特許 7558030 ブルドーザと運搬車両とを制御するための方法及びシステム

(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】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】ブルドーザと運搬車両とを制御するための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20240920BHJP

   G08G 1/13 20060101ALI20240920BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20240920BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20240920BHJP

   G16Y 10/40 20200101ALI20240920BHJP

   G16Y 40/10 20200101ALI20240920BHJP

   G16Y 40/30 20200101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

G08G1/13

G08G1/00 X

G08G1/09 V

G16Y10/40

G16Y40/10

G16Y40/30

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020177955

(22)【出願日】2020-10-23

(65)【公開番号】P2022069029

(43)【公開日】2022-05-11

【審査請求日】2023-09-11

(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】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】門野 裕一

【審査官】佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１５４６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１２１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１９８１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０５Ｄ １／００

Ｇ１６Ｙ １０／４０

Ｇ１６Ｙ ４０／１０

Ｇ１６Ｙ ４０／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブルドーザと運搬車両とを制御するための方法であって、
ワークサイト内において、前記ブルドーザがいない第１稼働領域を認識することと、
前記第１稼働領域内において第１排土位置を決定することと、
前記第１排土位置へ土砂を運搬するように前記運搬車両を制御することと、
前記運搬車両による前記第１排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定することと、
前記第１排土位置への前記土砂の運搬が完了したときに、前記第１稼働領域から退出するように前記運搬車両を制御することと、
前記運搬車両が前記第１稼働領域から退出したかを判定することと、
前記運搬車両が前記第１稼働領域から退出したときには、前記第１稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止することと、
前記第１稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止した後で、前記第１稼働領域への前記ブルドーザの進入を許可すること、
を備える方法。

【請求項2】

前記ブルドーザの現在位置を取得することと、
前記ブルドーザの現在位置と前記第１排土位置とに基づいて、前記第１排土位置への前記運搬車両の走行経路を決定すること、
をさらに備える請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ブルドーザの現在位置を取得することと、
前記ブルドーザが存在する第２稼働領域を認識することと、
前記ブルドーザの前記第２稼働領域から前記第１稼働領域への移動が完了したかを判定することと、
前記ブルドーザの前記第２稼働領域から前記第１稼働領域への移動が完了した後で、し、前記第２稼働領域への前記運搬車両の移動を許可すること、
を備える請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第２稼働領域内において第２排土位置を決定することと、
前記第２排土位置へ土砂を運搬するように前記運搬車両を制御することと、
前記運搬車両による前記第２排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定することと、
前記第２排土位置への前記土砂の運搬が完了したときに、前記第２稼働領域から退出するように前記運搬車両を制御することと、
前記運搬車両が前記第２稼働領域から退出したかを判定することと、
前記運搬車両が前記第２稼働領域から退出したときには、前記第２稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止することと、
前記第２稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止した後で、前記第２稼働領域への前記ブルドーザの進入を許可すること、
をさらに備える、
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第２稼働領域は、前記第１稼働領域に隣接している、
請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記ワークサイト内において前記ブルドーザに割り当てられた作業エリアの位置を取得することと、
前記作業エリアを前記第１稼働領域と前記第２稼働領域とを含む複数の稼働領域に区画して、前記複数の稼働領域を認識すること、
をさらに備える、
請求項３に記載の方法。

【請求項7】

ブルドーザと運搬車両とを制御するためのシステムであって、
前記ブルドーザ及び前記運搬車両と通信する通信装置と、
前記通信装置を介して前記ブルドーザと前記運搬車両とに指令信号を送信するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
ワークサイト内において、前記ブルドーザがいない第１稼働領域を認識し、
前記第１稼働領域内において第１排土位置を決定し、
前記第１排土位置へ土砂を運搬するように前記運搬車両を制御し、
前記運搬車両による前記第１排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定し、
前記第１排土位置への前記土砂の運搬が完了したときに、前記第１稼働領域から退出するように前記運搬車両を制御し、
前記運搬車両が前記第１稼働領域から退出したかを判定し、
前記運搬車両が前記第１稼働領域から退出したときには、前記第１稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止し、
前記第１稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止した後で、前記第１稼働領域への前記ブルドーザの進入を許可する、
システム。

