特許 7404414 作業機械制御装置および制御方法

(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】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】作業機械制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20231218BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 Q

E02F9/22 E

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022017105

(22)【出願日】2022-02-07

(62)【分割の表示】P 2017194672の分割

【原出願日】2017-10-04

(65)【公開番号】P2022051849

(43)【公開日】2022-04-01

【審査請求日】2022-02-25

(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】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】皆川 真範

(72)【発明者】

【氏名】大山 康博

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０８９３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１１５８０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０２２６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９０８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１３４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２４７２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００４６５４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０２５３６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０８７３８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０５８２４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０８７４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１３１１９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１３６５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／１０６１３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１１５２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０－９／２２

Ｅ０２Ｆ ３／４２－３／４３

Ｅ０２Ｆ ３／８４－３／８５

Ｅ０２Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋回体と、前記旋回体に取り付けられバケットを含む作業機とを備える作業機械を制御する作業機械制御装置であって、
運搬車が検出した前記運搬車の位置情報を含む運搬車情報を取得する運搬車情報取得部と、
前記運搬車情報に基づいて、積荷を前記運搬車に積み込むための排土位置を特定する排土位置特定部と、
前記旋回体および前記作業機を動作させるための操作信号を出力する操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力部と、
特定された前記排土位置に前記バケットを自動的に移動させるための操作信号を生成する操作信号生成部と、
前記操作信号入力部に入力された前記操作装置からの操作信号および前記操作信号生成部が生成した操作信号のいずれかを出力する操作信号出力部であって、前記バケットを前記排土位置まで移動させる排土指示信号を受け付けた場合、前記操作信号生成部が生成した操作信号を出力する操作信号出力部と、
を備える作業機械制御装置。

【請求項2】

前記運搬車情報取得部は、前記運搬車の走行が停止しているときに前記運搬車情報を取得する
請求項１に記載の作業機械制御装置。

【請求項3】

前記運搬車情報に含まれる前記位置情報は測位信号に基づいて検出される
請求項１または請求項２に記載の作業機械制御装置。

【請求項4】

前記排土位置特定部は、前記運搬車の形状に関する情報を用いて前記排土位置を特定する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項5】

前記運搬車の形状に関する情報は前記運搬車の高さを含む
請求項４に記載の作業機械制御装置。

【請求項6】

前記バケットを前記排土位置まで移動させる排土指示信号が入力されたときの前記バケットの位置を特定するバケット位置特定部
を備える請求項１から請求項５の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項7】

前記バケット位置特定部は、前記作業機械の車両情報に基づいて前記バケットの位置を特定される
請求項６に記載の作業機械制御装置。

【請求項8】

前記操作信号生成部は、高さが前記排土位置と等しく、かつ下方に前記運搬車が存在しない位置を経由するように前記操作信号を生成する
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項9】

少なくとも２台の運搬車のうち複数個所に設定された積込点のうち少なくとも２か所の積込点のそれぞれに存在する場合に、前記少なくとも２台の運搬車のうち１台の運搬車を積込対象に決定する積込対象決定部を備え、
前記操作信号生成部は、積込対象の前記運搬車が発進するまで、当該運搬車に係る前記排土位置に基づいて前記操作信号を生成する
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項10】

前記運搬車情報取得部は、複数の運搬車のうち、積込点で停止したと判定された運搬車の前記運搬車情報を取得する
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項11】

前記運搬車情報は、前記運搬車の方位情報を含む
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項12】

前記運搬車は無人運搬車である
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の作業機械制御装置。

【請求項13】

旋回体と、前記旋回体に取り付けられバケットを含む作業機とを備える作業機械の制御方法であって、
運搬車が検出した前記運搬車の位置情報を含む運搬車情報を取得するステップと、
前記運搬車情報に基づいて、積荷を前記運搬車に積み込むための排土位置を特定するステップと、
前記旋回体および前記作業機を動作させるための操作信号を出力する操作装置からの操作信号を入力するステップと、
特定された前記排土位置に前記バケットを自動的に移動させるための操作信号を生成するステップと、
入力された前記操作装置からの前記操作信号および生成した前記操作信号のいずれかを出力するステップと、
を備え、
前記操作信号を出力するステップにおいて、前記バケットを前記排土位置まで移動させる排土指示信号を受け付けた場合、生成した前記操作信号を出力する、
を備える制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械および無人運搬車が配備された作業現場において作業機械を制御する作業機械制御装置および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１および特許文献２には、掘削位置、および排土位置を指定して油圧ショベルを自動運転させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１１５２７１号公報

【文献】特開２００２－３３２６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動制御の効率を向上するために、排土位置の指定を省略することが望まれている。 本発明の態様は、作業機械の制御のための排土位置を自動的に特定することができる作業機械制御装置および制御方法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】

【0005】

本発明の第１の態様によれば、作業機械制御装置は、旋回中心まわりに旋回する旋回体と、前記旋回体に取り付けられバケットを含む作業機とを備える作業機械を制御する作業機械制御装置であって、無人運搬車の位置情報、方位情報、および予め定められた走行経路に基づいて、前記無人運搬車の走行を制御する運搬車制御装置から、前記バケットの到達範囲内の積込場所に存在する前記無人運搬車の位置情報および方位情報を取得する運搬車情報取得部と、前記位置情報および前記方位情報に基づいて、積荷を前記無人運搬車に積み込むための排土位置を特定する排土位置特定部とを備える。

【発明の効果】

【0006】

上記態様によれば、作業機械制御装置は、作業機械の制御のための排土位置を自動的に特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す概略図である。

【図2】第１の実施形態に係る作業機械の外観図である。

【図3】第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図4】走行経路の例を表す図である。

【図5】第１の実施形態に係る遠隔運転室の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図6】第１の実施形態に係るバケットの経路の例を示す図である。

【図7】第１の実施形態に係る遠隔運転室の自動排土制御方法を示す第１のフローチャートである。

【図8】第１の実施形態に係る遠隔運転室の自動排土制御方法を示す第２のフローチャートである。

【図9】第２の実施形態に係る盛土場の走行経路の例を示す図である。

【図10】第２の実施形態に係る遠隔運転室の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図11】第２の実施形態に係る無人運搬車の登録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】

