CN106104401B - 作业机械的控制***、作业机械以及作业机械的管理*** - Google Patents

作业机械的控制***、作业机械以及作业机械的管理*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在运行区域中行驶的作业机械的控制***，该作业机械的控制***具备：位置检测机构，其检测所述作业机械的位置；非接触传感器，其检测所述作业机械的周围的物体的位置；以及控制部，其从所述位置检测机构的检测结果以及所述非接触传感器的检测结果中抽出被检测物信息，并从所述被检测物信息中去除在所述运行区域中移动的移动物体的被检测物信息、即移动物体信息。

Description

作业机械的控制***、作业机械以及作业机械的管理***
技术领域
本发明涉及作业机械的控制***、作业机械以及作业机械的管理***。
背景技术
在矿山的开采现场，例如运行有专利文献1所公开那样的自卸车等作业机械。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-242520号公报
发明内容
发明要解决的课题
当在矿山的行驶路径上自主行驶的作业机械的电离层产生异常时，使用全球导航卫星***检测到的位置的精度会降低，有时会使运行停止。其结果是，可能导致矿山中的生产率降低。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制矿山中的生产率降低的作业机械的控制***、作业机械以及作业机械的管理***。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案，提供一种在运行区域中行驶的作业机械的控制***，该作业机械的控制***具备：位置检测机构，其检测所述作业机械的位置；非接触传感器，其检测所述作业机械的周围的物体的位置；以及控制部，其从所述位置检测机构的检测结果以及所述非接触传感器的检测结果中抽出被检测物信息，并从所述被检测物信息中去除在所述运行区域中移动的移动物体的被检测物信息、即移动物体信息。
根据本发明的第二方案，提供一种作业机械，该作业机械具备：在矿山的行驶路径中行驶的作业机械主体；以及根据本发明的第一方案的作业机械的控制***。
根据本发明的第三方案，提供一种作业机械的管理***，该作业机械的管理***具备：根据本发明的第二方案的作业机械；以及管制设施，其设于矿山中，用于发送与所述移动物体的位置相关的移动物***置信息，所述作业机械的控制***接收所述移动物***置信息，基于接收到的所述移动物***置信息来推定所述移动物体的行驶位置，在推定出的位置处设定包含所述移动物体的屏蔽区域，将所述屏蔽区域内的所述被检测物信息作为所述移动物体信息。
发明效果
根据本发明，能够抑制矿山中的生产率降低。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的作业机械的管理***的一例的图。
图2是示出应用了实施方式1所涉及的作业机械的管理***的矿山的一例的俯视图。
图3是实施方式1所涉及的自卸车的控制框图。
图4是实施方式1所涉及的自卸车的硬件结构图。
图5是示出障碍物传感器的激光传感器的检测范围的俯视图。
图6是对实施方式1所涉及的作业机械的控制***的位置计测控制器的对照导航位置运算部检测位置以及方位的方法进行说明的图。
图7是示出实施方式1所涉及的作业机械的控制***的地图保存用数据库所存储的地图信息的一部分的图。
图8是将图7中的XIV部放大示出的图。
图9是说明激光传感器所进行的检测的一例的图。
图10是说明激光传感器所进行的检测的一例的图。
图11是示出根据检测结果而生成的地图信息的一例的图。
图12是示出观测点可利用判断部的一例的框图。
图13是示出屏蔽区域的一例的图。
图14是说明激光传感器所进行的检测的一例的图。
图15是示出检测信息的一例的图。
图16是示出检测信息的一例的图。
图17是示出地图信息的一例的图。
图18是实施方式1所涉及的作业机械的控制***的流程图的一例。
图19是图18的步骤ST3的流程图的一例。
图20是图18的步骤ST4的流程图的一例。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，并不通过该实施方式来限定该发明。另外，下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够容易置换的构成要素或者实质上相同的构成要素。
＜作业机械的管理***的概要＞
图1是示出本实施方式所涉及的作业机械的管理***的一例的图。图2是示出本实施方式所涉及的作业机械的管理***以及应用了作业机械的管理***1的矿山的一例的俯视图。
作业机械的管理***1(以下称作管理***)进行作业机械的管理。作业机械的管理包含作业机械的运行管理、作业机械的生产率的评价、作业机械的操作员的操作技术的评价、作业机械的维护以及作业机械的异常诊断中的至少一个。
作业机械是指用于矿山中的各种作业的机械类的总称。作业机械包含钻探机械、挖掘机械、装载机械、搬运机械、破碎机以及作业者所驾驶的车辆中的至少一个。挖掘机械能够挖掘矿山。装载机械能够向搬运机械装载货物。装载机械包含液压挖掘机、电动挖掘机以及轮式装载机中的至少一个。搬运机械包含能够在矿山中移动的移动体，能够搬运货物。搬运机械包含自卸车。货物包含通过开采产生的砂土以及矿石中的至少一方。破碎机将从搬运机械投入来的排土破碎。
通过管理***1来管理在矿山中行驶的作为作业机械的搬运机械，在本实施方式中，对管理作为作业机械的自卸车2的例子进行说明。如图1以及图2所示，自卸车2在矿山中的装载场LPA、排土场DPA、通往装载场LPA及排土场DPA中的至少一方的搬运路HL、以及搬运路HL彼此交叉的交叉点IS中的至少一部分运行。至少一个排土场DPA存在配置有将排土破碎的破碎机CR的情况。矿山在装载场LPA的外侧、排土场DPA的外侧以及搬运路HL的外侧中的至少一处以上设置有堆积土而构成的堤台BK。
自卸车2是能够在矿山中移动的移动体。自卸车2能够在装载场LPA、排土场DPA、搬运路HL以及交叉点IS中的至少一部分行驶。即，设于矿山的自卸车2的行驶路径RP包含装载场LPA、排土场DPA、搬运路HL以及交叉点IS中的至少一部分。矿山中设置有从自卸车2的运行区域的表面向上方突出了规定高度以上的上方突出物VP。在实施方式1中，上方突出物VP包含：在行驶路径RP的外侧设置的堤台BK；在装载场LPA、排土场DPA以及搬运路HL中的至少一个设置的人造物AF；以及在装载场LPA、排土场DPA以及搬运路HL中的至少一个设置的壁WL，但也包含标识、建筑物等人造物、岩石等。规定高度是不希望自卸车2在自主行驶时超过上方突出物VP的高度。
自卸车2在装载场LPA 中装载货物。自卸车2在排土场DPA中卸下(排出)货物。自卸车2在设置有破碎机CR的排土场DPA 中向破碎机CR内投入作为货物的排土。自卸车2是在矿山中进行作业时通常根据来自管理装置10的指令信号在行驶路径RP上自主行驶的、所谓的无人自卸车。自卸车2自主行驶是指，自卸车2不通过作业者的操作进行行驶，而是根据来自管理装置10的指令信号进行行驶。另外，自卸车2也能够通过作业者(司机)的操作进行行驶。
在图1中，管理***1具备：在设置于矿山的管制设施7配置的管理装置10；通信***9；自卸车2；以及其他作业机械3。管理装置10设置在矿山的管制设施7中且不移动。另外，管理装置10也可以进行移动。通信***9在管理装置10、自卸车2以及其他作业机械3之间通过无线通信来传递信息。通信***9能够在管理装置10与自卸车2之间、管理装置10与其他作业机械3之间以及自卸车2与其他作业机械3之间双向地进行无线通信。在本实施方式中，通信***9具有多个将信号(电波)中继的中继器6。在本实施方式中，利用RTK-GNSS(RealTime Kinematic-Global Navigation Satellite System，GNSS是指全球导航卫星***)来检测自卸车2的位置以及其他作业机械3的位置。作为全球导航卫星***的一例，列举有GPS(Global Positioning System)，但不局限于此。RTK-GNSS具有多个测位卫星5。RTK-GNSS检测用于规定纬度、经度以及高度的坐标系(全球坐标系)中的位置。由RTK-GNSS检测的位置包含纬度、经度以及高度的坐标信息。利用RTK-GNSS来检测矿山中的自卸车2的位置以及其他作业机械3的位置。利用RTK-GNSS检测的位置是在全球坐标系中规定的绝对位置。在以下的说明中，适当将利用RTK-GNSS检测的位置称为GPS位置。GPS位置是绝对位置，是纬度、经度及高度的坐标信息(坐标值)。另外，在RTK-GNSS中，由于测位卫星5的配置、电离层、对流圈或者接收来自测位卫星5的信息的天线周边的地形的影响，测位的状态会发生变化。在该测位的状态中，例如具有Fix解(精度为±1cm至2cm左右)、Float解(精度为±10cm至几m左右)、Single解(精度为±几m左右)、非测位(不能够测位计算)等。