【請求項8】

前記コントローラは、
前記ブルドーザの現在位置を取得し、
前記ブルドーザの現在位置と前記第１排土位置とに基づいて、前記第１排土位置への前記運搬車両の走行経路を決定する、
請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記コントローラは、
前記ブルドーザの現在位置を取得し、
前記ブルドーザが存在する第２稼働領域を認識し、
前記ブルドーザの前記第２稼働領域から前記第１稼働領域への移動が完了したかを判定し、
前記ブルドーザの前記第２稼働領域から前記第１稼働領域への移動が完了した後で、前記第２稼働領域への前記運搬車両の移動を許可する、
請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

前記コントローラは、
前記第２稼働領域内において第２排土位置を決定し、
前記第２排土位置へ土砂を運搬するように前記運搬車両を制御し、
前記運搬車両による前記第２排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定し、
前記第２排土位置への前記土砂の運搬が完了したときに、前記第２稼働領域から退出するように前記運搬車両を制御し、
前記運搬車両が前記第２稼働領域から退出したかを判定し、
前記運搬車両が前記第２稼働領域から退出したときには、前記第２稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止し、
前記第２稼働領域への前記運搬車両の進入を禁止した後で、前記第２稼働領域への前記ブルドーザの進入を許可する、
請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記第２稼働領域は、前記第１稼働領域に隣接している、
請求項９に記載のシステム。

【請求項12】

前記コントローラは、
前記ワークサイトにおいて、前記ブルドーザに割り当てられた作業エリアの位置を取得し、
前記作業エリアを前記第１稼働領域と前記第２稼働領域とを含む複数の稼働領域に区画して、前記複数の稼働領域を認識する、
請求項９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブルドーザと運搬車両とを制御するための方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、運転手が操作することなく運搬車両を自律走行させるシステムが知られている。例えば、特許文献１に開示されているシステムでは、管制サーバが、自律走行する運搬車両（以下、「自立走行車両」と呼ぶ）と無線通信を行い、自立走行車両の位置を取得する。管制サーバは、作業現場の走行経路を格納した地図データベースを記憶している。また、管制サーバは、運転手が運転する車両（以下、「有人車両」と呼ぶ）と無線通信を行い、有人車両の走行位置と作業状態とを取得する。管制サーバは、有人車両の走行位置と地図データベースとに基づいて、有人車両との干渉を回避するように自立走行車両を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２１８５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、運転者の操作無しで自動制御により作業を行うブルドーザが知られている。ブルドーザが自動制御により作業を行う場合、自立走行する運搬車両との干渉を回避するためには、より高度な運行管理が必要となる。本開示の目的は、自立走行する運搬車両と自立走行するブルドーザとの干渉を回避するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る方法は、ブルドーザと運搬車両とを制御するための方法である。本態様に係る方法は、以下の処理を備える。第１の処理は、作業現場内において、ブルドーザがいない第１稼働領域を認識することである。第２の処理は、第１稼働領域内において第１排土位置を決定することである。第３の処理は、第１排土位置へ土砂を運搬するように運搬車両を制御することである。第４の処理は、運搬車両による第１排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定することである。第５の処理は、第１排土位置への土砂の運搬が完了したときに、第１稼働領域から退出するように運搬車両を制御することである。第６の処理は、運搬車両が第１稼働領域から退出したかを判定することである。第７の処理は、運搬車両が第１稼働領域から退出したときには、第１稼働領域への運搬車両の進入を禁止することである。第８の処理は、第１稼働領域への運搬車両の進入を禁止した後で、第１稼働領域へのブルドーザの進入を許可することである。なお、処理の実行の順番は、上記の順番に限らず、変更されてもよい。

