JP2016045585A - Control device and driving simulation method of transport vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管制制御装置及び運搬車両の走行シミュレーション方法に係り、特に鉱山で自律走行する運搬車両の走行シミュレーション技術に関する。 The present invention relates to a control control device and a traveling simulation method for a transport vehicle, and more particularly to a travel simulation technique for a transport vehicle that autonomously travels in a mine.
露天掘り鉱山等において、オペレータが搭乗することなく自律走行する運搬車両（以下「無人ダンプ」という）を管制制御装置に無線通信回線を介して通信接続した自律走行システムが知られている。管制制御装置は、無人ダンプが他の車両と干渉しないように、予め生成された地図データ及び無人ダンプの位置を基に管制制御を行う。この自律走行システムに新規に無人ダンプを追加したい場合、実際に新規車両を投入してシステムを稼働する前に、稼働台数が増えても安全・効率的な走行が可能であるかを確認したいという要望がある。この要望に応えるために、実在しない車両（以下「仮想車両」という）を用いた走行シミュレーションを行い、その結果を検証する手法が考えられる。 2. Description of the Related Art In an open pit mine or the like, there is known an autonomous traveling system in which a transport vehicle (hereinafter referred to as “unmanned dump truck”) that autonomously travels without boarding an operator is connected to an air traffic controller via a wireless communication line. The control control device performs control control based on map data generated in advance and the position of the unmanned dump so that the unmanned dump does not interfere with other vehicles. If you want to add a new unmanned dump truck to this autonomous driving system, you want to check whether it is possible to drive safely and efficiently even if the number of operating units increases before actually introducing a new vehicle and operating the system. There is a request. In order to meet this demand, a method of performing a running simulation using a nonexistent vehicle (hereinafter referred to as “virtual vehicle”) and verifying the result can be considered.
車両のシミュレーション装置の一例として、特許文献１には、移動体の各通過場所に関連付けられた運行状況を時間経過に応じて変移することにより疑似的な移動体（疑似バス）を運行させる疑似運行手段を備えた運行管理装置が開示されている。 As an example of a vehicle simulation device, Patent Document 1 discloses a pseudo operation that operates a pseudo mobile body (pseudo bus) by changing the operation status associated with each passing place of the mobile body with the passage of time. An operation management device having means is disclosed.
また、特許文献２には、走行車両が選択しなかった経路を仮想車両が自車と同一タイミングで走行開始したと仮定したときの走行位置をシミュレートする走行予測システムが開示されている。 Patent Document 2 discloses a travel prediction system that simulates a travel position when it is assumed that a virtual vehicle has started traveling at the same timing as the host vehicle on a route that the traveling vehicle has not selected.
鉱山で稼働する無人ダンプの台数を増やした状態のシミュレーションを、実際の無人ダンプの稼働状況からは独立させて仮想車両だけを用いて行うことも考えられる。 It is conceivable that the simulation of the state in which the number of unmanned dump trucks operating in the mine is increased is performed using only the virtual vehicle independently of the actual unmanned dump truck operation status.
しかし、仮想車両だけを用いてシミュレーションを行うと、仮想車両の挙動と実際に走行する実車両の挙動とが一致しないことがある。従って、上記特許文献１のように疑似的な移動体のみを用いたシミュレーション技術を自律走行システムのシミュレーションに適用しても、シミュレーション結果の信頼性が十分得られない。 However, if a simulation is performed using only the virtual vehicle, the behavior of the virtual vehicle may not match the behavior of the actual vehicle that actually travels. Therefore, even if the simulation technique using only the pseudo moving body as in Patent Document 1 is applied to the simulation of the autonomous traveling system, sufficient reliability of the simulation result cannot be obtained.
また、特許文献２は、実在する走行路とは異なる他の走行路を仮想車両に走行させたときの走行位置をシミュレートするにすぎず、実在する走行路に実在する車両と仮想車両とを混ぜて走行させることはできない。 Patent Document 2 only simulates a travel position when a virtual vehicle travels on another travel path that is different from the actual travel path. It cannot be run with mixing.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、運搬車両の実際の稼働状況を反映させつつ、運搬車両の稼働台数を増やした際の動作検証が行える管制制御装置及び運搬車両の走行シミュレーション方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a control control device capable of performing operation verification when the number of transport vehicles is increased while reflecting the actual operation status of the transport vehicles and a travel simulation method for the transport vehicles. The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、鉱山の構内を予め定められた走行路に沿って自律
走行する運搬車両の走行制御を行う管制制御装置であって、実在する走行路を規定した実地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記走行路を仮想的に走行する仮想車両の設定操作を受け付ける入力部と、前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記実地図データを用いて、前記仮想車両が前記走行路を走行した際の走行状態のシミュレーションを行う仮想車両シミュレーション部と、前記運搬車両と無線通信を行うことにより、前記走行路を自律走行中の前記運搬車両の位置情報を受信する通信部と、前記運搬車両の位置情報、前記実地図データ、及び前記仮想車両の走行状態に基づいて、前記運搬車両及び前記仮想車両の其々に対し、各車両の走行を許可する前記走行路の部分区間からなる走行許可区間を設定する走行許可区間設定部と、を備え、前記通信部は、前記運搬車両に対し、当該運搬車両に対して設定された走行許可区間を送信し、前記仮想車両シミュレーション部は、前記仮想車両に対して設定された前記走行許可区間に従って前記走行路を走行した際のシミュレーションを行い、その結果を前記走行許可区間設定部に返す、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an air traffic control device that controls the travel of a transport vehicle that autonomously travels along a predetermined travel path in a mine, and is an actual map that defines an actual travel path. Using the map data storage unit that stores data, the input unit that receives the setting operation of the virtual vehicle that virtually travels on the travel route, the travel parameter that defines the behavior of the virtual vehicle, and the actual map data, A virtual vehicle simulation unit that simulates a traveling state when the virtual vehicle travels on the travel path, and wireless communication with the transport vehicle, thereby receiving position information of the transport vehicle that is autonomously traveling on the travel path. Communication unit, and based on the position information of the transport vehicle, the actual map data, and the travel state of the virtual vehicle, for each of the transport vehicle and the virtual vehicle, A travel permission section setting unit that sets a travel permission section that includes a partial section of the travel path that permits the travel of the vehicle, and the communication unit is set for the transport vehicle with respect to the transport vehicle. The travel permission section is transmitted, and the virtual vehicle simulation unit performs a simulation when traveling on the travel path according to the travel permission section set for the virtual vehicle, and the result is sent to the travel permission section setting unit. It is characterized by returning.
これにより、実際に走行中の運搬車両の位置及び仮想車両の仮想位置を基に、運搬車両及び仮想車両に走行許可区間を設定するので、実際に運搬車両を走行させながら、仮想車両を追加した際における走行許可区間の設定可否の検証を行うことができる。よって、シミュレーション結果の信頼性が向上する。またこの検証に際して、運搬車両を稼働させた状態を維持できるので、運搬車両の稼働停止に伴う鉱山の生産性の低下を抑制することができる。 As a result, since the travel permission section is set for the transport vehicle and the virtual vehicle based on the position of the transport vehicle actually traveling and the virtual position of the virtual vehicle, the virtual vehicle was added while actually traveling the transport vehicle. It is possible to verify whether or not the travel permission section can be set at the time. Therefore, the reliability of the simulation result is improved. Moreover, since the state which operated the conveyance vehicle can be maintained in this verification, the fall of the productivity of a mine accompanying the operation stop of a conveyance vehicle can be suppressed.
また、本発明は上記構成において、走行路を規定する地図データを生成する地図データ生成部を更に備え、前記入力部は、前記実在する走行路に接続する、実在しない仮想の走行路を追加する設定操作を更に受け付け、前記地図データ生成部は、前記実在する走行路及び前記仮想の走行路を規定する仮想地図データを生成し、前記地図データ記憶部は、前記仮想地図データを記憶し、前記走行許可区間設定部は、前記仮想地図データに基づいて、前記運搬車両に対する走行許可区間は、前記実在する走行路に設定し、前記仮想車両に対する走行許可区間は、前記実在する走行路及び前記仮想の走行路の少なくとも一方に設定する、ことを特徴とする。 In the above configuration, the present invention further includes a map data generation unit that generates map data defining a travel route, and the input unit adds a non-existing virtual travel route connected to the actual travel route. Further accepting a setting operation, the map data generation unit generates virtual map data defining the actual travel route and the virtual travel route, the map data storage unit stores the virtual map data, The travel permission section setting unit sets, based on the virtual map data, a travel permission section for the transport vehicle in the actual travel path, and the travel permission section for the virtual vehicle includes the actual travel path and the virtual It is set to at least one of the following travel paths.
これにより、運搬車両は実際の走行路に設定された走行許可区間に従って走行し、仮想車両は実在する走行路及び仮想の走行路の少なくとも一方に設定された走行許可区間に従って走行するので、運搬車両が仮想の走行路に間違って侵入することがない。従って、運搬車両を稼働させつつ、仮想の走行路を追加した際の動作検証を行うことができる。 Thus, the transport vehicle travels according to the travel permission section set on the actual travel path, and the virtual vehicle travels according to the travel permission section set on at least one of the actual travel path and the virtual travel path. Will not accidentally enter the virtual driving path. Therefore, it is possible to perform the operation verification when adding the virtual traveling path while operating the transport vehicle.
また、本発明は上記構成において、前記通信部が走行中の前記運搬車両から受信した当該運搬車両の走行データを用いて、前記仮想車両の挙動が前記実車両の挙動と一致するように、前記走行パラメータを修正する走行パラメータ修正部を更に備える、ことを特徴とする。 Further, in the above-described configuration, the present invention uses the travel data of the transport vehicle received from the transport vehicle that the communication unit is traveling, so that the behavior of the virtual vehicle matches the behavior of the real vehicle. It further comprises a travel parameter correction unit that corrects the travel parameter.
これにより、仮想車両の挙動を走行中の運搬車両の挙動により近づけることができ、シミュレーション結果の信頼性をより高くすることができる。 Thereby, the behavior of the virtual vehicle can be brought closer to the behavior of the traveling transport vehicle, and the reliability of the simulation result can be further increased.
また、本発明は上記構成において、前記実在する走行路は、前記運搬車両に対して積荷の積込が行われる積込位置を含む積込場に連結された走行路であって、前記仮想車両シミュレーション部は、前記シミュレーションにおいて、前記仮想車両が前記積込場の入口で待機する待機動作、前記入口から前記積込位置へ向かう走行動作、及び前記積込位置における停車動作、のうち少なくとも一つの動作は、前記運搬車両が実際に同じ動作を行ったときに要する時間よりも短い時間で終わらせる、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above configuration, wherein the actual traveling path is a traveling path connected to a loading place including a loading position where a load is loaded on the transporting vehicle, and the virtual vehicle The simulation unit, in the simulation, at least one of a standby operation in which the virtual vehicle waits at an entrance of the loading site, a traveling operation from the entrance to the loading position, and a stop operation at the loading position. The operation is finished in a time shorter than a time required when the transport vehicle actually performs the same operation.
仮想車両が、積込場において待機動作、走行動作、及び積込位置での停車動作をしているとき、運搬車両は積込場への走行が許可されない。そのため、仮想車両が積込場に長時間存在することは、実際に走行している運搬車両の妨げとなり、生産効率の低下を招く。そこで本発明では、仮想車両が上記の動作に要する時間を実際の運搬車両の動作時間よりも短くすることで、積込機が稼働できない時間をより短縮し、シミュレーションに伴う鉱山の生産効率の低下を抑止することができる。 When the virtual vehicle is performing a standby operation, a traveling operation, and a stopping operation at the loading position at the loading site, the transport vehicle is not permitted to travel to the loading site. For this reason, the presence of the virtual vehicle in the loading place for a long time hinders the transport vehicle that is actually traveling, leading to a decrease in production efficiency. Therefore, in the present invention, the time required for the virtual vehicle to perform the above operation is made shorter than the operation time of the actual transport vehicle, so that the time during which the loader cannot be operated is further shortened and the production efficiency of the mine is reduced due to the simulation. Can be suppressed.
また、本発明は上記構成において、前記仮想車両シミュレーション部は、前記走行パラメータに基づいて前記仮想車両の加減速を含む挙動及び位置を計算する走行シミュレーション部と、前記走行シミュレーション部の計算結果に基づいて、前記仮想車両の位置を算出するセンサシミュレーション部と、前記仮想車両に対して設定された走行許可区間及び前記仮想車両の位置に基づいて、前記仮想車両を走行させるための加減速の制御指令を前記走行シミュレーション部に対して行う仮想走行制御部と、を含むことを特徴とする。 Further, the present invention is the above configuration, wherein the virtual vehicle simulation unit is based on a travel simulation unit that calculates a behavior and a position including acceleration / deceleration of the virtual vehicle based on the travel parameter, and a calculation result of the travel simulation unit. A sensor simulation unit for calculating the position of the virtual vehicle, a travel permission section set for the virtual vehicle, and an acceleration / deceleration control command for causing the virtual vehicle to travel based on the position of the virtual vehicle. And a virtual travel control unit that performs the operation on the travel simulation unit.
走行シミュレーション部は、仮想走行制御部からの加減速の指示に従って仮想車両の挙動を演算すると、結果的に仮想車両が走行許可区間に従って走行した状態をシミュレーションすることができる。これにより、仮想車両を投入した際に走行許可区間が設定できるかを検証することができる。 When the travel simulation unit calculates the behavior of the virtual vehicle according to the acceleration / deceleration instruction from the virtual travel control unit, the travel simulation unit can simulate the state in which the virtual vehicle travels according to the travel permission section as a result. Thereby, it is possible to verify whether or not the travel permission section can be set when the virtual vehicle is introduced.
本発明は上記構成において、前記センサシミュレーション部は、前記走行シミュレーション部が算出した前記仮想車両の位置に対して、前記運搬車両に搭載された位置算出装置が実際に算出した値に基づく誤差、及び位置測位衛星からの測位電波の捕捉状況に応じた誤差、の少なくとも一つを用いて補正する、ことを特徴とする。 According to the present invention, in the configuration described above, the sensor simulation unit has an error based on a value actually calculated by a position calculation device mounted on the transport vehicle with respect to the position of the virtual vehicle calculated by the travel simulation unit, and The correction is performed by using at least one of errors according to the acquisition situation of the positioning radio wave from the positioning satellite.
鉱山では崖や山影などの影響により、走行路上の各点において測位電波の捕捉状況にばらつきが生じることがある。そのため、運搬車両に慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ、略称：ＩＭＵ）を搭載し、測位電波による位置算出処理と併用して相互に補間することで、運搬車両の位置算出精度の向上を図る場合がある。本発明では、実際の運搬車両からの位置情報や、測位電波の捕捉状況に応じて仮想車両の位置を補正することで、地形条件が厳しい鉱山内の走行路においても好適なシミュレーション技術を提供することができる。 In a mine, there may be variations in the acquisition of positioning radio waves at each point on the road due to the influence of cliffs and mountain shadows. For this reason, there is a case where an inertial measurement unit (abbreviation: IMU) is mounted on the transport vehicle and interpolated with the position calculation process using the positioning radio wave to improve the position calculation accuracy of the transport vehicle. is there. In the present invention, by correcting the position of the virtual vehicle in accordance with the position information from the actual transport vehicle and the acquisition situation of the positioning radio wave, a suitable simulation technique is provided even on a traveling path in a mine where terrain conditions are severe. be able to.
また、本発明は上記構成において、前記実在する走行路を示す地図画像に、当該地図画像に含まれる走行路において前記運搬車両及び前記仮想車両の其々の走行位置に対応する点に、前記運搬車両及び前記仮想車両の其々を示す画像の表示態様を変えて重畳表示する表示部を更に備える、ことを特徴とする。 Further, in the above-described configuration, the present invention provides a map image indicating the actual traveling route, the point corresponding to each traveling position of the transporting vehicle and the virtual vehicle on the traveling route included in the map image. The image processing apparatus further includes a display unit that superimposes and displays an image indicating each of the vehicle and the virtual vehicle.
これにより、走行路上の運搬車両及び仮想車両の位置を視認することができ、ユーザが仮想車両を追加した際の動作検証を容易に行える。 Thereby, the positions of the transport vehicle and the virtual vehicle on the travel path can be visually confirmed, and the operation verification when the user adds the virtual vehicle can be easily performed.
また、本発明は上記構成において、前記入力部は、前記走行パラメータとして、前記仮想車両の重量、最大積載量、ホイールベース、最小回転半径、速度、加速度、車輪回転数、及びトルクの少なくとも一つの設定操作を更に受け付け、前記仮想シミュレーション部は、前記設定された走行パラメータを用いて前記仮想車両の走行シミュレーションを行う、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above configuration, wherein the input unit has at least one of the weight, maximum loading capacity, wheel base, minimum turning radius, speed, acceleration, wheel rotation speed, and torque of the virtual vehicle as the travel parameter. A setting operation is further received, and the virtual simulation unit performs a running simulation of the virtual vehicle using the set running parameters.
仮想車両の走行パラメータをユーザが設定することができ、所望する性能、構造の走行シミュレーションが行える。例えば、実車両と同じ性能、構造を示す走行パラメータを設定すると、実車両と同じ車種の車両を追加した際の動作検証が行える。また、実車両とは異なる走行パラメータを設定すると、実車両に、異なる車種の車両を追加した際の動作検
証が行える。
The travel parameters of the virtual vehicle can be set by the user, and a travel simulation of desired performance and structure can be performed. For example, when a travel parameter indicating the same performance and structure as an actual vehicle is set, operation verification when a vehicle of the same vehicle type as the actual vehicle is added can be performed. Further, when a travel parameter different from that of the actual vehicle is set, operation verification when a vehicle of a different vehicle type is added to the actual vehicle can be performed.
また、本発明は鉱山の構内を予め定められた走行路に沿って自律走行する運搬車両の走行シミュレーション方法であって、実在しない走行路である仮想の走行路を規定する仮想地図データを生成するステップと、前記仮想の走行路を走行する実在しない車両である仮想車両の設定操作を受け付けるステップと、前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記仮想地図データを用いて、前記仮想車両に前記仮想の走行路を走行させるシミュレーション処理を実行するステップと、前記仮想地図データを、前記運搬車両が実際に自律走行する際に用いる実地図データとして格納するステップと、前記実地図データに基づく実在の走行路上を仮想的に走行する仮想車両の設定入力を受け付けるステップと、前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記実地図データを用いて、前記仮想車両が前記実在の走行路を仮想的に走行した際の走行状態のシミュレーションを行うステップと、前記実在の走行路を走行する前記運搬車両から当該運搬車両の位置情報を取得するステップと、前記運搬車両の位置情報、前記実地図データ、及び前記仮想車両の走行状態に基づいて、前記運搬車両及び前記仮想車両の其々に対し、各車両の走行を許可する前記走行路の部分区間からなる走行許可区間を設定するステップと、を含むことを特徴とする。 In addition, the present invention is a traveling simulation method for a transport vehicle that autonomously travels along a predetermined traveling path in a mine premises, and generates virtual map data that defines a virtual traveling path that does not exist. A step of accepting a setting operation of a virtual vehicle that is a nonexistent vehicle that travels on the virtual travel path, a travel parameter that defines the behavior of the virtual vehicle, and the virtual map data; A step of executing a simulation process for traveling on a virtual traveling path; a step of storing the virtual map data as actual map data used when the transport vehicle actually travels autonomously; and an actual one based on the actual map data A step of receiving a setting input of a virtual vehicle that virtually travels on a travel path, and a travel that defines the behavior of the virtual vehicle Using the parameters and the real map data, a step of simulating a running state when the virtual vehicle travels virtually on the actual travel path, and the transport from the transport vehicle traveling on the actual travel path Based on the step of acquiring the position information of the vehicle, the position information of the transport vehicle, the actual map data, and the travel state of the virtual vehicle, the travel of each vehicle with respect to each of the transport vehicle and the virtual vehicle And a step of setting a travel permission section composed of a partial section of the travel path permitting the travel.
本発明によれば、仮想地図データを生成すると仮想車両を用いたシミュレーション結果が良好な場合に、仮想地図データを実地図データとして採用することができる。これにより、実際に運搬車両を走行させるための実地図データとしての適性を検証することできる。 According to the present invention, when the virtual map data is generated, the virtual map data can be adopted as the actual map data when the simulation result using the virtual vehicle is good. Thereby, the suitability as actual map data for actually running the transport vehicle can be verified.