另外，管理***1利用由图2所示的相互正交的X轴方向和Y轴方向规定的坐标(以下记作X-Y坐标)来管理矿山中的自卸车2以及其他作业机械3的位置。另外，管理***1将北设为零度、东设为90度、南设为180度、西设为270度来管理自卸车2以及其他作业机械3的方位。自卸车2以及其他作业机械3的方位是自卸车2以及其他作业机械3向前方行驶时移动的方向。需要说明的是，在本实施方式中，Y轴方向表示北，但不局限于此。
＜管理装置＞
接着，对配置于管制设施7的管理装置10进行说明。管理装置10向自卸车2的作业机械的控制***30发送用于指定设于矿山的行驶路径RP的信息即行驶路径信息，如图1所示，管理装置10具备计算机11、显示装置16、输入装置17、无线通信装置18以及GPS基站19。
计算机11具备处理装置12、存储装置13以及输入输出部15。显示装置16、输入装置17、无线通信装置18以及GPS基站19经由输入输出部15而与计算机11连接。输入输出部15用于处理装置12与显示装置16、输入装置17、无线通信装置18以及GPS基站19中的至少一个之间的信息的输入输出(接口)。
处理装置12执行与自卸车2的管理相关的各种处理以及与其他作业机械3的管理相关的各种处理。处理装置12对经由通信***9获得的、与自卸车2的位置相关的信息以及与其他作业机械3的位置相关的信息进行处理。处理装置12生成自卸车2的行驶路径信息。存储装置13与处理装置12连接。存储装置13存储与自卸车2的管理相关的各种信息以及与其他作业机械3的管理相关的各种信息。存储装置13存储自卸车2的位置以及其他作业机械3的位置。存储装置13存储用于使处理装置12执行各种处理的计算机程序。
显示装置16例如包含液晶显示器那样的平板显示器。显示装置16能够显示与自卸车2的位置相关的信息以及与其他作业机械3的位置相关的信息。输入装置17包含键盘、触摸面板以及鼠标中的至少一个。输入装置17作为能够向处理装置12输入操作信号的操作部发挥功能。
无线通信装置18配置在管制设施7中。无线通信装置18是通信***9的一部分。无线通信装置18经由输入输出部15而与处理装置12连接。无线通信装置18具有天线18A。无线通信装置18能够接收从自卸车2以及其他作业机械3中的至少一方发送来的信息。由无线通信装置18接收到的信息被输出至处理装置12并存储(登记)于存储装置13。无线通信装置18能够向自卸车2和其他作业机械3中的至少一个发送信息。无线通信装置18能够发送关于自卸车2以及其他作业机械3等移动物体的位置信息(移动物***置信息)。该移动物***置信息包含例如关于上述的X坐标以及Y坐标的坐标信息。
GPS基站19配置在管制设施7中。GPS基站19至少具备：接收来自多个测位卫星5的信息的天线19A；以及与天线19A连接的收发装置19B。收发装置19B至少具备：经由天线19A接收来自测位卫星5的信息的接收器；经由天线19C向自卸车2发送信息的发送器；具有CPU(Central Processing Unit)这样的微处理器的运算处理装置；以及具有ROM(Read OnlyMemory)或RAM(Random Access Memory)这样的存储器的存储装置。收发装置19B根据天线19A接收到的信息来检测GPS基站19的GPS位置，并且生成用于修正自卸车2的GPS位置的修正观测信息。GPS基站19的收发装置19B通过天线19C向自卸车2以及其他作业机械3发送修正观测信息。需要说明的是，GPS基站19也可以取代天线19C而经由天线18A发送修正观测信息。
计算机11至少具备：通信用的输入输出部15；执行控制程序的CPU(CentralProcessing Unit)；存储控制程序的ROM(Read Only Memory)；作为CPU的作业区域而使用的RAM(Random Access Memory)；以及由CPU登记信息的非易失性存储器。处理装置12的功能通过CPU读入在ROM存储的控制程序并在RAM的作业区域执行来实现。存储装置13的功能通过ROM存储控制程序以及由CPU将信息登记于非易失性存储器来实现。非易失性存储器包含闪速存储器以及硬盘驱动器中的至少一个，用于实现数据库13B。另外，也可以通过多个处理电路协作来实现处理装置12以及存储装置13的功能。
＜其他作业机械＞
接着，对其他作业机械3进行说明。在本实施方式中，其他作业机械3是自卸车2以外的作业机械，通过作业者的操作进行驱动。其他作业机械3至少具备：包含CPU(CentralProcessing Unit)且执行与作业内容相关的各种处理的处理装置；检测GPS位置的GPS接收器；以及与管制设施7的无线通信装置18之间收发信息的无线通信装置。其他作业机械3的无线通信装置每规定时间向管制设施7的无线通信装置18发送GPS位置。
＜自卸车＞
接着，对自卸车2进行说明。图3是本实施方式所涉及的自卸车的控制框图。图4是本实施方式所涉及的自卸车的硬件结构图。图5是示出障碍物传感器的激光传感器的检测范围的俯视图。
如图4所示，自卸车2具备车辆主体21、车箱22、车轮23、障碍物传感器24以及作业机械的控制***30。车辆主体21在包含行驶路径RP的运行区域中行驶。需要说明的是，运行区域是包含搬运路HL、装载场LPA、排土场DPA以及交叉点的区域，是自卸车2在进行行驶以及作业时通过的区域。在车辆主体21中配置有柴油发动机这样的内燃机2E、通过内燃机2E工作的发电机2G以及利用由发电机产生的电力工作的电动机23M。由电动机23M驱动车轮23中的后轮23R。需要说明的是，内燃机2E的动力也可以经由包含液力变矩器在内的传动装置而传递至后轮23R。另外，车辆主体21具备使车轮23中的前轮23F转向的操作装置2S。车箱22被装载机械装载货物，且在排出作业中抬起而将货物排出。
障碍物传感器24配置在车辆主体21的前部的下部。障碍物传感器24以非接触的方式检测车辆主体21的前方的障碍物。在本实施方式中，障碍物传感器24具备多个雷达24A以及作为非接触传感器的激光传感器24B。雷达24A发射电波且向障碍物照射该电波，并且接收由障碍物反射回的电波。由此，雷达24A能够检测障碍物相对于雷达24A的方向以及距离。在本实施方式中，雷达传感器24B在车辆主体21的左右方向上隔开间隔地设置有两个，但不局限于此。
激光传感器24B检测自卸车2的周围的物体的位置，其发射激光光线且向作为物体的障碍物照射该激光光线，并且接收由障碍物反射回的激光光线。由此，激光传感器24B能够检测障碍物相对于激光传感器24B的方向以及距离。为了使激光传感器24B发射激光光线并接收反射回的激光光线，激光传感器24B的分辨能力高于雷达24A的分辨能力。在本实施方式中，激光传感器24B在车辆主体21的左右方向上隔开间隔地设置有两个，但不局限于此。
另外，雷达24A以及激光传感器24B与作业机械的控制***30的第二通信线35B连接。另外，激光传感器24B与作业机械的控制***30的位置计测控制器33连接。
＜作业机械的控制***＞
接着，对作业机械的控制***进行说明。图6是对本实施方式所涉及的作业机械的控制***的位置计测控制器的对照导航位置运算部检测位置以及方位的方法进行说明的图。图7是示出本实施方式所涉及的作业机械的控制***的地图保存用数据库所存储的地图信息的一部分的图。图8是将图7中的XIV部放大示出的图。
作业机械的控制***30是设置于自卸车2且使自卸车2按照行驶路径RP自主行驶的***。如图4所示，作业机械的控制***30至少具备陀螺传感器26、速度传感器27、GPS接收器31、行驶路径作成装置32、位置计测控制器33、行驶控制器20、激光传感器24B、无线通信装置34以及地图保存用数据库36。此外，作业机械的控制***30具备第一通信线35A、第二通信线35B以及安全控制器40。