【0008】

〈第１の実施形態〉
《作業システム》
図１は、第１の実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す概略図である。
作業システム１は、作業機械１００と、無人運搬車である１または複数の運搬車両２００と、管理装置３００と、遠隔運転室５００とを備える。作業機械１００および運搬車両２００は、作業現場（例えば、鉱山、採石場）で稼働する。遠隔運転室５００は、作業現場から離れた地点（例えば、市街、作業現場内）に設けられる。

【0009】

運搬車両２００は、管理装置３００から受信する制御情報に基づいて無人走行する。運搬車両２００と管理装置３００とはアクセスポイント３６０を介した通信により接続される。管理装置３００は、運搬車両２００から運搬車両２００の位置及び方位を取得し、これらに基づいて運搬車両２００の走行に用いるコース情報を生成する。管理装置３００は、コース情報を運搬車両２００に送信する。運搬車両２００は、受信したコース情報に基づいて無人走行する。つまり、作業システム１は、運搬車両２００と管理装置３００とを含む無人搬送システムを備える。アクセスポイント３６０は、無人搬送システムの通信に用いられる。

【0010】

管理装置３００は、作業機械１００および遠隔運転室５００から運搬車両２００の指示信号を受信し、これを運搬車両２００に送信する。作業機械１００と管理装置３００とはアクセスポイント３６０を介した通信により接続される。また遠隔運転室５００と管理装置３００とはネットワークを介して接続される。作業機械１００および遠隔運転室５００から受信する運搬車両２００の指示信号の例としては、進入指示信号、発進指示信号が挙げられる。進入指示信号は、運搬車両２００に待機点Ｐ１から積込点Ｐ３まで進入することを指示する信号である。発進指示信号は、運搬車両２００に積込の完了により積込点Ｐ３を発進し積込場Ａ１からの退出を指示する信号である。

【0011】

作業機械１００は、遠隔運転室５００から送信される操作信号に基づいて遠隔操作される。作業機械１００と遠隔運転室５００とは、アクセスポイント３５０を介した通信により接続される。遠隔運転室５００の第１操作装置５３０は、オペレータの操作により、作業機械１００の操作を受け付け、制御装置５４０は、操作信号を管理装置３００に送信する。作業機械１００は、遠隔運転室５００から受信した操作信号に基づいて動作する。つまり、作業システム１は、作業機械１００と遠隔運転室５００とから構成される遠隔運転システムを備える。アクセスポイント３５０は、遠隔運転システムの通信に用いられる。

【0012】

《運搬車両》
第１の実施形態に係る運搬車両２００は、設定された走行経路を無人で走行する無人ダンプトラックである。なお、他の実施形態に係る運搬車両２００は、ダンプトラック以外の運搬車であってもよい。
運搬車両２００は、位置方位検出器２１０および制御装置２２０を備える。

【0013】

位置方位検出器２１０は、運搬車両２００の位置および方位を検出する。位置方位検出器２１０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する人工衛星から測位信号を受信する２つの受信器を備える。ＧＮＳＳの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が挙げられる。２つの受信器は、それぞれ運搬車両２００の異なる位置に設置される。位置方位検出器２１０は、受信器が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における運搬車両２００の代表点（車体座標系の原点、例えば、運搬車両２００のリアアクスルの中心位置）の位置を検出する。
位置方位検出器２１０は、２つの受信器が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器の設置位置に対する他方の受信器の設置位置の関係として、運搬車両２００の向く方位を演算する。なお、他の実施形態においてはこれに限られず、例えば運搬車両２００が慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を備え、慣性計測装置の計測結果に基づいて方位を演算してもよい。この場合、運搬車両２００の走行軌跡に基づいて慣性計測装置のドリフトを補正してもよい。慣性計測装置を用いて方位を演算する場合、運搬車両２００は１つの受信機を備えていればよい。

【0014】

制御装置２２０は、位置方位検出器２１０が検出した位置および方位を管理装置３００に送信する。制御装置２２０は、管理装置３００からコース情報および指示信号を受信する。制御装置２２０は、受信したコース情報および指示信号に基づいて運搬車両２００を走行させ、または運搬車両２００のベッセルを上下させる。

【0015】

《作業機械》
図２は、第１の実施形態に係る作業機械の外観図である。
第１の実施形態に係る作業機械１００は、積込機械の一種である油圧ショベルである。なお、他の実施形態に係る作業機械１００は、油圧ショベル以外の作業機械であってもよい。また図２に示す作業機械１００はフェイスショベルであるが、バックホウショベルやロープショベルであってもよい。
作業機械１００は、走行体１３０と、走行体１３０に支持される旋回体１２０と、油圧により作動し旋回体１２０に支持される作業機１１０とを備える。旋回体１２０は旋回中心を中心として旋回自在に支持される。

【0016】

作業機１１０は、ブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３と、ブームシリンダ１１４と、アームシリンダ１１５と、バケットシリンダ１１６と、ブーム角度センサ１１７と、アーム角度センサ１１８と、バケット角度センサ１１９とを備える。

【0017】

ブーム１１１の基端部は、旋回体１２０にピンを介して取り付けられる。
アーム１１２は、ブーム１１１とバケット１１３とを連結する。アーム１１２の基端部は、ブーム１１１の先端部にピンを介して取り付けられる。
バケット１１３は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を収容するための容器とを備える。バケット１１３の基端部は、アーム１１２の先端部にピンを介して取り付けられる。

【0018】

ブームシリンダ１１４は、ブーム１１１を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１１４の基端部は、旋回体１２０に取り付けられる。ブームシリンダ１１４の先端部は、ブーム１１１に取り付けられる。
アームシリンダ１１５は、アーム１１２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１１５の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。アームシリンダ１１５の先端部は、アーム１１２に取り付けられる。
バケットシリンダ１１６は、バケット１１３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１１６の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。バケットシリンダ１１６の先端部は、バケット１１３に取り付けられる。

