JP7133298B2 - 運搬車両の管制システム及び運搬車両の管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、運搬車両の管制システム及び運搬車両の管理方法に関する。

鉱山のような広域の作業現場においては、無人で走行する運搬車両が運搬作業に使用される。作業現場において運搬車両の走行コースが設定される。運搬車両は走行コースに従って走行するように制御される。走行コースを設定する方法として、作業現場の地形に基づいて走行コースを設定する方法が知られている。作業現場の地形に基づいて走行コースを設定する方法においては、土手又は崖のような地形の境界線に沿って有人車両であるサーベイ車両が走行し、サーベイ車両の走行軌跡に基づいて運搬車両の走行エリアの外形線を示すサーベイラインが設定される。サーベイラインが設定された後、サーベイラインから走行エリアに規定量だけオフセットした位置に走行コースが設定される。運搬車両の走行エリアは、運搬車両の走行が許可されたエリアである。

特開２０１２－１１８６９４号公報

地形の境界線に凹凸がある場合、その境界線に沿って走行するサーベイ車両の走行軌跡は蛇行する。また、サーベイ車両の走行軌跡が、例えばサーベイ車両の走行環境又は運転者の技量などに起因して蛇行する可能性がある。サーベイ車両の走行軌跡が蛇行すると、サーベイ車両の走行軌跡に基づいて設定されるサーベイライン及びサーベイラインに基づいて設定される走行コースも蛇行する。走行コースが不必要に蛇行すると、例えば運搬車両の走行距離が長くなったり、走行コースに従って走行する運搬車両の走行速度を十分に高めることができなくなったりする可能性がある。その結果、運搬車両の作業効率が低下し、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

熟練の運転者がサーベイ車両を運転する場合、サーベイ車両の走行軌跡の蛇行が抑制され、運搬車両の作業効率の低下を抑制できるサーベイラインを設定できる可能性が高い。しかし、未熟な運転者がサーベイ車両を運転する場合、上述ようにサーベイ車両の走行軌跡が蛇行する可能性が高くなる。そのため、人為的な影響を受け難い走行コースを生成できる技術が要望される。

本発明の態様は、作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。

本発明の態様に従えば、運搬車両が走行可能な作業現場の走行エリアの外形線に基づいて、前記走行エリアに設定される基準線を生成する基準線生成部と、前記走行エリアにおいて前記基準線に基づいて設定される前記運搬車両の走行コースを生成する走行コース生成部と、を備える運搬車両の管制システムが提供される。

本発明の態様によれば、作業現場の生産性の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る運搬車両の管制システム及び運搬車両が稼働する作業現場の一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係る走行エリアの外形線、基準線、及び走行コースの一例を説明するための模式図である。 図３は、本実施形態に係る運搬車両を後方から見た斜視図である。 図４は、本実施形態に係る運搬車両と走行コースとの関係を説明するための図である。 図５は、本実施形態に係る運搬車両の管制システムの一例を示す機能ブロック図である。 図６は、本実施形態に係る始点及び終点を説明するための模式図である。 図７は、本実施形態に係る走行コースの生成方法の一例を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係る基準線の生成方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１０は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１１は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１２は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１３は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１４は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１５は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１６は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１７は、本実施形態に係る基準線の生成方法を説明するための模式図である。 図１８は、本実施形態に係る基準線及び走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図１９は、本実施形態に係る走行コースの生成方法の一例を示すフローチャートである。 図２０は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２１は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２２は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２３は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２４は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２５は、本実施形態に係る走行コースの生成方法を説明するための模式図である。 図２６は、走行エリアの外形線に基づいて走行コースが生成される例を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［作業現場］
図１は、本実施形態に係る運搬車両２の管制システム１及び運搬車両２が稼働する作業現場の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、作業現場は、鉱山である。運搬車両２は、作業現場を走行して積荷を運搬可能なダンプトラックである。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。運搬車両２に運搬される積荷として、鉱山において掘削された鉱石又は土砂が例示される。

運搬車両２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる走行路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。走行路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。

積込場ＬＰＡとは、運搬車両２に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場ＬＰＡにおいて、油圧ショベルのような積込機３が稼働する。排土場ＤＰＡとは、運搬車両２から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアをいう。排土場ＤＰＡには、例えば破砕機４が設けられる。

管制システム１は、管理装置１０と、通信システム９とを備える。管理装置１０は、コンピュータシステムを含み、鉱山の管制施設８に設置される。通信システム９は、管理装置１０と運搬車両２との間でデータ通信及び信号通信を実施する。管理装置１０と運搬車両２とは、通信システム９を介して無線通信する。

運搬車両２は、運転者の操作によらずに無人で走行する無人ダンプトラックである。運搬車両２は、管理装置１０からの制御信号に基づいて、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定された走行コースＣＳに従って走行する。

作業現場において、運搬車両２が走行可能な走行エリアＡＲが設定される。走行エリアＡＲは、運搬車両２の走行が許可されたエリアである。走行エリアＡＲは、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡを含む。走行コースＣＳは、走行エリアＡＲに設定される。また、作業現場において、運搬車両２の走行が禁止される禁止エリアＥＲが設定される。

走行エリアＡＲは、走行エリアＡＲの外形線ＦＬによって規定される。外形線ＦＬは、走行エリアＡＲと禁止エリアＥＲとを区画する区画線である。走行エリアＡＲは、外形線ＦＬよりも一方側のエリアであり、禁止エリアＥＲは、外形線ＦＬよりも他方側のエリアである。例えば外形線ＦＬが走行エリアＡＲを囲む場合、走行エリアＡＲは、外形線ＦＬによって囲まれたエリアである。なお、外形線ＦＬは、走行エリアＡＲを囲んでなくてもよい。外形線ＦＬは、例えば走行エリアＡＲと禁止エリアＥＲとを直線状に区画してもよい。

走行エリアＡＲの外形線ＦＬに基づいて、走行エリアＡＲに基準線ＢＬが設定される。基準線ＢＬに基づいて、走行エリアＡＲに走行コースＣＳが設定される。走行コースＣＳは、基準線ＢＬの両側に設定される。走行コースＣＳは、基準線ＢＬの一方側に設定される走行コースＣＳ１（第１走行コース）と、基準線ＢＬの他方側に設定される走行コースＣＳ２（第２走行コース）とを含む。運搬車両２は、走行コースＣＳに従って、走行路ＨＬを走行する。例えば、運搬車両２は、走行コースＣＳ１に従って積込場ＬＰＡから排土場ＤＰＡに走行し、走行コースＣＳ２に従って排土場ＤＰＡから積込場ＬＰＡに走行する。

運搬車両２の位置が、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される運搬車両２の絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムにより、グローバル座標系において規定される運搬車両２の位置が検出される。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。

本実施形態においては、鉱山に設定された原点を基準とするローカル座標系における位置に基づいて各種の処理が実施される。ローカル座標系とは、任意に設定された原点及び座標軸を基準とする座標系をいう。グローバル座標系における位置とローカル座標系における位置とは変換パラメータ等を用いて変換可能である。

［外形線、基準線、及び走行コース］
図２は、本実施形態に係る走行エリアＡＲの外形線ＦＬ、基準線ＢＬ、及び走行コースＣＳの一例を説明するための模式図である。図２は、走行エリアＡＲのうち走行路ＨＬの外形線ＦＬに基づいて設定される基準線ＢＬ及び走行コースＣＳの一例を示す。

図２に示すように、外形線ＦＬは、間隔をあけて設定される複数の外形点ＦＰの集合体を含む。外形点ＦＰの間隔は均一でもよいし異なってもよい。複数の外形点ＦＰを通過する軌跡によって、外形線ＦＬが規定される。ローカル座標系における複数の外形点ＦＰそれぞれの位置が導出される。外形線ＦＬの位置データは、ローカル座標系において規定される。

走行エリアＡＲの外形線ＦＬは、作業現場の地形の境界線ＤＬ、境界線ＤＬに沿って走行したサーベイ車両５の走行軌跡に基づいて設定されるサーベイラインＳＬ、境界線ＤＬに沿って飛行した飛行体によって計測される地形の計測データ、及び境界線ＤＬの設計データの少なくとも一つを含む。すなわち、走行エリアＡＲの外形線ＦＬは、地形の境界線ＤＬによって規定されてもよいし、サーベイラインＳＬによって規定されてもよいし、計測データによって規定されてもよいし、設計データによって規定されてもよい。

地形の境界線ＤＬとは、例えば土手又は崖のような作業現場を区画できる特徴部分をいう。作業現場がコンピュータ支援設計（ＣＡＤ：Computer Aided Design）等の設計手法を用いて設計されている場合、地形の境界線ＤＬは、作業現場の設計データから導出されてもよい。ＣＡＤに基づいて設計された作業現場の設計データは、３次元地形データを含む。３次元地形データは、境界線ＤＬの位置データ及び地面の勾配データなどを含む。境界線ＤＬは、複数の外形点ＦＰによって規定される。グローバル座標系における外形点ＦＰの位置データは、既知データである。本実施形態においては、グローバル座標系で規定される外形点ＦＰの位置データがローカル座標系で規定される外形点ＦＰの位置データに変換される。境界線ＤＬの位置データは、ローカル座標系において規定される。なお、作業現場の地形を実際に測量することによって地形の境界線ＤＬが導出されてもよい。作業現場の航空写真から地形の境界線ＤＬが導出されてもよい。作業現場の上空を飛行可能な飛行体に搭載された作業現場の地形を計測可能な計測装置の計測データに基づいて地形の境界線ＤＬが導出されてもよい。飛行体は、ドローンでもよい。飛行体に搭載される計測装置は、撮像装置でもよいしレーザレンジファインダのような３次元形状計測装置でもよい。

