JP7129891B2 - 作業車両、作業エリア管理システム - Google Patents
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Description
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、実施形態の態様を建設現場に適用させる場合の概略構成を説明する図である。図1に示す作業エリア管理システム100は、ショベル10と、ダンプトラック20と、ドーザ90とを有し、これらが無線通信回線40を介して互いに通信接続して構成される。ショベル10は、鉱山などの採石場において、積込場61で掘削および積込作業を行う。ダンプトラック20は、ショベル10から積み込まれた土砂や鉱石などの積荷を、搬送路60を走行して搬送し、放土場62に放土する。ドーザ90は、積込場61や放土場62においてショベル10やダンプトラック20が作業した後の整地作業を行う。ショベル10、ダンプトラック20、ドーザ90は、それぞれ1台もしくは複数台の構成とし、適所に配置されているものとする。また以下においては、ショベル10、ダンプトラック20、ドーザ90などの作業を行う車両をまとめて作業車両もしくは単に車両と呼称する。
T = V/β + Td + Tm (1)
例えば、ダンプトラック20の走行速度を40[km/h]、ブレーキを踏み込んだ際の減速度を5[m/s2]、制動開始遅延時間を1[s]、干渉予測マージンを2[m]とすれば、到達予測時刻Tは5.2[s]と計算される。尚、減速度、制動開始遅延時間、干渉予測マージンは、例えば車種に応じてパラメータとして事前に設定されているものとする。このようにすれば、マージンを考慮して最低限の計算量で予測を行い、かつ警報にオペレータが気づいた時点で制動を開始することで、干渉が予測される作業エリアに進入する前に停止可能とすることができる。
第2実施形態では、第1実施形態の方法を応用し、積込場においてショベル10が掘削作業を行い、その後工程作業を行うドーザ90の作業エリアを生成する例を説明する。以下、第1実施形態と構成・動作の重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態においては、第1実施形態の方法を応用し、ダンプトラック20が自律で走行する無人ダンプであった場合に、警報による作業エリアへの進入防止ではなく、無人ダンプが作業エリアへ進入しないように走行を制御する例について説明する。以下、第1実施形態と構成・動作の重複する部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
20:ダンプトラック
31:管制サーバ
40:無線通信回線
90:ドーザ
100:作業エリア管理システム
200:車載コントローラ
201:自律走行制御部
202:作業エリア管理部
203:進入可否判定部
204:出力制御部
210:走行駆動装置
220:位置・方向センサ
230:速度センサ
231:作業部位センサ
232:警報装置
240:無線通信装置
250:記憶装置
251:作業車両DB
252:地形情報DB
253:作業エリアDB
254:自車情報DB
255:地図情報DB
260:表示装置
261:現在位置取得部
262:後工程車両取得部
263:作業領域特定部
264:次車両・領域出力部
270:入力装置
271:エリア座標取得部
272:接近判定部
273:警報出力部
310:管制コントローラ
311:配車管理部
312:管制制御部
340:管制無線通信装置
350:管制記憶装置
351:配車管理情報DB
352:運行管理情報DB
353:管制作業エリアDB
Claims (5)
- 自車両の作業部位が動作したかを検出する作業部位センサと、
自車両の位置を検出する位置センサと、
他車両との間でデータの通信を行う通信装置と、
作業内容に応じてあらかじめ定められた自車両及び他車両の識別情報を記憶している記憶装置と、
警報装置と、
あらかじめ定められた複数の作業内容間の時系列順に基づいて、第1車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両である第2車両を特定して、自車両と他車両との間で共有する設定処理と、自車両が前記第1及び第2車両でない場合に前記作業領域に接近すると前記警報装置を発報させる警報処理とを行う車載コントローラと、
を有する作業車両であって、
前記記憶装置は、前記車載コントローラにより特定された、前記第1車両の識別情報と当該第1車両が行った作業の次に作業を行う第2車両の識別情報とを記憶し、