【0019】

ブーム角度センサ１１７は、ブーム１１１に取り付けられ、ブーム１１１の傾斜角を検出する。
アーム角度センサ１１８は、アーム１１２に取り付けられ、アーム１１２の傾斜角を検出する。
バケット角度センサ１１９は、バケット１１３に取り付けられ、バケット１１３の傾斜角を検出する。
第１の実施形態に係るブーム角度センサ１１７、アーム角度センサ１１８、およびバケット角度センサ１１９は、地平面に対する傾斜角を検出する。なお、他の実施形態に係る角度センサはこれに限られず、他の基準面に対する傾斜角を検出してもよい。例えば、他の実施形態においては、角度センサは、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の基端部に設けられたポテンショメータによって相対回転角を検出してもよいし、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５およびバケットシリンダ１１６のシリンダ長さを計測し、シリンダ長さを角度に変換することで傾斜角を検出するものであってもよい。

【0020】

旋回体１２０には、運転室１２１が備えられる。運転室１２１の上部には、撮像装置１２２が設けられる。撮像装置１２２は、運転室１２１内の前方かつ上方に設置される。撮像装置１２２は、運転室１２１前面のフロントガラスを通して、運転室１２１の前方を撮像する。撮像装置１２２の例としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いた撮像装置が挙げられる。なお、他の実施形態においては、撮像装置１２２は、必ずしも運転室１２１内に設けられなくてもよく、撮像装置１２２は、少なくとも作業対象と作業機１１０とを撮像可能な位置に設けられていればよい。

【0021】

作業機械１００は、撮像装置１２２、位置方位演算器１２３、傾斜計測器１２４、油圧装置１２５、制御装置１２６を備える。

【0022】

位置方位演算器１２３は、旋回体１２０の位置および旋回体１２０が向く方位を演算する。位置方位演算器１２３は、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から測位信号を受信する２つの受信器を備える。２つの受信器は、それぞれ旋回体１２０の異なる位置に設置される。位置方位演算器１２３は、受信器が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体１２０の代表点（ショベル座標系の原点）の位置を検出する。
位置方位演算器１２３は、２つの受信器が受信した各測位信号を用いて、一方の受信器の設置位置に対する他方の受信器の設置位置の関係として、旋回体１２０の向く方位を演算する。

【0023】

傾斜計測器１２４は、旋回体１２０の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体１２０の姿勢（例えば、ロール角、ピッチ角、ヨー角）を検出する。傾斜計測器１２４は、例えば旋回体１２０の下面に設置される。傾斜計測器１２４は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を用いることができる。

【0024】

油圧装置１２５は、作動油タンク、油圧ポンプ、および流量制御弁を備える。油圧ポンプは、図示しないエンジンの動力で駆動し、流量制御弁を介してブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に作動油を供給する。流量制御弁はロッド状のスプールを有し、スプールの位置によってブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に供給する作動油の流量を調整する。スプールは、制御装置１２６から受信する制御指令に基づいて駆動される。つまり、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に供給される作動油の量は、制御装置１２６によって制御される。

【0025】

制御装置１２６は、撮像装置１２２が撮像した画像、旋回体１２０の旋回速度、位置および方位、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の傾斜角、走行体１３０の走行速度、ならびに旋回体１２０の姿勢を、遠隔運転室５００に送信する。以下、画像、旋回体１２０の旋回速度、位置および方位、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の傾斜角、走行体１３０の走行速度、ならびに旋回体１２０の姿勢を、車両情報ともよぶ。なお、他の実施形態に係る車両情報はこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る車両情報は、旋回速度、位置、方位、傾斜角、走行速度、および姿勢のいずれかを含まなくてもよいし、その他のセンサによって検出された値を含んでもよいし、検出された値から演算された値を含んでもよい。
制御装置１２６は、遠隔運転室５００から操作信号を受信する。制御装置１２６は、受信した操作信号に基づいて、作業機１１０、旋回体１２０、または走行体１３０を駆動させる。

【0026】

《管理装置》
図３は、第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
管理装置３００は、運搬車両２００の走行を管理する。
管理装置３００は、プロセッサ３１００、メインメモリ３２００、ストレージ３３００、インタフェース３４００を備えるコンピュータである。ストレージ３３００は、プログラムｐ３を記憶する。プロセッサ３１００は、プログラムｐ３をストレージ３３００から読み出してメインメモリ３２００に展開し、プログラムｐ３に従った処理を実行する。管理装置３００は、インタフェース３４００を介してネットワークに接続される。インタフェース３４００には、アクセスポイント３６０が接続される。管理装置３００は、アクセスポイント３６０を介して作業機械１００および運搬車両２００と無線接続される。

【0027】

ストレージ３３００は、走行経路記憶部３３０１、位置方位記憶部３３０２としての記憶領域を有する。ストレージ３３００の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ３３００は、管理装置３００の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３４００を介して管理装置３００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ３３００は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0028】

走行経路記憶部３３０１は、運搬車両２００ごとに走行経路Ｒを記憶する。図４は、走行経路の例を表す図である。走行経路Ｒは、２つのエリアＡ（例えば、積込場Ａ１と排土場Ａ２）を結ぶあらかじめ定められた接続経路Ｒ１、ならびにエリアＡ内の経路である進入経路Ｒ２、アプローチ経路Ｒ３および退出経路Ｒ４を有する。進入経路Ｒ２は、エリアＡ内において接続経路Ｒ１の一端である待機点Ｐ１と所定の切り返し点Ｐ２とを接続する経路である。アプローチ経路Ｒ３は、エリアＡ内の切り返し点Ｐ２と積込点Ｐ３または排土点Ｐ４とを接続する経路である。退出経路Ｒ４は、エリアＡ内の積込点Ｐ３または排土点Ｐ４と接続経路Ｒ１の他端である出口点Ｐ５とを接続する経路である。積込点Ｐ３は、作業機械１００のオペレータの操作によって設定される点である。切り返し点Ｐ２は、積込点Ｐ３の位置に応じて管理装置３００によって設定される点である。