更に、実地図データを用いて運搬車両を稼働させた後に、新規の運搬車両を追加したいという要望が生じることがあるが、その場合も実際に運搬車両を稼働させた状態に、仮想車両を追加して走行許可区間の設定の可否を検証できる。またこの検証に際して、運搬車両を稼働させた状態を維持できるので、運搬車両の稼働停止に伴う鉱山の生産性の低下を抑制することができる。 In addition, there may be a desire to add a new transport vehicle after operating the transport vehicle using real map data, but in that case, a virtual vehicle is added to the state where the transport vehicle is actually operated. Thus, it is possible to verify whether or not the travel permission section can be set. Moreover, since the state which operated the conveyance vehicle can be maintained in this verification, the fall of the productivity of a mine accompanying the operation stop of a conveyance vehicle can be suppressed.
本発明によれば、運搬車両を実際の稼働状況を反映させつつ、自律走行システムの構成要素に変化があった際の動作検証が行える管制制御装置及び運搬車両の走行シミュレーション方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a control control apparatus and a traveling simulation method for a transport vehicle that can perform an operation verification when a component of the autonomous travel system changes while reflecting an actual operation state of the transport vehicle. it can. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。なお、以下の実施の形態において、その構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. In the following embodiments, when referring to the number of elements, etc. (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), unless otherwise specified and in principle limited to a specific number in principle, It is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. In the following embodiments, the constituent elements (including processing steps and the like) are not necessarily essential unless explicitly stated or considered to be clearly essential in principle.
また、以下の実施の形態における各構成、機能、処理部、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、後述する各構成、機能、処理部、処理部等は、コンピュータ上で実行されるプログラムとして実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各構成、機能、処理部、処理部等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）等の記憶装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に格納することができる。 In addition, each configuration, function, processing unit, processing unit, and the like in the following embodiments may be partially or entirely realized as, for example, an integrated circuit or other hardware. In addition, each configuration, function, processing unit, processing unit, and the like to be described later may be realized as a program executed on a computer. That is, it may be realized as software. Information such as programs, tables, and files for realizing each configuration, function, processing unit, processing unit, etc. is stored in a storage device such as a memory, hard disk, SSD (Solid State Drive), IC card, SD card, DVD, etc. Can be stored.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same or related reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
＜第一実施形態＞
第一実施形態は、鉱山においてショベルやホイールローダ等の積込機が積み込んだ土砂
や鉱石を搬送し、運転手が搭乗することなく自律走行する自律走行運搬車両と、自律走行運搬車両の交通管制を行う管制サーバと、を無線通信回線で接続した自律走行システムにおいて、システムの構成要素、例えば自律走行運搬車両の稼働台数や地図データ、を変更した際のシミュレーション機能を管制サーバに備える点に特徴がある。
<First embodiment>
In the first embodiment, an autonomous traveling vehicle that transports earth and sand or ore loaded by a loader such as an excavator or a wheel loader in a mine and autonomously travels without a driver boarding, and traffic control of the autonomous traveling vehicle In the autonomous traveling system in which the control server is connected with a wireless communication line, the control server is provided with a simulation function when the system components, for example, the number of operating autonomous traveling vehicles and map data are changed There is.
まず、図１に基づいて、本発明の第一実施形態に係る管制サーバを含む自律走行システムの概略構成について説明する。図１は、自律走行システムの概略構成を示す図である。 First, a schematic configuration of an autonomous traveling system including a control server according to the first embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an autonomous traveling system.
図１に示す自律走行システム１は、鉱山などの採石場で、掘削及び積込作業を行うショベル１０−１、１０−２から積み込まれた土砂や鉱石等の積荷を搬送するための鉱山用の自律走行運搬車両（実車両）２０−１、２０−２と、採石場の近傍若しくは遠隔の管制センタ３０に設置された管制サーバ３１とを、無線通信回線４０を介して互いに通信接続して構成される。自律走行運搬車両としてダンプトラックを用いるので、以下では自律走行運搬車両をダンプと称する。また、後述する仮想的な運搬車両と区別するために、実在するダンプは実車両、実在しない仮想的な運搬車両を仮想車両という。管制サーバ３１は、ダンプの走行制御を行う管制制御装置であり、仮想車両を用いた走行シミュレーション機能を有する。 An autonomous traveling system 1 shown in FIG. 1 is used for a mine for transporting loads such as earth and sand and ore loaded from excavators 10-1 and 10-2 that perform excavation and loading work in a quarry such as a mine. The autonomous traveling vehicles (actual vehicles) 20-1, 20-2 and a control server 31 installed in the vicinity of the quarry or in the remote control center 30 are configured to communicate with each other via a wireless communication line 40. Is done. Since a dump truck is used as the autonomous traveling vehicle, the autonomous traveling vehicle is hereinafter referred to as a dump. Further, in order to distinguish from a virtual transport vehicle described later, an actual dump is referred to as a real vehicle, and a virtual transport vehicle that does not exist is referred to as a virtual vehicle. The control server 31 is a control device that controls the traveling of the dump truck, and has a traveling simulation function using a virtual vehicle.
各ダンプ２０−１、２０−２は、鉱山内で予め設定された搬送路６０に沿ってショベル１０−１又は１０−２、及び図示しない放土場の間を往復し、積荷を搬送する。 Each dump 20-1, 20-2 reciprocates between the excavator 10-1 or 10-2 and an unillustrated earthmoving site along a conveyance path 60 set in advance in the mine, and conveys the load.
鉱山内には、複数の無線基地局４１−１、４１−２、４１−３が設置される。そしてこれらの無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由して、無線通信の電波が送受信される。 In the mine, a plurality of radio base stations 41-1, 41-2, 41-3 are installed. Then, radio communication radio waves are transmitted and received through these radio base stations 41-1, 41-2, and 41-3.
ショベル１０−１、１０−２及び各ダンプ２０−１、２０−２は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の少なくとも３つの航法衛星５０−１、５０−２、５０−３から測位電波を受信して自車両の位置を取得するための位置算出装置（図１では図示を省略する）を備える。ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ
Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）として、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧＡＬＩＬＥＯを用いてもよい。ダンプ２０−１、２０−２の構成は同じであるので、以下ではダンプ２０−１、２０−２を区別することなく総称する場合はダンプ２０と記載する。またショベル１０−１、１０−２の構成も同じであるので、以下ではショベル１０−１、１０−２を区別することなく総称する場合はショベル１０と記載する。
The excavators 10-1, 10-2 and the dumps 20-1, 20-2 are supplied from at least three navigation satellites 50-1, 50-2, 50-3 of the Global Navigation Satellite System (GNSS). A position calculating device (not shown in FIG. 1) for receiving a positioning radio wave and acquiring the position of the host vehicle is provided. GNSS (Global
As the navigation satellite system (GPS), for example, GPS (Global Positioning System), GLONASS, or GALILEO may be used. Since the configurations of the dumps 20-1 and 20-2 are the same, hereinafter, the dumps 20-1 and 20-2 are collectively referred to as the dump 20 without being distinguished. Since the excavators 10-1 and 10-2 have the same configuration, the excavators 10-1 and 10-2 are hereinafter collectively referred to as the excavator 10 without being distinguished.
ダンプ２０は、本体を形成するフレーム２１と、前輪２２及び後輪２３と、フレーム２１の後方部分に設けられたヒンジピン（図示せず）を回動中心として上下方向に回動可能な荷台２４と、この荷台２４を上下方向に回動させる左右一対のホイストシリンダ（図示せず）と、を含む。また、ダンプ２０は、見通しの良い場所、例えば、ダンプ２０の上面前方に、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ２５が設置される。 The dump truck 20 includes a frame 21 that forms a main body, a front wheel 22 and a rear wheel 23, and a loading platform 24 that can rotate in a vertical direction around a hinge pin (not shown) provided at a rear portion of the frame 21. And a pair of left and right hoist cylinders (not shown) for rotating the loading platform 24 in the vertical direction. In addition, the dump 20 is provided with an antenna 25 for connecting to the wireless communication line 40 in a place with good visibility, for example, in front of the upper surface of the dump 20.
更にダンプ２０は、管制サーバ３１からの指示に従って自律走行をするため走行制御装置２００を搭載する。 Furthermore, the dump 20 is equipped with a travel control device 200 for autonomous travel according to instructions from the control server 31.
管制サーバ３１は、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ３２に接続される。そして、管制サーバ３１は、アンテナ３２、無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由してダンプ２０と通信する。 The control server 31 is connected to an antenna 32 for connecting to the wireless communication line 40. The control server 31 communicates with the dump 20 via the antenna 32 and the radio base stations 41-1, 41-2, and 41-3.
次に図２及び図３を参照して、図１の管制サーバ３１及びダンプ２０のハードウェア構
成について説明する。図２は、管制サーバ及びダンプ２０のハードウェア構成図であって、（ａ）は管制サーバ、（ｂ）はダンプを示す。図３は、ダンプ２０の外観を示す図である。
Next, the hardware configuration of the control server 31 and the dump 20 in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the control server and the dump 20, where (a) shows the control server and (b) shows the dump. FIG. 3 is a view showing the appearance of the dump truck 20.
図２の（ａ）に示すように、管制サーバ３１は、ＣＰＵ３１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３１２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３１４、Ｉ／Ｆ３１５、バス３１８を含む。そして、ＣＰＵ３１１、ＲＡＭ３１２、ＲＯＭ３１３、ＨＤＤ３１４、及びＩ／Ｆ３１５がバス３１８を介して接続されて構成される。
As shown in FIG. 2A, the control server 31 includes a CPU 311 and a RAM (Random
It includes an Access Memory (312), a ROM (Read Only Memory) 313, an HDD (Hard Disk Drive) 314, an I / F 315, and a bus 318. A CPU 311, a RAM 312, a ROM 313, an HDD 314, and an I / F 315 are connected via a bus 318.
更に、管制サーバ３１は、表示装置３１６、及び入力装置３１７を備え、これらがＩ／Ｆ３１５に接続される。 Further, the control server 31 includes a display device 316 and an input device 317, which are connected to the I / F 315.
ＣＰＵ３１１は演算部であり、管制サーバ３１全体の動作を制御する。 The CPU 311 is a calculation unit and controls the operation of the entire control server 31.
ＲＡＭ３１２は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ３１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。 The RAM 312 is a volatile storage medium capable of reading and writing information at high speed, and is used as a work area when the CPU 311 processes information.
ＲＯＭ３１３は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、本実施形態の特徴をなすシミュレーション機能を含む自律走行制御プログラムが格納されている。 The ROM 313 is a read-only nonvolatile storage medium, and stores an autonomous traveling control program including a simulation function that characterizes the present embodiment.
ＨＤＤ３１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。 The HDD 314 is a non-volatile storage medium that can read and write information, and stores an OS (Operating System), various control programs, application programs, and the like.
表示装置３１６は、ユーザが鉱山内のダンプの走行状況を確認したり、シミュレーション機能を実行する際に仮想車両の追加位置を指定したりするためのユーザインターフェースであり、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成される。 The display device 316 is a user interface for allowing the user to check the traveling state of the dump in the mine and to specify the additional position of the virtual vehicle when executing the simulation function. For example, the display device 316 is an LCD (Liquid Crystal Display). Consists of.
入力装置３１７は、ユーザが管制サーバ３１に情報を入力するためのユーザインターフェースであり、例えばマウス、キーボードやＬＣＤに積層されたタッチパネル（図示を省略）を用いて構成される。 The input device 317 is a user interface for a user to input information to the control server 31, and is configured using, for example, a mouse, a keyboard, or a touch panel (not shown) stacked on an LCD.
管制サーバ３１のＩ／Ｆ３１５には、無線通信回線４０に接続するためのサーバ側通信装置３９０が接続される。 A server-side communication device 390 for connecting to the wireless communication line 40 is connected to the I / F 315 of the control server 31.
一方、ダンプ２０は、図２の（ｂ）に示すように自律走行のための制御処理を行う走行制御装置２００と、走行制御装置２００からの制御指示に従ってダンプ２０を走行駆動するための走行駆動装置２１０と、ダンプ２０の自車両の位置を算出するための位置算出装置２２０と、ダンプ２０の周辺環境を認識するためのミリ波センサ等の車載センサ２３０と、無線通信回線４０に接続するためのダンプ側通信装置２４０と、を備える。 On the other hand, the dump truck 20 has a travel control device 200 that performs control processing for autonomous travel as shown in FIG. 2B, and a travel drive for driving the dump truck 20 according to a control instruction from the travel control device 200. In order to connect to the wireless communication line 40, a device 210, a position calculation device 220 for calculating the position of the host vehicle of the dump truck 20, an in-vehicle sensor 230 such as a millimeter wave sensor for recognizing the surrounding environment of the dump truck 20, and the like. The dump side communication device 240 is provided.
走行駆動装置２１０は、ダンプ２０に対して制動をかける制動装置２１１、ダンプ２０の操舵角を変更するための操舵モータ２１２、及びダンプ２０を走行させるための走行モータ２１３を含む。 The travel drive device 210 includes a braking device 211 that applies braking to the dump 20, a steering motor 212 for changing the steering angle of the dump 20, and a travel motor 213 for traveling the dump 20.
位置算出装置２２０は自己位置を特定する手段であり、本実施形態では、測位衛星５０−１、５０−２、５０−３からの測位電波を受信して自車両の位置を算出するＧＰＳ装置を用いるので、ダンプ２０にはＧＰＳアンテナ２２１（図３参照）を備える。位置算出装
置２２０はＧＰＳである必要はなく、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）や、地上に設置された基地局からの電波を用いて位置を特定するシステムによるものであってもよい。その場合、ダンプ２０は、ＧＰＳ用のアンテナ２２１に代わり、そのシステム用のアンテナやジャイロセンサや車輪の回転数を検知するセンサを備える。
The position calculating device 220 is a means for specifying the self position. In this embodiment, a GPS device that receives positioning radio waves from the positioning satellites 50-1, 50-2, and 50-3 and calculates the position of the own vehicle is used. The dump 20 is provided with a GPS antenna 221 (see FIG. 3). The position calculation device 220 does not need to be a GPS. For example, an inertial measurement device (IMU: Internal)
Measurement Unit) or a system that specifies a position using radio waves from a base station installed on the ground may be used. In that case, the dump 20 includes an antenna for the system, a gyro sensor, and a sensor for detecting the rotational speed of the wheel instead of the antenna 221 for GPS.
車載センサ２３０は、ダンプ２０の速度や周辺の環境を認識・推定するためのものであり、例えば、路肩検出手段や前方障害物の検出を行う手段が相当する。路肩検出手段として、本実施形態ではレーザーレーダセンサ２３１Ｌ、２３１Ｒ（図３参照）を備えるが、これに限らずカメラを用いた画像処理により路肩を検出するものであってもよい。その場合、レーザーレーダセンサ２３１Ｌ、２３１Ｒは車体側方を見下ろすように設置されたカメラに代わる。また、前方障害物の検出手段として、本実施形態ではミリ波レーダセンサ２３２を備えており、この出力を用いてダンプ２０の走行方向前方の障害物を検出するが、ミリ波レーダセンサ２３２に代わり前方に向けられた複数のカメラを備えてもよい。この場合、複数のカメラの取り付け位置は図３に示す位置よりもさらに上方にあって前方を見下ろすように設置したものであってもよい。 The in-vehicle sensor 230 is for recognizing and estimating the speed of the dump truck 20 and the surrounding environment, and corresponds to, for example, a road shoulder detection unit and a unit that detects a front obstacle. As the road shoulder detection means, the laser radar sensors 231L and 231R (see FIG. 3) are provided in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and a road shoulder may be detected by image processing using a camera. In that case, the laser radar sensors 231L and 231R replace a camera installed so as to look down at the side of the vehicle body. Further, in the present embodiment, a millimeter wave radar sensor 232 is provided as a forward obstacle detection means, and an obstacle ahead of the dump 20 in the traveling direction is detected using this output. Instead of the millimeter wave radar sensor 232, A plurality of cameras directed forward may be provided. In this case, the plurality of cameras may be installed at positions above the position shown in FIG. 3 so as to look down.
車載センサ２３０の検知結果は走行制御装置２００に出力され、通常時は走行路から離脱しないように走行位置の監視や加減速に用いられ、緊急時には緊急回避行動に必要な制動動作に用いられる。 The detection result of the in-vehicle sensor 230 is output to the travel control device 200, and is used for monitoring the travel position and accelerating / decelerating so as not to leave the travel path during normal times, and used for a braking operation necessary for emergency avoidance behavior in an emergency.
走行制御装置２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ＨＤＤ２０４、Ｉ／Ｆ２０５、及びバス２０８を含む。そして、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ＨＤＤ２０４、及びＩ／Ｆ２０５がバス２０８を介して接続されて構成される。更に、走行駆動装置２１０、位置算出装置２２０、車載センサ２３０、及びダンプ側通信装置２４０が、Ｉ／Ｆ２０５に接続される。 The travel control device 200 includes a CPU 201, a RAM 202, a ROM 203, an HDD 204, an I / F 205, and a bus 208. A CPU 201, a RAM 202, a ROM 203, an HDD 204, and an I / F 205 are connected via a bus 208. Furthermore, a travel drive device 210, a position calculation device 220, an in-vehicle sensor 230, and a dump side communication device 240 are connected to the I / F 205.
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ２０３、３１３やＨＤＤ２０４、３１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納された自律走行制御プログラムがＲＡＭ２０２、３１２に読み出され、ＣＰＵ２０１、３１１の制御に従って動作することにより、自律走行制御プログラム（ソフトウェア）とハードウェアとが協働して、管制サーバ３１及び走行制御装置２００の機能を実現する。なお、本実施形態では、管制サーバ３１及び走行制御装置２００の構成をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより説明したが、特にダンプ２０は、ダンプ側で実行される自律走行制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いて構成してもよい。 In such a hardware configuration, an autonomous running control program stored in a ROM 203, 313, HDD 204, 314 or a recording medium such as an optical disk (not shown) is read into the RAM 202, 312 and operates according to the control of the CPUs 201, 311. Thus, the autonomous traveling control program (software) and hardware cooperate to realize the functions of the control server 31 and the traveling control device 200. In the present embodiment, the configuration of the control server 31 and the traveling control device 200 has been described by a combination of software and hardware. In particular, the dump 20 realizes the function of an autonomous traveling control program executed on the dump side. You may comprise using an integrated circuit.
次に図４及び図５を参照して、管制サーバ３１及びダンプ２０の機能構成について説明する。図４は、管制サーバの主な機能を示す機能ブロック図である。図５は、ダンプ２０の主な機能を示す機能ブロック図である。 Next, functional configurations of the control server 31 and the dump 20 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a functional block diagram showing the main functions of the control server. FIG. 5 is a functional block diagram showing the main functions of the dump 20.
図４に示すように、管制サーバ３１は、実際のダンプ２０（以後、ダンプ２０を「実車両２０」と記載する）との実際の無線通信及び仮想車両との仮想通信を行うための制御を行うサーバ側通信制御部３１０、実車両２０及び仮想車両の目的地とそこへ至る走行路を決定し、また相互に干渉しないように交通管制を行う管制制御部３２０、実車両２０と独立して管制制御部３２０の指示に基づき実車両２０と同じ鉱山内を走行する仮想車両の挙動をシミュレーションする仮想車両シミュレーション部３３０、表示装置３１６に対する表示制御処理を行う表示制御部３４０、実車両２０が走行する搬送路の地図データを格納するマスタ地図データデータベース（以下データベースを「ＤＢ」と記載する）３１４ａ、及び実車両２０及び仮想車両の其々に対して設定された走行許可区間を格納する区間情報ＤＢ３１４ｂを備える。上記仮想通信とは、サーバ側通信制御部３１０との間でデータ
の出入力を意味する。また、搬送路とは、積込場や放土場、また不図示の駐機場など、実車両２０の出発点、終点を結ぶ道路であり、この道路上に形成された実車両２０の進行方向に従った車線が走行路に相当する。
As shown in FIG. 4, the control server 31 performs control for performing actual wireless communication with the actual dump 20 (hereinafter, the dump 20 will be referred to as “real vehicle 20”) and virtual communication with the virtual vehicle. Server-side communication control unit 310 to be performed, real vehicle 20 and the destination of the virtual vehicle and the travel route to the destination are determined, and traffic control is performed so as not to interfere with each other. A virtual vehicle simulation unit 330 that simulates the behavior of a virtual vehicle that travels in the same mine as the real vehicle 20 based on an instruction from the control control unit 320, a display control unit 340 that performs display control processing for the display device 316, and the real vehicle 20 travels. A master map data database (hereinafter referred to as “DB”) 314a for storing map data of a transporting route, a real vehicle 20 and a virtual vehicle It comprises a section information DB314b for storing the set travel permission section relative 其 people. The virtual communication means data input / output with the server-side communication control unit 310. The transportation path is a road connecting the starting point and the ending point of the actual vehicle 20 such as a loading / unloading field or a parking lot (not shown), and the traveling direction of the actual vehicle 20 formed on the road. The lane according to the road corresponds to the road.