【0006】

本開示の他の態様に係るシステムは、ブルドーザと運搬車両とを制御するためのシステムである。本態様に係るシステムは、通信装置とコントローラとを備える。通信装置は、ブルドーザ及び運搬車両と通信する。コントローラは、通信装置を介してブルドーザと運搬車両とに指令信号を送信する。コントローラは、作業現場内において、ブルドーザがいない第１稼働領域を認識する。コントローラは、第１稼働領域内において第１排土位置を決定する。コントローラは、第１排土位置へ土砂を運搬するように運搬車両を制御する。コントローラは、運搬車両による第１排土位置への土砂の運搬が完了したかを判定する。コントローラは、第１排土位置への土砂の運搬が完了したときに、第１稼働領域から退出するように運搬車両を制御する。コントローラは、運搬車両が第１稼働領域から退出したかを判定する。コントローラは、運搬車両が第１稼働領域から退出したときには、第１稼働領域への運搬車両の進入を禁止する。コントローラは、第１稼働領域への運搬車両の進入を禁止した後で、第１稼働領域へのブルドーザの進入を許可する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、自立走行する運搬車両と自立走行するブルドーザとの干渉を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るブルドーザと運搬車両との制御システムを示す模式図である。

【図2】ブルドーザの斜視図である。

【図3】ブルドーザの構成を示すブロック図である。

【図4】運搬車両の側面図である。

【図5】運搬車両の構成を示すブロック図である。

【図6】ワークサイトの上面図である。

【図7】ブルドーザと運搬車両との自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図8】作業エリアの上面図である。

【図9】作業エリアの上面図である。

【図10】ブルドーザと運搬車両との自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図11】作業エリアの上面図である。

【図12】ブルドーザと運搬車両との自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図13】作業エリアの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係るシステム１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るシステム１００を示す模式図である。システム１００は、ブルドーザ１と、運搬車両２と、リモートコントロールシステム３とを含む。システム１００は、採掘場などのワークサイトに配置されたブルドーザ１と運搬車両２とを制御する。運搬車両２は、例えばダンプトラックである。ブルドーザ１と運搬車両２とは、それぞれ運転者による運転無しで自立走行する。ただし、ブルドーザ１と運搬車両２とは、遠隔からオペレータによって手動で操作可能であってもよい。ブルドーザ１の数は、１台に限らず、１台より多くてもよい。運搬車両２の数は、１台に限らず、１台より多くてもよい。

【0010】

図２は、ブルドーザ１の斜視図である。図３は、ブルドーザ１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ブルドーザ１は、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを含む。車体１１は、走行装置１２に支持されている。走行装置１２は、履帯１４を有している。履帯１４が回転することによって、ブルドーザ１が走行する。

【0011】

作業機１３は、車体１１に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１５と、ブレード１６と、リフトシリンダ１７とを含む。リフトフレーム１５は、上下に動作可能に走行装置１２に取り付けられている。リフトフレーム１５は、車体１１に取り付けられてもよい。リフトフレーム１５は、ブレード１６を支持している。ブレード１６は、リフトフレーム１５の動作に伴って上下に移動する。リフトシリンダ１７は、車体１１とリフトフレーム１５とに連結されている。リフトシリンダ１７が伸縮することによって、リフトフレーム１５は、上下に動作する。

【0012】

図３に示すように、ブルドーザ１は、駆動源１８と、油圧ポンプ１９と、動力伝達装置２０と、制御弁２１とを含む。駆動源１８は、例えば内燃エンジンである。油圧ポンプ１９は、駆動源１８によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ１９から吐出された作動油は、リフトシリンダ１７に供給される。なお、図３では、１つの油圧ポンプが図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。

【0013】

動力伝達装置２０は、駆動源１８の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２０は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２０は、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。或いは、動力伝達装置２０は、他の種類のトランスミッションであってもよい。

【0014】

制御弁２１は、リフトシリンダ１７などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１９との間に配置される。制御弁２１は、油圧ポンプ１９から、リフトシリンダ１７に供給される作動油の流量を制御する。制御弁２１は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２１は、電磁比例制御弁であってもよい。

【0015】

ブルドーザ１は、機械コントローラ２２と機械通信装置２３とを備える。機械コントローラ２２は、走行装置１２、或いは動力伝達装置２０を制御することで、ブルドーザ１を走行させる。機械コントローラ２２は、制御弁２１を制御することで、ブレード１６を上下に移動させる。

【0016】

機械コントローラ２２は、取得したデータに基づいてブルドーザ１を制御するようにプログラムされている。機械コントローラ２２は、プロセッサ２２１と記憶装置２２２とを含む。プロセッサ２２１は、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ２２１は、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ２２１は、プログラムに従って、ブルドーザ１を制御するための処理を実行する。