サーベイラインＳＬとは、サーベイ車両５を用いて導出された走行エリアＡＲと禁止エリアＥＲとを区画する仮想線をいう。サーベイ車両５は、搭乗した運転者の運転に基づいて走行する有人車両である。一般に、サーベイ車両５の外形は、運搬車両２の外形よりも小さい。走行するサーベイ車両５の位置が、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）を利用して検出される。サーベイ車両５には、グローバル座標系におけるサーベイ車両５の位置を検出する位置検出器６が搭載されている。位置検出器６は、ＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳアンテナと、ＧＮＳＳアンテナで受信されたＧＮＳＳ信号に基づいてサーベイ車両５の絶対位置を算出するＧＮＳＳ演算器と、グローバル座標系における位置をローカル座標系における位置に変換するローカル座標変換器とを含む。サーベイ車両５は、位置検出器６でサーベイ車両５の絶対位置を検出しながら、土手又は崖のような地形の境界線ＤＬに沿って走行する。サーベイ車両５の走行軌跡に基づいてサーベイラインＳＬが設定される。サーベイラインＳＬは、複数の外形点ＦＰによって規定される。グローバル座標系における外形点ＦＰの位置は、サーベイ車両５に搭載されている位置検出器６によって検出される。サーベイラインＳＬの位置データは、ローカル座標系において規定される。

走行路ＨＬにおいて、外形線ＦＬは、走行路ＨＬの幅方向において一方側に存在する外形線ＦＬ１（第１外形線）と、他方側に存在する外形線ＦＬ２（第２外形線）とを含む。走行路ＨＬの幅方向において一方側の外形線ＦＬ１と他方側の外形線ＦＬ２とは対向する。走行路ＨＬは、一方側の外形線ＦＬ１と他方側の外形線ＦＬ２との間に存在する。

基準線ＢＬとは、走行コースＣＳの生成のために設定される仮想線をいう。基準線ＢＬは、外形線ＦＬに基づいて生成される。基準線ＢＬは、間隔をあけて設定される複数の基準点ＢＰの集合体を含む。基準点ＢＰの間隔は均一でもよいし異なってもよい。複数の基準点ＢＰを通過する軌跡によって、基準線ＢＬが規定される。ローカル座標系における複数の基準点ＢＰそれぞれの位置が導出される。基準線ＢＬの位置データは、ローカル座標系において規定される。

走行路ＨＬにおいて、基準線ＢＬは、走行路ＨＬの幅方向において概ね中央部に設定される。なお、基準線ＢＬは、走行路ＨＬの幅方向において中央部とは異なる部分に設定されてもよい。例えば、基準線ＢＬは、走行路ＨＬの幅方向において端部に設定されてもよい。また、走行エリアＡＲの作業場ＰＡにおいても、基準線ＢＬが設定される。

また、基準線ＢＬは、運搬車両２の目標走行方向と概ね平行に生成される。例えば走行路ＨＬにおいては、基準線ＢＬは、走行路ＨＬに沿って延在するように設定される。基準線ＢＬは、走行路ＨＬを走行する運搬車両２の始点と終点とを結ぶように設定される。後述するように、基準線ＢＬの一端部である始点は、出発地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間に規定される。基準線ＢＬの他端部である終点は、到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間に規定される。

走行コースＣＳは、運搬車両２の目標走行経路を示す仮想線を含む。走行コースＣＳは、基準線ＢＬに基づいて生成される。走行コースＣＳは、基準線ＢＬの両側に設定される。走行コースＣＳは、基準線ＢＬと概ね平行に設定される。複数のコース点ＣＰを通過する軌跡によって、走行コースＣＳが規定される。走行コースＣＳの位置データは、ローカル座標系において規定される。

走行コースＣＳ１（第１走行コース）は、走行路ＨＬにおいて、基準線ＢＬと、走行路ＨＬの幅方向において一方側の外形線ＦＬ１（第１外形線）との間に設定される。走行コースＣＳ２（第２走行コース）は、走行路ＨＬにおいて、基準線ＢＬと、走行方向の幅方向において他方側の外形線ＦＬ２（第２外形線）との間に設定される。

［運搬車両］
図３は、本実施形態に係る運搬車両２を後方から見た斜視図である。図３に示すように、運搬車両２は、車体フレーム２１と、車体フレーム２１に支持されるダンプボディ２２と、車体フレーム２１を支持して走行する走行装置２３と、制御装置４０とを備える。

走行装置２３は、タイヤ２４が装着される車輪２５を有する。車輪２５は、前輪２５Ｆと後輪２５Ｒとを含む。前輪２５Ｆは、操舵装置３３により操舵される。後輪２５Ｒは、操舵されない。車輪２５は、回転軸ＡＸを中心に回転する。

以下の説明においては、後輪２５Ｒの回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、車幅方向と称し、運搬車両２の進行方向を適宜、前後方向、と称し、車幅方向及び前後方向のそれぞれと直交する方向を適宜、上下方向、と称する。

前後方向の一方が前方であり、前方の逆方向が後方である。車幅方向の一方が右方であり、右方の逆方向が左方である。上下方向の一方が上方であり、上方の逆方向が下方である。前輪２５Ｆは、後輪２５Ｒよりも前方に配置される。前輪２５Ｆは、車幅方向両側に配置される。後輪２５Ｒは、車幅方向両側に配置される。ダンプボディ２２は、車体フレーム２１よりも上方に配置される。

車体フレーム２１は、走行装置２３を駆動させるための駆動力を発生する駆動装置３１を支持する。ダンプボディ２２は、積荷が積まれる部材である。

走行装置２３は、駆動装置３１で発生した駆動力を後輪２５Ｒに伝達するリアアクスル２６を有する。リアアクスル２６は、後輪２５Ｒを支持する車軸２７を含む。リアアクスル２６は、駆動装置３１で発生した駆動力を後輪２５Ｒに伝達する。後輪２５Ｒは、リアアクスル２６から供給された駆動力により回転軸ＡＸを中心に回転する。これにより、走行装置２３は走行する。

運搬車両２は、前進可能及び後進可能である。前進とは、運搬車両２の前部２Ｆが進行方向を向いている状態で走行することをいう。後進とは、運搬車両２の後部２Ｒが進行方向を向いている状態で走行することをいう。

制御装置４０は、運搬車両２を制御する。制御装置４０は、管理装置１０から送信される制御信号に基づいて運搬車両２を制御することができる。

図４は、本実施形態に係る運搬車両２と走行コースＣＳとの関係を説明するための図である。走行コースＣＳは、間隔をあけて設定される複数のコース点ＣＰの集合体を含む。コース点ＣＰの間隔は均一でもよいし異なってもよい。複数のコース点ＣＰは、運搬車両２の走行コースＣＳを規定する。複数のコース点ＣＰを通過する軌跡又は複数のコース点ＣＰの近傍を通過する軌跡によって、運搬車両２の目標走行経路を示す走行コースＣＳが規定される。走行コースＣＳは、線状に設定される。線状とは、曲線状を含む概念である。

運搬車両２は、走行コースＣＳに従って走行エリアＡＲを走行する。運搬車両２は、運搬車両２の特定部位ＡＰが走行コースＣＳに沿って移動するように、走行エリアＡＲを走行する。運搬車両２の特定部位ＡＰは、例えば車幅方向における車軸２７の中心部位である。なお、特定部位ＡＰは、車軸２７でなくてもよい。

コース点ＣＰの位置は、ローカル座標系において規定される。走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２の目標位置を規定する目標点は、後述する制御点ＭＰとノットベクトルとに基づいて生成される曲線である走行コースＣＳを分割することによって規定される。

複数の目標点のそれぞれは、運搬車両２の目標位置データ、目標点が設定された位置における運搬車両２の目標走行速度データ、及び目標点が設定された位置における運搬車両２の目標走行方向データを含む。目標走行速度データに基づいて、その目標点が設定された位置における運搬車両２の目標走行速度が規定される。目標走行方向データに基づいて、その目標点が設定された位置における運搬車両２の目標走行方向が規定される。複数の目標点のそれぞれに規定された目標位置データ、目標走行速度データ、及び目標走行方向データに基づいて、運搬車両２の走行経路、走行速度、加速度、減速度、走行方向、停車位置、及び発車位置の少なくとも一つを含む走行条件が規定される。なお、目標点の位置及びその目標点に含まれるデータは、走行コースＣＳの形状に基づいて算出されてもよいし、運搬車両２の走行状況に基づいて算出されてもよい。

［管制システム］
図５は、本実施形態に係る運搬車両２の管制システム１の一例を示す機能ブロック図である。運搬車両２の管制システム１は、管理施設に設置される管理装置１０を含む。管理装置１０は、運搬車両２に搭載される制御装置４０と通信システム９を介して無線通信する。

管理装置１０は、コンピュータシステムを含む。管理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置１２と、入出力インターフェース１３とを有する。

管理装置１０は、無線通信装置１４と接続される。無線通信装置１４は、管制施設８に配置される。管理装置１０は、無線通信装置１４及び通信システム９を介して、運搬車両２と通信する。

管理装置１０は、入力装置１５及び出力装置１６と接続される。入力装置１５及び出力装置１６は、管制施設８に設置される。入力装置１５は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及びタッチパネルの少なくとも一つを含む。入力装置１５が操作されることにより生成された入力データは、管理装置１０に出力される。出力装置１６は、表示装置を含む。表示装置は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。出力装置１６は、管理装置１０から出力される表示データに基づいて作動する。なお、出力装置１６は、例えば印刷装置でもよい。

演算処理装置１１は、基準線生成部１１１と、走行コース生成部１１２とを有する。

基準線生成部１１１は、運搬車両２が走行可能な作業現場の走行エリアＡＲの外形線ＦＬに基づいて、走行エリアＡＲに設定される基準線ＢＬを生成する。基準線生成部１１１は、外形線ＦＬに基づいて基準線ＢＬを生成して、生成した基準線ＢＬを走行エリアＡＲに設定する。上述のように、外形線ＦＬを示す外形線データは、例えば作業現場の設計データから導出される境界線ＤＬ又はサーベイ車両５を使用して設定されたサーベイラインＳＬ等に基づいて生成される。例えば、サーベイ車両５によって取得されたサーベイラインＳＬに基づいて外形線ＦＬを生成する場合、基準線生成部１１１は、記憶装置１２からサーベイラインＳＬを取得する。サーベイラインＳＬは、サーベイ車両５によって予め取得され、記憶装置１２に記憶されている。そのため、基準線生成部１１１は、記憶装置１２からサーベイラインＳＬを取得することができる。基準線生成部１１１は、サーベイラインＳＬに基づいて走行エリアＡＲの外形線ＦＬを示す外形線データを取得し、取得した外形線データに基づいて基準線ＢＬを生成する。なお、外形線データは、例えば入力装置１５を介して管理装置１０に入力されてもよい。

