憶部５２には、勾配と減速度とを対応付けて記憶しておく。移動距離算出部５６は、ピッチ角検出装置１６０の検出値を用いて、減速度を自車両減速度記憶部５２から抽出し、これを用いて移動距離を算出する。

【0045】

このように積載量検出装置１５９、ピッチ角検出装置１６０の検出値に基づき減速度を変更することで、移動距離の精度をより高めることができる。

【0046】

＜自車両予測移動領域算出部３２、他車両予測移動領域算出部３４による算出手法＞
次に、自車両予測移動領域算出部３２、他車両予測移動領域算出部３４による、予測移動領域円の中心位置（オフセット）、およびその半径を算出する方法について説明する。自車両予測移動領域算出部３２は、自車両１５の現在位置から予測移動領域円の中心位置までのオフセット、および半径を算出できるように構成されている。他車両予測移動領域算出部３４は、他車両７０の現在位置から予測移動領域円の中心位置までのオフセット、および半径を算出できるように構成されている。ここでは主として自車両予測移動領域算出部３２について説明するが、他車両予測移動領域算出部３４でも同じ手法となる。

【0047】

自律走行ダンプ２０などの車両は、操舵によって進行方向を変更することが可能である。図１１は、自律走行ダンプ２０が上記で求めた移動距離ＤＡで、操舵角を左方向に規定角度刻み（例えば１度刻み）で最大操舵角まで増やしていった場合の各走行軌道を示す図である。それぞれの軌道の端点が到達位置となり、太線で示す各円弧の長さが移動距離ＤＡとなる。図１１では、各到達点を囲む円を示している。いかなる操舵を行おうとも、この円より外に車両が到達することはないといえる。この円内の領域が予測移動領域であり、当該円が予測移動領域円である。

【0048】

図１２は、予測移動領域円の中心位置（自車両からのオフセット）、および半径の算出の様子を示した図である。また図１３は、主として自車両予測移動領域算出部３２の処理を示したフローチャートである。自車両予測移動領域算出部３２は、到達点すべてを含む円を、図１３に示すフローチャートの手順で数値的に算出する。ここで、図１３に示す各ステップを説明するが、必要に応じて図１２も参照される。

【0049】

まず、自車両移動距離算出部３１は、自車両１５の位置、方位角、現在の速度値を、測位算出装置２２から取得し（Ｓ００１）、上記の図８～図１０で説明した各構成を用いて、自車両１５の移動距離ＤＡを算出する（Ｓ００２）。

【0050】

自車両予測移動領域算出部３２は、操舵角をゼロ度から自律走行ダンプ２０の最大操舵角度まで取ったときのすべての到達点を求める（Ｓ００３）。そして自車両予測移動領域算出部３２は、各到達点から自車両１５の直進方向（操舵を行わなかったときの方向）に伸ばした垂線を求め、その交点と当該到達点との距離を求める（Ｓ００４）。ここでは、図１２中の距離Ｅを、各到達点ごとに求める動作となる。この距離を、ここでは「垂線の足までの距離」と称する。

【0051】

自車両予測移動領域算出部３２は、全ての「垂線の足までの距離」のうち、最も長いものを選択し、この選択された到達点に対応した垂線の足の位置を求める（Ｓ００５）。図１２中において、「垂線の足までの距離」が最も長くなる到達点として、到達点Ａが選択されるとすると、対応する垂線の足の位置は点Ｂとなる。また自車両予測移動領域算出部３２は、到達点Ａから垂線の足の位置Ｂまでの距離（図１２中の距離ＫＡ）を求める（Ｓ００５）。

【0052】

自車両予測移動領域算出部３２は、直進方向における到達点（図１２中の点Ｃ）から垂線の足の位置Ｂまでの距離（図１２中の距離Ｄ）と、距離ＫＡとを比較し、大きい方の長さを半径ＲＡに仮選定する（Ｓ００６）。そして自車両予測移動領域算出部３２は、垂線の足の位置（図１２中の点Ｂ）を中心とし、半径をＲＡとした円を求める（Ｓ００７）。