【0017】

記憶装置２２２は、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２２２は、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２２２は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２２２は、ブルドーザ１を制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0018】

機械通信装置２３は、リモートコントロールシステム３と無線により通信する。例えば、機械通信装置２３は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信ネットワークを介して、リモートコントロールシステム３と通信する。

【0019】

ブルドーザ１は、機械位置センサ２４を含む。機械位置センサ２４は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、機械位置センサ２４は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。機械位置センサ２４は、Lidarなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。機械位置センサ２４は、位置データを機械コントローラ２２に出力する。位置データは、ブルドーザ１の現在位置を示す。

【0020】

図４は、運搬車両２の側面図である。図５は、運搬車両２の構成を示すブロック図である。図４に示すように、運搬車両２は、車体３０と、走行装置３１と、荷台３２とを含む。車体３０は、走行装置３１に支持されている。走行装置３１は、履帯３３を含む。履帯３３が駆動されることで、運搬車両２は走行する。なお、走行装置３１は、履帯３３に代えて、タイヤを含んでもよい。

【0021】

荷台３２は、車体３０に支持されている。荷台３２は、ダンプ姿勢と運搬姿勢とに動作可能に設けられている。図３において、実線で示す荷台３２は、運搬姿勢の荷台３２の位置を示している。二点鎖線で示す荷台３２’は、ダンプ姿勢の荷台３２の位置を示している。運搬姿勢では、荷台３２は、概ね水平に配置される。ダンプ姿勢では、荷台３２は、運搬姿勢に対して傾斜した状態となる。

【0022】

図５に示すように、運搬車両２は、駆動源３４と、油圧ポンプ３５と、動力伝達装置３６と、リフトシリンダ３７と、制御弁３８とを含む。駆動源３４は、例えば内燃エンジンである。油圧ポンプ３５は、駆動源３４によって駆動され、作動油を吐出する。なお、図５では、１つの油圧ポンプが図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。制御弁３８は、リフトシリンダ３７と油圧ポンプ３５との間に配置されている。制御弁３８は、油圧ポンプ３５からリフトシリンダ３７に供給される作動油の流量を制御する。なお、制御弁３８は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁３８は、電磁比例制御弁であってもよい。

【0023】

動力伝達装置３６は、駆動源３４の駆動力を走行装置３１に伝達する。動力伝達装置３６は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）である。リフトシリンダ３７は、油圧シリンダである。油圧ポンプ３５から吐出された作動油は、リフトシリンダ３７に供給される。リフトシリンダ３７は、油圧ポンプ３５からの作動油によって駆動される。リフトシリンダ３７は、荷台３２を昇降する。それにより、荷台３２の姿勢が、運搬姿勢とダンプ姿勢とに切り換えられる。

【0024】

運搬車両２は、車両コントローラ４０と車両通信装置４１とを備える。車両コントローラ４０は、走行装置３１、或いは動力伝達装置３６を制御することで、運搬車両２を走行させる。車両コントローラ４０は、制御弁３８を制御することで、荷台３２を、運搬姿勢とダンプ姿勢とに切り替える。

【0025】

車両コントローラ４０は、取得したデータに基づいて運搬車両２を制御するようにプログラムされている。車両コントローラ４０は、プロセッサ４０１と記憶装置４０２とを含む。プロセッサ４０１は、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ４０１は、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ４０１は、プログラムに従って、運搬車両２を制御するための処理を実行する。

【0026】

記憶装置４０２は、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置４０２は、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置４０２は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置４０２は、運搬車両２を制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0027】

車両通信装置４１は、リモートコントロールシステム３と無線により通信する。例えば、車両通信装置４１は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信ネットワークを介して、リモートコントロールシステム３と通信する。

【0028】

運搬車両２は、車両位置センサ４２を含む。車両位置センサ４２は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、車両位置センサ４２は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。車両位置センサ４２は、Lidarなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。車両位置センサ４２は、位置データを車両コントローラ４０に出力する。位置データは、運搬車両２の現在位置を示す。