如图4所示，行驶控制器20、行驶路径作成装置32、位置计测控制器33、地图保存用数据库36以及安全控制器40与第一通信线35A连接。它们经由第一通信线35相互进行通信来收发信息。行驶控制器20以及安全控制器40还与第二通信线35B连接。它们经由第二通信线35B相互进行通信而收发信息。在实施方式1中，使用了第一通信线35A以及第二通信线35B的通信规格采用被标准化为ISO11898以及ISO11519的CAN(Controller AreaNetwork)，但不局限于此。
陀螺传感器26检测自卸车2的方位(方位变化量)。陀螺传感器26与行驶控制器20连接。陀螺传感器26将作为检测结果的检测信号输出至行驶控制器20。行驶控制器20基于陀螺传感器26的检测信号，能够求出自卸车2的方位(方位变化量)。
速度传感器27检测自卸车2的行驶速度。在本实施方式中，速度传感器27检测车轮23的旋转速度，从而检测自卸车2的速度(行驶速度)。速度传感器27与行驶控制器20连接。速度传感器27将作为检测结果的检测信号输出至行驶控制器20。行驶控制器20基于速度传感器27的检测信号以及来自内置于行驶控制器20的计时器的时间信息，能够求出自卸车2的移动距离。
GPS接收器31是使用GPS来检测自卸车2的位置、即GPS位置的位置检测机构。GPS接收器31至少连接有接收来自测位卫星5的信息的天线31A以及接收来自GPS基站19的修正观测信息的天线31B。天线31A将基于从测位卫星5接收到的信息的信号输出至GPS接收器31，天线31B将基于接收到的修正观测信息的信号输出至GPS接收器31。GPS接收器31使用来自测位卫星5的信息以及来自GPS基站19的修正观测信息，来检测天线31A的位置(GPS位置)。具体而言，GPS接收器31对来自测位卫星5的信息与来自GPS基站19的修正观测信息进行比较，求出到任意的测位卫星5的距离，并且，调查来自测位卫星5的电波的位相来检测天线31A的位置(GPS位置)。在本实施方式中，GPS接收器31使用RTK(Real Time Kinematic)-GNSS，但不局限于此。
GPS接收器31通过检测天线31A的位置(GPS位置)来检测自卸车2的位置(GPS位置)。另外，GPS接收器31在检测天线31A的位置的过程中，基于天线31A接收到信息的测位卫星5的数量等，来检测表示所检测到的GPS位置的精度的Fix解、Float解或者Single解。GPS接收器31在不能够对GPS位置进行测位计算的情况下，输出作为非测位的信号。在本实施方式中，Fix解的GPS位置的精度是自卸车2能够进行自主行驶的精度，Float解、Single解的GPS位置的精度是自卸车2无法进行自主行驶的精度，但不局限于此。这样，GPS接收器31检测表示所检测到的GPS位置的精度的Fix解、Float解或者Single解，在不能够进行测位计算的情况下，将作为非测位的信号经由行驶路径作成装置32而输出至行驶控制器20以及位置计测控制器33。
如图3所示，行驶路径作成装置32具备路径位置存储部32A，该路径位置存储部32A是对管理装置10的处理装置12所生成的行驶路径信息进行存储的路径位置存储机构。行驶路径作成装置32与连接有天线34A的无线通信装置34连接。无线通信装置34能够接收从管理装置10以及本车辆以外的作业机械4中的至少一个发送来的信息(包含指令信号)。需要说明的是，本车辆以外的作业机械4是设置有作业机械的控制***30的自卸车2以外的作业机械4，包含钻探机械、挖掘机械、装载机械、搬运机械以及作业者驾驶的车辆。即，本车辆以外的作业机械4包含本车辆以外的自卸车2。
无线通信装置34接收管制设施7的无线通信装置18发送来的行驶路径信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息，并输出至行驶路径作成装置32以及位置计测控制器33。需要说明的是，行驶路径信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息由X-Y坐标示出。行驶路径作成装置32在从无线通信装置34接收到行驶路径信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息时，存储于路径位置存储部32A。行驶路径作成装置32在从无线通信装置34接收到行驶路径信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息时，将本车辆即自卸车2的位置以及方位通过无线通信装置34发送至管制设施7的无线通信装置18。另外，行驶路径作成装置32与第一通信线35A连接。
行驶控制器20是至少具备CPU(Central Processing Unit)、存储控制程序的ROM(Read Only Memory)、作为CPU的作业区域而使用的RAM(Random Access Memory)以及非易失性存储器的计算机。行驶控制器20接收由GPS接收器31检测到的GPS位置以及由位置计测控制器33检测到的自卸车2的位置。行驶控制器20是基于由GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置或者由位置计测控制器33的对照导航位置运算部33B检测到的自卸车2的位置，使自卸车2按照行驶路径RP自主行驶的行驶控制机构。
除了自卸车2的位置以外，还向行驶控制器20输入表示陀螺传感器26的检测结果即自卸车2的方位(方位变化量)的检测信号、以及表示速度传感器27的检测结果即自卸车2的行驶速度的检测信号。在实施方式1中，每隔T1向行驶控制器20输入表示自卸车2的方位(方位变化量)的检测信号、以及表示速度传感器27的检测结果即自卸车2的行驶速度的检测信号。另外，行驶控制器20经由无线通信装置34、行驶路径作成装置32以及第一通信线35A而与GPS接收器31连接。向行驶控制器20输入表示GPS接收器31的检测结果即GPS位置的检测信号。在实施方式1中，每隔比T1长的T2向行驶控制器20输入表示GPS位置的检测信号。
行驶控制器20基于GPS接收器31的检测结果即GPS位置、速度传感器27的检测结果即自卸车2的行驶速度、以及陀螺传感器26的检测结果即自卸车2的方位(方位变化量)，进行确定自卸车2的位置以及方位的确定动作。在实施方式1中，行驶控制器20利用卡尔曼滤波器KF(Kalman Filter)将GPS接收器31的检测结果即GPS位置、速度传感器27的检测结果即自卸车2的行驶速度、以及陀螺传感器26的检测结果即自卸车2的方位(方位变化量)综合，来确定自卸车2的位置以及方位。具体而言，行驶控制器20以从GPS接收器31输入GPS位置这一时刻的GPS位置以及陀螺传感器26的检测结果即方位为基础，根据来自计时器的时间信息对速度传感器27的检测结果即行驶速度进行积分，来确定位置以及方位。行驶控制器20在位置以及方位的检测前、检测中以及检测后的任一情况下将GPS位置转换为X-Y坐标的位置。
行驶控制器20控制自卸车2的加速器、制动装置以及操作装置2S中的至少一个，以使得自卸车2的位置与行驶路径信息所包含的行驶路径RP的位置重叠，即，使自卸车2按照行驶路径RP行驶。通过这样的控制，行驶控制器20使自卸车2沿着行驶路径RP行驶。行驶控制器20的功能通过CPU读入在ROM存储的控制程序并在RAM的作业区域中执行该控制程序来实现。另外，也可以通过多个处理电路协作来实现行驶控制器20的功能。
如图3所示，位置计测控制器33具备判定部33A、对照导航位置运算部33B以及栅格地图作成部33C。位置计测控制器33是如下的计测输出机构：在自卸车2按照行驶路径RP行驶时，根据GPS接收器31的检测结果即自卸车2的GPS位置以及激光传感器24B的检测结果，来检测上方突出物VP(在实施方式1中主要是堤台BK)的位置，并将检测到的上方突出物VP的有无以及位置作为包含行驶路径RP在内的运行区域的地图信息MI而存储于地图保存用数据库36。位置计测控制器33与第一通信线35连接。经由第一通信线35以及行驶控制器20，向位置计测控制器33输入表示陀螺传感器26的检测结果即自卸车2的方位(方位变化量)的检测信号、以及表示速度传感器27的检测结果即自卸车2的行驶速度的检测信号。