【0029】

位置方位記憶部３３０２は、各運搬車両２００それぞれの位置情報および方位情報を記憶する。

【0030】

プロセッサ３１００は、プログラムｐ３の実行により、位置方位収集部３１０１、走行コース生成部３１０２を備える。

【0031】

位置方位収集部３１０１は、アクセスポイント３６０を介して運搬車両２００から運搬車両２００の位置情報および方位情報を受信する。位置方位収集部３１０１は、受信した位置情報および方位情報を位置方位記憶部３３０２に記憶させる。

【0032】

走行コース生成部３１０２は、走行経路記憶部３３０１が記憶する走行経路と、位置方位記憶部３３０２が記憶する位置情報および方位情報とに基づいて、運搬車両２００の移動を許可する領域の情報を含むコース情報を生成する。生成されたコース情報は、運搬車両２００に送信される。コース情報は、走行経路上に所定間隔で設定された地点の位置情報、その地点での目標速度情報、および他の運搬車両２００の走行許可領域と重複しない走行許可領域情報を含む。

【0033】

走行コース生成部３１０２は、遠隔運転室５００から進入指示信号を受信するまで、コース情報が示す領域に進入経路Ｒ２およびアプローチ経路Ｒ３を含めない。これにより、運搬車両２００は、進入指示信号を受信するまで待機点Ｐ１で待機することとなる。走行コース生成部３１０２は、進入指示信号を受信した場合に、進入経路Ｒ２およびアプローチ経路Ｒ３を含み、退出経路Ｒ４を含まないコース情報を生成する。これにより、運搬車両２００は、待機点Ｐ１から発進して積込点Ｐ３まで走行し、積込点Ｐ３で停止することとなる。走行コース生成部３１０２は、発進指示信号を受信した場合に、退出経路Ｒ４を含むコース情報を生成する。なお、本実施形態に係る作業システム１では、運搬車両２００が待機点Ｐ１で進入指示信号を受信するまで待機するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、運搬車両２００が待機する位置は、切り返し点Ｐ２でもよいし、進入経路Ｒ２またはアプローチ経路Ｒ３の途中の地点であってもよい。

【0034】

《遠隔運転室》
遠隔運転室５００は、運転席５１０、表示装置５２０、第１操作装置５３０、第２操作装置５３１、制御装置５４０を備える。
表示装置５２０は、運転席５１０の前方に配置される。表示装置５２０は、オペレータが運転席５１０に座ったときにオペレータの眼前に位置する。表示装置５２０は、図１に示すように、並べられた複数のディスプレイによって構成されてもよいし、１つの大きなディスプレイによって構成されてもよい。また、表示装置５２０は、プロジェクタ等によって曲面や球面に画像を投影するものであってもよい。

【0035】

第１操作装置５３０は、遠隔運転システム用の操作装置である。第１操作装置５３０は、オペレータの操作に応じて、ブームシリンダ１１４の操作信号、アームシリンダ１１５の操作信号、バケットシリンダ１１６の操作信号、旋回体１２０の左右への旋回操作信号、走行体１３０の前後進のための走行操作信号を生成し制御装置５４０に出力する。第１操作装置５３０は、例えばレバー、ノブスイッチおよびペダルにより構成される。
第２操作装置５３１は、オペレータの操作により、運搬車両２００への進入指示信号、発進指示信号、停止指示信号、停止解除信号を管理装置３００に送信する。第２操作装置５３１は、例えばタッチパネル等により構成される。
第１操作装置５３０および第２操作装置５３１は、運転席５１０の近傍に配置される。第１操作装置５３０および第２操作装置５３１は、オペレータが運転席５１０に座ったときにオペレータの操作可能な範囲内に位置する。

【0036】

制御装置５４０は、作業機械１００から受信した画像を表示装置５２０に表示させ、第１操作装置５３０の操作を表す操作信号を作業機械１００に送信する。

【0037】

図５は、第１の実施形態に係る遠隔運転室の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
制御装置５４０は、プロセッサ５１００、メインメモリ５２００、ストレージ５３００、インタフェース５４００を備えるコンピュータである。ストレージ５３００は、プログラムｐ５を記憶する。プロセッサ５１００は、プログラムｐ５をストレージ５３００から読み出してメインメモリ５２００に展開し、プログラムｐ５に従った処理を実行する。制御装置５４０は、インタフェース５４００を介してネットワークに接続される。

【0038】

ストレージ５３００の例としては、ＨＤＤ、ＳＳＤ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ５３００は、制御装置５４０の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース５４００を介して制御装置５４０に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ５３００は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0039】

プロセッサ５１００は、プログラムｐ５の実行により、積込車両情報取得部５１０１、表示制御部５１０２、運搬車両情報取得部５１０３、操作信号入力部５１０４、バケット位置特定部５１０５、排土位置特定部５１０６、回避位置特定部５１０７、操作信号生成部５１０９、操作信号出力部５１１０を備える。

【0040】

積込車両情報取得部５１０１は、作業機械１００から車両情報を取得する。

【0041】

表示制御部５１０２は、積込車両情報取得部５１０１が受信した車両情報に含まれる画像を表示するための表示信号を生成し、表示装置５２０に出力する。

【0042】

運搬車両情報取得部５１０３は、管理装置３００から各運搬車両２００の位置情報および方位情報を取得する。

【0043】

操作信号入力部５１０４は、第１操作装置５３０から操作信号の入力を受け付ける。操作信号には、ブーム１１１の操作信号、アーム１１２の操作信号、バケット１１３の操作信号、旋回体１２０の旋回操作信号、走行体１３０の走行操作信号、および作業機械１００の排土指示信号が含まれる。排土指示信号は、バケット１１３を排土位置まで移動させて排土を行う自動排土制御の指示を行う信号である。