【0053】

自車両予測移動領域算出部３２は、Ｓ００７で求めた円の中に全ての到達点が入っているかどうかを判定する（Ｓ００８）。入っていない到達点が存在する場合（Ｓ００８：Ｎｏ）、その到達点が円の中に入るように、現在の半径に規定の調整量を加えることで半径を伸長し（Ｓ００９）、改めてＳ００８の判定処理を行う。図１２の場合、距離ＫＡが半径ＲＡと仮選定されたとすると、距離Ｆの分だけさらに伸ばすと、全ての到達点が円に含まれるようになる。自車両予測移動領域算出部３２は、距離Ｆの長さに到達するまで、Ｓ００８、Ｓ００９のループを繰り返し実行し、半径に調整量を加算していく。

【0054】

全ての到達点が円の中に入る場合（Ｓ００８：Ｙｅｓ）、自車両予測移動領域算出部３２は、オフセット位置（図１２中の位置Ｂ）、および最終的に得られた半径を出力し（Ｓ０１０）、図１３の処理は終了となる。

【0055】

以上のようにして求めた予測移動領域円は、車両進行方向にオフセットした位置（図１２中の位置Ｂ）に中心があることがわかる。

【0056】

図１４は、他車両予測移動領域算出部３４の動作例を示したフローチャートである。他車両予測移動領域算出部３４も、他車両７０用の情報を用いること以外は、上記図１３と同様の処理となるため、ここでの説明は割愛する。

【0057】

＜干渉判定部３５＞
引き続き、干渉判定部３５について説明する。干渉判定部３５は、自車両１５の予測移動領域円と他車両７０の予測移動領域円とが相互に干渉し合っているかを判定することで、自車両１５と他車両７０とが接近しているか否かを判定する。自車両１５の予測移動領域円および他車両７０の予測移動領域円は、例えば図５に示すように、それぞれ円の形で表現されているので、各円の中心間の距離と、各円の半径の合計値とを比較することで、各円が接しているか、もしくは交わっているかを判定することができる。上記のとおり、自車両１５の予測移動領域円の中心は、自車両１５のオフセット位置であり、他車両７０の予測移動領域円の中心は、他車両のオフセット位置である。よって干渉判定部３５は、オフセット位置間の距離と半径の合計とを比較し、半径の合計の方が数値上大きい場合、各車両が接近していると判定し、オフセット位置間の距離の方が数値上大きい場合、各車両が接近していないと判定する。

【0058】

＜減速指令生成部３６＞
減速指令生成部３６について説明する。減速指令生成部３６は、干渉判定部３５から判定結果を入力し、接近しているとの判定結果である場合、自律走行制御装置２５に減速を指令する。減速指令生成部３６は、接近しているとの判定結果を継続して受けている場合、減速指令を出し続け、これが解消された時点で減速指令を解除する。

【0059】

＜接近判定装置２４の全体動作例＞
図１５は、接近判定装置２４の全体の動作をまとめたフローチャートである。尚、図１５のフローチャートは、図４に示す接近判定装置２４内の各構成が動作主体となって行われるものとして説明する。

【0060】

自車両移動距離算出部３１および他車両移動距離算出部３３は、自車両１５の位置情報、方位角、速度値を測位算出装置２２から取得し（Ｓ２０１）、他車両移動距離算出部３３は、他車両７０の位置情報、方位角、速度値を無線通信装置２３を介して取得する（Ｓ２０２）。他車両移動距離算出部３３は、受信可能な近隣位置に存在する１もしくは複数の他車両から、位置情報、方位角、速度値を取得する。ここでは、この他車両の数を数値Ｎとする。

【0061】

鉱山内現場には、多数の車両が走行しており、自律走行ダンプ２０である自車両１５の周辺には、複数の車両が存在する可能性がある。よって本実施形態では、無線通信で情報を取得するすべての車両に対して、Ｓ２０３以降の処理を行う。このとき、通信で情報を取得した順番でＳ２０３以降の処理を行ってもよいし、直線距離が近い順にＳ２０３以降の処理を行ってもよい。また、直線距離が一定以上離れている車両は、接近判定の必要は無いとして扱うことができるため、直線距離がある閾値以下の車両に対してのみ、Ｓ２０３以降の処理を行ってもよい。