另外，位置计测控制器33经由无线通信装置34、行驶路径作成装置32以及第一通信线35A而与GPS接收器31连接。向位置计测控制器33输入表示GPS接收器31的检测结果即GPS位置的检测信号。
判定部33A是判定GPS接收器31所检测到的GPS位置精度是否超过规定精度(即高精度)的判定机构。在本实施方式中，判定部33A判定GPS位置的解是否为Fix解，当GPS位置的解为Fix解时，判定为检测到的自卸车2的GPS位置的精度是高精度。判定部33A在GPS位置的解为Float解的情况下、为Single解的情况下或者GPS位置为非测位的情况下，判定为检测到的自卸车2的GPS位置的精度是低精度。需要说明的是，规定精度是自卸车2能够根据后述的推测导航按照行驶路径RP自主行驶的GPS位置精度。在本实施方式中，由GPS接收器31进行GPS位置以及解的检测，但也可以由其他设备(例如判定部33A)进行解的检测。
栅格地图作成部33C生成运行区域的地图信息。栅格地图作成部33C例如在通过判定部33A判定为由GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度超过规定精度(即高精度)的情况下，生成上述地图信息MI。
栅格地图作成部33C首先进行从由激光传感器24B检测到的检测信息中抽出上方突出物VP的位置的抽出动作。在进行抽出动作时，栅格地图作成部33C首先将由判定部33A检测到的自卸车2的位置以及方位与由激光传感器24B检测到的检测信息综合。然后，从综合后的结果中删除上方突出物VP以外的检测结果，抽出上方突出物VP的被检测物信息。
栅格地图作成部33C基于如上述那样抽出的被检测物信息，进行地图信息的生成动作。在进行生成动作时，栅格地图作成部33C例如将上述的被检测物信息作为运行区域的地图信息MI而存储于地图保存用数据库36。
如图7所示，地图信息MI示出俯视下的矿山的运行区域中的堤台BK等的上方突出部VP的有无以及位置。另外，如图8所示，地图信息MI由沿X方向以及Y方向配置为格子状的矩形的栅格区域GR构成。各栅格区域GR与俯视下的矿山的矩形区域对应。在各栅格区域GR中设定有X坐标以及Y坐标。各栅格区域GR包含上方突出物VP是否存在的信息，即，是0还是1的信息。在本实施方式中，如图7以及图8所示，在上方突出物VP存在的情况下，以黑色(1)示出栅格区域GR，在上方突出部VP不存在的情况下，以白色(0)示出栅格区域GR，但不局限于此。
地图保存用数据库36是将与上方突出物VP的位置相关的信息存储为运行区域的地图信息MI的地图信息存储机构。地图保存用数据库36与第一通信线35A连接。地图保存用数据库36由RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪速存储器以及硬盘驱动器中的至少一个构成。在判定部33A判定为GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度超过规定精度时，地图保存用数据库36从激光传感器24B的检测结果中抽出与包含行驶路径RP在内的运行区域的上方突出物VP相关的检测结果，并将与抽出的上方突出物VP相关的检测结果存储为运行区域的地图信息MI。地图保存用数据库36在每次栅格地图作成部33C进行检测时，将栅格地图作成部33C检测到的检测结果存储为地图信息MI。在本实施方式中，存储于地图保存用数据库36的地图信息MI在每次栅格地图作成部33C进行检测时被覆盖，但不局限于此。
当判定部33A判定为GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度为规定精度以下时，对照导航位置运算部33B基于陀螺传感器26的检测结果、速度传感器27的检测结果、激光传感器24B的检测结果以及地图保存用数据库36所存储的地图信息MI，来检测自卸车2的位置以及方位。如图6所示，对照导航位置运算部33B利用粒子滤波器PF(ParticleFilter)将陀螺传感器26的检测结果、速度传感器27的检测结果、激光传感器24B的检测结果以及地图保存用数据库36所存储的地图信息MI综合，来检测自卸车2的位置以及方位。在本实施方式中，对照导航位置运算部33B检测位置以及方位并向行驶控制器20输出。在本实施方式中，行驶控制器20每隔T3被输入对照导航位置运算部33B检测到的位置以及方位。
另外，位置计测控制器33经由无线通信装置34，将GPS接收器31或对照导航位置运算部33B检测到的与作为本车辆的自卸车2的位置以及方位相关的信息发送至管制设施7的无线通信装置18。
此外，如图3所示，位置计测控制器33具备观测点坐标转换部38和观测点可利用判断部39。观测点坐标转换部38将由被来自激光传感器24B的方向以及距离规定的坐标示出的、激光传感器24B的检测结果的位置转换为X-Y坐标。由观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果的位置被X轴方向、Y轴方向以及与它们正交的高度方向(Z轴方向)规定。观测点可利用判断部39被从路径位置存储部32A输入与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息。观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中去除各种噪音、距地表为规定高度以下的检测结果以及预计检测到本车辆以外的作业机械4的检测结果。观测点可利用判断部39将去除了噪音的激光传感器24B的检测结果合成为栅格区域GR的检测结果。观测点可利用判断部39将合成后的检测结果输出至栅格地图作成部33C与对照导航位置运算部33B这双方。
图9及图10是说明激光传感器24B进行检测的情况下的一例的图。如图9所示，作为本车辆的自卸车2一边向照射范围IAH照射激光一边在搬运路HL中行驶。堤台BK的包含于激光的照射范围IAH内的一部分被检测为上方突出物VP的一部分S。
另一方面，与自卸车2不同的其他作业机械4作为自卸车2的对置车辆进行行驶。如图9所示，该作业机械4在与自卸车2错车时进入到激光的照射范围IAH内。在该情况下，作业机械4的一部分也被检测为上方突出物VP的一部分S。而且，如图10所示，直至开出激光的照射范围IAH外为止，作业机械4的一部分都被连续检测为上方突出物VP的一部分S。
图11是示出根据上述检测结果而生成的地图信息的一例的图。如图11所示，在地图信息MI中，作为地图信息MI而包含有基于上方突出物VP的一部分S生成的被检测物信息GR1以及基于作业机械4的一部分生成的被检测物信息GR2。因此，与自卸车2错车的作业机械4的检测结果作为上方突出物VP的一部分而包含在地图信息MI中。在对照导航位置运算部33B基于这样的地图信息MI来运算自卸车2的位置的情况下，实际上未检测到与地图信息MI的被检测物信息GR2对应的上方突出物VP，因此，有可能导致运算结果的精度降低。
因此，在本实施方式中，为了抑制运算结果的精度降低，在位置计测控制器33中，对作业机械4这样的在本车辆附近的运行区域中移动的移动物体的位置信息(以下表记为移动物体信息。)进行判别，以便在地图作成以及位置运算时不使用移动物体信息，即，使用从被检测物信息中去除了移动物体信息后的信息。
图12是示出观测点可利用判断部39的一例的框图。如图12所示，观测点可利用判断部39具有移动物体判别部50。移动物体判别部50从激光传感器24B的检测结果或者地图信息中判别移动物体信息。移动物体信息是指在运行区域中移动的移动物体的位置信息。移动物体信息通过激光传感器24B检测到在运行区域中移动的移动物体而包含在检测信息中。作为这样的移动物体，例如举出上述那样的与作为本车辆的自卸车2对置的其他作业机械4、进入到运行区域中的乘用车等。以下，以移动物体是其他作业机械4的情况为例来进行说明。
移动物体判别部50具有行驶位置推定部51、屏蔽区域设定部52以及信息设定部53。自卸车2能够经由无线通信装置34接收与其他作业机械4的位置相关的其他车辆位置信息(移动物***置信息)。行驶位置推定部51基于由无线通信装置34接收到的其他车辆位置信息来推定其他作业机械4的位置。自卸车2可以从管理装置10接收其他车辆位置信息，也可以通过与该其他车辆之间的车辆间通信来接收其他车辆位置信息。
