JP6617192B2 - 作業機械の管理システム、及び作業機械 - Google Patents
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Description
<鉱山機械の管理システムの概要>
図1は、実施形態1に係る鉱山機械4の管理システム1の一例を示す図である。図2は、実施形態1に係る鉱山機械4の管理システム1が適用される鉱山の一例を示す平面図である。
次に、管制施設7に配置される管理装置10について説明する。管理装置10は、ダンプトラック2に対してデータ及び指令信号を送信し、ダンプトラック2からデータを受信する。図1に示すように、管理装置10は、コンピュータ11と、表示装置16と、入力装置17と、無線通信装置18とを備える。
次に、他の鉱山機械3について説明する。他の鉱山機械3は、ダンプトラック2以外の鉱山機械であり、作業者の操作により作動する。他の鉱山機械3は、CPUを含みかつ作業内容に関する各種の処理を実行する処理装置と、GPS位置を検出するGPS受信器と、管制施設7の無線通信装置18とデータを送受信する無線通信装置とを備える。他の鉱山機械3は、所定時間毎に自機のGPS位置を管制施設7の無線通信装置18に送信する。
次に、ダンプトラック2について説明する。図4は、実施形態1に係るダンプトラック2の制御ブロック図である。図5は、実施形態1に係るダンプトラック2のハードウエア構成図である。図6は、実施形態1に係るダンプトラック2の非接触センサ24の正面図である。図7は、非接触センサ24のレーザセンサ24Bの検出エリアを示す平面図である。図8は、非接触センサ24のレーザセンサ24Bの検出エリアを示す側面図である。
次に、制御システム30を説明する。図9は、実施形態1に係る、GPS走行モードにおいて制御システム30の走行コントローラ20が位置及び方位を演算する方法を説明する図である。図10は、実施形態1に係る、照合航法走行モードにおいて制御システム30の照合航法位置計測コントローラ33の照合航法位置演算部33Bが位置及び方位を検出する方法を説明する図である。図13は、実施形態1に係る制御システム30のマップ保存用データベース36に記憶されるマップデータMIの一部を示す図である。図14は、図13中のXIV部を拡大して示す図である。
走行コントローラ20は、CPU(Central Processing Unit)と、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)と、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)と、不揮発性メモリと、を備える。走行コントローラ20は、後述するが、GPS受信器31で検出されたダンプトラック2のGPS位置を示す位置データ及び照合航法位置計測コントローラ33の照合航法位置演算部33Bで算出されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データを受信し、両者の少なくとも一方に基づいて、コースデータによって規定された走行経路RPに従ってダンプトラック2を自律走行させる。
図4に示すように、照合航法位置計測コントローラ33は、判定部33Aと、照合航法位置演算部33Bと、マップデータ作成部33Cと、記憶部33Dとを備える。
次に、実施形態1に係るダンプトラック2の走行モードの一例について説明する。図15は、実施形態1に係る制御システム30のフローチャートの一例である。図16は、図15のステップST4のフローチャートの一例である。図17は、実施形態1に係るマップ保存用データベース36から記憶部33Dに読み込まれたマップデータMIの一部領域の一例を示す図である。図18は、実施形態1に係る制御システム30のレーザセンサ24Bが現実に検出した検出結果の一例を示す図である。図19は、実施形態1に係る制御システム30のレーザセンサ24Bが現実に検出した検出結果に基づいて照合航法位置演算部33Bが自車両の位置及び方位を算出した状態の一例を示す図である。
上述したように、ダンプトラック2が走行経路RPを走行する場合、推測航法により導出されたダンプトラック2の位置及び方位が、GPS走行モードの場合ではGPS受信器31により検出されたGPS位置に基づいて、照合航法走行モードの場合では照合航法位置演算部33Bにより算出された位置及び方位に基づいてダンプトラック2の現在位置及び方位が補正される。以下の説明においては、GPS受信器31により検出された検出データであるGPS位置を使ってダンプトラック2の走行を制御することを適宜、GPS走行、と称し、照合航法位置演算部33Bにより算出された位置及び方位を使ってダンプトラック2の走行を制御することを適宜、照合航法走行、と称する。