サーバ側通信制御部３１０は、サーバ側通信装置３９０に接続されて実車両２０との間で実際の無線通信を行うための制御を行うと共に、仮想車両シミュレーション部３３０（より具体的は後述する仮想車両通信部３３１）との間で仮想車両の走行シミュレーションに必要なデータの出入力処理（仮想通信）を行う。 The server-side communication control unit 310 is connected to the server-side communication device 390 and performs control for performing actual wireless communication with the actual vehicle 20, and also performs a virtual vehicle simulation unit 330 (more specifically, a virtual machine described later). Data input / output processing (virtual communication) is performed between the vehicle communication unit 331) and the data necessary for the virtual vehicle travel simulation.
管制制御部３２０は、配車管理部３２１、走行許可区間設定部３２２、及び地図データ生成部３２３を含む。 The control control unit 320 includes a vehicle allocation management unit 321, a travel permission section setting unit 322, and a map data generation unit 323.
配車管理部３２１は、実車両２０及び仮想車両の目的地を設定し、マスタ地図データＤＢ３１４ａに格納された地図データを参照して現在位置から目的地に至る走行路を決定する。 The vehicle allocation management unit 321 sets the destinations of the real vehicle 20 and the virtual vehicle, and determines a travel route from the current position to the destination by referring to the map data stored in the master map data DB 314a.
配車管理部３２１の処理例として、例えば実車両２０又は仮想車両が駐機場にいる場合には、積込位置を含む積込場の入口を目的として設定する。そして配車管理部３２１は駐機場から積込上の入口に至るまでの走行路を設定する。この走行路の設定に際し、配車管理部３２１は、積込位置の移動に伴って動的に走行路を生成してもよい。更に、配車管理部３２１は、実車両２０又は仮想車両が積込位置にいる場合には、積載物の内容によって放土場６２、６３のいずれかを目的地として設定し、それに至るまでの走行路を生成する。 As a processing example of the vehicle allocation management unit 321, for example, when the real vehicle 20 or the virtual vehicle is in a parking lot, the entry is set for the purpose of the loading place including the loading position. The vehicle allocation management unit 321 sets a travel route from the parking lot to the entrance on the loading. When setting the travel path, the vehicle allocation management unit 321 may dynamically generate the travel path as the loading position moves. Furthermore, when the real vehicle 20 or the virtual vehicle is at the loading position, the vehicle allocation management unit 321 sets one of the earthmoving sites 62 and 63 as a destination according to the contents of the loaded object, and travels to that point. Generate a path.
走行許可区間設定部３２２は、実車両２０又は仮想車両に対し、マスタ地図データＤＢ３１４ａに格納された地図データを参照し、上記で決定された走行路上の部分区間を実車両２０又は仮想車両の走行を許可する走行許可区間として設定し、当該走行許可区間の位置を示す区間情報を生成する。走行許可区間設定部３２２は、区間情報ＤＢ３１４ｂに格納された区間情報に対し、新たに生成した区間情報を上書きして更新する。区間情報には、走行許可区間の最前端のノードである前方境界点のノードＩＤ、及び最後端のノードである後方境界点のノードＩＤが含まれる。走行許可区間設定部３２２は、実車両２０又は仮想車両から新たな走行許可区間の設定を要求する情報（以下「区間要求メッセージ」という）を受信すると、これに応じて走行許可区間の設定処理を行う。走行許可区間設定部３２２は、新たな走行許可区間を設定した際にはその走行許可区間を示す情報（以下「区間応答メッセージ」という）を生成し、出来なかった場合には走行不許可を示す不許可応答メッセージを生成する。 The travel permission section setting unit 322 refers to the map data stored in the master map data DB 314a with respect to the real vehicle 20 or the virtual vehicle, and travels the partial section on the travel path determined above as the travel of the real vehicle 20 or the virtual vehicle. Is set as a travel-permitted section in which the travel permission section is permitted, and section information indicating the position of the travel-permitted section is generated. The travel permission section setting unit 322 updates the section information stored in the section information DB 314b by overwriting the newly generated section information. The section information includes the node ID of the front boundary point that is the frontmost node of the travel permitted section and the node ID of the rear boundary point that is the last node. When the travel-permitted section setting unit 322 receives information (hereinafter referred to as “section request message”) that requests setting of a new travel-permitted section from the real vehicle 20 or the virtual vehicle, the travel-permitted section setting process is performed accordingly. Do. The travel permission section setting unit 322 generates information indicating the travel permission section (hereinafter referred to as “section response message”) when a new travel permission section is set, and indicates a travel disapproval when the travel permission section is not completed. Generate a disapproval response message.
地図データ生成部３２３は、実在の走行路を設置する位置を実走して収集した位置座標を基に走行路を規定する実地図データを生成、更新、及び格納する。本実施形態では、実在する走行路を規定する地図情報を実地図データといい、実在しない走行路（仮想の走行路）を規定する地図情報を仮想地図データと称する。地図データ生成部３２３は、入力装置３１７から実在する走行路に対して実在しない仮想の走行路を追加する設定操作を受け付けると、実在の走行路及び仮想の走行路の双方を規定する仮想地図データの生成を行う。地図データ生成部３２３は、実地図データ及び仮想地図データを、マスタ地図情報ＤＢ３１４ｂ及び後述する仮想地図データＤＢ３３５に格納する処理を行う。 The map data generation unit 323 generates, updates, and stores actual map data that defines the travel path based on the position coordinates collected by actually traveling the position where the actual travel path is installed. In the present embodiment, the map information that defines the actual travel route is referred to as real map data, and the map information that defines the non-existent travel route (virtual travel route) is referred to as virtual map data. When the map data generation unit 323 receives a setting operation for adding a virtual travel route that does not exist to the actual travel route from the input device 317, the map data generation unit 323 defines both the actual travel route and the virtual travel route. Is generated. The map data generation unit 323 performs processing of storing real map data and virtual map data in the master map information DB 314b and a virtual map data DB 335 described later.
仮想車両シミュレーション部３３０は、入力装置３１７から走行路を仮想的に走行する仮想車両の設定操作を受け付けると、仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び地図データ（実地図データ及び仮想地図データの双方を含む）を用いて、仮想車両が走行路を仮想的に走行した際のシミュレーションを行い、走行路上の仮想車両の仮想位置や速度、
加速度等の走行状態を算出する。このとき、仮想車両シミュレーション部３３０は、仮想車両に対して設定された走行許可区間に基づいてシミュレーションを行う。例えば、走行許可区間の最前端に近づきつつあるにも関わらず、走行許可区間が設定されない場合には減速、停止の制動指令と、それに従った減速、停止動作をシミュレートする。仮想車両シミュレーション部３３０は、サーバ側通信制御部３１０と仮想通信を行うための機能を備えた仮想車両通信部３３１、仮想通信を介した管制制御部３２０からの指示（走行許可区間）や仮想車両の仮想位置を基に仮想車両の走行を制御する仮想走行制御部３３２、仮想走行制御部３３２の指示に基づき、仮想車両の挙動を規定する走行パラメータを用いて仮想車両の走行シミュレーションを行う走行シミュレーション部３３３、仮想車両の挙動を基に仮想位置や速度をシミュレーションするセンサシミュレーション部３３４、及び仮想車両が走行する走行路の情報を格納する仮想地図データＤＢ３３５を含む。
When the virtual vehicle simulation unit 330 receives a setting operation of a virtual vehicle that virtually travels on the travel path from the input device 317, the virtual vehicle simulation unit 330 defines travel parameters and map data that define the behavior of the virtual vehicle (both real map data and virtual map data). Is used to perform a simulation when the virtual vehicle travels virtually on the travel path, and the virtual position and speed of the virtual vehicle on the travel path,
A running state such as acceleration is calculated. At this time, the virtual vehicle simulation unit 330 performs a simulation based on the travel permission section set for the virtual vehicle. For example, when the travel permission section is not set even though the front end of the travel permission section is approaching, a deceleration / stop braking command and a corresponding deceleration / stop operation are simulated. The virtual vehicle simulation unit 330 includes a virtual vehicle communication unit 331 having a function for performing virtual communication with the server-side communication control unit 310, an instruction (running permission section) from the control control unit 320 via virtual communication, and a virtual vehicle. Based on the virtual position, a virtual travel control unit 332 that controls the travel of the virtual vehicle, and a travel simulation that performs a travel simulation of the virtual vehicle using travel parameters that define the behavior of the virtual vehicle based on instructions from the virtual travel control unit 332 333, the sensor simulation part 334 which simulates a virtual position and speed based on the behavior of a virtual vehicle, and virtual map data DB335 which stores the information of the travel path where a virtual vehicle drive | works.
仮想車両通信部３３１は、サーバ側通信制御部３１０に対して仮想車両の仮想位置や区間要求メッセージを出力するとともに、サーバ側通信制御部３１０から区間応答メッセージ情報又は不許可応答メッセージを取得する。 The virtual vehicle communication unit 331 outputs the virtual position of the virtual vehicle and the section request message to the server side communication control unit 310, and acquires section response message information or a non-permission response message from the server side communication control unit 310.
仮想走行制御部３３２は、センサシミュレーション部３３４から自車両の現在位置（仮想位置）を取得し、仮想地図データＤＢ３３５の地図データを参照して、走行許可区間に従って仮想車両を走行させるための制御を走行シミュレーション部３３３に対して行う。 The virtual travel control unit 332 acquires the current position (virtual position) of the host vehicle from the sensor simulation unit 334, refers to the map data in the virtual map data DB 335, and performs control for causing the virtual vehicle to travel according to the travel permitted section. This is performed for the travel simulation unit 333.
走行シミュレーション部３３３は、あらかじめ設定した仮想車両の車体情報である、車両の重量、加速度、減速度、操舵速度等の性能（走行パラメータ）と、仮想走行制御部３３２からの制御指令に基づき、仮想車両の挙動（加速、減速、停車）や位置を計算する。 The travel simulation unit 333 is configured based on performance (travel parameters) such as vehicle weight, acceleration, deceleration, and steering speed, which are vehicle body information of the virtual vehicle set in advance, and a control command from the virtual travel control unit 332. Calculate vehicle behavior (acceleration, deceleration, stop) and position.
センサシミュレーション部３３４は、走行シミュレーション部３３３の計算結果に基づく地図データ上の仮想車両の位置に対して、実際のセンシング誤差を模擬して確率的に誤差を加える補正を行うものであってもよく、あるいはＧＰＳ衛星の軌道を計算し、仮想車両の位置においてその時刻に捕捉できるＧＰＳ衛星の数や角度を取得し、ＧＰＳ衛星捕捉状況に応じた誤差を加える補正を行うものであってもよい。これにより、例えば、崖や山影などの影響により、走行路上の各点において測位電波の捕捉状況にばらつきが生じることに鑑みて、運搬車両にＧＰＳ及びＩＭＵを搭載し、相互の出力値を補間して運搬車両の位置算出精度の向上を図る場合であっても、仮想車両の位置を実車両で算出される位置により近づけて、シミュレーション結果の精度を向上させることができる。 The sensor simulation unit 334 may correct the position of the virtual vehicle on the map data based on the calculation result of the travel simulation unit 333 by simulating an actual sensing error and adding a random error. Alternatively, the GPS satellite trajectory may be calculated, the number and angle of GPS satellites that can be captured at that time at the position of the virtual vehicle are acquired, and a correction that adds an error according to the GPS satellite capture status may be performed. As a result, for example, in view of the fact that positioning radio waves are captured at different points on the road due to the influence of cliffs and mountain shadows, GPS and IMU are mounted on the transport vehicle and the output values of each other are interpolated. Even if the position calculation accuracy of the transport vehicle is to be improved, the position of the virtual vehicle can be brought closer to the position calculated by the real vehicle, and the accuracy of the simulation result can be improved.
またこれに加え、センサシミュレーション部３３４は、仮想車両の位置と周囲の環境データに基づき、レーザ−レーダセンサやミリ波レーダ、ステレオカメラ等のセンサによるセンシング状況をシミュレーションして、仮想センシングデータを生成し、仮想走行制御部３３２に計算結果を渡してもよい。 In addition to this, the sensor simulation unit 334 generates virtual sensing data by simulating a sensing situation by a sensor such as a laser-radar sensor, a millimeter wave radar, or a stereo camera based on the position of the virtual vehicle and surrounding environment data. Then, the calculation result may be passed to the virtual travel control unit 332.
仮想地図データＤＢ３３５は、仮想地図データを格納する。仮想地図データの例として、例えば、鉱山の掘削を進めていく計画上で生成予定にある走行路の地図データがある。また地図データは、センサのシミュレーションで使用するための座標位置に応じた周囲の地形などの環境データを含んでもよい。なお、仮想地図データＤＢ３３５が仮想地図データを格納し、実在する地図データを用いて実車両２０を稼働しながら、仮想地図データを仮想車両の走行シミュレーションを行う場合には、マスタ地図データＤＢ３１４ａも仮想地図データを格納する。 The virtual map data DB 335 stores virtual map data. As an example of the virtual map data, for example, there is map data of a travel route scheduled to be generated in a plan for advancing mine excavation. The map data may also include environmental data such as surrounding terrain according to the coordinate position for use in sensor simulation. When the virtual map data DB 335 stores virtual map data, and the virtual map data is simulated using the actual map 20 while operating the real vehicle 20, the master map data DB 314a is also virtual. Stores map data.
表示制御部３４０は、実地図データ、仮想地図データ、ダンプ２０及び仮想車両の其々の位置、及び各車両に対して設定された走行許可区間の情報を取得し、走行路を示す地図画像上にダンプ２０及び仮想車両を示す画像、及び設定された走行許可区間を示す画像を
重畳表示する。このとき実際の走行路及び仮想走行路、また、ダンプ２０及び仮想車両は、弁別可能に表示態様を変えてもよい。図４では説明の便宜上、表示制御部３４０は、サーバ側通信制御部３１０及びＩ／Ｆ３１５に接続して図示したが、表示制御部３４０は、管制制御部３２０や仮想車両シミュレーション部３３０、またこれらに含まれる構成要素から表示対象となるデータを取得するように構成してもよい。
The display control unit 340 acquires real map data, virtual map data, the dump 20 and each position of the virtual vehicle, and information on the travel permitted section set for each vehicle, and displays the travel route on the map image. An image showing the dump 20 and the virtual vehicle, and an image showing the set travel permitted section are displayed in a superimposed manner. At this time, the display mode of the actual travel path and the virtual travel path, the dump 20 and the virtual vehicle may be changed so as to be distinguishable. In FIG. 4, the display control unit 340 is shown connected to the server-side communication control unit 310 and the I / F 315 for convenience of explanation, but the display control unit 340 includes the control control unit 320, the virtual vehicle simulation unit 330, and these You may comprise so that the data used as a display target may be acquired from the component contained in.
管制サーバ３１が備えるサーバ側通信制御部３１０、管制制御部３２０（配車管理部３２１、走行許可区間設定部３２２）、仮想車両シミュレーション部３３０（仮想地図データＤＢ３３５を除く）は、これらの機能を実現するソフトウェアが図２に示すＣＰＵ３１１（ハードウェア）により実行されることにより構成される。また、マスタ地図データＤＢ３１４ａ、区間情報ＤＢ３１４ｂ、及び仮想地図データＤＢ３３５は、情報を固定的に格納可能な記憶装置、例えばＨＤＤにより構成される。 The server-side communication control unit 310, the control control unit 320 (the vehicle allocation management unit 321, the travel permission section setting unit 322), and the virtual vehicle simulation unit 330 (excluding the virtual map data DB 335) provided in the control server 31 realize these functions. 2 is executed by the CPU 311 (hardware) shown in FIG. The master map data DB 314a, the section information DB 314b, and the virtual map data DB 335 are configured by a storage device that can store information in a fixed manner, for example, an HDD.
また仮想車両シミュレーション部３３０は、いくつかのソフトウェアのセットで構成されてもよく、稼働する仮想車両の台数に応じて前述のセットが複数あってもよい。または、一つのソフトウェア上で複数の仮想車両が稼働するものでもよい。あるいは、仮想車両シミュレーション部３３０は、管制サーバ３１と独立して管制センタ３０（図１参照）に置かれるコンピュータにより構成し、管制サーバ３１とイーサネット（登録商標）ケーブル、あるいは無線通信によって通信接続してもよい。マスタ地図データＤＢ３１４ａ、仮想地図データＤＢ３３５に格納される地図データは、ＨＤＤ３１４やマイクロプロセッサ上に格納されたデータとして構成される。 Further, the virtual vehicle simulation unit 330 may be composed of several software sets, and there may be a plurality of the above-described sets depending on the number of virtual vehicles that are operating. Alternatively, a plurality of virtual vehicles may be operated on one software. Alternatively, the virtual vehicle simulation unit 330 is configured by a computer that is placed in the control center 30 (see FIG. 1) independently of the control server 31, and is connected to the control server 31 via an Ethernet (registered trademark) cable or wireless communication. May be. Map data stored in the master map data DB 314a and the virtual map data DB 335 is configured as data stored on the HDD 314 or the microprocessor.
実車両２０に搭載される走行制御装置２００は、図５に示すようにダンプ側通信制御部２５０、要求情報処理部２６０、自律走行制御部２７０、及びダンプ地図データＤＢ２０４ａを備える。 As illustrated in FIG. 5, the travel control device 200 mounted on the actual vehicle 20 includes a dump side communication control unit 250, a request information processing unit 260, an autonomous travel control unit 270, and a dump map data DB 204a.
ダンプ側通信制御部２５０は、管制サーバ３１との間で行う無線通信の制御を行う。ダンプ側通信制御部２５０は区間要求メッセージの送信及び区間応答メッセージ又は不許可応答メッセージの受信を行う。 The dump side communication control unit 250 controls wireless communication performed with the control server 31. The dump side communication control unit 250 transmits a section request message and receives a section response message or a non-permission response message.
要求情報処理部２６０は、ダンプ地図データＤＢ２０４ａに格納された地図データ及び位置算出装置２２０（図２参照）が算出した現在位置を基に、実車両２０が要求メッセージを送信する地点に到達したかを判断し、要求地点に到達すると要求メッセージを生成してダンプ側通信制御部２５０を介して管制サーバ３１に対して要求メッセージを送信する。 Based on the map data stored in the dump map data DB 204a and the current position calculated by the position calculation device 220 (see FIG. 2), the request information processing unit 260 has reached the point where the actual vehicle 20 transmits the request message. When the request point is reached, a request message is generated and the request message is transmitted to the control server 31 via the dump-side communication control unit 250.
自律走行制御部２７０は、位置算出装置２２０から自車両の現在位置を取得し、ダンプ地図データＤＢ２０４ａの地図データを参照して、区間応答メッセージに含まれる走行許可区間に従って自車両を走行させるための制御を走行駆動装置２１０（図２参照）に対して行う。また、自律走行制御部２７０は、車載センサ２３０の検知結果に基づいて前方障害物の有無を判定し、障害物との干渉、衝突の回避動作の有無も判定し、必要があれば制動動作のための制御を行う。更に自律走行制御部２７０は、管制サーバ３１からの指示に従って、制動装置２１１に対する駆動制御を行い、減速動作、通常停止動作、又は緊急停止動作を行う。 The autonomous travel control unit 270 acquires the current position of the host vehicle from the position calculation device 220, refers to the map data in the dump map data DB 204a, and causes the host vehicle to travel according to the travel permission section included in the section response message. Control is performed on the traveling drive device 210 (see FIG. 2). In addition, the autonomous traveling control unit 270 determines the presence or absence of a front obstacle based on the detection result of the in-vehicle sensor 230, determines whether or not there is an interference with the obstacle and a collision avoidance operation, and if necessary, the braking operation is performed. Control for. Further, the autonomous traveling control unit 270 performs drive control on the braking device 211 in accordance with an instruction from the control server 31, and performs a deceleration operation, a normal stop operation, or an emergency stop operation.