屏蔽区域设定部52在由行驶位置推定部51推定的位置处设定包含其他作业机械4的尺寸的屏蔽区域。图13是示出屏蔽区域的一例的图。如图13所示，屏蔽区域MA被设定为例如以其他作业机械4的推定位置为中心的半径为R1的圆形区域。需要说明的是，屏蔽区域MA的形状并不局限于圆形，也可以设定椭圆形、多边形等其他形状的屏蔽区域MA。
屏蔽区域设定部52在其他作业机械4的推定位置发生变化的情况下，使屏蔽区域MA伴随着推定位置的变化而移动，以避免该其他作业机械4超出屏蔽区域MA。例如，在其他作业机械4正在行驶的情况下，推定位置伴随着时间的经过而变化。在推定位置如图13所示那样从位置P1移动到了位置P2的情况下，屏蔽区域设定部52使屏蔽区域MA伴随着该移动而移动。
另外，在从无线通信装置34接收到的其他车辆位置信息的接收中断了的情况下，从其他车辆位置信息的接收中断起的经过时间越长，由行驶位置推定部51推定的推定位置的误差越大。因此，为了避免其他作业机械4超出屏蔽区域MA，需要与推定位置的误差增大相应地增大屏蔽区域MA的径。因此，屏蔽区域设定部52在设定圆形的屏蔽区域MA的情况下，例如以下式所示那样设定屏蔽区域MA的半径R。
R＝RE+(v+a·dts)·dt
其中，RE为其他作业机械4的最大半径，v为其他作业机械4的速度，a为其他作业机械4的最大加速度，dts为其他车辆位置信息的延迟时间，dt为时间的步长。因此，例如，如图13所示，在推定位置随着从接收其他车辆位置信息起的时间的经过而从位置P1向位置P2移动的情况下，虽然推定位置的误差增大，但屏蔽区域MA的径被设定为比位置P1处的半径R1大的半径R2。因此，能够抑制其他作业机械4超出屏蔽区域MA。
信息设定部53判别被检测物信息是否存在于屏蔽区域MA内。信息设定部53在判别为被检测物信息存在于屏蔽区域MA内的情况下，将存在于屏蔽区域MA内的被检测物信息设定为移动物体信息。以下，针对信息设定部53的功能举出具体例进行说明。
图14是说明在设定了屏蔽区域MA的状态下激光传感器24B进行检测的情况下的一例的图。如图14所示，作为本车辆的自卸车2一边向照射范围IAH照射激光一边在搬运路HL中行驶。堤台BK的包含于激光的照射范围IAH内的一部分被检测为上方突出物VP的一部分S。
另一方面，与自卸车2不同的其他作业机械4作为自卸车2的对置车辆进行行驶。如图14所示，该作业机械4在与自卸车2错车时进入到激光的照射范围IAH内。在该情况下，作业机械4的一部分也被检测为上方突出物VP的一部分S。需要说明的是，在作业机械4中设定有屏蔽区域MA。
图15及图16是示出通过上述检测而得到的由X-Y坐标表示的被检测物信息DI的一例的图。如图15所示，在被检测物信息DI中包含有与堤台BK的上方突出物VP的一部分S对应的被检测物信息S1以及与作业机械4的上方突出物VP的一部分S对应的被检测物信息S2。在该状态下，信息设定部53例如通过内外判定处理等，来判别Z屏蔽区域MA内是否存在有被检测物信息S1以及被检测物信息S2。在图15所示的例子中，屏蔽区域MA内包含有被检测物信息S2。在该情况下，信息设定部53判别在屏蔽区域MA内存在有被检测物信息S2，将该被检测物信息S2设定为移动物体信息。
在设定了移动物体信息的情况下，位置计测控制器33在进行下述的各动作时不使用该移动物体信息，即，使用去除了移动物体信息后的信息，所述各动作为：从激光传感器24B的检测结果中去除噪音而将上方突出物VP检测为被检测物信息DI，并根据检测到的上方突出物VP的被检测物信息DI生成地图信息MI的动作(生成动作)；以及使用被检测物信息DI和地图信息MI来确定自卸车2的位置的动作(确定动作)。具体而言，在存在有移动物体信息的情况下，位置计测控制器33如图16所示那样，删除该移动物体信息S2，然后进行生成动作以及确定动作的各动作。
图17是示出根据删除了移动物体信息S2的状态下的被检测物信息DI而生成的地图信息MI的一例的图。被检测物信息DI中不包含移动物体信息S2。因此，从被检测物信息DI抽出的抽出信息中也不包含移动物体信息S2。因此，如图17所示，生成如下的地图信息MI：该地图信息MI包含基于上方突出物VP的一部分S生成的被检测物信息GR1，但不包含基于作业机械4的上方突出物VP的一部分S生成的栅格区域。这样，能够抑制在被检测物信息DI、抽出信息以及地图信息MI中包含移动物体信息的情况。
安全控制器40基于雷达24A以及激光传感器24B的检测信号，求出自卸车2与障碍物的相对位置并输出至行驶控制器20。行驶控制器20使用与障碍物之间的相对位置，生成用于控制加速器、制动装置23B以及操作装置2S中的至少一个的指令，并基于指令来控制自卸车2，以避免自卸车2与障碍物发生碰撞。
另外，行驶控制器20在判定部33A判定为GPS位置的解为Float解的情况下、为Single解的情况下、或者在GPS位置为非测位经过了规定时间且对照导航位置运算部33B仅获得与地图保存用数据库36所存储的地图信息MI的最终推定值比规定值低这样的激光传感器24B的检测结果的情况下，向制动装置23B输出使车辆主体21停车的指令。
＜作业机械的控制方法＞
接着，对本实施方式所涉及的作业机械的控制方法、即作业机械的控制***30的动作的一例进行说明。图18是本实施方式所涉及的作业机械的控制***的流程图的一例。图19是图18的步骤ST3的流程图的一例。
作业机械的控制方法是在运行区域按照行驶路径RP行驶的自卸车2的作业机械的控制方法。在作业机械的控制方法中，处理装置12经由无线通信装置18，向自卸车2的行驶路径作成装置32以及位置计测控制器33发送指令信号。指令信号包含与自卸车2的行驶条件相关的信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息。与行驶条件相关的信息包含由处理装置12生成的行驶路径信息以及与自卸车2的行驶速度相关的信息。行驶路径作成装置32将经由通信***9发送来的来自处理装置12的指令信号中的、行驶路径信息以及与本车辆以外的作业机械4的位置相关的信息存储于路径位置存储部32A。当行驶路径作成装置32接收到包含行驶路径信息在内的来自处理装置12的指令信号时，位置计测控制器33经由无线通信装置34将与作为本车辆的自卸车2的位置以及方位相关的信息发送至处理装置12。行驶控制器20基于来自处理装置12的指令信号，对自卸车2的加速器、制动装置23B以及操作装置2S进行控制，从而控制自卸车2的行驶。
作业机械的控制***30的行驶控制器20执行如下的步骤ST1：基于GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置，通过推测导航使自卸车2按照行驶路径RP行驶。在本实施方式中，行驶控制器20按照包含由管理装置10的处理装置12生成的行驶路径信息以及由处理装置12设定的行驶速度(目标行驶速度)在内的行驶条件，使自卸车2在装载场LPA、排土场DPA、搬运路HL以及交叉点IS中的至少一部分行驶。推测导航是指，基于从已知的位置起的方位(方位变化量)和移动距离来推测对象物(自卸车2)的当前位置的导航。自卸车2的方位(方位变化量)使用配置于自卸车2的陀螺传感器26来检测。自卸车2的移动距离使用配置于自卸车2的速度传感器27来检测。陀螺传感器26的检测信号以及速度传感器27的检测信号被输出至自卸车2的行驶控制器20。
行驶控制器20能够基于来自陀螺传感器26的检测信号，求出从已知的起点起的自卸车2的方位(方位变化量)。行驶控制器20能够基于来自速度传感器27的检测信号，求出从已知的起点起的自卸车2的移动距离。行驶控制器20基于来自陀螺传感器26的检测信号以及来自速度传感器27的检测信号，生成与自卸车2的行驶相关的控制量，以使得自卸车2按照所生成的行驶路径RP行驶。控制量包含加速信号、制动信号以及转向信号。行驶控制器20基于转向信号、加速信号以及制动信号来控制自卸车2的行驶(操作)。