【0062】

他車両移動距離算出部３３は、他車両ごとの位置情報、方位角、速度値のセットから、処理対象とするセットを１つ選定し、選定した位置情報、方位角、速度値に基づき、処理対象の他車両の移動距離を算出する（Ｓ２０３）。他車両移動距離算出部３３は、算出した移動距離を他車両予測移動領域算出部３４に出力する。

【0063】

自車両移動距離算出部３１は、自車両１５の位置情報、方位角、速度値に基づき、自車両１５の移動距離を算出し（Ｓ２０４）、算出した移動距離を自車両予測移動領域算出部３２に出力する。

【0064】

自車両予測移動領域算出部３２は、自車両移動距離算出部３１から得られた移動距離に基づき、自車両の予測移動領域円の中心位置（オフセット）および半径を算出し（Ｓ２０５）、算出結果を干渉判定部３５に出力する。他車両予測移動領域算出部３４は、他車両移動距離算出部３３から得られた移動距離に基づき、他車両の予測移動領域円の中心位置（オフセット）および半径を算出し（Ｓ２０６）、算出結果を干渉判定部３５に出力する。

【0065】

干渉判定部３５は、得られた２つの中心位置間の距離（オフセット間の距離）と、得られた２つの半径の合計値とを比較する（Ｓ２０７）。そして干渉判定部３５は、この比較結果に基づき、これら２台の車両が接近しているか否かの判定を行う（Ｓ２０８）。

【0066】

半径の合計値の方が数値上大きく、接近しているとの判定結果である場合（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、干渉判定部３５は、減速指令生成部３６にこの判定結果を出力する。減速指令生成部３６は、接近しているとの判定結果を取得すると、自律走行制御装置２５に減速を指令する（Ｓ２１２）。尚、本フローチャートでは、１回でも減速指令が生成されると、たとえ未処理の位置、方位、速度情報のセットが残っていても終了となる。

【0067】

一方、中心位置間の距離（オフセット間の距離）の方が数値上大きく、接近していないとの判定結果である場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）、干渉判定部３５は、Ｓ２０２で得られる他車両の数を示す数値Ｎと、処理完了したセット数を示す変数ｎとを比較する（Ｓ２１０）。数値ｎが数値Ｎよりも小さい場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、干渉判定部３５は、数値ｎを１つ増加させて（Ｓ２１１）、Ｓ２０３に処理を戻す。これにより、次の他車両を処理対象としたＳ２０３以降の動作となる。

【0068】

数値ｎが数値Ｎ以上である場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）、全ての他車両についての処理が完了したため、本フローチャートは終了となる。

【0069】

＜自律走行制御装置２５＞
次に、自律走行制御装置２５について説明する。図１６は、主として自律走行制御装置２５の構成例を示した図である。

【0070】

自律走行制御装置２５は、経路取得部１０１と、自車両位置取得部１０２と、自車両位置リンク取得部１０３と、出力切替え部１０４とを有する。経路取得部１０１は、自車両１５が走行すべき経路情報を、車載通信部１７０を介して管制局３０の交通管制装置３００から取得する。そして自律走行ダンプ２０は、与えられた経路を終端に向かって走行する。

【0071】

経路情報は、目的地までの経路を複数のノードおよび複数のリンクで表現したデータ構成となっている。各ノードは、位置情報（座標値）で示されており、経路上に沿って設けられている。このノード同士の間が１つのリンクとなる。すなわち経路情報は、ノードで区切られた複数のリンクにより形成されている。

【0072】

自車両位置取得部１０２は、測位算出装置２２、もしくは第２測位算出装置２９から現在の位置情報を取得し、自車両位置リンク取得部１０３に出力する。

【0073】

自車両位置リンク取得部１０３は、自車両位置取得部１０２から得られる自律走行ダンプ２０の位置に基づき、自車両１５がいるリンクである自車両位置リンクを選択する。そして経路情報に含まれる当該リンクに付加された目標速度を読み取り、出力切替え部１０４に出力する。