【0044】

バケット位置特定部５１０５は、積込車両情報取得部５１０１が受信した車両情報に基づいて、ショベル座標系におけるアーム１１２の先端の位置Ｐおよびアーム１１２の先端からバケット１１３の最下点までの高さＨｂを特定する。バケット１１３の最下点とは、バケット１１３の外形のうち地表面からの距離が最も短い点をいう。特に、バケット位置特定部５１０５は、排土指示信号の入力を受け付けたときのアーム１１２の先端の位置Ｐを掘削完了位置Ｐ１０として特定する。図６は、第１の実施形態に係るバケットの経路の例を示す図である。具体的には、バケット位置特定部５１０５は、ブーム１１１の傾斜角と既知のブーム１１１の長さ（基端部のピンから先端部のピンまでの距離）とに基づいて、ブーム１１１の長さの垂直方向成分および水平方向成分を求める。同様に、バケット位置特定部５１０５は、アーム１１２の長さの垂直方向成分および水平方向成分を求める。バケット位置特定部５１０５は、作業機械１００の位置から、作業機械１００の方位および姿勢から特定される方向に、ブーム１１１およびアーム１１２の長さの垂直方向成分の和および水平方向成分の和だけ離れた位置を、アーム１１２の先端の位置Ｐ（図２に示すアーム１１２の先端部のピンの位置Ｐ）として特定する。また、バケット位置特定部５１０５は、バケット１１３の傾斜角と既知のバケットの形状とに基づいて、バケット１１３の鉛直方向の最下点を特定し、アーム１１２の先端から最下点までの高さＨｂを特定する。

【0045】

排土位置特定部５１０６は、操作信号入力部５１０４に排土指示信号が入力された場合に、運搬車両情報取得部５１０３が取得した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて、排土位置Ｐ１３を特定する。すなわち、排土位置特定部５１０６は、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止したときの位置情報および方位情報に基づいて、排土位置Ｐ１３を特定する。排土位置特定部５１０６は、積込車両情報取得部５１０１が取得した旋回体１２０の位置、方位および姿勢に基づいて運搬車両２００の位置情報が示す基準位置Ｐ２１を現場座標系からショベル座標系に変換し、当該基準位置Ｐ２１から、当該運搬車両２００の方位情報が示す方向に距離Ｄ１だけ離れた排土点Ｐ２２を特定する。距離Ｄ１は、基準位置Ｐ２１とベッセル上の排土点Ｐ２２との間の既知の距離である。排土位置特定部５１０６は、特定した位置Ｐ２２から、作業機械１００の旋回体１２０の向く方向にバケット１１３の中心からアーム１１２の先端までの距離Ｄ２だけ離れた位置を、排土位置Ｐ１３の平面位置として特定する。排土位置特定部５１０６は、運搬車両２００の高さＨｔに、バケット位置特定部５１０５が特定したアーム１１２の先端から最下点までの高さＨｂと、バケット１１３の制御余裕分の高さとを加算することで、排土位置Ｐ１３の高さを特定する。なお、他の実施形態においては、排土位置特定部５１０６は、制御余裕分の高さを加算せずに排土位置Ｐ１３を特定してもよい。すなわち、排土位置特定部５１０６は、高さＨｔに高さＨｂを加算することで、排土位置Ｐ１３の高さを特定してもよい。

【0046】

回避位置特定部５１０７は、排土位置特定部５１０６が特定した排土位置Ｐ１３と、積込車両情報取得部５１０１が取得した作業機械１００の位置と、運搬車両情報取得部５１０３が取得した運搬車両２００の位置及び方位に基づいて、運搬車両２００と干渉しない点である干渉回避位置Ｐ１２を特定する。干渉回避位置Ｐ１２は、排土位置Ｐ１３と同じ高さを有し、かつ旋回体１２０の旋回中心からの距離が、当該旋回中心から排土位置Ｐ１３までの距離と等しく、かつ下方に運搬車両２００が存在しない位置である。回避位置特定部５１０７は、例えば、旋回体１２０の旋回中心を中心とし、当該旋回中心と排土位置との距離を半径とする円を特定し、当該円上の位置のうち、バケット１１３の外形が平面視で運搬車両２００と干渉せず、かつ排土位置Ｐ１３に最も近い位置を、干渉回避位置Ｐ１２と特定する。回避位置特定部５１０７は、運搬車両２００の位置、方位および既知の外形、ならびにバケット１１３の既知の形状に基づいて、運搬車両２００とバケット１１３とが干渉するか否かを判定することができる。ここで、「同じ高さ」、「距離が等しい」とは、必ずしも高さまたは距離が完全に一致するものに限られず、多少の誤差やマージンが許容されるものとする。

【0047】

操作信号生成部５１０９は、排土位置特定部５１０６が特定した排土位置Ｐ１３、回避位置特定部５１０７が特定した干渉回避位置Ｐ１２に基づいて、バケット１１３を排土位置Ｐ１３まで移動させるための操作信号を生成する。すなわち、操作信号生成部５１０９は、掘削完了位置Ｐ１０から、位置Ｐ１１および干渉回避位置Ｐ１２を経由して、排土位置Ｐ１３に到達するように、操作信号を生成する。また、操作信号生成部５１０９は、ブーム１１１およびアーム１１２が駆動してもバケット１１３の角度が変化しないように、バケット１１３の操作信号を生成する。

【0048】

操作信号出力部５１１０は、操作信号入力部５１０４に入力された操作信号または操作信号生成部５１０９が生成した操作信号を、作業機械１００に出力する。

【0049】

《方法》
運搬車両２００は、管理装置３００が生成するコース情報によって走行経路Ｒに沿って走行し、待機点Ｐ１で停止する。作業機械１００のオペレータは、第２操作装置５３１を操作することで（例えば、所定のボタンを押下することで）、第２操作装置５３１に進入指示信号を入力する。進入指示信号は、第２操作装置５３１から管理装置３００に送信される。これによって、管理装置３００が進入経路Ｒ２およびアプローチ経路Ｒ３の領域を示すコース情報を生成する。運搬車両２００は、アプローチ経路Ｒ３に沿って走行し、積込点Ｐ３で停止する。オペレータは、第１操作装置５３０の操作により作業機械１００のバケット１１３で土砂をすくい、第１操作装置５３０のノブスイッチを操作して排土指示信号を生成し出力する。

【0050】

図７は、第１の実施形態に係る遠隔運転室の自動排土制御方法を示す第１のフローチャートである。図８は、第１の実施形態に係る遠隔運転室の自動排土制御方法を示す第２のフローチャートである。制御装置５４０は、オペレータから排土指示信号の入力を受け付けると、図７に示す自動排土制御を実行する。