基準線生成部１１１は、走行エリアＡＲを走行する運搬車両２の始点データと終点データとに基づいて、基準線ＢＬを生成する。運搬車両２の始点データは、走行エリアＡＲを走行する運搬車両２の出発点を示す始点の位置データを含む。また、運搬車両２の始点データは、始点における運搬車両２の方位を示す運搬車両２の姿勢データを含む。運搬車両２の終点データは、走行エリアＡＲを走行した運搬車両２の到着点を示す終点の位置データを含む。また、運搬車両２の終点データは、終点における運搬車両２の方位を示す運搬車両２の姿勢データを含む。運搬車両２の方位とは、運搬車両２の前部が向いている方向をいう。運搬車両２の方位は、基準方位（例えば北）に対する方位角を含む。運搬車両２の方位は、操舵装置３３の操舵によって調整される。

例えば運搬車両２が走行路ＨＬを走行する場合、積込場ＬＰＡにおいて積荷の積込作業を実施された運搬車両２は、積込場ＬＰＡの出口Ｍｏを出発し、走行路ＨＬを走行した後、排土場ＤＰＡの入口Ｍｉに到達して、排土場ＤＰＡにおいて積荷の排出作業を実施する。また、排土場ＤＰＡにおいて積荷の排出作業を実施した運搬車両２は、排土場ＤＰＡの出口Ｍｏを出発し、走行路ＨＬを走行した後、積込場ＬＰＡの入口Ｍｉに到達して、積込場ＬＰＡにおいて積荷の積込作業を実施される。本実施形態において、基準線ＢＬの一端部である始点は、出発地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置及び出口Ｍｏの位置に基づいて規定され、基準線ＢＬの他端部である終点は、到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置及び出口Ｍｏの位置に基づいて規定される。

作業場ＰＡの入口Ｍｉは、走行路ＨＬから作業場ＰＡへの入口であって、走行路ＨＬを走行した運搬車両２が作業場ＰＡに進入するときの進入経路を含む。作業場ＰＡの出口Ｍｏとは、作業場ＰＡから走行路ＨＬへの出口であって、作業場ＰＡを走行した運搬車両２が走行路ＨＬに退去するときの退去経路を含む。入口Ｍｉ及び出口Ｍｏのそれぞれは、例えば作業場ＰＡと走行路ＨＬとの境界に規定される。

入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データは、記憶装置１２に記憶されている。基準線生成部１１１は、記憶装置１２から入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データを取得して、基準線ＢＬを生成する。なお、入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データは、例えば入力装置１５を介して管理装置１０に入力されてもよい。

図６は、本実施形態に係る始点及び終点を説明するための模式図である。図６に示すように、作業場ＰＡと走行路ＨＬとの境界に入口Ｍｉ及び出口Ｍｏが規定される。運搬車両２の出発地となる１つの作業場ＰＡに入口Ｍｉ及び出口Ｍｏの両方が規定されている場合、基準線ＢＬの一端部となる始点は、出発地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの中点に規定される。また、運搬車両２の到着地となる１つの作業場ＰＡに入口Ｍｉ及び出口Ｍｏの両方が規定されている場合、基準線ＢＬの他端部となる終点は、到着地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの中点に規定される。なお、始点は、出発地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間に規定されていればよく、入口Ｍｉと出口Ｍｏとの中点から一定距離オフセットされた位置に規定されてもよい。同様に、終点は、到着地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間に規定されていればよく、入口Ｍｉと出口Ｍｏとの中点から一定距離オフセットされた位置に規定されてもよい。

走行コース生成部１１２は、基準線ＢＬに基づいて設定される運搬車両２の走行コースＣＳを生成する。走行コースＣＳは、基準線ＢＬと概ね平行に設定される仮想線を含む。走行コース生成部１１２は、基準線ＢＬの少なくとも一部の両側に走行コースＣＳを設定する。走行コースＣＳは、作業現場の走行エリアＡＲを走行する運搬車両２の走行条件を示す走行条件データを含む。走行条件データは、運搬車両２の目標走行経路を示す目標走行経路データを少なくとも含む。走行条件データは、運搬車両２の目標走行速度を示す目標走行速度データ、運搬車両２の目標加速度を示す目標加速度データ、運搬車両２の目標減速度を示す目標減速度データ、運搬車両２の目標走行方向を示す目標走行方向データ、運搬車両２の目標停車位置を示す目標停車位置データ、及び運搬車両の目標発車位置を示す目標発車位置データの少なくとも一つを含んでもよい。

入出力インターフェース１３は、走行コース生成部１１２で生成された走行コースＣＳを示す走行コースデータを記憶装置１２に出力する。また、入出力インターフェース１３は、基準線生成部１１１で生成された基準線ＢＬを示す基準線データを記憶装置１２に出力する。また、入出力インターフェース１３は、基準点ＢＰ及びコース点ＣＰを記憶装置１２に出力する。また、入出力インターフェース１３は、後述する制御点ＭＰ及びノットベクトルを記憶装置１２に出力する。入出力インターフェース１３は、走行コースＣＳを記憶装置１２に出力する出力部として機能する。記憶装置１２は、走行コースＣＳ、基準線ＢＬ、基準点ＢＰ、コース点ＣＰ、制御点ＭＰ、及びノットベクトルを記憶する。なお、走行コースＣＳは、制御点ＭＰ及びノットベクトルを持つ。また、基準線ＢＬは、前述とは異なる制御点ＭＰ及びノットベクトルを持つ。また、入出力インターフェース１３は、走行コース生成部１１２で生成され記憶装置１２に記憶されている走行コースＣＳを示す走行コースデータを運搬車両２に出力する。演算処理装置１１で生成された走行コースＣＳは、入出力インターフェース１３及び通信システム９を介して運搬車両２に出力される。なお、基準線ＢＬ、基準点ＢＰ、基準線ＢＬに属する制御点ＭＰ、及びノットベクトルの少なくとも一つは、記憶装置１２に記憶されなくてもよい。

制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置４２と、入出力インターフェース４３とを有する。

制御装置４０は、無線通信装置４４と接続される。無線通信装置４４は、運搬車両２に配置される。制御装置４０は、無線通信装置４４及び通信システム９を介して、管理装置１０と通信する。

制御装置４０は、駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３と接続される。また、制御装置４０は、位置検出器３４、及び検出装置３５と接続される。駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３、位置検出器３４、及び検出装置３５は、運搬車両２に搭載される。

駆動装置３１は、運搬車両２の走行装置２３を駆動するために作動する。駆動装置３１は、走行装置２３を駆動させるための駆動力を発生する。駆動装置３１は、後輪２５Ｒを回転させるための駆動力を発生する。駆動装置３１は、例えばディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置３１が、内燃機関の作動により電力を発生する発電機と、発電機で発生した電力に基づいて作動する電動モータとを含んでもよい。

ブレーキ装置３２は、走行装置２３を制動するために作動する。ブレーキ装置３２の作動により、走行装置２３の走行が減速したり停止したりする。

操舵装置３３は、運搬車両２の走行装置２３を操舵するために作動する。運搬車両２は、操舵装置３３により操舵される。操舵装置３３は、前輪２５Ｆを操舵する。

位置検出器３４は、運搬車両２の位置（絶対位置）を検出する。位置検出器３４は、ＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳアンテナと、ＧＮＳＳアンテナで受信されたＧＮＳＳ信号に基づいて運搬車両２の絶対位置を算出するＧＮＳＳ演算器と、グローバル座標系における位置をローカル座標系における位置に変換するローカル座標変換器とを含む。

検出装置３５は、運搬車両２の走行方向を検出する。検出装置３５は、操舵装置３３による運搬車両２の操舵角を検出する操舵角センサ３５Ａと、運搬車両２の方位角を検出する方位角センサ３５Ｂとを含む。操舵角センサ３５Ａは、例えば操舵装置３３に設けられたロータリーエンコーダを含む。方位角センサ３５Ｂは、例えば車体フレーム２１に設けられたジャイロセンサを含む。

演算処理装置４１は、走行コース取得部４１１と、位置データ取得部４１２と、検出データ取得部４１３と、運転制御部４１４とを有する。

走行コース取得部４１１は、管理装置１０の走行コース生成部１１２で生成された走行コースＣＳを取得する。

位置データ取得部４１２は、運搬車両２の位置を示す位置データを位置検出器３４から取得する。

検出データ取得部４１３は、運搬車両２の走行方向を検出した検出装置３５の検出データを検出装置３５から取得する。検出データは、操舵角センサ３５Ａで検出された操舵角データ、及び方位角センサ３５Ｂで検出された方位角データを含む。検出データ取得部４１３は、操舵角データを操舵角センサ３５Ａから取得し、方位角データを方位角センサ３５Ｂから取得する。

運転制御部４１４は、走行コース取得部４１１で取得された走行コースＣＳに基づいて、運搬車両２の駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３の少なくとも一つを制御する制御信号を出力する。管理装置１０は、走行コース生成部１１２で生成された走行コースＣＳを入出力インターフェース１３から運搬車両２の運転制御部４１４に出力する。走行コース生成部１１２で生成された走行コースＣＳは、入出力インターフェース１３から運搬車両２の運転制御部４１４に送信される。

運転制御部４１４は、走行コースＣＳに基づいて、運搬車両２の走行を制御する制御信号を生成する。運転制御部４１４において生成された制御信号は、運転制御部４１４から走行装置２３に出力される。運転制御部４１４から出力される制御信号は、駆動装置３１に出力されるアクセル信号、ブレーキ装置３２に出力されるブレーキ制御信号、及び操舵装置３３に出力されるステアリング制御信号を含む。運転制御部４１４は、位置検出器３４で検出された位置データに基づいて、運搬車両２の特定部位ＡＰと走行コースＣＳとが一致した状態で走行するように、駆動装置３１、ブレーキ装置３２、及び操舵装置３３を制御する。