【0074】

出力切替え部１０４は、原則的に、自車両位置リンク取得部１０３から出力される目標速度をそのまま車両制御装置２６に出力するが、接近判定装置２４から減速指令を入力している場合は、出力を目標速度から接近時速度に切り替えて、この接近時速度を車両制御装置２６に出力する。出力切替え部１０４は、減速指令が停止した場合、出力を接近時速度から目標速度に切り替えて、この目標速度を車両制御装置２６に出力する。

【0075】

一方、管制局３０内の交通管制装置３００は、地図データ管理部３０１と、経路生成部３０２とを有している。地図データ管理部３０１は、リンクやノードに関するマスタデータを記憶している。また地図データ管理部３０１は、リンクに関する情報として、少なくとも、リンクを一意に識別するためのリンク識別情報、当該リンクの両端ノードのノード識別情報、当該リンク内での目標速度などの情報を、１つのレコードとして対応付けて記憶する。また、両端ノード間を埋めるように補完した補完位置情報も、リンク識別情報に対応付けて記憶してもよい。

【0076】

経路生成部３０２は、地図データ管理部３０１に記憶されている情報、および自律走行ダンプ２０から受信する、当該自律走行ダンプ２０の現在位置の情報から、次の走行経路（次リンクと称する）を特定する。経路生成部３０２は、特定した次リンクに紐付けられた識別情報、両端ノード、目標速度、補完位置情報などを付与した管制指示情報を、通信部３１０を介して自律走行ダンプ２０に送信する。

【0077】

＜車両制御装置２６＞
車両制御装置２６は、自車両位置リンク取得部１０３が取得した目標速度となるように、または減速指令生成部３６から減速指令が通知されている場合は接近時速度となるように走行速度を設定し、この走行速度を実現するように各車輪の走行モータ２７を制御する。また車両制御装置２６は、現在位置情報、補完位置情報、方位角、および現在の走行速度に基づき、操舵角を決定して操舵モータ２８を制御する。

【0078】

＜接近時速度の切り替え＞
上記では、接近時速度を一律同じ値（例えば１０ｋｍ／ｈ）として説明したが、この接近時速度を場所によって変更してもよい。例えば、図１に示すように、鉱山内には、積込場６０１や放土場６０２のような作業エリアと、搬送路６００が存在するが、搬送路６００を走行する場合の方が、作業エリアを走行する場合より、相対的に走行速度が速いと考えられる。

【0079】

搬送路６００の場合、各車両が対向車線とすれ違う際に近接・干渉が判定されることが想定されるが、搬送路６００は、車間距離が十分確保できる程度に幅が設けられている。したがって、搬送路６００の場合は安全性は高いため、接近時速度をそれほど下げる必要は無いものと考えられる。一方で、積込場６０１などの作業エリアでは、もともと低速で走行することに加え、積込作業の都合などにより車両同士（車両と積込機械）が接近しやすい状況であるため、搬送路に比較して安全性が相対的に低い。したがって、作業エリアの近接時速度は、搬送路６００の接近時速度よりも小さく設定する方が望ましい。以上のように、自律走行ダンプ２０の走行場所に応じて、接近時速度を変更することで、より適切な車両接近判定システムを実現可能である。

【0080】

図２などに示した地図データ記憶部１９には、上記のとおり、自律走行ダンプ２０が自身でどのエリアを走行しているかを判定するのに必要な情報が記憶されている。自車両移動距離算出部３１は、測位算出装置２２から得られる自車両の位置情報と、地図データ記憶部１９に記憶された地図データとを比較して、走行エリアを判定し、現在の走行エリアが搬送路６００である場合、上記のように接近時速度を例えば１０ｋｍ／ｈとし、作業エリアである場合、接近時速度を０ｋｍ／ｈ以上１０ｋｍ／ｈ未満の値とする。接近時速度記憶部４２は、走行エリアごとに接近時速度を記憶できるように構成され、また走行エリアに応じた接近時速度を出力できるように構成されている。

【0081】

＜接近判定装置２４のハードウェア構成＞
図１７は、接近判定装置２４のハードウェア構成例を示す図である。接近判定装置２４は、コンピュータ構成と同様の構成を有している。