接着，说明一边使用RTK-GNSS或对照导航位置运算部33B来修正根据推测导航求出的推测位置一边使自卸车2行驶的例子。当自卸车2的行驶距离变长时，由于陀螺传感器26以及速度传感器27中的一方或双方的检测误差的蓄积，有可能在推测出的位置(推测位置)与实际的位置之间产生误差。其结果是，自卸车2有可能从由处理装置12生成的行驶路径RP偏离地行驶。在本实施方式中，行驶控制器20一边使用由GPS接收器31检测到的GPS位置或者对照导航位置运算部33B检测到的位置来修正根据推测导航导出(推测)的自卸车2的位置(推测位置)，一边使自卸车2行驶。行驶控制器20基于来自陀螺传感器26的检测信号、来自速度传感器27的检测信号以及来自GPS接收器31的GPS位置或者对照导航位置运算部33B检测到的位置，计算包含用于修正自卸车2的位置的修正量在内的、与自卸车2的行驶相关的控制量，以使得自卸车2按照行驶路径RP行驶。行驶控制器20基于计算出的修正量以及控制量，控制自卸车2的行驶(操作)，以使得自卸车2按照行驶路径RP行驶。
接着，执行如下的步骤ST2：位置计测控制器33的判定部33A判定GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度是否超过规定精度。即，在步骤ST2中，位置计测控制器33的判定部33A判定GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置的精度是否为高精度。具体而言，位置计测控制器33的判定部33A判定GPS接收器31检测到的GPS位置的解是否为Fix解。
当位置计测控制器33的判定部33A判定为GPS接收器31检测到的GPS位置的解是Fix解，即，判定为GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度是高精度(步骤ST2：是)时，栅格地图作成部33C作成地图信息MI(步骤ST3)。即，执行如下的步骤ST3：位置计测控制器33在判定为GPS接收器31检测到的GPS位置精度是高精度时，基于GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置，使自卸车2按照路径位置存储部32A所存储的行驶路径RP自主行驶，并且，从激光传感器24B的检测结果中抽出与上方突出物VP相关的检测结果，将抽出的与上方突出物VP相关的检测结果作为运行区域的地图信息MI存储于地图保存用数据库36。
具体而言，首先，观测点坐标转换部38将由被来自激光传感器24B的方向以及距离规定的坐标示出的、激光传感器24B的检测结果的位置转换为由X-Y坐标示出的坐标的位置并生成检测信息(步骤ST31)。
需要说明的是，在步骤ST31中，观测点可利用判断部39首先将被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果的各种噪音去除。具体而言，观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，将反射强度低的检测结果、认为激光光线通过了透明物体的检测结果、认为激光光线检测到尘埃的检测结果、认为激光光线被地面反射了的检测结果以及认为激光光线检测到地面上的土块的检测结果作为噪音而去除。
观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，去除距自卸车2的距离为最大距离以上的检测结果以及距离为最少距离以下的检测结果。在本实施方式中，规定的最大距离是去除太阳光所引起的噪音所需的距离，规定的最少距离是用于去除由激光传感器24B近距离引起的浓尘埃的噪音的距离。
观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，去除距地表为规定高度以下的检测结果。在本实施方式中，观测点可利用判断部39去除规定高度以下的检测结果，但不局限于此。这样，观测点可利用判断部39从检测结果中去除各种噪音等。
观测点可利用判断部39将去除了各种噪音等后的检测结果合成为由以X-Y坐标示出位置的栅格区域GR构成的检测结果。观测点可利用判断部39将合成后的检测结果输出至栅格地图作成部33C和对照导航位置运算部33B这双方。
接着，移动物体判别部50判断检测信息中是否包含移动物体信息(步骤ST32)。在步骤ST32中，行驶位置推定部51基于由无线通信装置34接收到的其他车辆位置信息，来推定作为移动物体的其他作业机械4的位置。屏蔽区域设定部52在推定位置处设定包含作业机械4的屏蔽区域MA。信息设定部53判别在检测信息中在屏蔽区域MA内是否存在被检测物信息。在判别为在屏蔽区域MA内不存在被检测物信息的情况下，判断为不包含移动物体信息(步骤ST32的否)，进行从检测信息中抽出上方突出物VP的被检测物信息的抽出动作(步骤ST33)。
另外，信息设定部53在存在被检测物信息的情况下，将该被检测物信息设定为移动物体信息。在设定了移动物体信息的情况下，移动物体判别部50判断为在检测信息中包含移动物体信息(步骤ST32的是)。在该情况下，位置计测控制器33从检测信息中删除移动物体信息后(步骤ST34)，进行抽出动作(步骤ST33)。
另外，例如，在上述的步骤ST1中，观测点可利用判断部39首先去除被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果的各种噪音。具体而言，观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，将反射强度低的检测结果、认为激光光线通过了透明物体的检测结果、认为激光光线检测到尘埃的检测结果、认为激光光线被地面反射了的检测结果以及认为激光光线检测到地面上的土块的检测结果作为噪音而去除。
观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，去除距离为最大距离以上的检测结果以及距离为最少距离以下的检测结果。在本实施方式中，规定的最大距离是去除太阳光所引起的噪音所需的距离，规定的最少距离是用于去除由激光传感器24B近距离引起的浓尘埃的噪音的距离。
观测点可利用判断部39从被观测点坐标转换部38转换坐标后的检测结果中，去除距地表为规定高度以下的检测结果。在本实施方式中，观测点可利用判断部39去除规定高度以下的检测结果，但不局限于此。这样，观测点可利用判断部39通过从检测结果中去除各种噪音等，从而从检测结果中抽出与上方突出物VP相关的检测结果。
观测点可利用判断部39将去除了各种噪音等后的检测结果合成为由以X-Y坐标示出位置的栅格区域GR构成的检测结果。观测点可利用判断部39将合成后的检测结果输出至栅格地图作成部33C和对照导航位置运算部33B这双方。
然后，位置计测控制器33的栅格地图作成部33C将观测点可利用判断部39合成后的检测结果、即上方突出物VP的位置作为运行区域的地图信息MI存储于地图保存用数据库36(步骤ST35)。由此进行地图信息的作成。
另外，如图18所示，当位置计测控制器33的判定部33A判定为GPS接收器31检测到的GPS位置的解不是Fix解，即，判定为GPS接收器31检测到的自卸车2的GPS位置精度为规定精度以下时(步骤ST2：否)，对照导航位置运算部33B基于激光传感器24B的检测结果以及地图保存用数据库36所存储的地图信息MI，检测自卸车2的位置以及方位，使自卸车2按照行驶路径RP行驶(步骤ST4)。即，当位置计测控制器33判定为GPS接收器31检测到的GPS位置精度为规定精度以下时，通过对照激光传感器24B的检测结果与地图保存用数据库36所存储的地图信息MI，来计算自卸车2的位置以及方位。
具体而言，与地图作成的情况相同，观测点坐标转换部38生成将由被来自激光传感器24B的方向以及距离规定的坐标示出的激光传感器24B的检测结果的位置转换成X-Y坐标的位置的检测信息(步骤ST41)。接着，移动物体判别部50判断在检测信息中是否包含移动物体信息(步骤ST42)，在判断为不包含移动物体信息的情况下(步骤ST42的否)，进行从检测信息中抽出上方突出物VP的被检测物信息的抽出动作(步骤S43)。另外，在判断为在检测信息中包含移动物体信息的情况下(步骤ST42的是)，位置计测控制器33从检测信息中删除移动物体信息后(步骤ST44)，进行抽出动作(步骤ST43)。需要说明的是，步骤ST41至步骤ST44的处理与上述的步骤ST31至步骤ST34的处理相同，因此省略详细说明。
然后，对照导航位置运算部33B计算自卸车2的位置以及方位(步骤ST45)。在步骤ST45中，对照导航位置运算部33B通过隔离滤波器(Isolation Filter)，对被观测点可利用判断部39去除噪音后的检测结果进行间隔剔除。具体而言，对照导航位置运算部33B仅留下被观测点可利用判断部39去除了噪音后的检测结果中的彼此分离规定距离以上的检测结果，而去除其他检测结果。