以上説明したように、実施形態1によれば、鉱山における作業場PAのマップデータが作成されていない場合、ダンプトラック2のレーザセンサ24Bの検出エリアに作業場PAの土手BKが配置されるように、作業場PAにおける走行経路RPを規定する第2の走行経路RPbが設定される。これにより、ダンプトラック2を第2の走行経路RPbに従って走行させて、マップデータ作成処理を実施することができる。作業場PAのマップデータが作成されることにより、電離層シンチレーションが発生した場合であっても、ダンプトラック2は作業場PAにおいて照合航法走行することができる。これにより、鉱山におけるダンプトラック2の生産性の低下を抑制することができる。
なお、管理装置10における記憶装置13は、鉱山において複数のダンプトラック2が走行する場合、第1のダンプトラック2に設けられているGPS検出器31の検出データとレーザセンサ24Bの検出データとに基づいて作成された第1マップデータと、第2のダンプトラック2に設けられているGPS検出器31の検出データとレーザセンサ24Bの検出データとに基づいて作成された第2マップデータとを統合して、統合マップデータを作成してもよい。第1のダンプトラック2によって作成された第1マップデータと、第2のダンプトラック2によって作成された第2マップデータとは、通信システム9を介して、統合部として機能する管理装置10に送信される。これにより、記憶装置13は、第1マップデータと第2マップデータとを統合して統合マップデータを作成することができる。
2 ダンプトラック(鉱山機械)
2E 内燃機関
2G 発電機
2S 操舵装置
3 他の鉱山機械
4 鉱山機械
5 測位衛星
6 中継器
7 管制施設
9 通信システム
10 管理装置
11 コンピュータ
12 処理装置(コースデータ作成部)
13 記憶装置
13B データベース
15 入出力部
16 表示装置
17 入力装置
18 無線通信装置
18A アンテナ
19 GPS基地局
19A アンテナ
19B 送受信装置
19C アンテナ
20 走行コントローラ(走行制御部)
21 車両本体
22 ベッセル
23 車輪
23B 制動装置
23F 前輪
23M 電動機
23R 後輪
24 非接触センサ
24A レーダ
24B レーザセンサ
26 ジャイロセンサ
27 速度センサ
29 インターフェース
30 ナビゲーションシステム
31 GPS受信器(位置検出装置)
31A アンテナ
31B アンテナ
32 走行経路作成装置
32A 経路位置記憶部
33 位置計測コントローラ
33A 判定部
33B 照合航法位置演算部(位置演算部)
33C マップデータ作成部
33D 記憶部(第2記憶部)
33E マップ判定部
34 無線通信装置
34A アンテナ
35 第1信号線
36 マップ保存用データベース
37A 第2通信線
37B 第3通信線
38 観測点座標変換部
39 観測点利用可能判断部
40 安全コントローラ
41 ゲートウェイコントローラ
321 入出力部
322 演算処理装置
323 主記憶装置(第2記憶部)
324 外部記憶装置
325 外部記憶装置(第1記憶部)
331 入出力部
332 演算処理装置
333 主記憶装置(第2記憶部)
334 外部記憶装置
335 外部記憶装置(第1記憶部)
BK 土手
CR 破砕機
DPA 排土場
GR グリッド
HL 搬送路
IAH 照射エリア
IAV 照射エリア
IS 交差点
KF カルマンフィルタ
LPA 積込場
MI マップデータ
MIf 特定マップデータ
MIm 管理マップデータ
MIp 分割マップデータ
RP 走行経路
Claims (10)
- 作業場を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、
前記作業場にある物体を非接触で検出する非接触センサと、
前記位置検出装置の検出データ及び前記非接触センサの検出データに基づいて、前記作業場にある前記物体の有無及び位置情報を蓄積するマップデータと、
前記作業機械が走行する走行経路を生成する走行経路生成部と、
前記マップデータの完成度を特定する特定部と、を備え、
前記走行経路生成部は、前記特定部により特定された前記マップデータの完成度に基づいて、前記作業機械が走行する前記走行経路を生成する、
作業機械の管理システム。 - 走行経路生成部は、少なくとも前記作業場における第1位置から第2位置まで中央領域を走行する第1の走行経路と、前記作業場における前記第1位置から前記第2位置まで外周領域を走行する第2の走行経路とを有しており、
前記走行経路生成部は、前記特定部が、前記第2の走行経路におけるマップデータの完成度が低いと判定した場合に、前記作業機械に優先的に前記第2の走行経路を通過させるように走行経路を生成する、