【0082】

ＣＰＵ７０１（ＣＰＵ：Central Processing Unit）は、ＲＯＭ７０３やストレージ７０４に記憶されているプログラムを、ＲＡＭ７０２に展開して演算実行する処理装置である。ＣＰＵ７０１は、プログラムを演算実行することで、接近判定装置２４の内部の各ハードウェアを統括的に制御する。ＲＡＭ７０２は揮発性メモリであり、ＣＰＵ７０１との間で直接的にデータの入出力を行うワークメモリである。ＲＡＭ７０２は、ＣＰＵ７０１がプログラムを演算実行している間、必要なデータを一時的に記憶する。

【0083】

ＲＯＭ７０３は不揮発性メモリであり、ＣＰＵ７０１で実行されるファームウェアを記憶している。ストレージ７０４は、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ハードディスクドライブなどの補助記憶装置である。ストレージ７０４は、ＣＰＵ７０１が演算実行するプログラムや、パラメータなどの制御データを不揮発的に記憶する。

【0084】

ネットワークＩ／Ｆ７０５は、他車両７０との間での無線通信や、交通管制装置３００との間での無線通信を制御するネットワークカードを含んでいる。他車両７０との間の通信制御を行うネットワークカードと、交通管制装置３００との間の通信制御を行うネットワークカードとをそれぞれ個別に設けてもよい。汎用Ｉ／Ｆ７０６は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に準拠したシリアルバス端子や、ＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）インターフェイスを備える。

【0085】

接近判定装置２４は、上記のような構成を有しているが、一部もしくは全てを、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路で実装してもよい。尚、一部もしくは全てが集積回路などで実装されている場合においても、当該構成はコンピュータの一形態とみなされる。また、測位算出装置２２、無線通信装置２３、地図データ記憶部１９、車両制御装置２６も、図１７に示す構成で実装されてもよい。さらには、図１７に示すハードウェア構成を、測位算出装置２２、無線通信装置２３、接近判定装置２４、地図データ記憶部１９、車両制御装置２６で共用してもよい。

【0086】

＜実施形態の予測移動領域円を用いることによる利点＞
図１８は、実施形態の予測移動領域円Ｓ１と、自車両１５の現在位置を中心とし直進方向の移動距離ＤＡを半径とした場合の円Ｓ２とを対比した図である。円Ｓ２は、実施形態の予測移動領域円Ｓ１よりも半径が長い分、接近とみなす領域が大きくなる。よって円Ｓ２を自車両１５の予測移動範囲として用いると、検知範囲が広いため、自律走行ダンプ２０は頻繁に減速することとなり、これに伴い運搬効率も低下する。

【0087】

一方、予測移動領域円Ｓ１のように、自律走行ダンプ２０の現在位置よりも前方にオフセットをとり、当該オフセットの位置を中心とした円を予測移動範囲とすることで、車両の前方の領域を広く、後方の領域は狭くなるように、領域を規定することができる。このように、移動すると想定される車両前方が広くなるように領域を規定付けることで、自律走行ダンプ２０が現実的に移動する範囲に則った検知範囲を設定することができる。また、前方にオフセットをとり、当該オフセットの位置を中心とすることで、各到達点を全て含む円の半径を、約オフセット分短くすることができる。よって検知領域も小さくなり、近接したとみなす機会を減少させ、不必要な減速の発生を低減させることができる。

【0088】

このように本実施形態によって、各車両の移動可能な範囲の領域をより適切に設定することができ、車両同士の干渉を防止するとともに、運搬効率が低下傾向となることを低減することができる。

【0089】

（第２実施形態）
自車両および他車両の予測移動領域円は、車両位置にオフセットを考慮した中心位置と半径で表される円で表現される。このオフセットと半径を、第１実施形態のように計算で求めることを考えると、ＣＰＵなどによる計算負荷が高くなり、ハードウェア資源を圧迫する。一方で、遅延時間など計算に用いるための値を予め決めておくことで、自車両の走行速度および他車両の走行速度に応じて、オフセットと半径が一意に決まる。