【0051】

積込車両情報取得部５１０１は、作業機械１００から、旋回体１２０の位置および方位、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の傾斜角、ならびに旋回体１２０の姿勢を取得する（ステップＳ１）。運搬車両情報取得部５１０３は、管理装置３００から、運搬車両２００の位置および方位を取得する（ステップＳ２）。

【0052】

バケット位置特定部５１０５は、積込車両情報取得部５１０１が取得した車両情報に基づいて、排土指示信号の入力時のアーム１１２の先端の位置Ｐ、およびアーム１１２の先端からバケット１１３の最下点までの高さを特定する（ステップＳ３）。バケット位置特定部５１０５は、当該位置Ｐを掘削完了位置Ｐ１０と特定する。

【0053】

排土位置特定部５１０６は、ステップＳ１で取得した旋回体１２０の位置、方位および姿勢に基づいて運搬車両情報取得部５１０３が取得した運搬車両２００の位置情報を現場座標系からショベル座標系に変換する。排土位置特定部５１０６は、運搬車両２００の位置情報および方位情報、ならびに運搬車両２００の既知の形状に基づいて、排土位置Ｐ１３の平面位置を特定する（ステップＳ４）。このとき、排土位置特定部５１０６は、運搬車両２００の既知の高さＨｔに、ステップＳ３で特定したアーム１１２の先端からバケット１１３の最下点までの高さＨｂと、バケット１１３の制御余裕分の高さとを加算することで、排土位置Ｐ１３の高さを特定する（ステップＳ５）。

【0054】

回避位置特定部５１０７は、積込車両情報取得部５１０１が取得した旋回体１２０の位置および方位に基づいて、旋回体１２０の旋回中心の位置を特定する（ステップＳ６）。回避位置特定部５１０７は、旋回中心から排土位置Ｐ１３までの平面距離を特定する（ステップＳ７）。回避位置特定部５１０７は、旋回中心から特定した平面距離だけ離れた位置であって、バケット１１３の外形が平面視で運搬車両２００と干渉せず、かつ排土位置Ｐ１３から最も近い位置を、干渉回避位置Ｐ１２として特定する（ステップＳ８）。

【0055】

操作信号生成部５１０９は、アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３に至ったか否かを判定する（ステップＳ９）。アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３に至っていない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、操作信号生成部５１０９は、アーム１１２の先端の高さが干渉回避位置Ｐ１２の高さ未満であり、または旋回体１２０の旋回中心からアーム１１２の先端までの平面距離が旋回中心から干渉回避位置Ｐ１２までの平面距離未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。バケット１１３の高さが干渉回避位置Ｐ１２の高さ未満である場合、または旋回中心からアーム１１２の先端までの平面距離が旋回中心から干渉回避位置Ｐ１２までの平面距離未満である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、操作信号生成部５１０９は、ブーム１１１およびアーム１１２を干渉回避位置Ｐ１２の高さまで上昇させる操作信号を生成する（ステップＳ１１）。このとき、操作信号生成部５１０９は、ブーム１１１およびアーム１１２の位置および速度に基づいて、操作信号を生成する。

【0056】

また操作信号生成部５１０９は、生成したブーム１１１およびアーム１１２の操作信号に基づいてブーム１１１およびアーム１１２の角速度の和を算出し、当該角速度の和と同じ速度でバケット１１３を回動させる操作信号を生成する（ステップＳ１２）。これにより、操作信号生成部５１０９は、バケット１１３の対地角を保持する操作信号を生成することができる。なお、他の実施形態においては、操作信号生成部５１０９は、ブーム角度センサ１１７、アーム角度センサ１１８およびバケット角度センサ１１９の検出値より算出されるバケット１１３の対地角度が、自動排土制御開始時の対地角度と等しくなるようにバケット１１３を回動させる操作信号を生成してもよい。

【0057】

バケット１１３の高さが干渉回避位置Ｐ１２の高さ以上である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、操作信号生成部５１０９は、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の操作信号を生成しない。

【0058】

次に、操作信号生成部５１０９は、バケット１１３の高さが掘削完了位置Ｐ１０の高さから干渉回避位置Ｐ１２の高さに至るまでの時間である上昇時間を特定する（ステップＳ１３）。操作信号生成部５１０９は、旋回操作信号を生成する（ステップＳ１４）。このとき、操作信号生成部５１０９は、バケット１１３の上昇時間に基づいて、バケット１１３の高さが干渉回避位置Ｐ１２の高さ以上になった後に、旋回してアーム１１２の先端が干渉回避位置Ｐ１２を通過するように、旋回操作信号を生成する。

【0059】

ステップＳ９からステップＳ１４の処理でブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の操作信号、並びに旋回体１２０の旋回操作信号の少なくともいずれか１つを生成すると、操作信号出力部５１１０は、生成した操作信号を作業機械１００に出力する（ステップＳ１５）。積込車両情報取得部５１０１は、作業機械１００から車両情報を取得する（ステップＳ１６）。これにより、積込車両情報取得部５１０１は、出力した操作信号によって駆動した後の車両情報を取得することができる。制御装置５４０は、処理をステップＳ９に戻し、操作信号の生成を繰り返し実行する。

【0060】

他方、ステップＳ９にて、アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３に至っている場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、操作信号生成部５１０９は操作信号を生成しない。したがって、アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３に至ると、作業機１１０および旋回体１２０は停止する。アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３に至っている場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、すなわちステップＳ９からステップＳ１４の処理で操作信号生成部５１０９が操作信号を生成していない場合、操作信号生成部５１０９は、バケット１１３を排土させる操作信号を生成する（ステップＳ１７）。バケット１１３を排土させる操作信号の例としては、バケット１１３を排土方向に回動させる操作信号や、バケット１１３がクラムバケットである場合におけるクラムを開く操作信号が挙げられる。操作信号出力部５１１０は、生成した操作信号を作業機械１００に出力する（ステップＳ１８）。そして、制御装置５４０は、自動排土制御を終了する。

【0061】

ここで、図６を用いて、自動排土制御時の作業機械１００の動作について説明する。 自動排土制御が開始されると、ブーム１１１およびアーム１１２は、掘削完了位置Ｐ１０から位置Ｐ１１へ向けて上昇する。このとき、バケット１１３は、掘削終了時の角度を維持するように駆動する。