請求項1に記載の作業機械の管理システム。 - 前記マップデータの完成度が低い第2の走行経路は、前記非接触センサが前記物体を検出不可能な走行経路、前記マップデータを作成不可能な走行経路、前記第2の走行経路の傍らに前記物体が検出された領域の割合が所定値以下の走行経路、前記作業機械が前記第2の走行経路を走行した回数が所定回数以下の走行経路、の少なくとも一つを含む、
請求項2に記載の作業機械の管理システム。 - 前記非接触センサの検出結果と前記マップデータを照合させることにより前記作業機械の位置を演算する照合航法位置演算部を備え、
前記照合航法位置演算部は、演算結果における推定精度又は尤度を算出し、
前記特定部は、前記推定精度又は前記尤度の算出結果に基づいてマップデータの完成度を特定し、
前記走行経路生成部は、前記特定部により特定された前記マップデータの完成度に基づいて、前記作業機械が走行する前記走行経路を生成する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。 - 前記マップデータの完成度を、エリア毎または走行経路毎を指定する指定部を備え、
前記特定部は、前記指定部からのマップデータの完成度の情報に基づいて、前記マップデータの完成度を特定する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。 - 第1作業機械と第2作業機械とを備え、
前記第1作業機械に設けられている前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて作成された第1マップデータと、前記第2作業機械に設けられている前記位置検出装置の検出データと前記非接触センサの検出データとに基づいて作成された第2マップデータとを統合して統合マップデータを作成する統合部を備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。 - 前記特定部が、前記作業場における前記マップデータの完成度が高いと判定すると、前記走行経路生成部は、前記作業機械が前記作業場を走行する走行経路を、第1の走行経路にする、
請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の作業機械の管理システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の作業機械の管理システムを備える作業機械。
- 作業場を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、
前記作業場にある物体を非接触で検出する非接触センサと、
前記位置検出装置の検出データ及び前記非接触センサの検出データに基づいて、前記作業場にある前記物体の有無及び位置情報を蓄積するマップデータと、
前記作業場における第1位置から第2位置まで中央領域を走行する第1の走行経路と、前記作業場における前記第1位置から前記第2位置まで外周領域を走行する第2の走行経路とを有し、前記作業機械が走行する走行経路を生成する走行経路生成部と、
前記第2の走行経路におけるマップデータの完成度を指定する指定部と、を備え、
前記走行経路生成部は、前記指定部からの情報に基づいて、前記作業機械に優先的に前記第2の走行経路を通過させるように走行経路を生成する、
作業機械の管理システム。 - 作業場を走行する作業機械の位置を検出する位置検出装置と、
前記作業場にある物体を非接触で検出する非接触センサと、
前記位置検出装置の検出データ及び前記非接触センサの検出データに基づいて、前記作業場にある前記物体の有無及び位置情報を蓄積するマップデータと、
前記作業場における第1位置から第2位置まで外周領域を走行する走行経路を有し、前記作業機械が走行する前記走行経路を生成する走行経路生成部と、
前記マップデータの完成度を特定する特定部と、
前記非接触センサの検出結果と前記マップデータを照合させることにより前記作業機械の位置を演算する照合航法位置演算部と、
前記位置検出装置が有効な場合に、前記位置検出装置の検出結果に基づき前記作業機械の走行を制御し、前記位置検出装置が有効でない場合に、前記照合航法位置演算部の演算結果に基づき前記作業機械の走行を制御する走行コントローラと、
を備え、
前記走行経路生成部は、前記位置検出装置が有効な場合、及び前記位置検出装置が有効でない場合に、前記作業機械に前記走行経路を通過させるよう走行経路を生成する、
作業機械の管理システム。
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