【0090】

第２実施形態では、第１実施形態に対して計算負荷を低減させる実装例を説明する。

【0091】

図１９は、第２実施形態の自律走行ダンプ２０の構成例を示す図である。第２実施形態の自律走行ダンプ２０は、オフセット・半径記憶装置８０が設けられており、また接近判定装置２４には、自車両予測円抽出部８１、他車両予測円抽出部８２が設けられている。この構成以外は、第１実施形態と同様である。

【0092】

オフセット・半径記憶装置８０は、走行速度から予測移動領域円の中心位置までのオフセットと半径の値を記憶する。このオフセットと半径の値は、上記第１実施形態で説明した手法を用いて、自車両１５、他車両７０の走行速度ごとに、事前に算出した結果であり、走行速度に対応付けて記憶されている。

【0093】

自車両予測円抽出部８１は、自車両１５の走行速度を元に、オフセット・半径記憶装置８０から、自車両１５の予測移動領域円のオフセットと半径を抽出する。

【0094】

他車両予測円抽出部８２は、無線通信装置２３を介して取得した他車両７０の走行速度と、自車両１５の走行速度とを元に、オフセット・半径記憶装置８０から、他車両７０の予測移動領域円のオフセットと半径を抽出する。

【0095】

図２０（Ａ）は、他車両７０の走行速度と予測移動領域円の半径との関係を例示した図であり、図２０（Ｂ）は、他車両７０の走行速度と予測移動領域円のオフセットとの関係を例示した図である。この図２０（Ａ）、（Ｂ）で表現される対応関係が、オフセット・半径記憶装置８０に記憶されている。すなわちオフセット・半径記憶装置８０には、自車両１５の走行速度と、他車両７０の走行速度と、事前に算出した後の他車両７０の予測移動領域円の半径と、事前に算出した後のオフセットとを対応付けたデータが記憶されている。

【0096】

他車両予測円抽出部８２は、自車両１５の現在の走行速度を取得し、また無線通信装置２３を介して他車両の走行速度を取得する。他車両予測円抽出部８２は、自車両の走行速度と、他車両の走行速度とを検索キーとして用いて、オフセット・半径記憶装置８０から、他車両７０の予測移動領域円の半径、オフセットを抽出する。

【0097】

また、図２０（Ａ）、（Ｂ）に図示するような関係式を用いて、他車両７０の予測移動領域円の半径、オフセットを求めてもよい。ここで関係式を用いた他車両７０の予測移動領域円の半径の求め方について、図２０（Ａ）を用いて説明する。他車両予測円抽出部８２は、自車両１５の現在の走行速度を取得し、この自車両速度に対応した関係式を、オフセット・半径記憶装置８０から取得する。オフセット・半径記憶装置８０は、自車両１５の走行速度と、関係式とが対応付けられたデータ構造を記憶しており、自車両１５の現在の走行速度を入力すると、一意に対応付けられた関係式を検索結果として出力する。ここでは図２０（Ａ）に図示する関係式Ｆ１が出力されるものとする。他車両予測円抽出部８２は、無線通信装置２３を介して他車両の走行速度を取得し（ここではＶ１とする）、走行速度Ｖ１を関係式Ｆ１に代入して、他車両の予測移動領域円の半径Ｒ１を求める。

【0098】

他車両予測円抽出部８２による、関係式を用いた他車両７０の予測移動領域円のオフセットの求め方についても同様の手法となる（図２０（Ｂ）参照）。他車両予測円抽出部８２は、自車両１５の現在の走行速度を取得し、この自車両速度に対応した関係式Ｆ２を、オフセット・半径記憶装置８０から取得する。そして他車両予測円抽出部８２は、他車両７０の走行速度Ｖ１を関係式Ｆ２に代入して、他車両７０の予測移動領域円のオフセットＬ１を求める。