对照导航位置运算部33B利用粒子滤波器PF，将陀螺传感器26的检测结果、速度传感器27的检测结果、激光传感器24B的检测结果以及地图保存用数据库36所存储的地图信息MI综合，来检测自卸车2的位置以及方位。具体而言，对照导航位置运算部33B以陀螺传感器26的检测结果即方位以及速度传感器27的检测结果即行驶速度为基础，来计算预想在某一时刻存在有自卸车2的范围内的多个位置以及方位。
对照导航位置运算部33B基于保存于地图保存用数据库36的地图信息MI，来推定在自卸车2位于预想存在有自卸车2的各位置以及方位的情况下预想激光传感器24B检测的检测结果。对照导航位置运算部33B对照预想激光传感器24B检测的检测结果与激光传感器24B实际检测到的检测结果，来计算在各位置以及方位预想激光传感器24B检测的检测结果相对于激光传感器24B实际检测到的检测结果的似然度。对照导航位置运算部33B将各位置以及方位的似然度正规化。
对照导航位置运算部33B根据在各位置以及方位预想激光传感器24B检测的检测结果的似然度和各位置来计算最终推定值，从而计算预想激光传感器24B检测的检测结果与激光传感器24B实际检测到的检测结果最相似的位置以及方位。对照导航位置运算部33B将最相似的位置以及方位作为自卸车2的位置以及方位进行检测。对照导航位置运算部33B在计算出最相似的位置以及方位时，还计算出最相似的位置以及方位的推定精度、可靠度。
需要说明的是，在图18中进行上述步骤ST3或者步骤ST4之前，也可以判定自卸车2的状态是否为使地图信息MI的精度降低的状态，即，判定栅格地图作成部33C检测到的与上方突出物VP的位置相关的信息是否使图保存用数据库36所存储的地图信息MI的精度降低。在判定出自卸车2的状态为使地图信息MI的精度降低的状态的情况下，能够不进行步骤ST3或者步骤ST4而返回到步骤ST1。
如以上那样，根据本实施方式，在进行抽出动作、生成动作以及确定动作时，不使用被检测物信息DI、抽出信息以及地图信息MI中的、在运行区域中移动的其他作业机械4的被检测物信息即移动物体信息，因此，在运算自卸车2的位置时，能够抑制运算结果的精度降低。由此，能够抑制矿山中的生产率降低。
本发明的技术范围不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够加以适当变更。例如，在上述实施方式中，以如下的情况为例进行了说明：判别在被检测物信息DI是否存在移动物体信息，在存在移动物体信息的情况下，删除该移动物体信息后进行抽出动作，但不局限于此。例如，也可以在存在移动物体信息的情况下，不删除该移动物体信息而进行抽出动作。在该情况下，也可以在运算自卸车2的位置时，例如在图20中进行上述步骤ST41之前，进行地图信息MI中是否包含移动物体信息的判断。在判断为地图信息MI中不包含移动物体信息的情况下，直接进行步骤ST41。另外，在判断为地图信息MI中包含移动物体信息的情况下，从地图信息MI中删除移动物体信息后进行步骤ST41。由此，能够抑制出现错误的运算结果。
另外，在上述实施方式中，以基于从管制设施7发送来的移动物体的其他车辆位置信息来推定移动物体的行驶位置的情况为例进行了说明，但不局限于此。例如，也可以将相机传感器等能够检测作为对置车辆的移动物体的被检测物信息的结构与激光传感器24B分开地设置于自卸车2。另外，也可以通过与其他车辆之间的车辆间通信来接收其他车辆位置信息。
另外，在上述实施方式中，以同一自卸车2进行生成地图信息的生成动作和确定自卸车2的位置的确定动作的结构为例进行了说明，但不局限于此，例如也可以采用自卸车2仅进行生成动作以及确定动作中的任一方的结构。即，也可以采用由不同的车辆分别进行生成动作和确定动作的结构。例如，也可以利用作业者等驾驶的乘用车来进行地图信息的生成动作。在该情况下，乘用车能够为具有GPS接收机31、位置计测控制器33、无线通信装置34、地图保存用数据库36以及激光传感器24B的结构。该乘用车能够一边在矿山的运行区域中行驶，一边利用激光传感器24B检测堤台BK等上方突出物VP，并基于检测信息来生成地图信息。此时，与上述实施方式相同，基于对置车等移动物***置信息来设定屏蔽区域，并去除屏蔽区域内的移动物***置信息而生成地图信息。
另外，在上述实施方式中，以自卸车2设定屏蔽区域的情况为例进行了说明，但不局限于此。例如，也可以构成为，在管理装置10侧设定包含移动物体的屏蔽区域，并经由通信***9发送至自卸车2。
附图标记说明
P1、P2 位置
S1、S2 被检测物信息
S2 移动物体信息
BK 堤台
DI 检测信息
MA 屏蔽区域
HL 搬运路
MI 地图信息
IAH、IAV 照射范围
IS 交叉点
DPA 排土场
RP 行驶路径
LPA 装载场
VP 上方突出物
1 管理***
2 自卸车(作业机械)
7 管制设施
9 通信***
10 管理装置
18、34 无线通信装置
20 行驶控制器
24 障碍物传感器
24A 雷达(非接触传感器)
24B 激光传感器(非接触传感器)
30 作业机械的控制***
31 GPS接收器(位置检测机构)
32 行驶路径作成装置
33 位置计测控制器(计测输出机构)
33A 判定部
33B 对照导航位置运算部
33C 栅格地图作成部
36 地图保存用数据库
39 观测点可利用判断部
50 移动物体判别部
51 行驶位置推定部
52 屏蔽区域设定部
53 信息设定部

Claims (10)

1.一种作业机械的控制***，该作业机械在运行区域中行驶，其中，
所述作业机械的控制***具备：
位置检测机构，其检测所述作业机械的位置；
非接触传感器，其检测所述作业机械的周围的物体的位置；以及
控制部，其从所述位置检测机构的检测结果以及所述非接触传感器的检测结果中抽出被检测物信息，并从所述被检测物信息中去除在所述运行区域中移动的移动物体的被检测物信息、即移动物体信息，
所述控制部基于与所述移动物体的位置相关的移动物***置信息来推定所述移动物体的位置，并在推定出的位置处设定包含所述移动物体的屏蔽区域，将所述屏蔽区域内的所述被检测物信息作为所述移动物体信息。
2.根据权利要求1所述的作业机械的控制***，其中，
所述被检测物信息包含所述非接触传感器的检测结果以及根据该检测结果中的向上方突出的上方突出物的位置而生成的地图信息中的至少一方。
3.根据权利要求2所述的作业机械的控制***，其中，
所述控制部具备计测输出机构，该计测输出机构进行生成动作和确定动作中的至少一个动作，所述生成动作是根据所述非接触传感器的检测结果来检测所述上方突出物的位置、并将检测到的所述上方突出物的位置生成为所述地图信息的动作，所述确定动作是通过对照所述非接触传感器的检测结果与所述地图信息来确定所述作业机械的位置的动作。
4.根据权利要求3所述的作业机械的控制***，其中，
所述计测输出机构在进行所述动作时，从所述被检测物信息中的所述非接触传感器的检测结果或所述地图信息中去除所述移动物体信息。
5.根据权利要求3所述的作业机械的控制***，其中，
所述控制部从所述非接触传感器的检测结果或者所述地图信息中判别有无所述移动物体信息，并且在存在所述移动物体信息的情况下，在删除了该移动物体信息之后，进行所述生成动作或所述确定动作。
6.根据权利要求1所述的作业机械的控制***，其中，
所述作业机械的控制***具备接收部，该接收部接收从矿山的管制设施发送来的与所述移动物体的位置相关的移动物***置信息。
7.根据权利要求6所述的作业机械的控制***，其中，
所述控制部根据所述移动物体的行驶位置的推定结果所包含的误差的大小来设定所述屏蔽区域的大小。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的作业机械的控制***，其中，
所述移动物体包含在所述运行区域中行驶的其他作业机械。
9.一种作业机械，其中，
所述作业机械具备：
在矿山的运行区域中行驶的作业机械主体；以及
权利要求1～8中任一项所述的作业机械的控制***。
10.一种作业机械的管理***，其中，
所述作业机械的管理***具备：
权利要求9所述的作业机械；以及
管制设施，其设于矿山中，用于发送与所述移动物体的位置相关的移动物***置信息，