前記車載コントローラは、
前記作業部位センサから前記作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を取得し、
第2車両の識別情報を、前記記憶装置から取得し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を、前記作業領域として作成し、
前記作業領域を示したエリア座標と、前記第2車両の識別情報とを対応付けて、前記記憶装置に記憶するとともに、他車両でも記憶されるように、前記通信装置を介して他車両に送信する、前記設定処理を実行し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置と、前記記憶装置に記憶されている前記エリア座標とを比較して、自車両がいずれかの作業領域に接近しているかを判定し、
接近してると判定されたエリア座標と対応している第2車両の識別情報が、自車両のものでない場合、前記警報装置に発報指令を出力する、前記警報処理を実行する、
ことを特徴とする作業車両。 - 請求項1に記載の作業車両において、
さらに、前記作業車両の速度を検出する速度センサを有し、
前記車載コントローラは、前記警報処理において、前記速度センサが検出した現在速度を取得し、この速度と現在位置とに基づき、到達予測時刻として設定される時間後の自車両が、前記作業領域内に位置するかを判定することで、前記作業領域に接近しているかの判定を行う、
ことを特徴とする作業車両。 - 請求項1に記載の作業車両において、
前記車載コントローラは、さらに、前記設定処理において、前記エリア座標内と自車両の識別情報とを対応付けて前記記憶装置に記憶しておき、自車両が前記作業領域から退出したときに、当該対応付けを消去し、
前記警報処理において、前記自車両の識別情報と対応付けられたエリア座標に自車両がいる場合、前記警報装置に発報指令を出力しない、
ことを特徴とする作業車両。 - 請求項1に記載の作業車両において、
自車両が後工程車両である場合、
前記車載コントローラは、
自車両が前記作業領域内に位置しているかを、自車両の前記位置センサで検出された現在位置に基づき判定し、
当該作業領域から自車両が退出してからエリア消去時間の経過した後に、当該作業領域を示したエリア座標と自車両の識別情報とが対応付けられたデータを、自車両の前記記憶装置から削除するとともに、他車両でも削除されるように、前記通信装置を介して他車両に送信する、
ことを特徴とする作業車両。 - 作業車両から区間要求メッセージを受信すると、当該作業車両の次の走行区間を返信することで、作業車両の走行および停止の制御を行う管制サーバと、
前記管制サーバから次の走行区間を受信すると当該走行区間を自律走行し、次の走行区間を受信しない場合は走行を停止する、複数の作業車両と、
を有する作業エリア管理システムであって、
前記作業車両のそれぞれは、
自車両の作業部位が動作したかを検出する作業部位センサと、
自車両の位置を少なくとも検出する位置センサと、
前記管制サーバとの間でデータの通信を行う通信装置と、
車両の識別情報と、当該車両が行った作業の次に作業を行う後工程車両の識別情報とを、車両ごとに対応付けて記憶している記憶装置と、
警報装置と、
自車両が作業を行った作業領域内で次に作業を行う後工程車両を特定して、前記管制サーバに送信する処理を行う車載コントローラと、
を有し、
前記車載コントローラは、
前記作業部位センサから前記作業部位が動作したことを示す信号を取得すると、前記位置センサで検出された自車両の現在位置を取得し、
自車両の識別情報に対応付けられた後工程車両の識別情報を、前記記憶装置から取得し、
前記位置センサで検出された自車両の現在位置を基準とした領域を、前記作業領域として作成し、
前記作業領域を示したエリア座標と、前記後工程車両の識別情報とを対応付けて、前記記憶装置に記憶するとともに、前記通信装置を介して前記管制サーバに送信する処理を実行し、
前記管制サーバは、
前記エリア座標と前記後工程車両の識別情報とを受信して、これらを対応付けて記憶装置に記憶しておき、
区間要求メッセージを作業車両から受信すると、当該作業車両に返信すべき走行区間が、前記記憶装置に記憶されているエリア座標のいずれかと干渉しているかを判定し、
干渉していると判定すると、当該エリア座標に対応付けられている後工程車両の識別情報と送信元の作業車両の識別情報とを比較し、
これらが異なる場合、当該走行区間を返信しない、
ことを特徴とする作業エリア管理システム。
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