【0099】

図２１（Ａ）は、自車両１５の走行速度と自車両１５の予測移動領域円の半径との関係を例示した図であり、図２１（Ｂ）は、自車両１５の走行速度と自車両１５の予測移動領域円のオフセットとの関係を例示した図である。この図２１（Ａ）、（Ｂ）で表現される各種情報が、オフセット・半径記憶装置８０に記憶されている。すなわちオフセット・半径記憶装置８０には、自車両１５の走行速度と、事前に算出した後の自車両１５の予測移動領域円の半径と、事前に算出した後のオフセットとを対応付けたデータが記憶されている。

【0100】

自車両予測円抽出部８１は、自車両１５の現在の走行速度を検索キーとして、オフセット・半径記憶装置８０から、自車両１５の予測移動領域円のオフセットおよび半径を抽出する。

【0101】

また、図２１（Ａ）、（Ｂ）に図示するような関係式を用いて、自車両１５の予測移動領域円の半径、オフセットを求めてもよい。まずは自車両予測円抽出部８１による自車両１５の予測移動領域円の半径の求め方について、図２１（Ａ）を用いて説明する。自車両予測円抽出部８１は、自車両１５の現在の走行速度Ｖ３を取得し、また関係式Ｆ３を、オフセット・半径記憶装置８０から取得する。自車両予測円抽出部８１は、走行速度Ｖ３を関係式Ｆ３に代入して、自車両１５の予測移動領域円の半径Ｒ３を求める。自車両１５の予測移動領域円のオフセットの求め方についても同様の手法となる（図２１（Ｂ）参照）。すなわち、自車両予測円抽出部８１は、関係式Ｆ４をオフセット・半径記憶装置８０から取得し、自車両１５の走行速度Ｖ３を関係式Ｆ４に代入して、自車両の予測移動領域円のオフセットＬ３を求める。

【0102】

第２実施形態の態様により、第１実施形態の態様に比べて計算負荷を低減させることができる。また、オフセット・半径記憶装置８０には代表的な値を記録しておき、その値を元に内挿や外挿を用いて求めてもよい。

【0103】

上記各実施形態では、予測移動領域を真円形状として説明したが、これに限定されず、楕円形状でもよく、多角形形状であってもよい。また、車両進行方向の後方の一部が欠けた閉領域の円形状でもよい。これら以外にも、予測移動領域は、操舵角ごとに設けた各到達点を領域内に含み、且つ、中心が車両の進行方向の前方となる領域であればよい。尚、真円形状の場合、半径が決まると円領域の範囲が決まることから、半径が、範囲を規定する長さとの位置付けとなる。同様に、楕円の場合、範囲を規定する長さは、例えば長径や短径などとなり、多角形の場合、範囲を規定する長さは、例えば中心から特定の頂点までの長さなどとなる。

【0104】

上記各実施形態では、接近判定装置２４を自律走行ダンプ２０に搭載した構成について説明したが、交通管制装置３００のサーバシステム（コンピュータ）の機能として導入し、一元管理してもよい。この場合、交通管制装置３００は、自律走行ダンプ２０、補助作業車両９０から、各車両の識別情報、および各車両の位置情報、現在の速度値、方位角を取得し、上記のとおり予測移動領域をそれぞれ作成して接近しているかの判定を行う。そして交通管制装置３００は、接近しているとの判定結果である場合、該当する自律走行ダンプ２０にこの旨を通知し、減速制御を行う。

【0105】

また交通管制装置３００で一元管理する場合、交通管制装置３００が、例えば図５に示すような各車両の位置や予測移動領域をモニタなどの表示装置に表示させる、との実装であってもよい。この場合、例えばマウスポインタなどで表示画面内の車両を選択すると、当該選択車両を自車両として、自車両予測移動領域および他車両予測移動領域が表示される実装でもよい。

【0106】

このように、接近判定装置２４を交通管制装置３００のサーバシステム側に備えさせたシステム構成としてもよいし、各実施形態で説明したように自律走行ダンプ２０の車両側に備えさせたシステム構成としてもよい。また、補助作業車両９０などの有人車両に接近判定装置２４を備え、有人車両に対して上記各実施形態と同様の減速制御、もしくは通知を行ってもよい。