【0029】

リモートコントロールシステム３は、例えば、ワークサイトから離れた管理センタに配置される。或いは、リモートコントロールシステム３は、ワークサイト内に配置されてもよい。リモートコントロールシステム３は、ブルドーザ１と運搬車両２とを遠隔制御する。図１に示すように、リモートコントロールシステム３は、リモートコントローラ４３と、入力装置４４と、外部通信装置４５とを含む。

【0030】

外部通信装置４５は、機械通信装置２３及び車両通信装置４１と無線により通信する。外部通信装置４５は、リモートコントローラ４３からの指令信号を、機械通信装置２３と車両通信装置４１とに送信する。機械コントローラ２２は、機械通信装置２３を介して、指令信号を受信する。車両コントローラ４０は、車両通信装置４１を介して、指令信号を受信する。外部通信装置４５は、機械通信装置２３を介して、ブルドーザ１の位置データを受信する。外部通信装置４５は、車両通信装置４１を介して、運搬車両２の位置データを受信する。

【0031】

入力装置４４は、オペレータによって操作可能な装置である。入力装置４４は、オペレータからの入力指令を受け、入力指令に対応する操作信号を、リモートコントローラ４３に出力する。入力装置４４は、オペレータによる操作に応じた操作信号を出力する。入力装置４４は、リモートコントローラ４３に操作信号を出力する。入力装置４４は、マウス、或いはトラックボールなどのポインティングデバイスを含んでもよい。入力装置４４は、キーボードを含んでもよい。入力装置４４は、タッチスクリーンを含んでもよい。

【0032】

リモートコントローラ４３は、入力装置４４から操作信号を受信する。リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１から、ブルドーザ１の位置データを取得する。リモートコントローラ４３は、運搬車両２から、運搬車両２の位置データを取得する。リモートコントローラ４３は、プロセッサ４３１と記憶装置４３２とを含む。プロセッサ４３１は、例えばCPU（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサ４３１は、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ４３１は、プログラムに従って、ブルドーザ１と運搬車両２とを制御するための処理を実行する。

【0033】

記憶装置４３２は、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置４３２は、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置４３２は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置４３２は、ブルドーザ１と運搬車両２とを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0034】

次に、システム１００によって実行されるブルドーザ１及び運搬車両２の自動動作について説明する。図６は、ワークサイトの上面図である。リモートコントローラ４３は、ワークサイトの現況地形５０を示す現況地形データを記憶している。ワークサイトには、掘削機械４が配置されている。掘削機械４は、現況地形５０の掘削を行う。掘削機械４は、リモートコントローラ４３によって自動制御されてもよい。或いは、掘削機械４は、手動で操作されてもよい。

【0035】

現況地形５０は、作業エリア５１と排土エリア５２とを含む。リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１に割り当てられた作業エリア５１の位置を記憶している。例えば、オペレータによる入力装置４４の操作によって、ワークサイト内の所定領域が、作業エリア５１としてブルドーザ１に割り当てられる。リモートコントローラ４３は、排土エリア５２の位置と、作業エリア５１と排土エリア５２との境界位置５３とを記憶している。リモートコントローラ４３は、例えば、現況地形データから排土エリア５２の位置と境界位置５３とを取得する。

【0036】

リモートコントローラ４３は、積込位置６０と排土位置６１とを決定する。積込位置６０は、掘削機械４の付近の位置である。積込位置６０は、オペレータによる入力装置４４の操作によって設定されてもよい。或いは、積込位置６０は、掘削機械4の位置からリモートコントローラ４３によって決定されてもよい。

【0037】

排土位置６１は、作業エリア５１内の位置である。排土位置６１は、作業エリア５１と排土エリア５２との境界位置５３の近くに位置する。排土位置６１については、後述する。リモートコントローラ４３は、積込位置６０と排土位置６１とを結ぶ走行経路５６を決定する。リモートコントローラ４３は、例えば運搬車両２の走行距離が最短となるように、走行経路５６を決定する。リモートコントローラ４３は、走行経路５６を示すデータを、運搬車両２に送信する。