［走行コース生成方法］
図７は、本実施形態に係る走行コースＣＳの生成方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態においては、走行路ＨＬに基準線ＢＬ及び走行コースＣＳを設定する例について説明する。

図７に示すように、走行コースＣＳの生成方法は、走行エリアＡＲの外形線ＦＬを示す外形線データを取得するステップＳ１０と、出発地となる作業場ＰＡ及び到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉ及び出口Ｍｏそれぞれの位置データを取得するステップＳ２０と、作業場ＰＡの入口Ｍｉ及び出口Ｍｏそれぞれにおける運搬車両２の姿勢データを取得するステップＳ３０と、基準線ＢＬの始点データ及び終点データを算出するステップＳ３５と、外形線ＦＬに基づいて基準線ＢＬを生成するステップＳ４０と、基準線ＢＬに基づいて走行コースＣＳを生成するステップＳ５０と、生成された走行コースＣＳを記憶装置１２に出力して記憶させるステップＳ６０と、生成された走行コースＣＳを運搬車両２の制御装置４０に送信するステップＳ７０と、を含む。

本実施形態においては、走行コースＣＳの生成方法の初期条件として、走行エリアＡＲの外形線ＦＬを示す外形線データ、作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置データ、入口Ｍｉにおける運搬車両２の方位を示す姿勢データ、作業場ＰＡの出口Ｍｏの位置データ、及び出口Ｍｏにおける運搬車両２の方位を示す姿勢データが規定される。図１及び図６等を参照して説明したように、鉱山には複数の作業場ＰＡが存在し、運搬車両２はある１つの作業場ＰＡから他の１つの作業場ＰＡに向かって走行路ＨＬを走行する。入口Ｍｉ及び出口Ｍｏは、出発地となる作業場ＰＡ及び到着地となる作業場ＰＡのそれぞれに規定される。

管理装置１０は、走行エリアＡＲの外形線ＦＬを示す外形線データを取得する。外形線ＦＬは、地形の境界線ＤＬ及サーベイラインＳＬの少なくとも一方を含む。外形線データは、ローカル座標系における位置が特定されている複数の外形点ＦＰからなる点群データである。外形線データは、ローカル座標系において規定される外形線ＦＬの位置データを含む。外形線データは、記憶装置１２に記憶されている。基準線生成部１１１は、記憶装置１２から外形線データを取得する（ステップＳ１０）。なお、外形線データは、例えば入力装置１５を介して管理装置１０に入力されてもよい。

管理装置１０は、出発地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データを取得し、到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データを取得する（ステップＳ２０）。入口Ｍｉの位置データは、ローカル座標系において規定される。出口Ｍｏの位置データは、ローカル座標系において規定される。入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データは、例えばＣＡＤによる設計データから導出可能である。なお、入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データが、測量によって取得されてもよいし、航空写真から導出されてもよいし、サーベイ車両５を使用して取得されてもよい。入口Ｍｉの位置データ及び出口Ｍｏの位置データは、例えば記憶装置１２に記憶されている。基準線生成部１１１は、記憶装置１２から入口Ｍｉ及び出口Ｍｏそれぞれの位置データを取得する。なお、入口Ｍｉ及び出口Ｍｏそれぞれの位置データが、例えば入力装置１５を介して管理装置１０に入力されてもよい。

管理装置１０は、入口Ｍｉにおける運搬車両２の姿勢データを取得し、出口Ｍｏにおける運搬車両２の姿勢データを取得する。運搬車両２の姿勢は、基準方位に対する運搬車両２の方位角を含む。運搬車両２の姿勢データは、記憶装置１２に記憶されている。基準線生成部１１１は、記憶装置１２から入口Ｍｉ及び出口Ｍｏのそれぞれにおける運搬車両２の姿勢データを取得する（ステップＳ３０）。なお、運搬車両２の姿勢データが、例えば入力装置１５を介して管理装置１０に入力されてもよい。

なお、ステップＳ１０の処理とステップＳ２０の処理とステップＳ３０の処理とが実施される順番は任意である。また、ステップＳ１０の処理とステップＳ２０の処理とステップＳ３０の処理とが同時に実施されてもよい。

次に、基準線生成部１１１は、出発地となる作業場ＰＡに規定される基準線ＢＬの始点の位置及び始点における運搬車両２の方位を算出し、到着地となる作業場ＰＡに規定される基準線ＢＬの終点の位置及び終点における運搬車両２の方位を算出する（ステップＳ３５）。上述のように、運搬車両２の始点は、出発地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置データと出口Ｍｏの位置データとに基づいて算出され、本実施形態においては、出発地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間の位置である。運搬車両２の終点は、到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉの位置データと出口Ｍｏの位置データとに基づいて算出され、本実施形態においては、到着地における入口Ｍｉと出口Ｍｏとの間の位置である。また、始点における運搬車両２の方位は、例えば出発地となる作業場ＰＡの出口Ｍｏにおける運搬車両２の方位に基づいて算出され、終点における運搬車両２の方位は、例えば到着地となる作業場ＰＡの入口Ｍｉにおける運搬車両２の方位に基づいて算出される。基準線ＢＬの始点及び終点の方位は、後述する基準線ＢＬの基準点ＢＰの配列又は基準点ＢＰの候補点ＢＰ’の配列に基づいて算出されてもよい。

次に、基準線ＢＬの生成方法（ステップＳ４０）について説明する。図８は、本実施形態に係る基準線ＢＬの生成方法（ステップＳ４０）の一例を示すフローチャートである。図９から図１８は、本実施形態に係る基準線ＢＬの生成方法を説明するための模式図である。

基準線生成部１１１は、外形線ＦＬからの距離が長く、走行エリアＡＲの始点と終点とを結ぶ基準線ＢＬの長さが短くなるように、基準線ＢＬを生成する。すなわち、基準線生成部１１１は、基準線ＢＬの複数の位置のそれぞれと外形線ＦＬとの距離が可能な限り長く、基準線ＢＬの複数の位置のそれぞれと始点又は終点との距離が可能な限り短くなるように、基準線ＢＬを生成する。

図９は、作業現場に設定されたメッシュ状のグラフの一例を示す図である。メッシュ状のグラフとは、複数のセルによって構成されるメッシュで表現されるグラフをいう。なお、図９から図１４においては、説明を簡単にするため、作業現場を１４行１５列のメッシュで簡易的に示す。

図９に示すように、基準線生成部１１１は、走行路ＨＬを含む作業現場にメッシュ状のグラフを設定する。基準線生成部１１１は、ステップＳ１０において取得した外形線データに基づいて、複数のセルに外形線ＦＬを設定する。また、基準線生成部１１１は、ステップＳ３５において算出した始点及び終点それぞれの座標データに基づいて、一部のセルに始点を設定し、一部のセルに終点を設定する。以下の説明においては、始点を適宜、始点Ｍｏ’、と表記し、終点を適宜、終点Ｍｉ’、と表記する。

次に、基準線生成部１１１は、複数のセルのそれぞれについて、外形線ＦＬからの距離場を算出する（ステップＳ４１）。基準線生成部１１１は、複数のセルのそれぞれに、外形線ＦＬからの距離を示す値である距離場を付与する。距離場は、例えばLevel Set Methodの高速化手法の一つである高速マーチング法（Fast Marching Method）により算出されてもよい。

図１０は、距離場が付与されたセルの一例を示す図である。外形線ＦＬを示すセルは、外形線ＦＬからの距離がゼロである。そのため、外形線ＦＬを示すセルには、距離場として「０」が付与される。外形線ＦＬを示すセルに隣接するセルは、外形線ＦＬからの距離が短い。そのため、外形線ＦＬを示すセルに隣接するセルには、距離場として「１」が付与される。距離場「１」が付与されたセルに隣接するセルと外形線ＦＬとの距離は、距離場「１」が付与されたセルと外形線ＦＬとの距離よりも長い。そのため、距離場「１」が付与されたセルに隣接するセルには、距離場として「２」が付与される。同様に、外形線ＦＬを示すセルからの距離が長いセルほど、大きい距離場が付与される。図１０に示す例では、距離場「２」が付与されたセルよりも外形線ＦＬとの距離が長いセルに距離場「３」が付与され、距離場「３」が付与されたセルよりも外形線ＦＬとの距離が長いセルに距離場「４」が付与される。

次に、基準線算出部１１１は、複数のセルのそれぞれについて、距離場の逆数を算出する。図１１は、距離場の逆数が付与されたセルの一例を示す図である。基準線ＢＬは、走行路ＨＬの中央部に設定されることが好ましい。すなわち、基準線ＢＬは、外形線ＦＬからの距離が長くなるように設定されることが好ましい。後述する全体コストの算出においては、終点Ｍｉ’までの距離を考慮して全体コストが小さくなるように評価値を算出して基準線ＢＬを生成するため、基準線算出部１１１は、距離場の逆数を計算する。

本実施形態においては、便宜上、距離場の逆数を、移動コスト、と称する。

次に、基準点生成部１１１は、始点Ｍｏ’から各セルＣまでの移動距離を算出する（ステップＳ４２）。

本実施形態においては、便宜上、始点Ｍｏ’から各セルＣまでの移動距離を、推定コスト、と称する。

図１２は、各セルに付与された始点Ｍｏ’から終点Ｍｉ’までの推定コストを示す図である。始点Ｍｏ’を示すセルＣ_{１２－１５}に推定コストとして「０」が付与される。

行方向においてセルＣ_{１２－１５}に隣接するセルＣ_{１１－１５}に推定コストとして「１」が付与される。列方向においてセルＣ_{１２－１５}に隣接するセルＣ_{１２－１４}に推定コストとして「１」が付与される。

行方向においてセルＣ_{１１－１５}から始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルＣ_{１０－１５}に推定コストとして「２」が付与される。列方向においてＣ_{１２－１４}から始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルＣ_{１２－１３}に推定コストとして「２」が付与される。

列方向においてセルＣ_{１０－１５}から始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルＣ_{１０－１４}に推定コストとして「３」が付与される。行方向においてＣ_{１２－１３}から始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルＣ_{１１－１３}に推定コストとして「３」が付与される。