【0107】

尚、交通管制装置３００で一元管理する場合、自車両、他車両など自他を区別するのではなく、各車両をそれぞれ区別することになる。よって、上記の説明における自車両は例えば第１車両となり、他車両は例えば第２車両などとなる。

【0108】

自車両移動距離算出部３１、他車両移動距離算出部３３は、各記憶部や積載量検出装置１５９、ピッチ角検出装置１６０を内部に有した構成であるものとして説明したが、あくまでも例示である。これら各記憶部や装置の一部もしくは全てを、自車両移動距離算出部３１、他車両移動距離算出部３３の外部に設ける実装でも構わない。この場合、記憶部を記憶装置としてもよい。

【0109】

上記実施形態では、車両同士の干渉のおそれを判定する実装例について説明したが、車両と人との干渉のおそれを判定することにも応用することができる。例えば搬送路や作業エリアを歩行している作業者に、他車両７０に備えられる測位装置７１、測位算出装置７２、無線通信装置７３と同機能を有する端末装置を保持させ、各種パラメータを作業者の歩行速度などに則った値に置き換える（もしくは停止状態とみなす）ことで、上記同様の接近判定を行うことが可能となる。また、補助作業車両９０を運転操作するオペレータに、このような端末装置を保持させることで、補助作業車両９０に測位装置７１、測位算出装置７２、無線通信装置７３を搭載することなく、上記実施形態と同等の態様を行うことができる。

【0110】

図１１や図１２に示す走行軌道は、走行中に操舵角を変えずに、操舵角を固定にして走行させ続けた場合の軌道とするが（すなわちクロソイド曲線を含まない軌道）、クロソイド曲線を含めた走行軌道としてもよい。

【0111】

自車両を第１車両とし、他車両を第２車両と見立てた装置構成や機能構成としてもよい。この場合、第１車両移動距離算出部は、自車両移動距離算出部３１に相当し、第２車両移動距離算出部は、他車両移動距離算出部３３に相当する。第１車両測位情報は、自車両測位情報に相当し、第２車両測位情報は、他車両測位情報に相当する。第１車両予測移動領域は、自車両１５の予測移動領域に相当し、第２車両予測移動領域は、他車両７０の予測移動領域に相当する。第１車両予測移動領域算出部は、自車両予測移動領域算出部３２に相当し、第２車両予測移動領域算出部は、他車両予測移動領域算出部３４に相当する。第１車両移動時間は、自車両移動時間に相当する。第１車両予測移動領域抽出部は自車両予測円抽出部８１に相当する。第２車両予測移動領域抽出部は他車両予測円抽出部８２に相当する。

【0112】

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【符号の説明】

【0113】

１：鉱山車両運行システム
１５：自車両
２０：自律走行ダンプ
２１：測位装置
２２：測位算出装置
２３：無線通信装置
２４：接近判定装置
２５：自律走行制御装置
２６：車両制御装置
３１：自車両移動距離算出部
３２：自車両予測移動領域算出部
３３：他車両移動距離算出部
３４：他車両予測移動領域算出部
３５：干渉判定部
３６：減速指令生成部
４０：無線通信回線
４１：自車両減速度記憶部
４２：接近時速度記憶部
４３：自車両減速必要時間算出部
４４：通信遅延時間記憶部
４５：最大加速度記憶部
４６：安全余裕時間記憶部
４７：ブレーキ遅延時間記憶部
４８：移動距離算出部
４９：通信遅延時間算出部
５１：自車両減速必要時間算出部
５２：自車両減速度記憶部
５３：安全余裕時間記憶部
５４：ブレーキ遅延時間記憶部
５５：接近時速度記憶部
５６：移動距離算出部
５７：機械ブレーキ減速度記憶部
５８：電気ブレーキ減速度記憶部
６１：機械ブレーキ
６２：電気ブレーキ
７０：他車両
７１：測位装置
７２：測位算出装置
７３：無線通信装置
８０：オフセット・半径記憶装置
８１：自車両予測円抽出部
８２：他車両予測円抽出部
１５１：車輪速センサ
１５９：積載量検出装置
１６０：ピッチ角検出装置
１７０：車載通信部
３００：交通管制装置
１０００：車両干渉防止システム

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】