ダンプ側通信制御部２５０、要求情報処理部２６０、及び自律走行制御部２７０は、これらの機能を実現するソフトウェアが図３に示すＣＰＵ２０１（ハードウェア）により実行されることにより構成される。ダンプ地図データ２０４ａに格納される地図データは、ＨＤＤ２０４やマイクロプロセッサ上に格納されたデータとして構成される。 The dump side communication control unit 250, the request information processing unit 260, and the autonomous traveling control unit 270 are configured by software that realizes these functions being executed by the CPU 201 (hardware) shown in FIG. The map data stored in the dump map data 204a is configured as data stored on the HDD 204 or the microprocessor.
次に、図６乃至図８を参照して、実車両及び仮想車両が実際の走行及び仮想走行をする際の管制サーバとの間の処理について説明する。本実施形態では、実車両を実際に走行させながら仮想車両の走行シミュレーションも合わせて行うので、以下の説明では、２台の実車両２０−１、２０−２と１台の仮想車両７０とを走行させた状態を例に挙げて説明する。図６は、実車両が実際に走行する露天掘り鉱山現場の構成例を示す図である。図７は、自律走行開始時における実車両及び仮想車両と管制サーバとの間の通信動作を示す図であって、（ａ）は実車両から目的地の要求メッセージを送信する状態を示し、（ｂ）は管制サーバからの応答状態を示し、（ｃ）は走行許可区間の要求及び応答状態を示す。図８は、走行許可区間の設定の詳細を示す図であって、（ａ）は実車両から目的地の要求メッセージを送信する状態を示し、（ｂ）は管制サーバからの応答メッセージを示し、（ｃ）は走行許可区間の要求及び応答状態を示す。 Next, with reference to FIG. 6 thru | or FIG. 8, the process between the control server at the time of a real vehicle and a virtual vehicle carrying out actual driving | running | working and virtual driving | running | working is demonstrated. In the present embodiment, since the virtual vehicle travel simulation is also performed while the actual vehicle is actually traveling, in the following description, two actual vehicles 20-1 and 20-2 and one virtual vehicle 70 are included. A state in which the vehicle has traveled will be described as an example. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an open pit mine site where an actual vehicle actually travels. FIG. 7 is a diagram illustrating a communication operation between the real vehicle and the virtual vehicle and the control server at the start of autonomous driving, where (a) illustrates a state in which a destination request message is transmitted from the real vehicle, b) shows the response state from the control server, and (c) shows the request and response state of the travel permission section. FIG. 8 is a diagram showing details of setting of the travel permitted section, where (a) shows a state in which a request message for a destination is transmitted from an actual vehicle, (b) shows a response message from the control server, (C) shows the request and response state of the travel permission section.
図６に示す符号６１は、ショベル１０などの鉱山機械による掘削現場及び鉱山機械がダンプ２０に積み込む積込場６１を示す。積込場６１のうち、ショベル１０の周辺にダンプ２０が停車し、積込作業が行われる位置を積込位置（図６のＬＰに相当する）と称する。ショベル１０が掘った表土や鉱石は、積込場６１で実車両２０に積み込まれる。符号６２は、表土を展開する放土場であり、積込場６１から運び込まれた表土などは、この場所で放土され、層状あるいは放射状に展開される。符号６３は鉱石を破砕処理するクラッシャなどが設置された放土場であり、破砕された鉱石はベルトコンベアなどにより貨車による積み出し場あるいは処理設備などに搬送される。 The code | symbol 61 shown in FIG. 6 shows the loading field 61 where the mining machine and excavation site | parts with a mining machine, such as the excavator 10, load into the dump truck 20. FIG. In the loading place 61, the position where the dump truck 20 stops around the excavator 10 and the loading operation is performed is referred to as a loading position (corresponding to LP in FIG. 6). The topsoil and ore dug by the excavator 10 are loaded into the actual vehicle 20 at the loading place 61. Reference numeral 62 denotes an earth release site that unfolds the topsoil, and the topsoil and the like carried from the loading place 61 are unearthed at this place and are developed in layers or radially. Reference numeral 63 denotes an earthmoving site in which a crusher for crushing ore is installed, and the crushed ore is transported to a freight car unloading site or a processing facility by a belt conveyor or the like.
また、図６のＱＰは、積込場６１への入口であり、かつショベル１０からダンプに対して積込位置への進入許可（ＣＡＬＬ）がされるまで、ダンプ２０が停車して待つ待機位置を示す。図６のＥＸＩＴは、積込場６１からダンプ２０が退出する出口である。 In addition, QP in FIG. 6 is an entrance to the loading place 61 and a standby position where the dump 20 stops and waits until the excavator 10 permits the dump to enter the loading position (CALL). Indicates. EXIT in FIG. 6 is an exit from which the dump 20 exits from the loading place 61.
実車両２０−１、２０−２や仮想車両７０は、積込場６１で表土や鉱石を積込み、搬送路６０を走行してそれらを放土場６２や６３に搬送する。搬送路６０には、走行路６４が設定されており、車両２０および仮想車両７０は、走行路６４に沿って走行する。走行路６４は、地図上で設定された座標値として与えられる。実車両２０−１、２０−２は、ＧＰＳや他の位置算出装置により特定した自己位置と走行路６４の座標値を比較しながら加減速やステアリングを制御することにより、走行路６４に沿って自律走行する。 The real vehicles 20-1 and 20-2 and the virtual vehicle 70 are loaded with topsoil and ore at the loading place 61, travel along the conveyance path 60, and convey them to the earthing places 62 and 63. A travel path 64 is set in the transport path 60, and the vehicle 20 and the virtual vehicle 70 travel along the travel path 64. The travel path 64 is given as a coordinate value set on the map. The actual vehicles 20-1 and 20-2 are controlled along the travel path 64 by controlling acceleration / deceleration and steering while comparing the coordinates of the travel path 64 with the self-position specified by the GPS or other position calculation device. Travel autonomously.
また、仮想車両７０も同様に、仮想走行制御部３３２がセンサシミュレーション部３３４により特定した自己位置と走行路６４の座標値を比較して走行制御を行い、走行シミュレーション部３３３が仮想的な車両の走行を計算する。 Similarly, the virtual vehicle 70 performs the travel control by comparing the self-position identified by the sensor simulation unit 334 with the coordinate value of the travel path 64 by the virtual travel control unit 332, and the travel simulation unit 333 performs the virtual vehicle 70. Calculate travel.
また、走行路６４上には走行路の区間の境界を示すノード６５と、隣接するノード６５を接続するリンク６６が設けられている。実在する走行路６４とノード６５、リンク６６の情報は、マスタ地図データＤＢ３１４ａ、仮想地図データＤＢ３３５、及びダンプ地図データＤＢ２０４ａに同一の地図データとして格納されている。ただし、仮想車両シミュレーション部３３０の仮想地図データＤＢ３３５が仮想の走行路を含む場合は、仮想地図データは、マスタ地図データＤＢ３１４ａ及びダンプ地図データＤＢ２０４ａに格納される実地図データよりも多い走行路の情報を含んでもよい。 In addition, a node 65 indicating the boundary of the section of the traveling path and a link 66 connecting the adjacent nodes 65 are provided on the traveling path 64. Information on the actual traveling path 64, the node 65, and the link 66 is stored as the same map data in the master map data DB 314a, the virtual map data DB 335, and the dump map data DB 204a. However, when the virtual map data DB 335 of the virtual vehicle simulation unit 330 includes a virtual travel route, the virtual map data is more travel route information than the actual map data stored in the master map data DB 314a and the dump map data DB 204a. May be included.
管制サーバ３１は、管制制御部３２０によって、隣接する２つのノード６５及び１つのリンク６６を含む走行区間毎に走行許可の付与・解除を行い、その情報を区間情報として実車両２０と仮想車両７０に通知する。これにより、実車両および仮想車両同士の衝突を避けるように走行を制御する。また走行路６４は区間ごとに制限速度が設けられており、実車両２０および仮想車両７０はそれぞれダンプ地図データＤＢ２０４ａ及び仮想地図データＤＢ３３５の制限速度情報を参照しながら、適切な速度で走行又は仮想走行する。 The control server 31 assigns / cancels the travel permission for each travel section including two adjacent nodes 65 and one link 66 by the control control unit 320, and uses the information as section information for the real vehicle 20 and the virtual vehicle 70. Notify Thereby, traveling is controlled so as to avoid a collision between the real vehicle and the virtual vehicle. The travel path 64 is provided with a speed limit for each section, and the actual vehicle 20 and the virtual vehicle 70 travel at an appropriate speed or virtual while referring to the speed limit information in the dump map data DB 204a and the virtual map data DB 335, respectively. Run.
実車両２０（以下、仮想車両７０についても同様）は、積込場６１で表土や鉱石を積み込み完了した状態、あるいは放土場６２や６３において放土し終わった状態において、実車両２０は図７の（ａ）に示すように管制サーバ３１に対して目的地を要求するメッセージ（目的地要求メッセージ）を送信する。これは、実車両２０の場合、実車両２０の走行制御装置２００に含まれる要求情報処理部２６０が現在の自己位置や車両の状況（停車中）を判断して端末側通信制御部２５０を介して発信するものである。仮想車両７０の場合も同様に、仮想走行制御部３３２が自車状況を判断して仮想車両通信部３３１を介して発信する。 When the actual vehicle 20 (hereinafter, the same applies to the virtual vehicle 70) has been loaded with topsoil and ore at the loading place 61, or has been released from the earthing places 62 and 63, the actual vehicle 20 is shown in FIG. 7 (a), a message requesting the destination (destination request message) is transmitted to the control server 31. This is because, in the case of the actual vehicle 20, the request information processing unit 260 included in the travel control device 200 of the actual vehicle 20 determines the current self-position and the state of the vehicle (stopped) via the terminal-side communication control unit 250. To send. Similarly, in the case of the virtual vehicle 70, the virtual travel control unit 332 determines the own vehicle situation and transmits the situation via the virtual vehicle communication unit 331.
この目的地要求メッセージは、管制サーバ３１上のサーバ側通信制御部３１０により受け取られ、管制制御部３２０に伝えられる。管制制御部３２０内の配車管理部３２１は、区間情報ＤＢ３１４ｂの区間情報を参照し、他の実車両２０及び仮想車両７０の状況などを考慮して、目的地を要求してきたダンプトラックの目的地とそこへ至る経路を決定し、目的地８０とそこへ至る経路８１を示す目的地応答メッセージをダンプトラックへ伝達するようにサーバ側通信制御部３１０に指示する。サーバ側通信制御部３１０は、無線通信回線４０を介して実車両２０に対し目的地応答メッセージを発信する（図７の（ｂ）参照）。 This destination request message is received by the server-side communication control unit 310 on the control server 31 and transmitted to the control control unit 320. The dispatch management unit 321 in the control control unit 320 refers to the section information in the section information DB 314b and takes into account the status of other real vehicles 20 and virtual vehicles 70, and the destination of the dump truck that has requested the destination. The server side communication control unit 310 is instructed to transmit a destination response message indicating the destination 80 and the route 81 to the destination to the dump truck. The server-side communication control unit 310 transmits a destination response message to the real vehicle 20 via the wireless communication line 40 (see FIG. 7B).
すると、実車両２０上の要求情報処理部２６０が、走行許可区間の設定要求をするメッセージ（区間要求メッセージ）を管制サーバ３１に送信する。サーバ側通信制御部３1０
は、区間要求メッセージを管制制御部３２０に伝える。管制制御部３２０の走行許可区間設定部３２２は、以下に説明する処理に基づいて走行許可区間８２を設定し、設定した走行許可区間を示すメッセージ（区間応答メッセージ）を実車両２０に送信する（図７の（ｃ））。区間応答メッセージは、走行許可区間の最前端のノードを固有に識別する情報（ノードＩＤ）、最後端のノードＩＤ、及び走行許可区間に含まれるリンクを固有に識別する情報（リンクＩＤ）が含まれる。実車両２０は、走行許可区間を得て初めて走行を開始することができる。
Then, the request information processing unit 260 on the actual vehicle 20 transmits a message (section request message) for requesting setting of the travel permitted section to the control server 31. Server side communication controller 310
Transmits the section request message to the control control unit 320. The travel permission section setting unit 322 of the control control unit 320 sets the travel permission section 82 based on the process described below, and transmits a message (section response message) indicating the set travel permission section to the actual vehicle 20 ( (C) of FIG. The section response message includes information (node ID) that uniquely identifies the foremost node of the travel permitted section, node ID at the end, and information (link ID) that uniquely identifies the link included in the travel permitted section. It is. The real vehicle 20 can start traveling only after obtaining the travel permission section.
走行路６４のどの区間が、どの車両（実車両及び仮想車両の双方を含む）に対して走行許可を与えられているかは、走行許可区間設定部３２２が走行許可区間の付与及び削除をする度に区間情報ＤＢ３１４ｂに格納された区間情報を随時更新して管理する。そして走行許可区間設定部３２２は車両からの走行許可要求があると、区間情報及びマスタ地図データＤＢ３１４ａに格納された地図データを参照して走行許可区間の設定を行う。 Which section of the travel path 64 is given permission to travel to which vehicle (including both the real vehicle and the virtual vehicle) is determined every time the travel permission section setting unit 322 gives and deletes the travel permission section. The section information stored in the section information DB 314b is updated and managed as needed. When there is a travel permission request from the vehicle, the travel permission section setting unit 322 sets the travel permission section with reference to the section information and the map data stored in the master map data DB 314a.
走行許可区間の設定に際し、走行許可区間設定部３２２は、既に他の車両に対して許可されている区間については、車両からの要求があっても走行許可しないように制御を行うことで、同一の区間内に車両が複数台進入しないようにする。 In setting the travel permitted section, the travel permitted section setting unit 322 performs the same control so that the travel is not permitted even if there is a request from the vehicle for a section that is already permitted for another vehicle. Do not allow multiple vehicles to enter the section.
一方、車両側では、管制サーバ３１から受信した走行許可区間を車両上のマスタ地図データＤＢ３１４ａ（仮想車両７０の場合は、仮想地図データＤＢ３３５）に記録し、これを参照しながら自律走行又は仮想走行することで、どこまで走行することができるかを判断する。 On the other hand, on the vehicle side, the travel permission section received from the control server 31 is recorded in the master map data DB 314a (virtual map data DB 335 in the case of the virtual vehicle 70) on the vehicle, and autonomous traveling or virtual traveling is referred to this. This will determine how far you can travel.
走行許可区間の設定状況は、区間応答メッセージに含まれる最前端ノードＩＤ、最後端ノードＩＤ、及びそれらの間に位置するリンクＩＤを走行許可区間に含まれるリンク６５を固有に示す固有情報（リンクＩＤ）を用いて管理する。管制サーバ３１は区間情報ＤＢ３１４ｂの区間情報に上記最前端ノードＩＤ、最後端ノードＩＤ、及びそれらの間に位置するリンクＩＤ記録するが、管制制御部３２０の走行許可区間設定部３２２が一次的に記録することで管理する。また、各車両側については実車両２０の場合は自律走行制御部２
７０、仮想車両７０の場合は仮想走行制御部３３２が一次的に最前端ノードＩＤ、最後端ノードＩＤ、及びそれらの間に位置するリンクＩＤを記録して、マスタ地図データ３１４ａや仮想地図データＤＢ３３５には記録しないように構成してもよい。
The setting status of the travel-permitted section is specific information (link) that uniquely indicates the link 65 included in the travel-permitted section, including the foremost node ID, the last node ID included in the section response message, and the link ID located between them. ID). The control server 31 records the foremost node ID, the last node ID, and the link ID located between them in the section information of the section information DB 314b, but the travel permission section setting unit 322 of the control control unit 320 is primarily used. Manage by recording. For each vehicle side, in the case of the actual vehicle 20, the autonomous traveling control unit 2
70, in the case of the virtual vehicle 70, the virtual travel control unit 332 temporarily records the foremost node ID, the last node ID, and the link ID located between them, and the master map data 314a and the virtual map data DB 335. May not be recorded.
新しい走行許可区間が設定されると同時に、既に通過し終えた走行許可区間は解放される。 At the same time when a new travel-permitted section is set, the travel-permitted section that has already passed is released.
次に、走行許可区間の設定の詳細について図８を参照して説明する。図８の（ａ）において、実車両２０−１、２０−２は走行中の車両であり、符号８１−１、８１−２はそれぞれの車両に許可されている走行許可区間である。実車両２０−１、２０−２は、いずれも矢印Ａに示す方向に走行しているものとする。符号８３は、実車両２０−１の現在位置から走行許可区間８１−１の最前端（終端）までの走行路に沿った距離を示す走行許可残存距離である。符号８４は、最前端（終端）から実車両２０―１が区間要求メッセージの送信を開始する点までの距離を示す走行許可要求開始距離である。 Next, details of the setting of the travel permitted section will be described with reference to FIG. In FIG. 8A, actual vehicles 20-1 and 20-2 are traveling vehicles, and reference numerals 81-1 and 81-2 are travel permission sections permitted for the respective vehicles. It is assumed that both the actual vehicles 20-1 and 20-2 are traveling in the direction indicated by the arrow A. Reference numeral 83 denotes a travel permission remaining distance that indicates a distance along the travel path from the current position of the actual vehicle 20-1 to the foremost end (terminal) of the travel permission section 81-1. Reference numeral 84 denotes a travel permission request start distance indicating a distance from the foremost end (termination) to a point where the actual vehicle 20-1 starts transmitting the section request message.
走行許可要求開始距離８４は、実車両が停止可能な距離よりも長い距離であり、例えば停止可能距離に所定のオフセット距離を加えたものである。実車両の停止可能な距離Ｌは、例えば、車両の積荷を含めた質量をｍ、車両の現在の速度をｖ、車両の制動力をｆ、安全率に対応して規定されるオフセット係数ｃとすると、下式（１）により求められる。
オフセット係数ｃは１以上の値であって、例えば無線通信にかかる時間や無線通信の障害の発生度合いなどを考慮して設定する。車両の速度は、車両の現在速度を車輪の回転数などから測定したものであってもよく、また、車両の現在の走行位置に対して地図データで規定されている制限速度（最大許容速度）を用いてもよい。 The offset coefficient c is a value of 1 or more, and is set in consideration of, for example, the time required for wireless communication or the occurrence of a failure in wireless communication. The speed of the vehicle may be a value obtained by measuring the current speed of the vehicle from the rotational speed of the wheel, etc., and a speed limit (maximum allowable speed) defined by the map data for the current travel position of the vehicle. May be used.
図８の（ａ）に示すように、実車両２０−１の走行許可残存距離８３が走行許可要求開始距離８４以下となったとき、実車両２０−１は、管制サーバ３１に対して区間要求メッセージを送信する。この区間要求メッセージには、実車両２０−１の現在位置情報も含まれる。 As shown in FIG. 8A, when the remaining travel permission distance 83 of the actual vehicle 20-1 is less than or equal to the travel permission request start distance 84, the actual vehicle 20-1 requests a section request to the control server 31. Send a message. This section request message includes the current position information of the actual vehicle 20-1.
管制サーバ３１は、実車両２０−１から区間要求メッセージを受け取ると、送られてきた現在位置情報を用いて実車両２０−１が存在する走行区間を特定する。そして、実車両２０−１の進行方向に沿って、実車両２０−１の存在する区間の終端から予め定められた走行許可区間として与えられる最短距離（走行許可付与長さ）以上となる区間に対して走行許可を与える。但し、他の車両（実車両又は仮想車両）に許可が与えられている区間がある場合には、その手前までについて走行許可を与える。 When receiving the section request message from the actual vehicle 20-1, the control server 31 specifies the traveling section in which the actual vehicle 20-1 exists using the sent current position information. Then, along the traveling direction of the actual vehicle 20-1, a section that is longer than the shortest distance (travel permission grant length) given as a predetermined travel permission section from the end of the section where the actual vehicle 20-1 is present. Grant permission to travel. However, when there is a section where permission is given to another vehicle (real vehicle or virtual vehicle), the travel permission is given up to that point.