以下、同様に、行方向及び列方向のそれぞれにおいて推定コストとして「３」が付与されたセルから始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルに推定コストとして「４」が付与される。行方向及び列方向のそれぞれにおいて推定コストとして「４」が付与されたセルから始点Ｍｏ’よりも離れる方向に隣接するセルに推定コストとして「５」が付与される。このように、始点Ｍｏ’から離れるほど、セルに付与される推定コストが大きくなる。図１１に示す例では、終点Ｍｉ’を示すセルに推定コストとして「１８」が付与される。また、走行エリアＡＲにおいて始点Ｍｏ’から最も遠いセルには推定コストとして「２４」が付与される。

上述のように、本実施形態においては、演算処理を簡単にするため、行方向又は列方向にセルが１つずつずれるごとに推定コストとして「１」を加算する方法を採用する。なお、始点Ｍｏ’を示すセルと、始点Ｍｏ’以外の複数のセルのそれぞれとの直線距離（幾何学的距離）が算出され、その直線距離に基づいて複数のセルのそれぞれに付与される推定コストが定められてもよい。

このように、推定コストは、複数のセルのそれぞれに付与された始点Ｍｏ’からの距離に対応する数値によって表すことができる。推定コストは、始点Ｍｏ’からの距離が短いセルほど小さい。

次に、基準線生成部１１１は、複数のセルのそれぞれについて、全体コストを算出する。図１３は、複数のセルのそれぞれに付与された全体コストを示す図である。全体コストは、移動コストと推定コストとの和である。基準線生成部１１１は、複数のセルのそれぞれについて、図１１を参照して説明した距離場の逆数によって示される移動コストと、図１２を参照して説明した始点Ｍｏ’からの移動距離によって示される推定コストとの和を算出する。

なお、本実施形態において、基準線生成部１１１は、全体コストとして、移動コストと定数との積と推定コストとの和を算出する（［全体コスト］＝［移動コスト］×［定数］＋［推定コスト］）。定数は、例えばセルの大きさ又は走行エリアＡＲの大きさに応じて任意の値に定められる。図１３に示す例は、定数を「１０」としたときの全体コストを示す。また、図１３は、全体コストの概数として、小数点第２位を四捨五入した値を示す。なお、定数は「１０」でなくてもよく、任意の値に定められる。

次に、基準線算出部１１１は、全体コストが最小となるように、始点Ｍｏ’と終点Ｍｉ’とを結ぶ経路を構成するセルを算出する（ステップＳ４３）。全体コストが最小となる始点Ｍｏ’と終点Ｍｉ’とを結ぶセルは、基準点ＢＰの候補点ＢＰ’となる。

基準線生成部１１１は、終点Ｍｉ’を示すセルＣ_１－８の周囲に存在する複数のセルから全体コストが最も小さいセルを選択する。図１３に示す例においては、入口Ｍｉを示すセルＣ_１－８の周囲に、全体コストが「２２」であるセルＣ_１－９、「１９．３」であるセルＣ_２－９、「１９．５」であるセルＣ_２－８、「２１．３」であるセルＣ_２－７、及び「２４」であるセルＣ_１－７が存在する。入口Ｍｉを示すセルＣ_１－８の周囲に存在する複数のセルのうち全体コストが最も小さいセルは、「１９．３」のセルＣ_２－９である。そのため、基準線算出部１１１は、セルＣ_１－８の周囲に存在する複数のセルから「１９．３」のセルＣ_２－９を選択する。

次に、基準線生成部１１１は、「１９．３」のセルＣ_２－９の周囲に存在する複数のセルから全体コストが最も小さいセルを選択する。図１３に示す例においては、「１９．３」のセルＣ_２－９の周囲に、全体コストが「２０」であるセルＣ_２－１０、「２４」であるセルＣ_３－１０、「２０」であるセルＣ_３－９、「１９．３」であるセルＣ_３－８、「１９．５」でるセルＣ_２－８、「２１．３」であるセルＣ_１－８、「２２」であるセルＣ_１－９、及び「２６」であるセルＣ_１－１０が存在する。セルＣ_２－９の周囲に存在する複数のセルのうち全体コストが最も小さいセルは、「１９．３」のセルＣ_３－８である。そのため、基準線算出部１１１は、セルＣ_２－９の周囲に存在する複数のセルから「１９．３」のセルＣ_３－８を選択する。

次に、基準線生成部１１１は、「１９．３」のセルＣ_３－８の周囲に存在する複数のセルから全体コストが最も小さいセルを選択する。図１３に示す例においては、セルＣ_３－８の周囲に存在する複数のセルのうち全体コストが最も小さいセルは、「１７．３」のセルＣ_４－９である。そのため、基準線算出部１１１は、セルＣ_３－８の周囲に存在する複数のセルから「１７．３」のセルＣ_４－９を選択する。

以下、上述と同様の手順で、基準線生成部１１１は、全体コストが小さいセルを入口Ｍｉから出口Ｍｏに向かって順次探索する。図１４は、全体コストが最小となる終点Ｍｉ’と始点Ｍｏ’とを結ぶセルを探索した結果を示す図である。図１４に示すように、本実施形態においては、終点Ｍｉ’を示すセルＣ_１－８と始点Ｍｏ’を示すセルＣ_{１２－１５}とが、セルＣ_２－９、セルＣ_３－８、セルＣ_４－９、セルＣ_５－８、セルＣ_６－８、セルＣ_７－９、セルＣ_８－１０、セルＣ_９－１１、セルＣ_{１０－１２}、セルＣ_{１０－１３}、及びセルＣ_{１１－１４}によって結ばれる。これらのセルＣは、基準点ＢＰの候補点ＢＰ’となる。

このように、基準線算出部１１１は、終点Ｍｉ’から始点Ｍｏ’に向かって全体コストが小さいセルを順次探索することによって、終点Ｍｉ’と始点Ｍｏ’とを結ぶ全体コストが最小となる経路を探索することができる。本実施形態においては、終点Ｍｉ’を示すセルＣ_１－８と始点Ｍｏ’を示すセルＣ_{１２－１５}とを結ぶセルＣ_２－９、セルＣ_３－８、セルＣ_４－９、セルＣ_５－８、セルＣ_６－８、セルＣ_７－９、セルＣ_８－１０、セルＣ_９－１１、セルＣ_{１０－１２}、セルＣ_{１０－１３}、及びセルＣ_{１１－１４}によって形成される経路が、基準線ＢＬの候補線ＢＬ’を示し、セルＣ_２－９、セルＣ_３－８、セルＣ_４－９、セルＣ_５－８、セルＣ_６－８、セルＣ_７－９、セルＣ_８－１０、セルＣ_９－１１、セルＣ_{１０－１２}、セルＣ_{１０－１３}、及びセルＣ_{１１－１４}のそれぞれが、基準点ＢＰの候補点ＢＰ’を示す。すなわち、基準点ＢＰの候補点ＢＰ’は、全体コストが最小となるように終点Ｍｉ’と始点Ｍｏ’とを結ぶ基準線ＢＬの候補線ＢＬ’を構成するセルを含む。

上述のように、移動コストは、外形線ＦＬからの距離が長いセルほど小さい。推定コストは、始点Ｍｏ’からの距離が短いほど小さい。基準線ＢＬの候補線ＢＬ’は、移動コストと推定コストとの和である全体コストが最小となるセルによって構成される。すなわち、本実施形態において、基準線生成部１１１は、外形線ＦＬからの距離が長く、始点Ｍｏ’と終点Ｍｉ’とを結ぶ基準線ＢＬの候補線ＢＬ’の長さが短くなるように、基準線ＢＬの候補線ＢＬ’を生成する。

なお、基準線生成部１１１は、Ａ＊（Ａ－ｓｔａｒ）経路探索アルゴリズムを用いて、全体コストが最小となる経路を探索してもよい。Ａ＊（Ａ－ｓｔａｒ）経路探索アルゴリズムにおいては、不要な経路のコストを算出しないため、高速に演算処理を実施することができる。

基準線生成部１１１は、ステップＳ４３で基準線ＢＬの候補線ＢＬ’を算出した後、より最適な基準線ＢＬ及び走行コースＣＳが生成されるように、ステップＳ４３で算出された基準線ＢＬの候補線ＢＬ’を調整する処理を実施する。

図１５は、基準線生成部１１１によって生成された基準線ＢＬの候補線ＢＬ’の一例を模式的に示す図である。例えばステップＳ４３で生成された候補線ＢＬ’の形状に、外形線ＦＬの形状の影響が残る可能性がある。そのため、図１５（Ａ）に示すように、例えば外形線ＦＬに凹凸があると、外形線ＦＬに基づいて生成される基準線ＢＬが不必要に蛇行する可能性がある。また、基準線ＢＬが蛇行すると、図１５（Ａ）に示すように、基準線ＢＬに基づいて生成される走行コースＣＳも不必要に蛇行する可能性がある。

図１５（Ｂ）に示すように、外形線ＦＬに凹凸があっても、運搬車両２が走行路ＨＬを走行可能であれば、走行路ＨＬに設定される基準線ＢＬ及び基準線ＢＬに基づいて生成される走行コースＣＳは、可能な限り運搬車両２の操舵装置３３の操作量が小さくなる形状であることが好ましい。

また、例えば走行路ＨＬがカーブしている場合、基準線ＢＬ及び基準線ＢＬに基づいて生成される走行コースＣＳは、運搬車両２が走行路ＨＬを走行可能な範囲において運搬車両２の操舵装置３３の操作量が小さくなるように滑らかにカーブすることが好ましい。

本実施形態においては、基準線ＢＬに基づいて生成される走行コースＣＳが、外形線ＦＬの形状の影響を過度に受けることなく、運搬車両２が効率良く走行できるように、基準線ＢＬの調整が実施される。

基準線算出部１１１は、基準線ＢＬを調整するために、外形線ＦＬに基づいて算出した複数の基準点ＢＰの候補点ＢＰ’から一部の候補点ＢＰ’を選択し、残りの一部の候補点ＢＰ’を除去する。基準線算出部１１１は、除去する候補点ＢＰ’を算出する（ステップＳ４４）。