【0038】

運搬車両２は、走行経路５６に沿って自立走行する。運搬車両２は、積込位置６０に移動し、掘削された土砂が、積込位置６０において運搬車両２に積み込まれる。運搬車両２は、走行経路５６に沿って移動し、排土位置６１において、荷台３２から土砂を排出する。それにより、掘削機械４によって掘削された土砂が、ブルドーザ１に割り当てられた作業エリア５１に運ばれる。作業エリア５１では、ブルドーザ１が、作業エリア５１に置かれた土砂を境界位置５３から押し出す。それにより、土砂が、作業エリア５１から排土エリア５２へ排出される。

【0039】

以下、ブルドーザ１と運搬車両２とを協調して作業させるための自動制御の処理について説明する。図７は、リモートコントローラ４３によって実行される自動制御の処理を示すフローチャートである。

【0040】

ステップＳ１０１では、リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａの位置と第２稼働領域５１Ｂの位置とを取得する。図８は作業エリア５１の上面図である。図８に示すように、第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとは、作業エリア５１内に位置しており、互いに隣接している。リモートコントローラ４３は、作業エリア５１を２つの稼働領域に区画し、２つの稼働領域を第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとして決定する。例えば、リモートコントローラ４３は、オペレータによる入力装置４４の操作に応じて、第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとを決定する。

【0041】

ステップＳ１０２では、リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１の現在位置を取得する。リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１の位置データから、ブルドーザ１の現在位置を取得する。ステップＳ１０３では、リモートコントローラ４３は、運搬車両２の現在位置を取得する。リモートコントローラ４３は、運搬車両２の位置データから、運搬車両２の現在位置を取得する。

【0042】

ステップＳ１０４では、リモートコントローラ４３は、第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定する。リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１がいない稼働領域において、第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定する。例えば、ブルドーザ１が第２稼働領域５１Ｂに位置しており、第１稼働領域５１Ａ内にいないときには、リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａ内において複数の第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定する。リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａ内の境界位置５３から所定距離だけ離れた位置を、第１排土位置６１Ａ－６３Ａとして決定してもよい。リモートコントローラ４３は、複数の第１排土位置６１Ａ－６３Ａが、所定間隔で配置されるように、第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定してもよい。

【0043】

ステップＳ１０５では、リモートコントローラ４３は、第１走行経路５６Ａを決定する。第１走行経路５６Ａは、積込位置と第１排土位置６１Ａ－６３Ａとを結ぶ経路である。リモートコントローラ４３は、運搬車両２とブルドーザ１との干渉を回避するように、ブルドーザ１の現在位置と第１排土位置６１Ａ－６３Ａとに基づいて、第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの運搬車両２の第１走行経路５６Ａを決定する。リモートコントローラ４３は、例えば、ブルドーザ１との干渉を回避しつつ、運搬車両２の走行距離が最短となるように、第１走行経路５６Ａを決定する。

【0044】

ステップＳ１０６では、リモートコントローラ４３は、第１排土位置６１Ａ－６３Ａへ土砂を運搬するように運搬車両２を制御する。リモートコントローラ４３は、第１走行経路５６Ａに沿って運搬車両２を移動させ、第１排土位置６１Ａ－６３Ａに荷台３２から土砂を排出させる。リモートコントローラ４３は、第１走行経路５６Ａに沿う１回の走行によって、運搬車両２から複数の第１排土位置６１Ａ－６３Ａに土砂を排出させてもよい。或いは、リモートコントローラ４３は、第１走行経路５６Ａに沿う複数回の走行によって、運搬車両２から複数の第１排土位置６１Ａ－６３Ａに土砂を排出させてもよい。なお、リモートコントローラ４３は、運搬車両２による第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの土砂の運搬中には、第１稼働領域５１Ａへのブルドーザ１の進入を禁止する。

【0045】

ステップＳ１０７では、リモートコントローラ４３は、運搬車両２による第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの土砂の運搬が完了したかを判定する。例えば、運搬車両２は、全ての第１排土位置６１Ａ－６３Ａへ土砂を排土したときに、運搬の完了を示す報告信号をリモートコントローラ４３に送信してもよい。リモートコントローラ４３は、運搬車両２からの報告信号に基づいて、第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの土砂の運搬の完了を判定してもよい。