図８の（ｂ）に示す例では、実車両２０−１が存在する区間は８５であり、その終端から走行許可付与長さ９０以上の区間は、８６、８７、８８、８９となる。但し、区間８８、８９は既に実車両２０−２に走行許可が与えられているので、８６、８７の走行許可が与えられる。なお、区間８６は既に走行許可が与えられているので、この場合、結果として区間８７が新たな走行許可区間として与えられることになる。 In the example shown in FIG. 8B, the section where the actual vehicle 20-1 is 85, and the sections with the travel permission grant length of 90 or more from the end are 86, 87, 88 and 89. However, since the running permission is already given to the real vehicle 20-2 in the sections 88 and 89, the running permission of 86 and 87 is given. In addition, since the travel permission has already been given to the section 86, in this case, as a result, the section 87 is given as a new travel permission section.
走行許可を与えられた区間は、車両がその区間を通過した後に、車両の位置から区間の終端までの距離が走行許可解除距離以上となったときに解除される。図８の（ｃ）の例では、実車両２０−１に走行許可が与えられていた区間８８は、車両２０−２と区間終端までの距離９１が走行許可解除距離９２以上となった段階で走行許可が解除され、後続の実
車両２０−１への走行許可割り当てが可能となる。
The section to which the travel permission is given is canceled when the distance from the vehicle position to the end of the section becomes equal to or greater than the travel permission cancellation distance after the vehicle passes through the section. In the example of FIG. 8C, the section 88 in which the travel permission has been given to the actual vehicle 20-1 is at a stage where the distance 91 between the vehicle 20-2 and the end of the section becomes the travel permission release distance 92 or more. The travel permission is canceled, and the travel permission assignment to the subsequent actual vehicle 20-1 becomes possible.
次に、本実施形態に係る自律走行システムの動作手順の概略を、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る管制サーバを含む自律走行システムの動作手順の概略を示すフローチャートである。 Next, an outline of an operation procedure of the autonomous traveling system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an outline of an operation procedure of the autonomous traveling system including the control server according to the present embodiment.
まず、地図データ生成部３２３による地図データ生成処理を行う（Ｓ９０１）。地図データ生成処理の詳細については後述する。 First, map data generation processing by the map data generation unit 323 is performed (S901). Details of the map data generation process will be described later.
次いで実車両２０を必要な台数分稼動させる（Ｓ９０２）。本ステップでは、管制サーバ３１により実車両だけの管制制御処理（詳細は後述する）が継続的に行われる。 Next, the required number of actual vehicles 20 are operated (S902). In this step, the control control process (details will be described later) of only the actual vehicle is continuously performed by the control server 31.
仮想車両を混走させてシミュレーションをしない場合（Ｓ９０３／Ｎｏ）、ステップＳ９０２へ戻り、管制サーバ３１のシミュレーション機能を用いることなく実車両のみを対象とした管制制御処理を続行する。 When the simulation is not performed by running the virtual vehicle in a mixed manner (S903 / No), the process returns to step S902, and the control control process for only the actual vehicle is continued without using the simulation function of the control server 31.
仮想車両を混走させてシミュレーションをする場合（Ｓ９０３／Ｙｅｓ）、ダンプ２０を実走させた状態で、ユーザは管制サーバ３１のＧＵＩ（グラフィカルインターフェース：表示装置３１６及び入力装置３１７に相当する）を用いて仮想車両を実車両の運行状況に追加する（Ｓ９０４）。 When simulation is performed with mixed running of virtual vehicles (S903 / Yes), the user uses the GUI (graphical interface: corresponding to the display device 316 and the input device 317) of the control server 31 while the dump 20 is actually running. The virtual vehicle is added to the operation status of the real vehicle (S904).
仮想車両シミュレーション部３３０により走行シミュレーションを行い、その結果を管制制御部３２０に出力する。管制制御部３２０は、実際に走行中の車両（実車両）と仮想車両シミュレーション部３３０から取得した仮想車両とを混走させて管制制御処理を行う（Ｓ９０５）。ここでの実車両及び仮想車両を混走させた管制制御処理の詳細については後述する。 A travel simulation is performed by the virtual vehicle simulation unit 330 and the result is output to the control control unit 320. The control control unit 320 performs a control control process by causing the vehicle (actual vehicle) that is actually traveling and the virtual vehicle acquired from the virtual vehicle simulation unit 330 to run together (S905). Details of the control control process in which the real vehicle and the virtual vehicle are mixedly run will be described later.
ユーザは、仮想車両を削除したい場合（Ｓ９０６／Ｙｅｓ）、削除した仮想車両を指定して削除処理を行う（Ｓ９０７）。仮想車両を削除したい場合とは、例えば、仮想車両を用いたシミュレーション処理を終了して、実車両のみの管制制御処理に戻したい場合の他、複数の仮想車両を加えてシミュレーションを行ったが望ましい結果が得られない場合に、仮想車両の台数を減らして再度シミュレーションを行う場合などがある。その後、ステップＳ９０２へ戻る。 When the user wants to delete the virtual vehicle (S906 / Yes), the user designates the deleted virtual vehicle and performs the deletion process (S907). For example, when it is desired to delete a virtual vehicle, it is desirable to perform simulation by adding a plurality of virtual vehicles, in addition to the case of ending simulation processing using virtual vehicles and returning to control control processing of only real vehicles. When the result cannot be obtained, the simulation may be performed again after reducing the number of virtual vehicles. Thereafter, the process returns to step S902.
仮想車両を削除ない場合（Ｓ９０６／Ｎｏ）、ステップＳ９０５へ戻り、実車両と仮想車両を混走さえて管制制御処理を続行する。 When the virtual vehicle is not deleted (S906 / No), the process returns to step S905, and the control control process is continued while the actual vehicle and the virtual vehicle are mixed.
（地図データ生成処理）
図１０及び図１１を参照して、地図データ生成処理について説明する。図１０は、地図データ生成処理の流れを示すフローチャートである。図１１を参照して地図データの構成例について説明する。図１１は、地図データの一例を示す図であって、（ａ）はリンク情報を示し、（ｂ）はノード情報を示す。以下で説明する地図データ生成処理は、地図データ生成部３２３を用いて仮想地図を生成し、仮想車両を用いた走行シミュレーション経てマスタ地図データＤＢ３１４ａに実地図データとして格納する処理である。
(Map data generation process)
The map data generation process will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of map data generation processing. A configuration example of the map data will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of map data, where (a) shows link information and (b) shows node information. The map data generation process described below is a process of generating a virtual map using the map data generation unit 323 and storing it as real map data in the master map data DB 314a through a travel simulation using a virtual vehicle.
まず、地図データを生成するに当たり、ＧＰＳを搭載した車両で新たに追加する走行路を有人走行し、その結果に基づき、地図データを生成するためのセンサデータを収集する。ＧＰＳを搭載した車両は、例えば地図を生成するためのデータ収集専用の車両（航測車）でもよいし、自律走行ダンプトラックを地図計測モードに設定し、ダンプに搭載されたＧＰＳを用いて位置情報を収集しながら有人走行を行ってもよい。またＧＰＳ以外にも、
レーザレーダなどのセンサを用いて周囲の地形形状を計測するようにしてもよい。
First, when generating map data, a maneuvering vehicle is added on a newly added road with a vehicle equipped with GPS, and sensor data for generating map data is collected based on the result. The vehicle equipped with GPS may be, for example, a vehicle dedicated to data collection (navigation vehicle) for generating a map, or the autonomous traveling dump truck is set in the map measurement mode, and the position information is obtained using the GPS mounted on the dump. You may perform manned running while collecting Besides GPS,
You may make it measure the surrounding topographical shape using sensors, such as a laser radar.
次いで地図データ生成部３２３は、収集したセンサデータを用いて地図データを生成する（Ｓ１００１）。この処理は例えば、時系列の座標点列からクラスタリングを行い、搬送路の形状に応じて適切な間隔でノードを生成し、走行路を生成するような処理であってもよい。地図データ生成部３２３は、生成した地図データを仮想地図データＤＢ３３５に格納する。この地図データは仮想地図データに相当する。 Next, the map data generation unit 323 generates map data using the collected sensor data (S1001). This process may be, for example, a process in which clustering is performed from a time-series coordinate point sequence, nodes are generated at appropriate intervals according to the shape of the conveyance path, and a travel path is generated. The map data generation unit 323 stores the generated map data in the virtual map data DB 335. This map data corresponds to virtual map data.
地図データは、走行路上のノードとそのつながりを示すリンクで表されている。図１１の（ａ）に示すように、地図データにはリンクを識別するためのリンクＩＤ１１０１とそのリンクが始まる座標にあるノードＩＤ１１０２、リンクの終わる座標にあるノードＩＤ１１０３、リンク始点に接続される別のリンクＩＤ１１０４（複数存在する場合もある。）、及びリンク終点に接続される別のリンクＩＤ１１０５（複数存在する場合もある。）を規定するテーブルがある。更に図１１の（ｂ）に示すように、ノードＩＤ１１０６に対応する座標値１１０７、その属性１１０８のテーブルが存在する。このノードＩＤのうち、いずれかを積載地点もしくは放土地点として属性１１０８に設定されている。 The map data is represented by links indicating nodes on the road and their connections. As shown in FIG. 11A, the map data includes a link ID 1101 for identifying the link, a node ID 1102 at the coordinate where the link starts, a node ID 1103 at the coordinate where the link ends, and another link connected to the link start point. There is a table that defines the link ID 1104 (may be present in plural) and another link ID 1105 (may be present in plural) connected to the link end point. Furthermore, as shown in FIG. 11B, there is a table of coordinate values 1107 corresponding to the node ID 1106 and attributes 1108 thereof. One of the node IDs is set in the attribute 1108 as a loading point or a release point.
仮想地図データが生成されると、仮想走行制御部３３２は仮想地図データＤＢ３３５に格納された仮想地図を参照し、走行シミュレーション部３３３に対して仮想地図に沿って仮想車両を走行させるシミュレーション処理を実行させ、ダンプトラックのモデルが、生成した走行路データに適切に追従できることを確認する（Ｓ１００２）。これは、例えば生成した走行路のカーブがきつ過ぎて車両が旋回し切れなかったり、ノードの間隔が不適切なために管制制御がうまくいかなかったりといった不具合がないことを確認するために必要である。この確認の際のシステム構成としては、管制サーバ３１に対し仮想車両１台でもよいし、複数台を同時に管制する形でもよい。また、鉱山内の地図更新に関係のないエリアについては、既存の搬送路や既存の実車が稼働し続けるような構成としてもよい。仮想車両のシミュレーションが正常に行えると、地図データ作成部３２３は、検証した仮想地図をマスタ地図データＤＢ３１４ａに実地図データとして格納する。 When the virtual map data is generated, the virtual travel control unit 332 refers to the virtual map stored in the virtual map data DB 335 and executes a simulation process for causing the travel simulation unit 333 to travel the virtual vehicle along the virtual map. It is confirmed that the dump truck model can appropriately follow the generated travel route data (S1002). This is necessary, for example, to confirm that there are no problems such as the generated road curve is too tight and the vehicle is unable to turn, or the control is not successful due to inappropriate node spacing. is there. As a system configuration for this confirmation, one virtual vehicle may be used for the control server 31, or a plurality of units may be controlled simultaneously. Moreover, about the area which is not related to the map update in a mine, it is good also as a structure that the existing conveyance path and the existing actual vehicle continue operating. If the simulation of the virtual vehicle can be normally performed, the map data creation unit 323 stores the verified virtual map as real map data in the master map data DB 314a.
管制制御部３２０はマスタ地図データＤＢ３１４ａに格納された実地図データを参照しながら、自律走行ダンプトラックの実車両１台を走行させ、地図データと実際の搬送路が一致しているかを確認する（Ｓ１００３）。地図データを生成する際、例えばＧＰＳによるデータ取得では、その時の衛星配置や周囲の地形による遮蔽により、データに誤差が乗る場合がある。またソフトウェアで走行路を生成する処理によっても、誤差が乗ってしまう場合がある。もちろんそのようなことのないように、正しい走行路を生成するような地図データ生成ソフトウェアとすることが望ましいが、信頼性を完全に保証することは難しく、動作確認は必要である。実車両１台で走行する際には、万が一走行路のデータが搬送路上の正しい位置から外れていたとしても、例えばレーザレーダによる路肩検出機能によって、走行路の位置が正しくないことを検出することができる。 The control control unit 320 refers to the actual map data stored in the master map data DB 314a, travels one actual vehicle of the autonomous traveling dump truck, and confirms whether the map data and the actual conveyance path match ( S1003). When generating map data, for example, when acquiring data by GPS, there may be an error in the data due to the satellite arrangement at that time and the shielding by the surrounding terrain. In addition, an error may be caused by processing for generating a travel route by software. Of course, it is desirable to use map data generation software that generates a correct travel path so that such a situation does not occur. However, it is difficult to guarantee reliability completely, and operation confirmation is necessary. When traveling with a single real vehicle, even if the data on the travel path deviates from the correct position on the transport path, it is detected that the position of the travel path is not correct by, for example, a road shoulder detection function using a laser radar. Can do.
走行路の位置が正しくないことが判明した場合（Ｓ１００４／Ｎｏ）、もう一度ＧＰＳデータ等の収集、地図データ生成を行う（Ｓ１００１）。 If it is determined that the position of the travel path is not correct (S1004 / No), GPS data is collected again and map data is generated (S1001).
実車両１台で走行路に対する実地図データの正しさを確認できたら（Ｓ１００４／Ｙｅｓ）、稼働させたい必要な台数と同数の仮想車両で走行シミュレーションを行う（Ｓ１００５）。この段階において、例えば合流地点や狭路など、実車両複数台での稼働では衝突の懸念がある地点が残っていないかを検証する。 When the correctness of the actual map data with respect to the travel path can be confirmed with one real vehicle (S1004 / Yes), a travel simulation is performed with the same number of virtual vehicles as the required number to be operated (S1005). At this stage, for example, it is verified whether there are any points that may cause a collision when operating with a plurality of actual vehicles, such as a junction or a narrow road.
複数台のシミュレーション結果が良好（実車両の走行が可能）であれば（Ｓ１００６／Ｙｅｓ）、地図データ生成処理を終了する。複数台のシミュレーション結果の結果が不良
（実車両の走行に支障がある）であれば（Ｓ１００６／Ｎｏ）、ステップＳ１００１へ戻り、再度地図データの生成を行う。
If the simulation results of a plurality of vehicles are good (the actual vehicle can travel) (S1006 / Yes), the map data generation process ends. If the result of the simulation results for a plurality of vehicles is poor (the vehicle is in trouble) (S1006 / No), the process returns to step S1001 to generate map data again.
以上、地図データ生成時の車両の動作確認を行うことで、鉱山の地形変化に対して安全に対応することができる。特に本実施形態では、実車両の管制制御を行う管制サーバにシミュレーション機能を実装することにより、外部にシミュレーション機能を備えたソフトウェアを用意することなく、仮想車両を利用して素早く動作確認を行うことができる。 As described above, by confirming the operation of the vehicle when generating the map data, it is possible to safely cope with a change in the terrain of the mine. In particular, in this embodiment, by implementing a simulation function in a control server that performs control control of an actual vehicle, it is possible to quickly check operation using a virtual vehicle without preparing software with a simulation function outside. Can do.
（実車両だけの管制制御処理）
次に図１２を参照して実車両だけの管制制御処理について説明する。図１２は、実車両だけの管制制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１２では、実車両２０の走行制御装置２００及び管制サーバ３１で実施される処理の流れを示すが、実車両に対する管制制御処理と仮想車両に対する管制制御処理とは同様の処理であるため、走行制御装置２００及びその構成要素を仮想車両シミュレーション部３３０及びその構成要素に読みかえることで、仮想車両の管制制御も行える。以下、図１２の各ステップ順に沿って説明する。
(Control control processing for actual vehicles only)
Next, the control control process for only the actual vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the control control process for only the actual vehicle. Note that FIG. 12 shows a flow of processing performed by the travel control device 200 and the control server 31 of the real vehicle 20, but the control control processing for the real vehicle and the control control processing for the virtual vehicle are the same processing. The control of the virtual vehicle can also be performed by replacing the travel control device 200 and its components with the virtual vehicle simulation unit 330 and its components. Hereinafter, description will be made along the order of steps in FIG.
まず、実車両２０の目的地が設定されていない場合（Ｓ１２０１／Ｎｏ）、走行制御装置２００の要求情報処理部２６０は、無線通信回線４０を介して管制サーバ３１に目的地要求メッセージ（現在位置情報を含む）を送信する（Ｓ１２０２）。実車両２０の目的地が設定されている場合（Ｓ１２０１／Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２０４へ進む。 First, when the destination of the actual vehicle 20 is not set (S1201 / No), the request information processing unit 260 of the travel control device 200 sends a destination request message (current position) to the control server 31 via the wireless communication line 40. Information is included) (S1202). If the destination of the actual vehicle 20 is set (S1201 / Yes), the process proceeds to step S1204.
管制サーバ３１の配車管理部３２１が実車両２０の現在位置情報とマスタ地図データＤＢ３１４ａの実地図データを参照して目的地を設定し、その結果を示す目的地応答メッセージを実車両２０に対して送信する（Ｓ１２０３）。実車両２０の目的地が設定されている場合は（Ｓ１２０１／Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０４へ進む。 The dispatch management unit 321 of the control server 31 sets the destination with reference to the current position information of the actual vehicle 20 and the actual map data of the master map data DB 314a, and sends a destination response message indicating the result to the actual vehicle 20. Transmit (S1203). If the destination of the actual vehicle 20 is set (S1201 / Yes), the process proceeds to step S1204.
区間要求メッセージの送信が必要な場合、例えば実車両２０は走行許可区間が設定されていない場合、または現在の走行許可区間から走行許可残存距離が走行許可要求開始距離以下である場合（図８の（ａ）参照、Ｓ１２０４／Ｙｅｓ）は、要求情報処理部２６０から区間要求メッセージを送信する（Ｓ１２０５）。 When the section request message needs to be transmitted, for example, when the travel permit section is not set for the actual vehicle 20, or when the travel permit remaining distance is equal to or less than the travel permit request start distance from the current travel permit section (see FIG. 8). (A) Reference, S1204 / Yes) transmits a section request message from the request information processing unit 260 (S1205).
区間要求メッセージの送信が不必要な場合、即ち、既に走行許可区間が設定されており、走行許可残存距離が走行許可要求開始距離より長い場合（Ｓ１２０４／Ｎｏ）や、区間要求メッセージを受信した場合、自律走行をする（Ｓ１２０６）。 When transmission of a section request message is unnecessary, that is, when a travel permission section is already set and the travel permission remaining distance is longer than the travel permission request start distance (S1204 / No), or when a section request message is received The vehicle travels autonomously (S1206).
実車両２０は区間要求メッセージを送信後、現在付与されている走行許可区間に従って走行を続けながら、管制サーバ３１からの区間応答メッセージの受信を待機する。実車両２０は走行中に定期的に現在位置を管制サーバ３１に送信する。自律走行制御部２７０は、位置算出装置２２０からの現在位置とダンプ地図データＤＢ２０４ａ、及び現在付与されている走行許可区間とを比較し、走行許可残存距離が停止可能距離以下である場合（Ｓ１２０７／Ｙｅｓ）、走行許可区間内で停止するように走行駆動装置２１０の制動装置２１１に対して制動指示を行い、実車両２０が減速を開始する（Ｓ１２０８）。 After transmitting the section request message, the real vehicle 20 waits for reception of a section response message from the control server 31 while continuing to travel according to the currently permitted travel section. The real vehicle 20 periodically transmits the current position to the control server 31 while traveling. The autonomous travel control unit 270 compares the current position from the position calculation device 220 with the dump map data DB 204a and the currently granted travel permission section, and when the travel permission remaining distance is equal to or less than the stoppable distance (S1207 / Yes), a braking instruction is given to the braking device 211 of the travel drive device 210 so as to stop within the travel permitted section, and the actual vehicle 20 starts decelerating (S1208).