図１６は、本実施形態に係る基準線ＢＬの調整方法の一例を示す図である。上述のように、基準線ＢＬは、全体コストが最小となる複数の基準点ＢＰの候補点ＢＰ’によって規定される。候補点ＢＰ’の位置は、メッシュ状のグラフのセルの代表点（例えばセルの中央の座標）の位置である。

候補点ＢＰ’の位置は、メッシュ状のグラフのセル毎に決定される。また、候補点ＢＰ’の数は多い。そのため、ステップＳ４３で算出した全ての候補点ＢＰ’を結んで基準線ＢＬを生成しようとすると、基準点ＢＰの数が多過ぎるので、基準線ＢＬが不必要に蛇行する可能性がある。

そのため、基準線生成部１１１は、ステップＳ４３において基準線ＢＬを規定する複数の候補点ＢＰ’を決定した後、それら複数の候補点ＢＰ’から一部の候補点ＢＰ’を選択し、残りの一部の候補点ＢＰ’を除去する処理（候補点ＢＰ’を間引く処理）を実施して、隣接する候補点ＢＰ’の間の距離を長くする。

図１６に示すように、基準線生成部１１１は、ステップＳ４１からステップＳ４３までの処理を実施することによって、始点Ｍｏ’を示す候補点ＢＰｏ’と終点である終点Ｍｉ’を示す候補点ＢＰｉ’とを結ぶ複数の候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ２７’を算出する。候補点ＢＰｏ’は、図９から図１４に示したメッシュ状のグラフにおいて始点Ｍｏ’を示すセルに相当し、候補点ＢＰｉ’は、図９から図１４に示したメッシュ状のグラフにおいて終点Ｍｉ’を示すセルに相当し、候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ２７’のそれぞれは、図９から図１４に示したメッシュ状のグラフにおいて始点Ｍｏ’と終点Ｍｉ’とを結ぶ全体コストが最小となるセルに相当する。

基準線生成部１１１は、候補点ＢＰｏ’と候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰｉ’までのそれぞれとを結ぶ線分を候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ２７’の順に算出し、最初に外形線ＦＬと接触する候補点ＢＰ’を決定する。図１６に示す例では、候補点ＢＰｏ’と候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ２７’までのそれぞれとを結ぶ線分が算出され、候補点ＢＰｏ’と候補点ＢＰ１０’とを結ぶ線分が外形線ＦＬと接触する。本実施形態において、基準線生成部１１１は、複数の候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ１０’のうち、候補点ＢＰ１０’と、候補点ＢＰｏ’と候補点ＢＰ１０’との中間点にある候補点ＢＰ５’とを選択し、候補点ＢＰ１’から候補点ＢＰ４’及び候補点ＢＰ６’から候補点ＢＰ９’を除去する（間引く）。

次に、基準線生成部１１１は、選択した候補点ＢＰ１０’と候補点ＢＰ１１’から候補点ＢＰｉ’までのそれぞれとを結ぶ直線を算出し、それら複数の直線のなかから、外形線ＦＬと接触し、且つ、長さが最も短い直線を決定する。図１６に示す例では、候補点ＢＰ１０’と候補点ＢＰ１１’から候補点ＢＰ２２’までのそれぞれとを結ぶ直線を算出し、候補点ＢＰ１０’と候補点ＢＰ２２’とを結ぶ直線が外形線ＦＬと接触する。本実施形態において、基準線生成部１１１は、複数の候補点ＢＰ１１’から候補点ＢＰ２２’のうち、候補点ＢＰ２２’と、候補点ＢＰ１０’と候補点ＢＰ２２’との中間点にある候補点ＢＰ１６’とを選択し、候補点ＢＰ１１’から候補点ＢＰ１５’及び候補点ＢＰ１７’から候補点ＢＰ２１’を除去する（間引く）。

以下、基準線生成部１１１は、直線が候補点ＢＰｉ’に結ばれるまで、上述の処理を繰り返す。基準線生成部１１１は、選択した候補点ＢＰｏ’、候補点ＢＰ５’、候補点ＢＰ１０’、候補点ＢＰ１６’、候補点ＢＰ２２’、及び候補点ＢＰｉ’を補間して、基準線ＢＬを生成する。図１６に示す例においては、候補点ＢＰｏ’、候補点ＢＰ５’、候補点ＢＰ１０’、候補点ＢＰ１６’、候補点ＢＰ２２’、及び候補点ＢＰｉ’に基づいて、基準線ＢＬが規定される。

以上により、複数の候補点ＢＰ’から特定の候補点ＢＰ’を間引いて基準点ＢＰを決定する処理が終了する。図１６に示す例では、候補点ＢＰｏ’、候補点ＢＰ５’、候補点ＢＰ１０’、候補点ＢＰ１６’、候補点ＢＰ２２’、及び候補点ＢＰｉ’が、決定された基準点ＢＰである。基準線生成部１１１は、複数の候補点ＢＰ’から一部の候補点ＢＰ’を選択して基準点ＢＰを決定し、決定した基準点ＢＰを補間することによって、外形線ＦＬの形状の影響が少ない基準線ＢＬを生成することができる。例えば、外形線ＦＬに凹凸があっても、基準線生成部１１１は、外形線ＦＬの形状の影響が少ない滑らかな基準線ＢＬを生成することができる。基準線生成部１１１は、間引かれた基準点ＢＰを補間することによって、基準線ＢＬの曲率変化が少ない基準線ＢＬを生成することができる。

基準線生成部１１１は、一部の候補点ＢＰ’を除去した後、選択した複数の候補点ＢＰ’において、隣り合う候補点ＢＰ’の間の距離が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４５）。すなわち、基準線生成部１１１は、候補点ＢＰ’を間引き過ぎていないか否かを判定する。閾値は、隣り合う候補点ＢＰ’の距離について予め定められた値であり、記憶装置１２に記憶されている。

ステップＳ４５において、候補点ＢＰ’の間の距離が閾値よりも大きいと判定したとき（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、すなわち、候補点ＢＰ’を間引き過ぎてしまったと判定したとき、基準線生成部１１１は、隣り合う候補点ＢＰ’の間に除去した候補点ＢＰ’を挿入する（ステップＳ４７）。候補点ＢＰ’を挿入した後、基準線生成部１１１は、ステップＳ４５の処理を実施する。

ステップＳ４５において、候補点ＢＰ’の間の距離が閾値以下であると判定したとき（ステップＳ４５：Ｎｏ）、基準線生成部１１１は、選択した候補点ＢＰ’を補間して、基準線ＢＬを生成する（ステップＳ４６）。

図１７は、選択した基準点ＢＰに基づいて算出される基準線ＢＬの一例を模式的に示す図である。基準線ＢＬを生成するときの初期条件として、始点及び終点のそれぞれにおける運搬車両２の姿勢データが付与される。始点における運搬車両２の姿勢データは、ステップＳ３０で取得した出発地の出口Ｍｏにおける運搬車両２の姿勢データである。終点における運搬車両２の姿勢データは、ステップＳ３０で取得した到着地の入口Ｍｉにおける運搬車両２の姿勢データである。なお、始点における運搬車両２の姿勢データは、ステップＳ３０で取得した出発地の入口Ｍｉにおける運搬車両２の姿勢データでもよい。終点における運搬車両２の姿勢データは、ステップＳ３０で取得した到着地の出口Ｍｏにおける運搬車両２の姿勢データでもよい。また、始点及び終点のそれぞれにおける運搬車両２の姿勢データは、基準点ＢＰの配列又は基準点ＢＰの候補点ＢＰ’の配列に基づいて決定されてもよい。基準線ＢＬは、複数の基準線ＢＰの全てを通過するように生成される。基準線生成部１１１は、複数の基準点ＢＰに基づいて、Ｂ－スプライン曲線を算出する。Ｂ－スプライン曲線とは、設定された複数の制御点ＭＰ、ノットベクトル、及び基底関数に基づいて定義される滑らかな曲線をいう。

基準線生成部１１１は、複数の基準点ＢＰを通過するように、制御点ＭＰに基づいて補間（インターポレーション：Interpolation）を実施して、Ｂ－スプライン曲線からなる基準線ＢＬを生成する。図１７に示すように、基準線生成部１１１は、複数の基準点ＢＰを通過する基準線ＢＬ上を運搬車両２が可能な限り高速で走行できるように、制御点ＭＰを設定する。

旋回半径が大きいほど、運搬車両２は、直線状に走行することができ、高速で走行することができる。また、単位時間当たりの操舵装置３３の操舵量の変化量を示す操舵変化量が小さいほど、運搬車両２は、高速で走行することができる。基準生成部１１１は、運搬車両２の旋回半径が大きくなり、運搬車両２の操舵装置３３の単位時間当たりの操舵変化量が小さくなるように、制御点ＭＰを設定して、基準線ＢＬを生成する。

図１８は、本実施形態に係る基準線ＢＬの生成方法の一例を模式的に示す図である。図１８においては、３つの基準点ＢＰを例に説明する。３つの基準点ＢＰのうち一方の端にある基準点ＢＰの接線ベクトルの大きさをαとし、他方の端にある基準点ＢＰの接線ベクトルの大きさをβとする。接線ベクトルの大きさα，βにより、補間されるＢ－スプライン曲線の形状が変化する。

本実施形態にいては、以下の（１）式で示される目的エネルギー関数Ｅに基づいて、運搬車両２の旋回半径が大きくなり、且つ、単位時間当たりの操舵装置３３の操舵量の変化量が小さくなるように、最適な接線ベクトルの大きさα，βを算出する。なお、（１）式では、４つの条件を考慮しているが、新たな項を追加して、その条件も考慮することによって、最適な接線ベクトルを算出することができる。また、おもみを調整することにより、各条件の寄与度を変えることができる。

なお、本実施形態においては、インターポレーション（Interpolation）を実施して、複数の基準点ＢＰを通過するように基準線ＢＬが生成されることとした。基準線ＢＬは、必ずしも基準点ＢＰを通過せず、基準点ＢＰの近傍を通過するように生成されてもよい。例えば、基準生成部１１１は、運搬車両２の旋回半径が大きくなり、且つ、単位時間当たりの操舵装置３３の操舵量の変化量が小さくなるように、アプロキシメーション（approximation）に基づく補間処理を実施してもよい。アプロキシメーションとは、複数の基準点ＢＰに基づいて近似曲線を生成する補間処理であり、生成される近似曲線は、基準点ＢＰを通過しない場合がある。