【0062】

アーム１１２の先端が位置Ｐ１１にくると、旋回体１２０は排土位置Ｐ１３へ向けて旋回を開始する。このとき、アーム１１２の先端は干渉回避位置Ｐ１２の高さに至っていないため、ブーム１１１およびアーム１１２の上昇は継続される。アーム１１２の先端が位置Ｐ１１から干渉回避位置Ｐ１２へ移動する途中で、アーム１１２の先端の高さが干渉回避位置Ｐ１２と等しくなるように、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３は減速する。

【0063】

アーム１１２の先端が干渉回避位置Ｐ１２にくると、作業機１１０の駆動は停止する。一方、旋回体１２０は旋回を継続する。すなわち、干渉回避位置Ｐ１２から排土位置Ｐ１３までの間、アーム１１２の先端は、作業機１１０の駆動によらず、旋回体１２０の旋回のみにより移動する。アーム１１２の先端が位置Ｐ１１から排土位置Ｐ１３へ移動する途中で、アーム１１２の先端の位置が排土位置Ｐ１３と等しくなるように、旋回体１２０は減速する。

【0064】

アーム１１２の先端が排土位置Ｐ１３にくると、作業機１１０および旋回体１２０の駆動は停止する。その後、バケット１１３が排土動作を実行する。

【0065】

上述の自動排土制御により、作業機械１００は、バケット１１３がすくった土砂を自動的に運搬車両２００に排土することができる。オペレータは、作業機１１０による掘削と、排土指示信号の入力による自動排土制御とを、運搬車両２００の積載量が最大積載量を超えない程度に繰り返し実行する。そして、オペレータは、第２操作装置５３１を操作することで、第２操作装置５３１に発進指示信号を入力する。発進指示信号は、第２操作装置５３１から、管理装置３００に送信される。これによって、管理装置３００が退出経路Ｒ４の領域を含むコース情報を生成する。運搬車両２００は、積込点Ｐ３から発進し、退出経路Ｒ４に沿って走行し、積込場Ａ１から退出する。

【0066】

《作用・効果》
第１の実施形態によれば、制御装置５４０は、運搬車両２００が検出した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて、土砂を運搬車両２００に積み込むための排土位置を特定する。これにより、制御装置５４０は、オペレータ等によって排土位置の指定を受けることなく、作業機械１００を自動運転させることができる。

【0067】

また、第１の実施形態によれば、制御装置５４０は、バケット１１３の掘削完了位置Ｐ１０を特定し、バケット１１３を、掘削完了位置Ｐ１０から排土位置Ｐ１３まで移動させるための操作信号を生成する。これにより、制御装置５４０は、バケット１１３がすくった土砂を自動的に運搬車両２００に排土することができる。

【0068】

また、第１の実施形態によれば、制御装置５４０は、バケット１１３が干渉回避位置Ｐ１２を経由するように制御信号を生成する。第１の実施形態に係る干渉回避位置Ｐ１２は、高さが排土位置Ｐ１３と等しく、かつ旋回体１２０の旋回中心からの距離が旋回中心から排土位置Ｐ１３までの距離と等しく、かつバケット１１３の外形を考慮して下方に運搬車両２００が存在しない位置である。これにより、旋回体１２０の旋回によってバケット１１３が運搬車両２００に接触することを確実に防ぐことができる。

【0069】

〈第２の実施形態〉
第１の実施形態に係る作業システム１では、作業機械１００は片側積込を行う。すなわち、第１の実施形態によれば、複数の運搬車両２００が１つの走行経路Ｒに基づいて走行することで、１つの積込点Ｐ３に順次運搬車両２００が停止する。これにより、作業機械１００は、積込点Ｐ３に位置する運搬車両２００に順次積込を行う。
これに対し、第２の実施形態に係る作業システム１では、作業機械１００は両側積込を行う。図９は、第２の実施形態に係る積込場の走行経路の例を示す図である。第２の実施形態においては、２つの走行経路Ｒが設けられることで、作業機械１００の左右両側に積込点Ｐ３が生成される。これにより、作業機械１００が一方の積込点Ｐ３に停車する運搬車両２００に積込作業をしている間、他方の積込点Ｐ３に運搬車両２００を待機させることができる。このように両側積込を行うことで、作業機械１００は、ある積込作業を終えた直後に次の積込作業を開始することができる。なお、第２の実施形態に係る積込場Ａ１は２か所の積込点Ｐ３を有するが、他の実施形態ではこれに限られず、積込場Ａ１が３か所以上の積込点Ｐ３を有していてもよい。

【0070】

《遠隔運転室の制御装置》
図１０は、第２の実施形態に係る遠隔運転室の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る制御装置５４０は、第１の実施形態の構成に加え、積込対象決定部５１１１をさらに備える。また、第２の実施形態に係る制御装置５４０のメインメモリ５２００には、運搬車両キュー５２０１の記憶領域が確保される。

【0071】

運搬車両キュー５２０１は、積込対象となる運搬車両２００の識別情報を、積込順に格納する。運搬車両２００の識別情報は、運搬車両キュー５２０１の先頭から取り出され（Dequeue）、末尾に追加される（Enqueue）。
積込対象決定部５１１１は、運搬車両キュー５２０１の先頭から運搬車両２００の識別情報を取り出し、当該識別情報が示す運搬車両２００を、積込対象に決定する。積込対象決定部５１１１は、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止したときに、当該運搬車両２００の識別情報を運搬車両キュー５２０１の末尾に追加する。

【0072】

ここで、第２の実施形態に係る制御装置５４０の動作について説明する。
図１１は、第２の実施形態に係る無人運搬車の登録方法を示すフローチャートである。 管理装置３００は、一定時間ごとに運搬車両２００の位置に基づいて、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止しているか否かを判定する。管理装置３００は、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止していると判定すると、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止していることを遠隔運転室５００に通知する。当該通知には、運搬車両２００の識別情報が含まれる。