【0046】

図９に示すように、第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの土砂７１Ａ－７３Ａの運搬が完了したときには、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａから退出するように運搬車両２を制御する。リモートコントローラ４３は、運搬車両２が、積込位置６０へ移動するように、運搬車両２を制御する。ステップＳ１０９では、リモートコントローラ４３は、運搬車両２が第１稼働領域５１Ａから退出したかを判定する。運搬車両２が第１稼働領域５１Ａから退出したときには、処理は、図１０に示すステップＳ１１０へ進む。

【0047】

ステップＳ１１０では、リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａへの運搬車両２の進入を禁止する。ステップＳ１１１では、リモートコントローラ４３は、第１稼働領域５１Ａへの運搬車両２の進入を禁止した後で、第１稼働領域５１Ａへのブルドーザ１の進入を許可する。それにより、ブルドーザ１は、第２稼働領域５１Ｂから第１稼働領域５１Ａへの移動が可能となる。

【0048】

図１１に示すように、ブルドーザ１は、第１稼働領域５１Ａにおいて、第１排土位置６１Ａ－６３Ａに置かれた土砂７１Ａを排土エリアへ排出するための走行経路８１Ａを取得する。ブルドーザ１は、第２稼働領域５１Ｂから第１稼働領域５１Ａへ移動し、第１稼働領域５１Ａにおいて走行経路８１Ａに沿って移動する。それにより、土砂７１Ａが、境界位置５３から排土エリア５２へと落とされる。

【0049】

ブルドーザ１の走行経路８１Ａは、第１排土位置６１Ａと、境界位置５３と、ブレード１６の容量とに基づいて決定されてもよい。例えば、ブルドーザ１の走行経路８１Ａは、ブルドーザ１の移動距離が最短となるように決定されてもよい。ブルドーザ１の走行経路８１Ａは、機械コントローラ２２によって決定されてもよい。ブルドーザ１の走行経路８１Ａは、リモートコントローラ４３によって決定されてもよい。なお、他の第１排土位置６３Ａ，６３Ａに置かれた土砂７２Ａ，７３Ａに対しても、上記と同様に、ブルドーザ１の走行経路が決定される。

【0050】

ステップＳ１１２では、リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１の第２稼働領域５１Ｂから第１稼働領域５１Ａへの移動が完了したかを判定する。例えば、リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１の現在位置に基づいて、ブルドーザ１の第２稼働領域５１Ｂから第１稼働領域５１Ａへの移動が完了したかを判定する。ブルドーザ１の第２稼働領域５１Ｂから第１稼働領域５１Ａへの移動が完了したときには、処理はステップＳ１１３へ進む。

【0051】

ステップＳ１１３では、リモートコントローラ４３は、第２稼働領域５１Ｂ内において第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂを決定し、第２稼働領域５１Ｂへの運搬車両２の移動を許可する。図１１に示すように、リモートコントローラ４３は、ステップＳ１０４の第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定する処理と同様に、第２稼働領域５１Ｂ内において複数の第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂを決定する。

【0052】

ステップＳ１１４では、リモートコントローラ４３は、第２走行経路５６Ｂを決定する。第２走行経路５６Ｂは、積込位置６０と第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂとを結ぶ経路である。リモートコントローラ４３は、ステップＳ１０５の第１走行経路５６Ａを決定する処理と同様に、第２走行経路５６Ｂを決定する。

【0053】

ステップＳ１１５では、リモートコントローラ４３は、第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂへ土砂を運搬するように運搬車両２を制御する。リモートコントローラ４３は、ステップＳ１０６の第１排土位置６１Ａ－６３Ａへ土砂を運搬する処理と同様に、第２走行経路５６Ｂに沿って運搬車両２を移動させ、第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂに荷台３２から土砂を排出させる。なお、リモートコントローラ４３は、運搬車両２による第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂへの土砂の運搬中には、第２稼働領域５１Ｂへのブルドーザ１の進入を禁止する。

【0054】

ステップＳ１１６では、リモートコントローラ４３は、運搬車両２による第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂへの土砂の運搬が完了したかを判定する。リモートコントローラ４３は、ステップＳ１０７の第１排土位置６１Ａ－６３Ａへの土砂の運搬が完了したかを判定する処理と同様に、第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂへの土砂の運搬が完了したかを判定する。