管制サーバ３１は区間要求メッセージを受信すると、走行許可区間設定部３２２が実車両２０の現在位置及びマスタ地図データＤＢ３１４ａに格納された地図情報に基づいて、走行許可区間を設定し、その内容を示す区間応答メッセージを実車両２０に対して送信する（Ｓ１２０９）。走行許可区間設定部３２２は、受信した車両の現在位置と区間情報ＤＢ３１４ｂの区間情報を用いて、車両の進行方向に対して車両の存在する区間の終端から走行許可付与長さ以上となる区間について、他の車両に許可が与えられていない限り、あ
るいは他の車両に許可が与えられている区間がある場合はその手前までについて走行許可区間として設定する。更に走行許可区間設定部３２２は、どの区間に走行許可区間を設定したかを示す情報を区間情報ＤＢ３１ｂに格納されている区間情報に追加する。
When the control server 31 receives the section request message, the travel permission section setting unit 322 sets the travel permission section based on the current position of the actual vehicle 20 and the map information stored in the master map data DB 314a, and shows the contents thereof. A section response message is transmitted to the actual vehicle 20 (S1209). The travel permission section setting unit 322 uses the received current position of the vehicle and the section information in the section information DB 314b to determine a section that is longer than the travel permission grant length from the end of the section where the vehicle exists in the traveling direction of the vehicle. Unless the permission is given to another vehicle, or when there is a section where permission is given to another vehicle, the travel permission section is set up to that point. Further, the travel permission section setting unit 322 adds information indicating which section the travel permission section has been set to the section information stored in the section information DB 31b.
実車両２０は、区間応答メッセージを受信すると（Ｓ１２１０／Ｙｅｓ）、区間応答メッセージに示される新たな走行許可区間に従って走行を開始する（Ｓ１２１１）。実車両２０が、区間応答メッセージを受信しない場合、ステップＳ１２０５へ戻る（Ｓ１２１０／Ｎｏ）。区間応答メッセージを受信しない場合とは、例えば通信エラーにより区間要求メッセージが管制サーバ３１に届いていない、また区間応答メッセージが実車両２０に届いていない場合がある。 When the real vehicle 20 receives the section response message (S1210 / Yes), the real vehicle 20 starts to travel according to the new travel permission section indicated in the section response message (S1211). When the real vehicle 20 does not receive the section response message, the process returns to step S1205 (S1210 / No). The case where the section response message is not received includes, for example, a case where the section request message does not reach the control server 31 due to a communication error, and the section response message does not reach the actual vehicle 20.
走行許可区間設定部３２２は、実車両２０の現在位置から区間の終端までの距離が走行許可解除距離以上となると（図８の（ｃ）参照、Ｓ１２１２／Ｙｅｓ）、走行許可区間の設定を解除する（Ｓ１２１３）。走行許可区間設定部３２２は、区間情報から解除した走行許可区間を示す情報を削除する。その後ステップＳ１２０１へ戻る。また、走行許可区間設定部３２２は、実車両２０の現在位置から区間の終端までの距離が走行許可解除距離未満の場合（Ｓ１２１２／Ｎｏ）、走行許可解除距離以上となるまで解除せずに、ダンプが走行する（Ｓ１２１２）。 The travel permission section setting unit 322 cancels the setting of the travel permission section when the distance from the current position of the actual vehicle 20 to the end of the section is equal to or greater than the travel permission cancellation distance (see (c) of FIG. 8, S1212 / Yes). (S1213). The travel permitted section setting unit 322 deletes information indicating the travel permitted section that has been released from the section information. Thereafter, the process returns to step S1201. In addition, when the distance from the current position of the actual vehicle 20 to the end of the section is less than the travel permission release distance (S1212 / No), the travel permission section setting unit 322 does not cancel until the travel permission release distance is exceeded. The dump truck travels (S1212).
（実車両及び仮想車両を混走させた管制制御処理）
次に図１３乃至図１５を参照して、実車両及び仮想車両を混走させた管制制御処理について説明する。図１３は、実車両及び仮想車両を用いてシステム動作検証を行う際の、管制制御装置と自律走行ダンプトラックと仮想車両の関係を説明するための図である。図１４は、実車両及び仮想車両に対して設定された走行許可区間の情報を格納する区間情報の例を示す図であって、（ａ）は、仮想車両（ＩＤ：Ｖ０１）が待機位置で待機中の状態における区間情報例を示し、（ｂ）は、（ａ）から仮想車両（ＩＤ：Ｖ０１）が１動作（１フェーズ）遷移した状態における区間情報を示す。図１５は、実車両及び仮想車両を混走させて管制制御処理の流れを示すフローチャートである。
(Control control processing with mixed real and virtual vehicles)
Next, with reference to FIG. 13 to FIG. 15, a control control process in which a real vehicle and a virtual vehicle are mixedly run will be described. FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship among the control control device, the autonomous traveling dump truck, and the virtual vehicle when system operation verification is performed using a real vehicle and a virtual vehicle. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of section information for storing information on a travel permitted section set for a real vehicle and a virtual vehicle. FIG. 14A shows a virtual vehicle (ID: V01) at a standby position. An example of section information in a standby state is shown, and (b) shows section information in a state in which the virtual vehicle (ID: V01) has made one operation (one phase) transition from (a). FIG. 15 is a flowchart showing a flow of the control control process in which a real vehicle and a virtual vehicle are mixedly run.
図１３では、現在５台の実車両２０−１、２０−２、２０−３、２０−４、２０−５が稼働している鉱山において、新たに３台の自律走行ダンプトラックの導入を検討している場合を想定する。新規車両を導入する理由としては、例えば搬送路の長さ・制限速度から見てダンプトラックの数が少なく、積込場においてショベルが１台のダンプトラックに積み込みをしてから、次のダンプトラックが到着するまでの時間が長いために、ショベルがダンプトラックを待つ時間が発生し、生産効率が低い、といったことが挙げられる。このような場合、新規にダンプトラックを追加することで搬送路に対するダンプトラックの密度を上げ、ショベルの待ち時間を減らして生産効率を上げることができる。 In Figure 13, in the mine where five actual vehicles 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, and 20-5 are currently operating, the introduction of three autonomous traveling dump trucks is considered. Assuming that The reason for introducing a new vehicle is that, for example, the number of dump trucks is small in view of the length of the conveyance path and the speed limit, and after the excavator loads on one dump truck at the loading site, the next dump truck For example, it takes a long time for the excavator to arrive, which causes the excavator to wait for the dump truck, resulting in low production efficiency. In such a case, by adding a new dump truck, the density of the dump truck with respect to the conveyance path can be increased, and the excavator waiting time can be reduced to increase the production efficiency.
しかしながら、実際に新規車両を導入した場合に、全ての車両が効率よく動作できることは簡単には保証できない。それは、実環境における天候・気温・路面状況などといった様々な外乱要素があり、車両の走行速度に影響を与えることや、各車両が走行許可区間に基づき自車の前方車両に衝突しないように走行しており、あまりに搬送路に対する車両密度が高すぎる場合、減速と加速を繰り返すような走行をしてしまうといった理由からである。また一方で、ダンプトラックは非常に高価であり、このような懸念がある限り安易に新規車両の導入を決断することは難しい。 However, when new vehicles are actually introduced, it cannot be easily guaranteed that all vehicles can operate efficiently. There are various disturbance factors such as weather, temperature, road surface conditions, etc. in the actual environment, which influences the running speed of the vehicle and that each vehicle does not collide with the vehicle ahead of its own vehicle based on the allowed travel zone. This is because if the vehicle density on the transport path is too high, the vehicle travels repeatedly in deceleration and acceleration. On the other hand, dump trucks are very expensive, and as long as there are such concerns, it is difficult to easily decide to introduce a new vehicle.
この解決策として、新規車両を導入した場合に上記のような問題が起こらないかを、本発明で提案する仮想車両を用いて検証することができる。ここでは、新規に導入する計画の３台の自律走行ダンプトラックの動作を、仮想車両７０−１、７０−２，７０−３でシミュレーションする。 As a solution to this, it is possible to verify whether or not the above problems occur when a new vehicle is introduced, using the virtual vehicle proposed in the present invention. Here, the operation of the three autonomously traveling dump trucks planned to be newly introduced is simulated by virtual vehicles 70-1, 70-2, and 70-3.
このシミュレーションに際して、自律走行システム１は、図１３に示すように管制サーバ３１に対して５台の実車両２０−１〜２０−５のそれぞれが実際に無線通信接続され、３台の仮想車両７０−１〜７０−３のそれぞれが仮想通信接続（サーバ側通信制御部３１０を介して仮想車両シミュレーション部３３０及び管制制御部３２０の間のデータの出入力）される。仮想車両７０−１〜７０−３の実体は、仮想車両シミュレーション部３３０上のデータであり、前述の通り、管制サーバ３１上で動作する。実車両及び仮想車両にはそれぞれ重複の無いように車両ＩＤが割り当てられており、管制サーバ３１は車両ＩＤによって通信を行う対象の車両が実車両であるか仮想車両であるかを判別することができる。 In this simulation, the autonomous traveling system 1 is configured such that each of the five real vehicles 20-1 to 20-5 is actually wirelessly connected to the control server 31 as shown in FIG. Each of -1 to 70-3 is connected by virtual communication (data input / output between the virtual vehicle simulation unit 330 and the control control unit 320 via the server side communication control unit 310). The entities of the virtual vehicles 70-1 to 70-3 are data on the virtual vehicle simulation unit 330 and operate on the control server 31 as described above. The vehicle ID is assigned to each of the real vehicle and the virtual vehicle so that there is no duplication, and the control server 31 can determine whether the vehicle to be communicated is a real vehicle or a virtual vehicle based on the vehicle ID. it can.
図１４の（ａ）に実車両及び仮想車両に対して設定された走行許可区間の情報を格納する区間情報の一例を示す。図１４の（ａ）のＲ０１〜Ｒ０５は実車両を固有に識別する車両ＩＤ１４０１であり、Ｖ０１は仮想車両を固有に識別する車両ＩＤ１４０１である。図１４では走行許可区間を示す情報として、走行許可区間の最前端に位置するノード（前方境界点）、及び最後端に位置するノード（後方境界点）を格納する。また図１４の（ａ）では説明の便宜のため各車両の稼働状態を記載しているが、稼働状態を示す情報はノードＩＤをキーレコードにして図１１の（ｂ）に示すノードの属性情報と関連付けることにより不要となる。以下図１４の（ｂ）、図２２、図２３の（ａ）、（ｂ）についても同様である。 FIG. 14A shows an example of section information for storing information on the travel permitted section set for the real vehicle and the virtual vehicle. In FIG. 14A, R01 to R05 are vehicle IDs 1401 that uniquely identify real vehicles, and V01 is a vehicle ID 1401 that uniquely identifies virtual vehicles. In FIG. 14, as information indicating the travel permitted section, a node (front boundary point) located at the foremost end of the travel permitted section and a node (rear boundary point) located at the rearmost end are stored. Further, in FIG. 14A, the operating state of each vehicle is described for convenience of explanation, but the information indicating the operating state is attribute information of the node shown in FIG. 11B with the node ID as a key record. It becomes unnecessary by associating with. The same applies to (b), FIG. 22, and (a) and (b) of FIG.
管制サーバ３１と実車両、および仮想車両は全く同じフォーマットで、車両ＩＤを始めとし、走行許可区間を表すノードやリンクのＩＤや実車両、仮想車両の其々の位置情報（地図上のどこに存在するか）等の情報を通信し合うことができる。このような構成において、後述する図１５に示す管制制御処理を実施することにより、実車両と仮想車両とが互いに衝突することのないように走行許可区間を設定する。その結果、新規の実車両を導入する前に仮想車両を用いてあらかじめ導入後の動作を検証することができる。 The control server 31, the actual vehicle, and the virtual vehicle have exactly the same format, including the vehicle ID, the ID of the node or link representing the travel-permitted section, and the location information of the actual vehicle and the virtual vehicle (where on the map exists) Can communicate with each other. In such a configuration, the travel permission section is set so that the real vehicle and the virtual vehicle do not collide with each other by performing a control control process shown in FIG. 15 described later. As a result, the operation after introduction can be verified in advance using a virtual vehicle before introducing a new real vehicle.
次に図１５の各ステップ順に沿って実車両と仮想車両とを混在させた管制制御処理について説明する。 Next, the control control process in which a real vehicle and a virtual vehicle are mixed will be described in the order of steps in FIG.
管制サーバ３１の走行許可区間設定部３２２は、実車両２０、即ち要求情報処理部２６０（図５参照）からから走行許可要求があったか（Ｓ１５０１／Ｙｅｓ）、又は仮想車両７０、即ち仮想走行制御部３３２から走行許可要求があったかどうかを判定する（Ｓ１５０１／Ｎｏ、かつＳ１５０２／Ｙｅｓ）。どちらからも走行許可要求がない場合（Ｓ１５０２／Ｎｏ）は、処理をせず要求を待ち続ける。 The travel permission section setting unit 322 of the control server 31 has received a travel permission request from the real vehicle 20, that is, the request information processing unit 260 (see FIG. 5) (S1501 / Yes), or the virtual vehicle 70, that is, the virtual travel control unit. It is determined whether or not there is a travel permission request from 332 (S1501 / No and S1502 / Yes). If there is no travel permission request from either (S1502 / No), the request is continued without waiting.
走行許可区間設定部３２２は、いずれかの車両から走行許可要求があった場合（Ｓ１５０１／Ｙｅｓ、Ｓ１５０２／Ｙｅｓ）、以下の処理を実行する。実車両と仮想車両の優先順位は逆でもよく、また特に区別せずにいずれかからの走行許可要求の有無を判定してもよい。以下、実車両と仮想車両を含む概念として、車両という言葉を用いる。走行許可区間設定部３２２は、車両から走行許可要求があったら、既述のステップＳ１２０８と同様、受信した車両の現在位置と区間情報ＤＢ３１４ｂの情報を用いて、車両の進行方向に対して車両の存在する区間の終端から走行許可付与長さ以上となる区間について、他の車両に許可が与えられていない限り、あるいは他の車両に許可が与えられている区間がある場合はその手前までについて走行許可区間として設定する処理を実行する（Ｓ１５０３）。 When there is a travel permission request from any vehicle (S1501 / Yes, S1502 / Yes), travel permission section setting unit 322 executes the following processing. The priorities of the real vehicle and the virtual vehicle may be reversed, and the presence / absence of a travel permission request from either may be determined without particular distinction. Hereinafter, the term “vehicle” is used as a concept including a real vehicle and a virtual vehicle. When there is a travel permission request from the vehicle, the travel permission section setting unit 322 uses the received current position of the vehicle and the information in the section information DB 314b, as in step S1208 described above, to determine the vehicle travel direction. For sections that are longer than the travel permission grant length from the end of the existing section, unless there is permission for other vehicles, or if there is a section for which permission is given to other vehicles Processing to set as a permitted section is executed (S1503).
この処理において、車両が現在存在する走行区間のすぐ隣の区間が他の車両に許可されているなどして、走行許可区間設定部３２２は走行許可区間を設定できない場合（Ｓ１５０４／Ｎｏ）、走行許可区間が設定できなかったことを示す不許可応答メッセージを生成
・車両に送信又は出力してＳ１５０１へ戻る。
In this process, when the travel permission section setting unit 322 cannot set the travel permission section because the section immediately adjacent to the travel section where the vehicle currently exists is permitted by another vehicle or the like (S1504 / No), the travel A non-permission response message indicating that the permitted section could not be set is generated, transmitted or output to the vehicle, and the process returns to S1501.
走行許可区間設定部３２２は、走行許可区間を設定できた場合は（Ｓ１５０４／Ｙｅｓ）、その走行許可区間を示す区間応答メッセージを作成し、車両に送信または出力する（Ｓ１５０５）。 When the travel permission section can be set (S1504 / Yes), the travel permission section setting unit 322 creates a section response message indicating the travel permission section and transmits or outputs it to the vehicle (S1505).
また、走行許可を与える区間に合流する区間がある場合、走行許可区間設定部３２２は、その区間を同一の車両に対する走行許可区間として設定し、区間情報に格納する（Ｓ１５０６）。また、走行許可を与える区間と交差する区間がある場合、走行許可区間設定部３２２は、その区間を同一の車両に対する走行許可区間としてマスタ地図データＤＢ３１４ａ上に設定する（Ｓ１５０７）。これらの処理は、合流点又は交差点に他の車両が進入し、走行許可区間の設定対象となった車両と干渉することを防ぐための処理であり、走行許可区間の設定対象となった車両に対しては、車両の進行方向に沿った走行許可区間だけを通知すればよいので、本ステップで設定した走行許可区間は区間応答メッセージに含まず、管制サーバ３１の処理に完結する。 If there is a section that joins the section that grants the travel permission, the travel permission section setting unit 322 sets the section as a travel permission section for the same vehicle and stores the section in the section information (S1506). If there is a section that intersects with a section that grants travel permission, the travel permission section setting unit 322 sets the section as a travel permission section for the same vehicle on the master map data DB 314a (S1507). These processes are processes for preventing other vehicles from entering the junction or intersection and interfering with the vehicle that is the target of setting the travel-permitted section. On the other hand, since it is only necessary to notify the travel permission section along the traveling direction of the vehicle, the travel permission section set in this step is not included in the section response message, and the process of the control server 31 is completed.
走行許可区間設定部３２２は、ステップＳ１２１２と同様、車両の現在位置から既に通過した走行許可区間の終端までの距離が走行許可解除距離以上になると、通過した区間の走行許可を解除して区間情報を更新する（Ｓ１５０８）。 Similar to step S1212, when the distance from the current position of the vehicle to the end of the travel permission section that has already passed is equal to or greater than the travel permission release distance, the travel permission section setting unit 322 cancels the travel permission of the section that has passed. Is updated (S1508).
図１４の（ｂ）は、各車両が前進して、走行許可区間が再設定された状態を示す。例えば、図１４の（ａ）では実車両（Ｒ０１）に対してｎｏｄｅ＿１からｎｏｄｅ＿２までが走行許可区間として設定されているが、実車両（Ｒ０１）がｎｏｄｅ＿１を通過後、ｎｏｄｅ＿１からｎｏｄｅ＿２が開放される。そして図１４の（ｂ）では実車両（Ｒ０２）に対してｎｏｄｅ＿１からｎｏｄｅ＿２が走行許可区間として設定される。 FIG. 14B shows a state in which each vehicle has moved forward and the travel permission section has been reset. For example, in FIG. 14A, node_1 to node_2 are set as travel permission sections for the actual vehicle (R01), but after the actual vehicle (R01) passes node_1, node_2 is released from node_1. . In FIG. 14 (b), node_1 to node_2 are set as travel permission sections for the actual vehicle (R02).
実車両２０及び管制サーバ３１は以上の処理を繰り返す。この繰返処理の過程において、仮想車両に設定された走行許可区間に従って走行路を走行した際の挙動や位置を含む走行状態のシミュレーションが行われ、その結果（特に仮想車両の位置）が走行許可区間設定部に返される。 The real vehicle 20 and the control server 31 repeat the above processing. In the process of this iterative process, a simulation of the driving state including the behavior and position when driving on the road according to the driving permission section set for the virtual vehicle is performed, and the result (particularly the position of the virtual vehicle) is determined as the driving permission. Returned to the section setting section.
走行許可区間設定部３２２は、要求を行った車両が自律走行ダンプトラックであるか、仮想車両であるかを特に区別せずに、即ち両車両に対して同一の処理で走行許可区間の設定をする。またこれにより、現実に走行する自律走行ダンプトラックと、シミュレーション上の仮想車両についても、互いに衝突を防止するように管制制御される。 The travel-permitted section setting unit 322 sets the travel-permitted section with the same processing for both vehicles without particularly distinguishing whether the requesting vehicle is an autonomous traveling dump truck or a virtual vehicle. To do. Thereby, the autonomous traveling dump truck that actually travels and the virtual vehicle in the simulation are controlled and controlled so as to prevent collision with each other.