【0073】

遠隔運転室５００の制御装置５４０は、一定時間ごとに図１１に示す処理を実行する。制御装置５４０の運搬車両情報取得部５１０３は、管理装置３００から運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止したことを示す通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止したことを示す通知を受信した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、積込対象決定部５１１１は、当該通知に含まれる運搬車両２００の識別情報を運搬車両キュー５２０１の末尾に追加する（ステップＳ１０２）。他方、運搬車両２００が積込点Ｐ３に到達したことを示す通知を受信していない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、積込対象決定部５１１１は、識別情報を運搬車両キュー５２０１に追加しない。

【0074】

そして、制御装置５４０の積込対象決定部５１１１は、図７に示すフローチャートのステップＳ４において、運搬車両キュー５２０１の先頭の識別情報を読み出し、排土位置特定部５１０６は、当該識別情報が示す運搬車両２００について、排土位置を特定する。積込対象決定部５１１１は、操作信号入力部５１０４に発進指示信号が入力された場合に、運搬車両キュー５２０１の先頭から識別情報を取り出す。

【0075】

《作用・効果》
第２の実施形態に係る制御装置５４０は、複数の積込点Ｐ３のそれぞれに運搬車両２００が存在する場合に、複数の運搬車両２００のうち、積込点Ｐ３に最も早く到着した運搬車両２００に係る排土位置Ｐ１３に基づいて操作信号を生成する。積み込みが完了した運搬車両２００に発信指示信号を送信した後、運搬車両キュー５２０１の先頭の識別情報を読み出し次の運搬車両２００に積み込みを行い、これを繰り返す。これにより、制御装置５４０は、作業機械１００に運搬車両２００の到着順に、積み込み処理をさせることができる。
これにより、第２の実施形態に係る制御装置５４０は、例えば作業機械１００の旋回角度が最小になるように積込対象を決定する場合と比較して、積込のために運搬車両２００が停止している時間を短くすることができる。

【0076】

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、第２の実施形態に係る制御装置５４０は、運搬車両キュー５２０１に格納された情報に基づいて積込対象を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置５４０は、複数の運搬車両２００の識別情報と、積込対象を示すフラグとを関連付けて記憶するデータベースに基づいて積込対象を決定してもよい。この場合、制御装置５４０は、第２の実施形態と同様に、操作信号入力部５１０４に発進指示信号が入力された場合にフラグを書き換える。

【0077】

第２の実施形態に係る制御装置５４０は、複数の積込点Ｐ３のそれぞれに運搬車両２００が存在する場合に、積込点Ｐ３に最も早く到着した運搬車両２００を積込対象に決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置５４０は、複数の積込点Ｐ３のそれぞれに存在する運搬車両２００のうち、現在の積載量が最も多いものを積込対象に決定するなど、任意の方法で積込対象を決定してもよい。

【0078】

上述した実施形態に係る作業システム１では、遠隔運転室５００の制御装置５４０が管理装置３００から受信した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて自動排土処理の計算および積込対象の決定を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業システム１は、作業機械１００の制御装置１２６が管理装置３００から受信した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて自動排土処理の計算および積込対象の決定を行ってもよい。
上述した実施形態に係る作業システム１では、遠隔運転室５００の制御装置５４０が管理装置３００から受信した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて自動排土処理の計算を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業システム１は、作業機械１００の制御装置１２６が管理装置３００から受信した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて自動排土処理の計算を行ってもよい。

【0079】

上述した実施形態に係る作業機械１００は遠隔操作により操作されるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、運転室１２１にオペレータが搭乗してレバーやスイッチを操作するものであってもよい。この場合、作業機械１００の制御装置１２６が、管理装置３００から受信した運搬車両２００の位置情報および方位情報に基づいて自動排土処理の計算および積込対象の決定を行ってもよい。
また、上述した実施形態では、作業機械１００は管理装置３００を介して運搬車両２００の位置および方位を取得するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械１００は、車車間通信により運搬車両２００から運搬車両２００の位置および方位を取得してもよい。

【0080】

上述した実施形態に係る作業システム１では、運搬車両２００が積込点Ｐ３で停止したときの位置情報および方位情報に基づいて、排土位置Ｐ１３を特定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、排土位置Ｐ１３が運搬車両２００の位置情報および方位情報ではなく積込点Ｐ３の位置に基づいて特定されてもよい。この場合、作業システム１は、運搬車両２００が停止する前に積込点Ｐ３を特定することができる。
なお、上述した実施形態に係る作業システム１では、作業機械１００が積荷として土砂を積み込むが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る積荷は、鉱石、砕石、石炭などであってもよい。

【0081】

上述した実施形態に係る制御装置５４０においては、プログラムｐ５がストレージ５３００に格納される場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、プログラムｐ５が通信回線によって制御装置５４０に配信されるものであってもよい。この場合、配信を受けた制御装置５４０が当該プログラムｐ５をメインメモリ５２００に展開し、上記処理を実行する。
上述した実施形態において、排土位置など自動排土制御をショベル座標系で取り扱ったが、現場座標系で取り扱ってもよい。

【0082】

また、プログラムｐ５は、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムｐ５は、上述した機能をストレージ５３００に既に記憶されている他のプログラムｐ５との組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムｐ５との組み合わせで実現するものであってもよい。

【0083】

また、制御装置１２６、管理装置３００、および制御装置５４０は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部が当該ＰＬＤによって実現されてよい。

【符号の説明】

【0084】

１…作業システム １００…作業機械 ２００…運搬車両 ３００…管理装置 ３１０１…位置方位収集部 ３１０２…走行コース生成部 ３１０３…転送部 ３３０１…走行経路記憶部 ３３０２…位置方位記憶部 ５００…遠隔運転室 ５１０…運転席 ５２０…表示装置 ５３０…操作装置 ５４０…制御装置 ５１０１…積込車両情報取得部 ５１０２…表示制御部 ５１０３…運搬車両情報取得部 ５１０４…操作信号入力部 ５１０５…バケット位置特定部 ５１０６…排土位置特定部 ５１０７…回避位置特定部 ５１０８…旋回タイミング特定部 ５１０９…操作信号生成部 ５１１０…操作信号出力部 ５１１１…積込対象決定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】