【0055】

第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂへの土砂の運搬が完了したときには、処理はステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、リモートコントローラ４３は、第２稼働領域５１Ｂから退出するように運搬車両２を制御する。ステップＳ１１８では、リモートコントローラ４３は、運搬車両２が第２稼働領域５１Ｂから退出したかを判定する。運搬車両２が第２稼働領域５１Ｂから退出したときには、処理は、図１２に示すステップＳ１１９へ進む。

【0056】

ステップＳ１１９では、リモートコントローラ４３は、第２稼働領域５１Ｂへの運搬車両２の進入を禁止する。ステップＳ１２０では、リモートコントローラ４３は、第２稼働領域５１Ｂへの運搬車両２の進入を禁止した後で、第１稼働領域５１Ａへのブルドーザ１の進入を許可する。それにより、ブルドーザ１は、第１稼働領域５１Ａから第２稼働領域５１Ｂへの移動が可能となる。

【0057】

図１３に示すように、ブルドーザ１は、第２稼働領域５１Ｂにおいて、第２排土位置６１Ｂ－６３Ｂに置かれた土砂７１Ｂ－７３Ｂを排土エリア５２へ排出するための走行経路８１Ｂを取得する。第２稼働領域５１Ｂにおいて、ブルドーザ１が土砂を排土エリア５２へ排出するための処理は、上述した第１稼働領域５１Ａにおいて、ブルドーザ１が土砂を排土エリア５２へ排出するための処理と同様である。

【0058】

ステップＳ１２１では、リモートコントローラ４３は、ブルドーザ１の第１稼働領域５１Ａから第２稼働領域５１Ｂへの移動が完了したかを判定する。ブルドーザ１の第１稼働領域５１Ａから第２稼働領域５１Ｂへの移動が完了したときには、処理は、図７に進むように、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、リモートコントローラ４３は、再び第１稼働領域５１Ａにおいて第１排土位置６１Ａ－６３Ａを決定する。

【0059】

以上の処理が繰り返されることで、運搬車両２による第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとへの土砂の運搬が繰り返される。また、ブルドーザ１による第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとにおける土砂の排土エリア５２への排出が繰り返される。その際、運搬車両２の現在位置に応じて、ブルドーザ１の第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとへの進入の許可と禁止とが切り替えられる。また、ブルドーザ１の現在位置に応じて、運搬車両２の第１稼働領域５１Ａと第２稼働領域５１Ｂとへの進入の許可と禁止とが切り替えられる。それにより、運搬車両２とブルドーザ１との干渉を回避しながら、自立走行により運搬車両２とブルドーザ１とによって効率よく作業を行うことができる。

【0060】

以上、一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。運搬車両２は、ダンプトラックに限らず、他の種類の車両であってもよい。ブルドーザ１の駆動源１８、或いは運搬車両２の駆動源３４は、内燃エンジンに限らず、電動モータであってもよい。

【0061】

リモートコントローラ４３、機械コントローラ２２、或いは車両コントローラ４０は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。リモートコントローラ４３、機械コントローラ２２、或いは車両コントローラ４０による処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。上述した処理は、複数のプロセッサに分散して実行されてもよい。

【0062】

ブルドーザ１、或いは運搬車両２の自動制御の処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更、省略、或いは追加されてもよい。自動制御の処理の実行順序は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。リモートコントローラ４３による処理の一部は、機械コントローラ２２、或いは車両コントローラ４０によって実行されてもよい。

【0063】

区画される稼働領域の数は、２つに限らず、２つより多くてもよい。第１排土位置の数は、３つに限らない。第１排土位置の数は、３つより少なくてもよく、１つであってもよい。或いは、第１排土位置の数は、３つより多くてもよい。第２排土位置の数は、３つに限らない。第２排土位置の数は、３つより少なくてもよく、１つであってもよい。或いは、第２排土位置の数は、３つより多くてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本開示によれば、自立走行する運搬車両と自立走行するブルドーザとの干渉を回避することができる。

【符号の説明】

【0065】

１ ブルドーザ
２ 運搬車両
４３ リモートコントローラ
４５ 外部通信装置
５１ 作業エリア
５１Ａ 第１稼働領域
５１Ｂ 第２稼働領域
６１Ａ 第１排土位置
６１Ｂ 第２排土位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】