次に、図１６を参照して単一の搬送路の鉱山にて実車両と仮想車両が混走する場合について、管制サーバ３１のユーザインターフェース１２の表示装置に表示される画面を説明する。図１６は仮想車両の設定入力画面の一例を示す図である。図１６の画面１６０１には、鉱山内の積込場６１、放土場６２と、それらを結ぶ搬送路６０とを含む地図画面１６０２が表示される。走行許可区間設定部３２２は、表示装置３１６（図２参照）に画面１６０１を表するための制御も行う。本図では明示しないが、搬送路上には、座標データとして走行路と、その区間を表すためのノードが設定されている。走行許可区間設定部３２２は、マスタ地図データＤＢ３１４ａの地図データに実車両２０及び仮想車両７０の位置及び区間情報ＤＢ３１４ｂに格納された走行許可区間を重畳表示することにより、地図画面１６０２を生成・表示する。また、運搬車２０と仮想車両７０とは表示態様を変えて地図画面に重畳表示される。 Next, a screen displayed on the display device of the user interface 12 of the control server 31 when a real vehicle and a virtual vehicle run together in a mine of a single conveyance path will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a virtual vehicle setting input screen. On the screen 1601 in FIG. 16, a map screen 1602 including the loading place 61 and the earth release place 62 in the mine and the conveyance path 60 connecting them is displayed. The travel permission section setting unit 322 also performs control for displaying the screen 1601 on the display device 316 (see FIG. 2). Although not explicitly shown in the figure, a traveling path and nodes for representing the section are set as coordinate data on the transport path. The travel permission section setting unit 322 generates and displays a map screen 1602 by superimposing and displaying the travel permission sections stored in the section information DB 314b and the positions of the real vehicle 20 and the virtual vehicle 70 on the map data of the master map data DB 314a. To do. Further, the transport vehicle 20 and the virtual vehicle 70 are displayed in a superimposed manner on the map screen while changing the display mode.
図１６では、鉱山エリア内において、実車両２０−１〜２０−５の５台と、仮想車両７０−１〜７０−３の３台とが、それぞれ管制サーバ３１から指示された走行許可区間８１
−１〜８１−８に従って混走している。
In FIG. 16, in the mine area, five of the actual vehicles 20-1 to 20-5 and three of the virtual vehicles 70-1 to 70-3 are respectively permitted travel sections 81 instructed from the control server 31.
-1 to 81-8.
仮想車両を追加する際の処理について説明する。画面１６０１には、仮想車両アイコンを表示するツールボックス１６０３を表示する。ユーザがマウスカーソル１６０４により仮想車両アイコンを搬送路６０上において、走行許可区間が未設定の位置にドラッグする。 A process for adding a virtual vehicle will be described. On the screen 1601, a tool box 1603 for displaying a virtual vehicle icon is displayed. The user drags the virtual vehicle icon on the transport path 60 to the position where the travel permission section is not set with the mouse cursor 1604.
また、画面１６０１に、ノードＩＤの入力欄１６０５を設けてもよい。ユーザが入力欄１６０５にノードＩＤを入力すると、そのノードＩＤのＸ座標１６０６、Ｙ座標１６０７を仮想走行制御部３３２が地図データを参照して表示し、その位置に仮想車両のアイコンを表示してもよい。 In addition, a node ID input field 1605 may be provided on the screen 1601. When the user inputs a node ID in the input field 1605, the virtual travel control unit 332 displays the X coordinate 1606 and Y coordinate 1607 of the node ID with reference to the map data, and displays a virtual vehicle icon at that position. Also good.
仮想車両アイコンが地図画像に重畳表示された状態で、実行ボタン１６０８が操作されると、仮想走行制御部３３２及び走行シミュレーション部３３３を含む仮想車両シミュレーション部３３０が処理を開始する。 When the execution button 1608 is operated with the virtual vehicle icon superimposed on the map image, the virtual vehicle simulation unit 330 including the virtual travel control unit 332 and the travel simulation unit 333 starts processing.
上記の例では、実車両５台に対して仮想車両３台を加える構成としたが、実車両・仮想車両のそれぞれの台数は、管制サーバ３１の計算処理性能、あるいは通信手段の性能を越えない限り、任意に設定可能である。 In the above example, three virtual vehicles are added to five real vehicles, but the number of real vehicles and virtual vehicles does not exceed the calculation processing performance of the control server 31 or the performance of the communication means. As long as it can be set arbitrarily.
本実施形態によれば、実際に走行中の運搬車両の位置及び仮想車両の仮想位置を基に、運搬車両及び仮想車両に走行許可区間を設定するので、実際に運搬車両を走行させながら、仮想車両を追加した際の走行許可区間の設定可否の検証を行うことができる。またこの検証に際して、運搬車両を稼働させた状態を維持できるので、運搬車両の稼働停止に伴う鉱山の生産性の低下を抑制することができる。 According to the present embodiment, since the travel permission section is set for the transport vehicle and the virtual vehicle based on the position of the transport vehicle that is actually traveling and the virtual position of the virtual vehicle, the virtual travel is performed while actually traveling the transport vehicle. It is possible to verify whether or not a travel permission section can be set when a vehicle is added. Moreover, since the state which operated the conveyance vehicle can be maintained in this verification, the fall of the productivity of a mine accompanying the operation stop of a conveyance vehicle can be suppressed.
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、既存の地図データに、新たな走行路を追加するための検証を行う実施形態である。以下、図１７乃至図１９を参照して第二実施形態について説明する。図１７は、仮想走行路を追加するための画面表示例である。図１８は、第二実施形態の処理の概要を示すフローチャートである。図１９は、仮想走行路追加処理の詳細を示すフローチャートである。
<Second embodiment>
The second embodiment is an embodiment for performing verification for adding a new travel route to existing map data. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 19. FIG. 17 is a screen display example for adding a virtual travel path. FIG. 18 is a flowchart showing an overview of the processing of the second embodiment. FIG. 19 is a flowchart showing details of the virtual travel route addition process.
鉱山は、掘削が進むにつれて鉱石のある掘削場所が変化し、ショベルが掘削・積込みを実施する積込み場の位置も変化する。一般的に露天掘り鉱山においては、すり鉢状に掘削を進め、次第に深い位置での掘削を行うようになる。この掘削位置を変更する際、合わせてそこに至るまでの搬送路も生成しなければならない。自律走行ダンプトラックは、地図データを基にして自律走行を行うため、新しく生成した搬送路に対しては、合わせて地図データを生成する必要がある。また、生成した地図データは、そのデータに基づいて走行することで実際の搬送路を正しい位置で走行できるかどうかについてもあらかじめ確認し、システムの正常動作を確認する必要がある。そこで、本実施形態ではダンプを稼働させている状態を維持しつつ、新たな走行路を追加した場合の走行シミュレーションを行う。 In the mine, as the excavation progresses, the excavation site where the ore is located changes, and the position of the loading site where the excavator performs excavation and loading also changes. In general, in an open pit mine, digging proceeds in a mortar shape, and digging is gradually performed at a deeper position. When changing the excavation position, a transport path leading to the excavation position must also be generated. Since the autonomous traveling dump truck performs autonomous traveling based on the map data, it is necessary to generate map data for the newly generated conveyance path. In addition, it is necessary to confirm in advance whether or not the generated map data can travel on the actual conveyance path at the correct position by traveling based on the data, and confirm the normal operation of the system. Therefore, in the present embodiment, a running simulation is performed when a new running path is added while maintaining the state where the dump is operating.
図１７に仮想走行路追加処理で表示される画面表示例を示す。図１７の画面１７０２は、計画中の搬送路を含む鉱山にて実車両と仮想車両が混走する場合において、実際の走行路に仮想走行路を追加した際に管制サーバ３１の表示装置３１６に表示される画面である。実際の走行路と仮想走行路とは表示態様を変えて表示される。画面１７０２は、図１６で説明した積込場６１、放土場６２、搬送路６０の構成に加え、新たに仮想の積込場６８を設けている。放土場６２は積込場６１、６８からの運搬の共通の放土場とする。また、搬送路６０から分岐して仮想の搬送路６７を設け、積込場６８にアクセスできるようにし
ている。５台の自律走行ダンプトラック２０−１〜２０−５は、もともとある積込場６１と放土場６２の間を往復し、３台の仮想車両７０−１〜７０−３は仮想の積込場６８と放土場６２の間を往復する。
FIG. 17 shows a screen display example displayed in the virtual travel route addition process. The screen 1702 in FIG. 17 is displayed on the display device 316 of the control server 31 when a virtual travel path is added to the actual travel path when a real vehicle and a virtual vehicle are mixed running in a mine including a planned transport path. It is a screen to be. The actual travel path and the virtual travel path are displayed with different display modes. The screen 1702 is provided with a virtual loading place 68 in addition to the configuration of the loading place 61, the earthing place 62, and the transport path 60 described in FIG. 16. The dumping ground 62 is a common dumping ground for transporting from the loading places 61 and 68. In addition, a virtual transport path 67 is branched from the transport path 60 so that the loading place 68 can be accessed. Five autonomously traveling dump trucks 20-1 to 20-5 reciprocate between the original loading field 61 and the earthing field 62, and the three virtual vehicles 70-1 to 70-3 are virtually loaded. A round trip is made between the ground 68 and the earthing ground 62.
この仮想地図データ（積込場６８及び搬送路６７）を含む鉱山エリア内において、自律走行ダンプトラック２０−１〜２０−５、仮想車両７０−１〜７０−３は、それぞれ管制サーバ３１から指示された走行許可区間８１―１〜８１−８に従って走行する。 In the mine area including the virtual map data (loading place 68 and transport path 67), the autonomous traveling dump trucks 20-1 to 20-5 and the virtual vehicles 70-1 to 70-3 are each instructed from the control server 31. The vehicle travels according to the travel permitted sections 81-1 to 81-8.
次に図１８を参照して第二実施形態に係る処理の概要について説明する。なお図１８の各処理において第一実施形態（図９の各ステップ）と同処理については同じステップ番号を付け、重複説明を省略する。 Next, an overview of processing according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in each process of FIG. 18, the same step number is attached | subjected about the same process as 1st embodiment (each step of FIG. 9), and duplication description is abbreviate | omitted.
図１８に示すように、地図データ生成処理を行い（Ｓ９０１）、仮想の走行路を追加しない場合は（Ｓ１８０１／Ｎｏ）、第一実施形態と同様、ステップＳ９０２〜Ｓ９０７の処理を行う。 As shown in FIG. 18, map data generation processing is performed (S901), and when a virtual travel route is not added (S1801 / No), processing in steps S902 to S907 is performed as in the first embodiment.
生成された地図データに対して仮想の走行路を追加する場合（Ｓ１８０１／Ｙｅｓ）、仮想走行路追加処理を行う（Ｓ１８０２）。ここでいう仮想走行路追加処理とは、鉱山内に既に走行路が設定されている状態で、実際には存在しない搬送路や積込場、放土場の形状を設定する処理である。 When a virtual travel route is added to the generated map data (S1801 / Yes), a virtual travel route addition process is performed (S1802). The virtual travel path addition process here is a process for setting the shapes of the transport path, loading place, and earth release place that do not actually exist in a state where the travel path has already been set in the mine.
仮想走行路追加処理では、図１９に示すように、まず、地図データ生成部３２３が、例えば管制サーバ３１に外付けされた記憶装置から仮想地図設定の際に用いる鉱山の航空写真などの参考データと、既存の地図データ（マスタ地図データＤＢ３１４ａからでも仮想地図データＤＢ３３５のどちらに格納されたものでもよい）を読み込む（Ｓ１９０１）。参考データは、写真に限らず開発計画の鉱山地形の情報を持つＣＡＤデータなどでもよい。地図情報作成部３２３は、表示装置３１６の画面にこれらデータに基づく地図画像を表示する。地図画像には、航空写真等を用いた地形情報に、マスタ地図データＤＢ３１４ａ等に格納された地図データを重畳表示してもよい。 In the virtual route addition processing, as shown in FIG. 19, first, the map data generation unit 323 uses reference data such as an aerial photograph of a mine used when setting a virtual map from a storage device externally attached to the control server 31, for example. And existing map data (which may be stored in either the master map data DB 314a or the virtual map data DB 335) is read (S1901). The reference data is not limited to photographs, but may be CAD data having information on the mine topography of the development plan. The map information creation unit 323 displays a map image based on these data on the screen of the display device 316. In the map image, map data stored in the master map data DB 314a or the like may be superimposed and displayed on topographic information using aerial photographs or the like.
ユーザは入力装置３１７を用いて地図画像上に既存の走行路に対して追加する仮想走行路のノード座標をプロットする（Ｓ１９０２）。プロットされたノード座標は地図情報作成部３２３が格納する。 The user uses the input device 317 to plot the node coordinates of the virtual traveling road to be added to the existing traveling road on the map image (S1902). The plotted node coordinates are stored in the map information creation unit 323.
ユーザは入力装置３１７を用いてプロットしたノード間の接続関係を設定する（Ｓ１９０３）。例えば、１つのノードをクリックした後でそれに接続したいノードをクリックすることで設定してもよいし、２つのノードを選択して実行処理をすることで設定してもよい。またこの時、既存の地図データが含むノードから搬送路を分岐する場合は、既存の地図データとの接続関係を設定してもよい。 The user sets the connection relationship between the plotted nodes using the input device 317 (S1903). For example, it may be set by clicking one node and then clicking a node to be connected to it, or may be set by selecting two nodes and executing processing. At this time, when the conveyance path is branched from a node included in the existing map data, a connection relationship with the existing map data may be set.
ユーザは入力装置３１７を用いてプロットしたノードのパラメータを設定する（Ｓ１９０４）。これにより、プロットしたノードに積込み地点や放土地点などの、車両に指示を与えるための属性（図１１の符号１１０８に相当）を持たせる。 The user sets the parameter of the plotted node using the input device 317 (S1904). Thereby, the plotted nodes are given attributes (corresponding to reference numeral 1108 in FIG. 11) for giving instructions to the vehicle, such as loading points and release points.
最後に、地図データ生成部３２３は、生成された地図データを仮想地図データＤＢ３３５及びマスタ地図データＤＢ３１４ａに格納する（Ｓ１９０５）。このとき、実在しない（仮想の）ノード及びリンクは、実在するノード及びリンクとは弁別可能なデータとして定義する。例えば、車両ＩＤと同様、実在するノードＩＤ、リンクＩＤと仮想のノードＩＤ、リンクＩＤに両者を区別可能な文字を加えておき、シミュレーション走行において走行許可区間を設定する際、実車両は実在するノードＩＤだけを用いて走行許可区間を設定
し、仮想車両は実在するノードＩＤ及び仮想ノードＩＤの両者を用いて走行許可区間を設定する。
Finally, the map data generation unit 323 stores the generated map data in the virtual map data DB 335 and the master map data DB 314a (S1905). At this time, non-existing (virtual) nodes and links are defined as data that can be distinguished from existing nodes and links. For example, like a vehicle ID, a character that distinguishes both is added to an existing node ID, a link ID, a virtual node ID, and a link ID, and a real vehicle actually exists when setting a travel permission section in a simulation run The travel permission section is set using only the node ID, and the virtual vehicle sets the travel permission section using both the actual node ID and the virtual node ID.
上記で格納された地図データはあくまで仮想の走行路の情報であり、実際に開発した搬送路等における走行路のデータは改めてＧＰＳやレーザレーダ等のセンサによって、定められた地図生成の処理手順で生成する必要がある。 The map data stored above is only virtual travel route information, and the travel route data in the actually developed transport route etc. is newly determined by the map generation processing procedure determined by sensors such as GPS and laser radar. Need to be generated.
仮想走行路追加処理Ｓ１８０２を行ってから仮想車両と実車両とを混送させる管制制御処理では（図１８のステップＳ９０５）、走行許可区間設定部３２２が区間情報の車両ＩＤとノードＩＤ、リンクＩＤを基に仮想車両は仮想地図データを参照して仮想走行路に走行許可区間を設定し、実車両に対しては実地図データを参照し、実在する走行路上に走行許可区間を設定する。 In the control control process in which the virtual vehicle and the real vehicle are mixedly transmitted after the virtual travel path addition process S1802 is performed (step S905 in FIG. 18), the travel permission section setting unit 322 includes the vehicle ID, the node ID, and the link ID of the section information. Based on this, the virtual vehicle refers to the virtual map data to set a travel permitted section on the virtual travel path, and for the real vehicle, refers to the real map data and sets the travel permitted section on the actual travel path.
なお、ダンプ地図データＤＢ２０４ａは、実地図データのみを記憶しており、自律走行制御部２７０は位置算出装置２２０の位置データと実地図データとを比較しながら走行制御し、両者が一致しない場合は停車するので、仮想走行路上に実車両が迷い込むことは回避できる。 Note that the dump map data DB 204a stores only actual map data, and the autonomous traveling control unit 270 performs traveling control while comparing the position data of the position calculation device 220 and the actual map data, and the two do not match. Since the vehicle stops, it is possible to avoid a real vehicle from getting lost on the virtual travel path.
本実施形態によれば、運搬車両は実際の走行路に設定された走行許可区間に従って走行し、仮想車両は仮想の走行路に設定された走行許可区間に従って走行するので、運搬車両が仮想の走行路に間違って侵入することがない。そして、既存の搬送路に加え、実在しない搬送路等における走行路を事前に想定して仮想の地図データを生成し、それに基づいて実車両と仮想車両が管制制御に基づき走行するようなシステム構成とすることにより、開発計画中である搬送路を実際に開発し、新規車両を導入した場合の管制制御、および既存の実車両の動作を事前に確認することが可能となる。 According to the present embodiment, the transport vehicle travels according to the travel permission section set on the actual travel path, and the virtual vehicle travels according to the travel permission section set on the virtual travel path. There is no mistaken entry into the road. Then, in addition to the existing conveyance path, a system configuration in which a virtual map data is generated in advance assuming a traveling path on a non-existing conveyance path, and the actual vehicle and the virtual vehicle travel based on the control control based on the virtual map data. By doing so, it becomes possible to actually develop the conveyance path under development plan, and to confirm in advance the control of the new vehicle and the operation of the existing actual vehicle.
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、自律走行ダンプトラックの実際の走行データ、又はユーザからの入力操作に基づき仮想車両の走行モデルを修正する実施形態である。以下図２０及び図２１を参照して第三実施形態について説明する。図２０は、第三実施形態に係る管制サーバ３１の機能ブロック図である。図２１は、第三実施形態で表示される画面表示例である。
<Third embodiment>
The third embodiment is an embodiment in which a traveling model of a virtual vehicle is corrected based on actual traveling data of an autonomous traveling dump truck or an input operation from a user. Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a functional block diagram of the control server 31 according to the third embodiment. FIG. 21 is a screen display example displayed in the third embodiment.
図２０に示すように、管制サーバ３１は、第一実施形態の管制サーバ３１の構成に加え、走行中の前記運搬車両から受信した当該運搬車両の走行データを用いて、仮想車両の挙動が前記実車両の挙動と一致するように、走行パラメータを修正する走行パラメータ修正部３５０を更に備える。走行パラメータとは、仮想車両の挙動に影響を与えるパラメータであって、例えば、車両の重量、加速度、勾配、路面の摩擦係数μ等を修正する。摩擦係数μの設定は、その点における車輪の回転数とトルクとを用いて設定する。 As shown in FIG. 20, in addition to the configuration of the control server 31 of the first embodiment, the control server 31 uses the travel data of the transport vehicle received from the transport vehicle that is traveling, so that the behavior of the virtual vehicle is A travel parameter correction unit 350 that corrects the travel parameters so as to match the behavior of the actual vehicle is further provided. The travel parameter is a parameter that affects the behavior of the virtual vehicle. For example, the vehicle weight, acceleration, gradient, road friction coefficient μ, and the like are corrected. The friction coefficient μ is set using the rotational speed and torque of the wheel at that point.
実車両２０は、走行中に車載センサ２３０により検出した車両の座標に応じた速度や加速度、傾き、荷重センサのデータなどを一時的に記録する走行データ格納部（不図示）を備える。車両２０は、走行中に車載センサ２３０からの出力を、無線通信回線４０を介して送信する。 The actual vehicle 20 includes a travel data storage unit (not shown) that temporarily records speed, acceleration, inclination, load sensor data, and the like corresponding to the vehicle coordinates detected by the in-vehicle sensor 230 during travel. The vehicle 20 transmits the output from the in-vehicle sensor 230 via the wireless communication line 40 while traveling.