所述作业机械的控制***接收所述移动物***置信息，基于接收到的所述移动物***置信息来推定所述移动物体的行驶位置，在推定出的位置处设定包含所述移动物体的屏蔽区域，将所述屏蔽区域内的所述被检测物信息作为所述移动物体信息。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017109977A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、及び作業機械の管理方法
WO2016093374A1 (ja) * 2016-02-01 2016-06-16 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システム
JP6267783B2 (ja) * 2016-02-01 2018-01-24 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システム
WO2018115281A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Caterpillar Sarl Monitoring the operation of a work machine
CN106772640B (zh) * 2016-12-29 2020-11-06 山东大学 用于隧道病害检测的地质雷达自动化精确定位装置及方法
AU2017239926B2 (en) * 2017-03-31 2018-11-15 Komatsu Ltd. Control system of transporter vehicle, transporter vehicle, and control method of transporter vehicle
JP7015133B2 (ja) * 2017-10-04 2022-02-02 株式会社小松製作所 作業システム、作業機械および制御方法
JP2019078131A (ja) * 2017-10-27 2019-05-23 コベルコ建機株式会社 作業機械
JP7265323B2 (ja) * 2018-07-31 2023-04-26 株式会社小松製作所 作業機械を制御するためのシステム及び方法
US11230273B2 (en) 2019-05-02 2022-01-25 Liebherr Mining Equipment Newport News Co. Method for autonomously controlling a vehicle
CN110222393B (zh) * 2019-05-28 2020-12-18 浙江大学 基于细粒度风电发电状态划分的风机叶片结冰异常监测方法
US11860643B2 (en) 2019-07-02 2024-01-02 Liebherr Mining Equipment Newport News Co. System for controlling a plurality of autonomous vehicles on a mine site
CN112393736B (zh) * 2020-04-26 2023-02-10 青岛慧拓智能机器有限公司 一种露天矿地图自动更新***和方法
SE2030214A1 (en) * 2020-06-29 2021-12-30 Epiroc Rock Drills Ab Method and arrangement for a work machine
SE2030215A1 (en) * 2020-06-29 2021-12-30 Epiroc Rock Drills Ab Method and arrangement for a work machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133183A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Toshiba Corp 移動***置検出装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3745484B2 (ja) 1997-02-12 2006-02-15 株式会社小松製作所 車両の監視装置
US6064926A (en) 1997-12-08 2000-05-16 Caterpillar Inc. Method and apparatus for determining an alternate path in response to detection of an obstacle
JP5518579B2 (ja) 2010-06-02 2014-06-11 本田技研工業株式会社 移動可能領域抽出装置および移動可能領域抽出方法
JP5503419B2 (ja) * 2010-06-03 2014-05-28 株式会社日立製作所 無人搬送車および走行制御方法
JP2014203429A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 地図生成装置、地図生成方法及び制御プログラム
AU2013350342B2 (en) * 2013-07-30 2015-08-13 Komatsu Ltd. Management system and management method of mining machine
JP6475169B2 (ja) * 2013-12-27 2019-02-27 株式会社小松製作所 鉱山機械の管理システム、鉱山機械及び管理方法
JP6483026B2 (ja) * 2013-12-27 2019-03-13 株式会社小松製作所 鉱山機械の管理システム及び管理方法
JP6285838B2 (ja) * 2014-09-29 2018-02-28 日立建機株式会社 作業車両の移動制御装置及び作業車両
WO2015102096A1 (ja) * 2014-12-26 2015-07-09 株式会社小松製作所 鉱山機械、鉱山機械の管理システム、及び鉱山機械の管理方法
CN105849586B (zh) * 2015-10-30 2018-11-09 株式会社小松制作所 作业机械的控制***、作业机械、其管理***和控制方法
JP6055120B2 (ja) * 2015-10-30 2016-12-27 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の管理システム、作業機械の制御方法及びプログラム
US9891627B2 (en) * 2015-11-30 2018-02-13 Komatsu Ltd. Work machine control system, work machine, work machine management system, and method for controlling work machine
JP6267783B2 (ja) * 2016-02-01 2018-01-24 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133183A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Toshiba Corp 移動***置検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016093373A1 (ja) 2016-06-16
CA2942553C (en) 2018-10-02
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US10019007B2 (en) 2018-07-10
CN106104401A (zh) 2016-11-09
CA2942553A1 (en) 2016-06-16
JP6267783B2 (ja) 2018-01-24
AU2016204167B2 (en) 2017-11-02
US20170220042A1 (en) 2017-08-03
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