次に、走行コースＣＳの生成方法（ステップＳ５０）について説明する。図１９は、本実施形態に係る走行コースＣＳの生成方法（ステップＳ５０）の一例を示すフローチャートである。図２０から図２４は、本実施形態に係る走行コースＣＳの生成方法を説明するための模式図である。

走行コース生成部１１２は、ステップＳ４０で生成された基準点ＢＰから、基準線ＢＬと直交し、且つ基準点ＢＰから距離Ｗだけ離れた位置に、走行コースＣＳのコース点ＣＰを生成する（ステップＳ５１）。

図２０は、コース点ＣＰの生成方法を模式的に示す図である。図２０に示すように、走行コース生成部１１２は、複数の基準点ＢＰのそれぞれについて、基準点ＢＰを通り、基準線ＢＬと直交する仮想線ＢＩを生成する。コース点ＣＰは、仮想線ＢＩ上において、基準点ＢＰから距離Ｗだけ離れた位置に生成される。

本実施形態において、走行コース生成部１１２は、複数の基準点ＢＰのそれぞれについて、コース点ＣＰの生成において予め定められている第１生成条件を満足するように、基準点ＢＰとコース点ＣＰとの距離Ｗを決定する。また、走行コース生成部１１２は、複数の基準点ＢＰのそれぞれについて、コース点ＣＰの生成において予め定められている第２生成条件を満足するように、基準点ＢＰとコース点ＣＰとの距離Ｗを決定する。

第１生成条件とは、走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２が走行エリアＡＲを走行する条件をいう。すなわち、第１生成条件とは、運搬車両２の少なくとも一部が外形線ＦＬよりも外側の禁止エリアＥＲにはみ出さない条件、又は運搬車両２が外形線ＦＬに接触しない条件をいう。ローカル座標系における外形線ＦＬの位置データは、既知データである。そのため、距離Ｗが決定されることにより、コース点ＣＰと外形線ＦＬとの距離Ｄが決定される。また、運搬車両２の外形データは、運搬車両２の設計データ又は諸元データ等から導出される既知データであり、記憶装置１２に記憶されている。運搬車両２の外形データは、運搬車両２の外形寸法を含む。そのため、走行コース生成部１１２は、運搬車両２が走行エリアＡＲを走行する第１生成条件を満足するように、外形線ＦＬの位置データ及び運搬車両２の外形データに基づいて、距離Ｗを決定して、走行点ＣＰを生成することができる。

第２生成条件とは、走行コースＣＳ１に従って基準線ＢＬの一方側を走行する運搬車両２と走行コースＣＳ２に従って基準線ＢＬの他方側を走行する運搬車両２とが反対方向に進行できる条件をいう。すなわち、第２生成条件とは、基準線ＢＬの一方側を走行する運搬車両２と基準線ＢＬの他方側を走行する運搬車両２とが接触することなくすれ違うことができる条件をいう。運搬車両２の外形寸法に対して距離Ｗが短過ぎると、運搬車両２はすれ違うことができない。走行コース生成部１１２は、基準線ＢＬの一方側を走行する運搬車両２と基準線ＢＬの他方側を走行する運搬車両２とが反対方向に進行できる第２走行条件を満足するように、運搬車両２の外形データに基づいて、距離Ｗを決定して、走行点ＣＰを生成することができる。

ステップＳ５１においてコース点ＣＰを生成した後、走行コース生成部１１２は、生成したコース点ＣＰが第１生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５２Ａ）。走行コース生成部１１２は、外形線ＦＬの位置データ及び運搬車両２の外形データに基づいて、コース点ＣＰが第１生成条件を満足するか否かを判定することができる。また、走行コース生成部１１２は、全てのコース点ＣＰのそれぞれについて、第１生成条件を満足するか否かを判定する。

ステップＳ５２Ａにおいて、全てのコース点ＣＰが第１生成条件を満足しないと判定したとき（ステップＳ５２Ａ：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰを移動して、コース点ＣＰと外形線ＦＬとの距離Ｄ、及びコース点ＣＰと基準線ＢＰとの距離Ｗを調整する。コース点ＣＰを移動しても、コース点ＣＰが第１生成条件を満足しないと判定したとき、走行コース生成部１１２は、処理を終了する。例えば、第１生成条件を満足するようにコース点ＣＰを移動して距離Ｄを決定したときにおいて距離Ｗが負値になったとき、走行コース生成部１１２は、そのコース点ＣＰに対応する基準点ＢＰ付近においては、例えば走行路ＨＬの幅が狭く、そもそも走行コースＣＳを生成することができないと判定して、処理を終了する。

ステップＳ５２Ａにおいて、コース点ＣＰが第１生成条件を満足すると判定したとき（ステップＳ５２Ａ：Ｙｅｓ）、走行コース生成部１１２は、生成したコース点ＣＰが第２生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５２Ｂ）。走行コース生成部１１２は、運搬車両２の外形データに基づいて、コース点ＣＰが第２生成条件を満足するか否かを判定することができる。

ステップＳ５２Ｂにおいて、第２生成条件を満足しないと判定したとき（ステップＳ５２Ｂ：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、第１生成条件及び第２生成条件を満足するように、コース点ＣＰの位置を修正する。すなわち、第１生成条件及び第２生成条件の両方が満足されるようにコース点ＣＰの位置の調整の余地がある場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰの位置を調整する。走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰの位置を修正した後、修正後のコース点ＣＰが第１生成条件を満足するか否かを判定する。修正後のコース点ＣＰが第１生成条件を満足する場合、走行コース生成部１１２は、その修正後のコース点ＣＰを、走行コースＣＳを生成するためのコース点ＣＰとして決定（更新）する。修正後のコース点ＣＰが第１生成条件を満足しない場合、走行コース生成部１１２は、そのコース点ＣＰにフラグをつける（ステップＳ５７Ａ）。

このフラグは、例えば走行コースＣＳ１に従って走行する運搬車両２と走行コースＣＳ２に従って走行する運搬車両２とが同時にそのコース点ＣＰ付近を走行するとき、一方の運搬車両２を停車（待機）させることにより他方の運搬車両２が通過できるか否かを判定するときに利用される。

走行コース生成部１１２は、複数のコース点ＣＰを補間して、走行コースＣＳを生成する（ステップＳ５３）。

図２１は、コース点ＣＰに基づいて算出される走行コースＣＳの一例を模式的に示す図である。走行コースＣＳは、複数のコース点ＣＰの全てを通過するように生成される。本実施形態において、走行コース生成部１１２は、基準線生成部１１１が基準線ＢＬを生成した方法と同様の方法で、走行コースＣＳを生成する。すなわち、走行コース生成部１１２は、複数のコース点ＣＰに基づいて、Ｂ－スプライン曲線を算出する。走行コース生成部１１２は、複数のコース点ＣＰを通過するように、制御点ＭＰに基づいてインターポレーション（Interpolation）を実施して、Ｂ－スプライン曲線からなる走行コースＣＳを生成する。走行コースＣＳを生成するときの初期条件として、ステップＳ３０で取得した入口Ｍｉ及び出口Ｍｏのそれぞれにおける運搬車両２の姿勢データが付与される。走行コース生成部１１２は、運搬車両２の旋回半径が大きくなり、運搬車両２の操舵装置３３の単位時間当たりの操舵変化量が小さくなるように、制御点ＭＰを設定して、走行コースＣＳを生成する。

走行コース生成部１１２は、ステップＳ５３で生成した走行コースＣＳが第１生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５４Ａ）。

コース点ＣＰが第１生成条件及び第２生成条件を満足しても、コース点ＣＰを補間することによって生成された走行コースＣＳの一部が第１生成条件を満足しない可能性がある。そのため、走行コース生成部１１２は、ステップＳ５３で生成した走行コースＣＳが第１生成条件を満足しているか否かを判定する。

図２２（Ａ）は、走行コースＣＳの一部が第１生成条件を満足していない状態を模式的に示す図である。図２２（Ａ）に示すように、走行コースＣＳの形状によっては、走行コースＣＳに従って運搬車両２が走行した場合、運搬車両２の一部が外形線ＦＬに接触してしまう。走行コース生成部１１２は、外形線ＦＬの位置データ及び走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２の外形データに基づいて、走行コースＣＳが第１生成条件を満足しているか否かを判定することができる。

ステップＳ５４Ａにおいて、走行コースＣＳが第１生成条件を満足しないと判定したとき（ステップＳ５４Ａ：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、制御点ＭＰを調整することにより第１生成条件を満足させることができるか判定した後、第１生成条件を満足させることができると判定したとき、制御点ＭＰを移動して、走行コースＣＳを変形させる。なお、コース点ＣＰを移動することにより第１生成条件が満足される場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰを移動して、走行コースＣＳを変形させてもよい。走行コースＣＳを変形させた後、走行コース生成部１１２は、変形後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足するか否かを判定する。走行コース生成部１１２は、第１生成条件が満足されるまで、制御点ＭＰを移動して、走行コースＣＳを変形させる。走行コースＣＳを変形させても第１生成条件を満足させることができないと判定したとき、例えば走行路ＨＬの幅が狭く、そもそも走行コースＣＳを生成することができないと判定して、走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳの生成処理を終了する。

図２２（Ｂ）は、制御点ＭＰを移動して走行コースＣＳを変形させた状態を模式的に占め図である。図２２（Ｂ）に示すように、制御点ＭＰを移動することにより、制御点ＭＰの移動に連動して、走行コースＣＳの一部が変形する。これにより、図２２（Ｂ）に示すように、走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２を走行エリアＡＲにおいて走行させることができる。

ステップＳ５４Ａにおいて、走行コースＣＳが第１生成条件を満足すると判定したとき（ステップＳ５４Ａ：Ｙｅｓ）、走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳが第２生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５４Ｂ）。