走行パラメータ修正部３５０は、センサの値を受信し、その値を基に仮想車両７０が自律走行ダンプトラック２０と異なる走行の仕方をする地点を特定し、その地点における勾配や車両の加速度から、仮想車両７０がより実際の車両に近い挙動になるよう、仮想車両の走行パラメータを算出する。そして、走行シミュレーション部３３３の走行パラメータを算出値に修正する。これにより、仮想車両の挙動を走行中の運搬車両の挙動により近づけることができ、シミュレーション結果の信頼性をより高くすることができる。 The traveling parameter correction unit 350 receives the sensor value, identifies a point where the virtual vehicle 70 travels differently from the autonomous traveling dump truck 20 based on the value, and determines the gradient or acceleration of the vehicle from the point. The travel parameters of the virtual vehicle are calculated so that the virtual vehicle 70 behaves more like an actual vehicle. Then, the travel parameter of the travel simulation unit 333 is corrected to the calculated value. Thereby, the behavior of the virtual vehicle can be brought closer to the behavior of the traveling transport vehicle, and the reliability of the simulation result can be further increased.
また、走行モデルの他の修正例として、入力装置３１７からユーザが走行パラメータを入力できるように構成してもよい。図２１に、走行パラメータの入力画面例を示す。図２１の画面２１０１は、車両スペックを規定するパラメータの入力画面を示す。車両スペックのうち、仮想車両の挙動に影響を与えるパラメータ例として、車体重量、最大積載量、ホイールベース、最小回転半径を例示したが、走行パラメータはこれに限定されない。例えば、加速度、減速度（制動量）、操舵速度などがあってもよい。走行シミュレーション部３３３は、画面２１０１から走行パラメータが入力され、実行ボタン２１０２が操作されると、走行シミュレーション部３３３で用いる走行パラメータを入力値に更新する。そして、走行シミュレーション部３３３は入力値を用いて仮想車両の走行シミュレーションを行う。その際も、実車両２０から受信したセンサ値に基づいて、走行路の状態に由来するパラメータ、例えば路面の勾配や摩擦係数を随時修正してもよい。 As another modification example of the travel model, the user may input travel parameters from the input device 317. FIG. 21 shows an example of a travel parameter input screen. A screen 2101 in FIG. 21 shows a parameter input screen for defining vehicle specifications. In the vehicle specifications, as examples of parameters that affect the behavior of the virtual vehicle, the vehicle body weight, the maximum loading capacity, the wheel base, and the minimum turning radius are illustrated. However, the travel parameters are not limited thereto. For example, there may be acceleration, deceleration (braking amount), steering speed, and the like. When a travel parameter is input from the screen 2101 and the execution button 2102 is operated, the travel simulation unit 333 updates the travel parameter used in the travel simulation unit 333 to an input value. Then, the travel simulation unit 333 performs a travel simulation of the virtual vehicle using the input value. At that time, based on the sensor value received from the actual vehicle 20, parameters derived from the state of the traveling road, for example, the gradient of the road surface and the friction coefficient may be corrected as needed.
また、路面の摩擦係数を規定する走行パラメータ、例えば車輪回転数やトルクは、走行路のノード、リンクごとに異なるので、ノードＩＤやリンクＩＤを指定して走行パラメータを設定できるように構成してもよい。 In addition, the travel parameters that define the friction coefficient of the road surface, for example, the wheel rotation speed and torque are different for each node and link on the travel road, so that the travel parameters can be set by specifying the node ID and link ID. Also good.
図２１の例では、ユーザが走行パラメータを修正できるようにすることで、実車両により近い状態での走行シミュレーションや、実車両とは異なるスペックの車両を新規に投入した際のシミュレーションが行える。 In the example of FIG. 21, by enabling the user to correct the travel parameters, it is possible to perform a travel simulation in a state closer to the actual vehicle or a simulation when a vehicle having a specification different from that of the actual vehicle is newly introduced.
＜第四実施形態＞
本実施形態は、仮想車両シミュレーション時において仮想車両が特定の動作を瞬時に終わらせたように処理を行う（スキップ処理を行う）実施形態である。以下、図２２及び図２３を参照して第四実施形態について説明する。図２２は、仮想車両に対して積込場において設定される走行許可区間を時系列に沿って記載した区間情報の例である。図２３は、仮想車両をスキップ処理した際の区間情報の例を示す図であって、（ａ）はスキップ処理のみを行った状態を示し、（ｂ）はスキップ処理時にタイムラグ調整処理を行った状態を示す。
<Fourth embodiment>
The present embodiment is an embodiment in which a process is performed (a skip process is performed) so that the virtual vehicle immediately ends a specific operation during the virtual vehicle simulation. Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 22 and 23. FIG. 22 is an example of the section information in which the travel permission sections set in the loading place for the virtual vehicle are described in time series. FIG. 23 is a diagram illustrating an example of section information when a virtual vehicle is skipped. FIG. 23A illustrates a state where only skip processing is performed, and FIG. 23B illustrates time lag adjustment processing performed during skip processing. Indicates the state.
走行許可区間設定部３２２はスキップ処理をしない場合では、実車両と同スペックの仮想車両に対して、図２２に示すように、「フェーズ１：待機位置で待機中」、「フェーズ２；待機位置での待機から積込位置に向かって走行中」、「フェーズ３：積込作業中（停車中）」、「フェーズ４：積込位置から出口に向かって出発中」、「フェーズ５：出口から放土場に向かって走行」するための走行許可区間を実車両に対する動作と同様のタイミングで設定する。 When the skip permission section setting unit 322 does not perform the skip process, as shown in FIG. 22, for the virtual vehicle having the same specifications as the real vehicle, “Phase 1: Waiting at the standby position”, “Phase 2; "While traveling from standby to loading position", "Phase 3: Loading work (stopped)", "Phase 4: Departing from loading position toward exit", "Phase 5: From exit A travel-permitted section for “running toward the earth” is set at the same timing as the operation for the actual vehicle.
しかし、仮想車両に対し、図２２に示す各走行許可区間を実車両と同じ時間を空けて設定すると、例えば積込作業中は実際にはショベルが稼働できずに鉱山の生産性が低下する。 However, if each travel permission section shown in FIG. 22 is set for the virtual vehicle at the same time as the actual vehicle, for example, during the loading operation, the excavator cannot actually be operated, and the productivity of the mine is reduced.
そこで、走行許可区間設定部３２２は仮想車両に対しては、例えばフェーズ１，２，３は瞬時に終了したものとし、フェーズ１からフェーズ４にスキップさせ、フェーズ１の走行許可区間を設定した後、フェーズ４の走行許可区間を設定してもよい（図２３の（ａ）参照）。 Therefore, for the virtual vehicle, the travel permission section setting unit 322 assumes that, for example, phases 1, 2, and 3 have ended instantaneously, skips from phase 1 to phase 4, and sets the travel permission section of phase 1 Further, a travel permission section of phase 4 may be set (see FIG. 23A).
但し、図２３の（ａ）に示すように、仮想車両の前に位置する車両との関係上、フェーズ４にスキップした場合、直前車両の位置を飛び越えてしまう場合がある（図２３の（ａ）の車両ＩＤ：Ｖ０１、Ｒ０４参照）。この場合、実車両と仮想車両との前後関係が変わり、走行シミュレーションの正確性に支障をきたすことがある。 However, as shown in (a) of FIG. 23, due to the relationship with the vehicle positioned in front of the virtual vehicle, when skipping to Phase 4, the position of the immediately preceding vehicle may be jumped ((a of FIG. 23 ) Vehicle ID: see V01, R04). In this case, the front-rear relationship between the real vehicle and the virtual vehicle changes, which may hinder the accuracy of the travel simulation.
そこで、管制サーバ３１にタイマーを備え、走行許可区間設定部３２２は、スキップ処理に際して仮想車両が直前車両（特に実車両）を飛び越さない時間を計測してから、スキップ処理を行うように構成してもよい。図２３の（ｂ）は、仮想車両（Ｖ０１）の直前の実車両（Ｒ０４）が積込場の出口から退出してから、仮想車両（Ｖ０１）のスキップ処理を行った際の区間情報を示す。この区間情報では、仮想車両（Ｖ０１）と直前の実車両（Ｒ０４）との前後関係が維持される。走行許可区間設定部３２２は、計時処理に代わり、直前の実車両（Ｒ０４）から受信する現在位置が出口を退出したことを確認して、スキップ処理を実行してもよい。 Therefore, the control server 31 includes a timer, and the travel permission section setting unit 322 is configured to perform the skip process after measuring the time during which the virtual vehicle does not jump over the immediately preceding vehicle (particularly the actual vehicle) during the skip process. May be. FIG. 23B shows section information when the virtual vehicle (V01) is skipped after the real vehicle (R04) immediately before the virtual vehicle (V01) leaves the exit of the loading area. . In this section information, the anteroposterior relationship between the virtual vehicle (V01) and the immediately preceding real vehicle (R04) is maintained. The travel permission section setting unit 322 may execute the skip process after confirming that the current position received from the immediately preceding actual vehicle (R04) has exited the exit, instead of the timing process.
本実施形態によれば、仮想シミュレーション時におけるショベルの不稼働時間をより短くし、シミュレーションが実際の鉱山の稼働状況に与える影響を減らすことができる。 According to the present embodiment, the excavator downtime during the virtual simulation can be further shortened, and the influence of the simulation on the actual mine operating status can be reduced.
上記各実施形態は、本発明の実施態様の一例を示すにすぎず、本発明を限定するものではない。実施形態には上記に記載したもの他、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な変形例があり、それらも本発明に含まれるものである。 Each above-mentioned embodiment is only an example of the embodiment of the present invention, and does not limit the present invention. In addition to what has been described above, the embodiment includes various modifications within the scope not changing the gist of the present invention, and these are also included in the present invention.
例えば、図１６の仮想車両を追加するＧＵＩでは走行路上に仮想車両を追加したが、仮想車両を追加する操作を行うと、予め決められた出発点、例えば駐機場から仮想車両が出発するように構成してもよい。 For example, in the GUI for adding a virtual vehicle in FIG. 16, a virtual vehicle is added on the travel path. However, when an operation for adding a virtual vehicle is performed, the virtual vehicle starts from a predetermined starting point, for example, a parking lot. It may be configured.
また第四実施形態のスキップ動作例として積込動作に関するものを例示したが、放土動作に関連する動作をスキップしてもよい。 Moreover, although the thing regarding the loading operation | movement was illustrated as an example of the skip operation | movement of 4th embodiment, you may skip the operation | movement relevant to a earthing operation | movement.
更に、図１６、図１７の表示画面において、走行許可区間が設定できない状況が生じると警告表示を行うようにしてもよい。この場合も、仮想車両及び直後の後続車両（実車両、及び仮想車両を含む）に対して上記状況が生じた場合に限定してもよい。これにより、仮想車両を追加したことに起因する走行許可区間設定不可な状況が把握しやすくなり、自律走行システムの動作検証に好適な表示画面を提供できる。 Furthermore, on the display screens of FIGS. 16 and 17, a warning display may be performed when a situation in which the travel permission section cannot be set occurs. In this case as well, the above situation may be limited to the virtual vehicle and the immediately following vehicle (including the real vehicle and the virtual vehicle). Thereby, it becomes easy to grasp the situation in which the travel permission section cannot be set due to the addition of the virtual vehicle, and a display screen suitable for the operation verification of the autonomous travel system can be provided.
１：自律走行システム
２０、２０−１、２０−２：自律走行ダンプ（実車両）
３１：管制サーバ（管制制御装置）
７０、７０−１、７０−２：仮想車両
1: Autonomous traveling system 20, 20-1, 20-2: Autonomous traveling dump (actual vehicle)
31: Control server (control control device)
70, 70-1, 70-2: Virtual vehicle
Claims (9)
実在する走行路を規定した実地図データを記憶する地図データ記憶部と、
前記走行路を仮想的に走行する仮想車両の設定操作を受け付ける入力部と、
前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記実地図データを用いて、前記仮想車両が前記走行路を走行した際の走行状態のシミュレーションを行う仮想車両シミュレーション部と、
前記運搬車両と無線通信を行うことにより、前記走行路を自律走行中の前記運搬車両の位置情報を受信する通信部と、
前記運搬車両の位置情報、前記実地図データ、及び前記仮想車両の走行状態に基づいて、前記運搬車両及び前記仮想車両の其々に対し、各車両の走行を許可する前記走行路の部分区間からなる走行許可区間を設定する走行許可区間設定部と、を備え、
前記通信部は、前記運搬車両に対し、当該運搬車両に対して設定された走行許可区間を送信し、前記仮想車両シミュレーション部は、前記仮想車両に対して設定された前記走行許可区間に従って前記走行路を走行した際のシミュレーションを行い、その結果を前記走行許可区間設定部に返す、
ことを特徴とする管制制御装置。 A control device that controls the traveling of a transport vehicle that autonomously travels along a predetermined traveling path within a mine premises,
A map data storage unit for storing real map data defining an actual travel route;
An input unit that receives a setting operation of a virtual vehicle that virtually travels on the travel path;
A virtual vehicle simulation unit that performs a simulation of a running state when the virtual vehicle travels on the travel path, using travel parameters that define the behavior of the virtual vehicle and the real map data;
A communication unit that receives position information of the transport vehicle autonomously traveling on the travel path by performing wireless communication with the transport vehicle;
Based on the position information of the transport vehicle, the actual map data, and the travel state of the virtual vehicle, from the partial section of the travel path that permits the travel of each vehicle for the transport vehicle and the virtual vehicle, respectively. A travel permission section setting unit that sets a travel permission section to be,
The communication unit transmits a travel permission section set for the transport vehicle to the transport vehicle, and the virtual vehicle simulation unit travels according to the travel permission section set for the virtual vehicle. Perform a simulation when traveling on the road, and return the result to the travel permission section setting unit,
A control device characterized by that.
前記入力部は、前記実在する走行路に接続する、実在しない仮想の走行路を追加する設定操作を更に受け付け、
前記地図データ生成部は、前記実在する走行路及び前記仮想の走行路を規定する仮想地図データを生成し、
前記地図データ記憶部は、前記仮想地図データを記憶し、
前記走行許可区間設定部は、前記仮想地図データに基づいて、前記運搬車両に対する走行許可区間は、前記実在する走行路に設定し、前記仮想車両に対する走行許可区間は、前記実在する走行路及び前記仮想の走行路の少なくとも一方に設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 A map data generation unit that generates map data that defines the travel route;
The input unit further accepts a setting operation for adding a non-existing virtual traveling path connected to the existing traveling path,
The map data generation unit generates virtual map data that defines the actual travel route and the virtual travel route;
The map data storage unit stores the virtual map data,
The travel permission section setting unit sets, based on the virtual map data, a travel permission section for the transport vehicle to the actual travel path, and the travel permission section for the virtual vehicle includes the actual travel path and the Set it to at least one of the virtual driving paths,
The control control apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 A travel parameter correction unit that corrects the travel parameter so that the behavior of the virtual vehicle matches the behavior of the real vehicle, using the travel data of the transport vehicle received from the transport vehicle being traveled by the communication unit. Further comprising
The control control apparatus according to claim 1.
前記仮想車両シミュレーション部は、前記シミュレーションにおいて、前記仮想車両が前記積込場の入口で待機する待機動作、前記入口から前記積込位置へ向かう走行動作、及び前記積込位置における停車動作、のうち少なくとも一つの動作は、前記運搬車両が実際に同じ動作を行ったときに要する時間よりも短い時間で終わらせる、
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 The actual traveling path is a traveling path connected to a loading field including a loading position where loading of a load is performed on the transport vehicle,
In the simulation, the virtual vehicle simulation unit includes a standby operation in which the virtual vehicle waits at an entrance of the loading site, a traveling operation from the entrance to the loading position, and a stopping operation at the loading position. At least one operation is completed in a time shorter than the time required when the transport vehicle actually performs the same operation;
The control control apparatus according to claim 1.
前記走行パラメータに基づいて前記仮想車両の加減速を含む挙動及び位置を計算する走行シミュレーション部と、
前記走行シミュレーション部の計算結果に基づいて、前記仮想車両の位置を算出するセンサシミュレーション部と、
前記仮想車両に対して設定された走行許可区間及び前記仮想車両の位置に基づいて、前
記仮想車両を走行させるための加減速の制御指令を前記走行シミュレーション部に対して行う仮想走行制御部と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 The virtual vehicle simulation unit
A travel simulation unit for calculating behavior and position including acceleration / deceleration of the virtual vehicle based on the travel parameters;
Based on the calculation result of the travel simulation unit, a sensor simulation unit that calculates the position of the virtual vehicle;
A virtual travel control unit that performs an acceleration / deceleration control command for running the virtual vehicle to the travel simulation unit based on the travel permission section set for the virtual vehicle and the position of the virtual vehicle; including,
The control control apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項５に記載の管制制御装置。 The sensor simulation unit has an error based on a value actually calculated by a position calculation device mounted on the transport vehicle with respect to the position of the virtual vehicle calculated by the traveling simulation unit, and a positioning radio wave from a positioning satellite. Correct using at least one of the errors according to the capture status of
The control control apparatus according to claim 5, wherein:
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 On the map image indicating the actual travel route, the transport vehicle and the virtual vehicle respectively correspond to the travel positions of the transport vehicle and the virtual vehicle on the travel route included in the map image. Further comprising a display unit that superimposes and changes the display mode of the image showing
The control control apparatus according to claim 1.
前記仮想シミュレーション部は、前記設定された走行パラメータを用いて前記仮想車両の走行シミュレーションを行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の管制制御装置。 The input unit further accepts at least one setting operation of the virtual vehicle weight, maximum load capacity, wheel base, minimum turning radius, speed, acceleration, wheel rotation speed, and torque as the travel parameter,
The virtual simulation unit performs a travel simulation of the virtual vehicle using the set travel parameters.
The control control apparatus according to claim 1.
実在しない走行路である仮想の走行路を規定する仮想地図データを生成するステップと、
前記仮想の走行路を走行する実在しない車両である仮想車両の設定操作を受け付けるステップと、
前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記仮想地図データを用いて、前記仮想車両に前記仮想の走行路を走行させるシミュレーション処理を実行するステップと、
前記仮想地図データを、前記運搬車両が実際に自律走行する際に用いる実地図データとして格納するステップと、
前記実地図データに基づく実在の走行路上を仮想的に走行する仮想車両の設定入力を受け付けるステップと、
前記仮想車両の挙動を規定する走行パラメータ及び前記実地図データを用いて、前記仮想車両が前記実在の走行路を仮想的に走行した際の走行状態のシミュレーションを行うステップと、
前記実在の走行路を走行する前記運搬車両から当該運搬車両の位置情報を取得するステップと、
前記運搬車両の位置情報、前記実地図データ、及び前記仮想車両の走行状態に基づいて、前記運搬車両及び前記仮想車両の其々に対し、各車両の走行を許可する前記走行路の部分区間からなる走行許可区間を設定するステップと、
を含むことを特徴とする運搬車両の走行シミュレーション方法。 A traveling simulation method for a transport vehicle that autonomously travels along a predetermined traveling path within a mine premises,
Generating virtual map data defining a virtual travel path that is a non-existing travel path;
Receiving a setting operation of a virtual vehicle that is a non-existent vehicle traveling on the virtual traveling path;
Executing a simulation process for causing the virtual vehicle to travel on the virtual travel path, using the travel parameters defining the behavior of the virtual vehicle and the virtual map data;
Storing the virtual map data as real map data used when the transport vehicle actually travels autonomously;
Receiving a setting input of a virtual vehicle that virtually travels on an actual travel path based on the real map data;
Using the travel parameters that define the behavior of the virtual vehicle and the real map data, performing a simulation of the travel state when the virtual vehicle travels virtually on the actual travel path;
Obtaining positional information of the transport vehicle from the transport vehicle traveling on the actual travel path;
Based on the position information of the transport vehicle, the actual map data, and the travel state of the virtual vehicle, from the partial section of the travel path that permits the travel of each vehicle for the transport vehicle and the virtual vehicle, respectively. A step for setting a permitted travel section;
A traveling simulation method for a transport vehicle, comprising:
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