第２姿勢条件を満足するか否かの判定は、全ての走行コースＣＳについて実施される。第１走行コースＣＳ１と第２走行コースＣＳ２との距離の最小値が、運搬車両２がすれ違い可能な距離であるか否かが判定される。また、第１走行コースＣＳ１に従って走行する運搬車両２が通過する領域と、第２走行コースＣＳ２に従って走行する運搬車両２が通過する領域とが重なるか否かが判定される。領域が重なる場合、運搬車両２はすれ違うことができない。また、運搬車両２が走行する走行コース（例えば第１走行コースＳＣ１）とは反対側の走行コースＣＳ（例えば第２走行コースＣＳ２）に近い側の運搬車両２の側面を表す線分、又は線分の端点の軌跡が確認されてもよい。

ステップＳ５４Ｂにおいて、走行コースＣＳが第２生成条件を満足しないと判定したとき（ステップＳ５４Ｂ：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、第２生成条件を満足するように、制御点ＭＰの位置を修正する。なお、コース点ＣＰを移動することにより第２生成条件が満足される場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰの位置を修正してもよい。走行コース生成部１１２は、制御点ＭＰの位置を修正した後、修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足するか否かを判定する。修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足する場合、走行コース生成部１１２は、その修正後の制御点ＭＰを、走行コースＣＳを生成するための制御点ＭＰとして決定（更新）する。なお、コース点ＣＰを修正した場合は、コース点ＣＰも更新する。修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足しない場合、走行コース生成部１１２は、第２生成条件を満足しない走行コースＣＳの領域にフラグをつける（ステップＳ５７Ｃ）。

このフラグは、例えば走行コースＣＳ１に従って走行する運搬車両２と走行コースＣＳ２に従って走行する運搬車両２とが同時にその走行コースＣＳの領域付近を走行するとき、一方の運搬車両２を停車（待機）させることにより他方の運搬車両２が通過できるか否かを判定するときに利用される。

ステップＳ５４Ｂにおいて、走行コースＣＳが第２生成条件を満足すると判定したとき（ステップＳ５４Ｂ：Ｙｅｓ）、走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳが第３生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５５）。

第３生成条件とは、走行コースＣＳの曲率半径が運搬車両２の最小旋回半径よりも大きい条件をいう。運搬車両２の最小旋回半径とは、運搬車両２が旋回することができる最小旋回半径をいう。運搬車両２の最小旋回半径は、運搬車両２の操舵装置３３の最大操舵角及び運搬車両２の外形寸法などに基づいて決定される運搬車両２の固有データである。運搬車両２の最小旋回半径は、既知データであり、記憶装置１２に記憶されている。生成される走行コースＣＳの曲率半径が運搬車両２の最小旋回半径に対して小さ過ぎる場合（走行コースＣＳのカーブがきつ過ぎる場合）、運搬車両２は、走行コースＣＳに従って走行することが困難となる。走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳの曲率半径が運搬車両２の最小旋回半径よりも大きい第３走行条件を満足するように、走行コースＣＳを生成する。

ステップＳ５５において、第３生成条件を満足しないと判定したとき（ステップＳ５５：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、第１生成条件及び第３生成条件を満足するように、制御点ＭＰの位置を修正する。なお、コース点ＣＰを移動することにより第３生成条件が満足される場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰの位置を修正してもよい。走行コース生成部１１２は、制御点ＭＰの位置を修正した後、修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足するか否かを判定する。修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足する場合、走行コース生成部１１２は、その修正後の制御点ＭＰを、走行コースＣＳを生成するための制御点ＭＰとして決定（更新）する。なお、コース点ＣＰを修正した場合は、コース点ＣＰも更新する。修正後の走行コースＣＳが第１生成条件を満足しない場合、走行コース生成部１１２は、第３生成条件を満足しない走行コースＣＳの領域にフラグをつける（ステップＳ５７Ｄ）。

このフラグが付与される領域は、走行コースＣＳは生成されるが、運搬車両２が走行できない可能性がある領域として扱われる。

図２３（Ａ）は、走行コースＣＳが運搬車両２の最小旋回半径よりも小さい曲率半径のカーブＣＫを有している状態を模式的に示す図である。カーブＣＫの曲率半径は、運搬車両２の最小旋回半径よりも小さい。そのため、運搬車両２は、走行コースＣＳに従ってカーブＣＫを走行することが困難である。

本実施形態において、走行コース生成部１１２は、カーブＣＫの曲率半径が第３生成条件を満たすように、制御点ＭＰのオフセット及びスムージングを実施する。走行コース生成部１１２は、カーブＣＫの近傍の制御点ＭＰを移動することによって、カーブＣＫの曲率半径を大きくする。

図２４は、本実施形態に係るオフセット処理の一例を模式的に示す図である。図２４（Ａ）に示すように、走行コース生成部１１２は、第３生成条件を満足しないカーブＣＫの制御点ＭＰ間を線分で結ぶ。次に、図２４（Ｂ）に示すように、走行コース生成部１１２は、制御点ＭＰを結んだ線分の法線方向に制御点ＭＰを距離ｄだけオフセットして制御点ＭＰ_{ｏfｆｓｅｔ}を設定する。１つの制御点ＭＰを２つの方向にオフセットすると制御点ＭＰの数が増えてしまうため、走行コース生成部１２２は、オフセット後の制御点ＭＰ_{ｏfｆｓｅｔ}間を線分で結ぶ。次に、図２４（Ｃ）に示すように、走行コース生成部１１２は、ＭＰ_{ｏｆfｓｅｔ}間を線分の延長上で交差する点で制御点ＭＰ_{ｏｆｆｓｅｔ}を統合して、制御点ＭＰｉ'を設定する。複数の制御点ＭＰ’を結ぶ曲線の曲率半径は、複数の制御点ＭＰを結ぶ曲線の曲率半径よりも大きくなる。なお、オフセットすることにより、曲線が滑らかに変化しない場合があるため、スムージング処理を実施して曲線を滑らかにしてもよい。あるいは、曲率半径が小さい区間を特定し、その区間をスムージングして曲率半径を大きくしてもよい。

図２５は、スムージングの一例としてラプラシアンスムージング処理を模式的に示す図である。図２５に示すように、走行コース生成部１１２は、カーブＣＫの近傍の制御点ＭＰ_ｉをＭＰ_ｉ’に移動する。制御点ＭＰ_ｉに隣接する制御点をＭＰ_ｉ－１、ＭＰ_ｉ－２、ＭＰ_ｉ＋１、ＭＰ_ｉ＋２としたとき、以下の（２）式に基づいて、カーブＣＫの曲率半径が変化する。

制御点ＭＰを移動して走行コースＣＳを修正し、第１走行条件が満足されていることを確認しながら、第３生成条件が満足されるまで、走行コース生成部１１２は、制御点を移動して、走行コースＣＳを修正する。なお、コース点ＣＰを移動することにより第３生成条件が満足される場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰを移動してもよい。これにより、図２３（Ｂ）に示すように、運搬車両２の最小旋回半径よりも大きい曲率半径のカーブＣＫを有する走行コースＣＳが生成される。

ステップＳ５５において、走行コースＣＳが第３生成条件を満足すると判定したとき（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、走行コース生成部１１２は、走行コースＣＳが第１生成条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ５６）。

ステップＳ５６において、第１生成条件を満足してしないと判定したとき（ステップＳ５６：Ｎｏ）、走行コース生成部１１２は、制御点ＭＰを移動して、走行コースＣＳを修正する（ステップＳ５８）。なお、コース点ＣＰを移動することにより第１生成条件が満足される場合、走行コース生成部１１２は、コース点ＣＰを移動してもよい。

ステップＳ５６において、第１生成条件を満足すると判定したとき（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、走行コースＣＳの生成が終了する。なお、第３生成条件における走行コースＣＳの変化量は僅かであるため、第２生成条件の判定は実施していないが、第２生成条件の判定を実施してもよい。なお、第１生成条件が満足されない場合には、再度制御点ＭＰの調整を実施する。

走行コースＣＳの生成（ステップＳ５０）が終了した後、管理装置１０は、入出力インターフェース１３を介して、走行コース生成部１１２で生成された走行コースＣＳを、記憶装置１２に出力する。また、管理装置１０は、入出力インターフェース１３を介して、基準線生成部１１１で生成された基準線ＢＬを、記憶装置１２に出力する。走行コースＣＳ及び基準線ＢＬは、記憶装置１２に記憶される（ステップＳ６０）。

また、本実施形態においては、走行コースＣＳ及び基準線ＢＬを再現するために、制御点ＭＰ及びノットベクトルが記憶装置１２に記憶される。また、コース点ＣＰ及び基準点ＢＰが記憶装置１２に記憶される。なお、基準線ＢＬ、基準点ＢＰ及び基準線ＢＬを規定する制御点ＭＰ、及び基準線ＢＬを規定するノットベクトルは記憶しなくてもよい。

また、管理装置１０は、運搬車両２を走行させるとき、記憶装置１２に記憶されている走行コースＣＳを運搬車両２の運転制御部４１４に送信する（ステップＳ７０）。運転制御部４１４は、走行コースＣＳに基づいて、走行装置２３を制御するための制御信号を生成し、走行装置２３に出力する。運搬車両２は、制御信号に基づいて、走行コースＣＳに従って走行エリアＡＲを走行する。

走行コースＣＳは、制御点ＭＰ及びノットベクトルから再現されるため、管理装置１０は、記憶装置１２に記憶されている走行コースＣＳから必要に応じて目標点を抽出し、その目標点に運搬車両２の目標走行速度等の走行条件を埋め込み、そのコース点ＣＰを示すデータを必要なタイミングで運搬車両２に送信してもよい。また、管理装置１０は、制御点及びノットベクトルを運搬車両２に送信してもよい。運搬車両２は、制御点及びノットベクトルから再現された走行コースＣＳから必要に応じて目標点及び走行条件を算出し、算出した目標点及び走行条件に基づいて走行することができる。

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、外形線ＦＬに基づいて基準線ＢＬが設定され、基準線ＢＬの両側に走行コースＣＳが設定される。これにより、人為的影響が抑制された状態で、運搬車両２の作業効率の低下を抑制できる走行コースＣＳが生成される。これにより、作業現場である鉱山の生産性の低下が抑制される。

図２６は、基準線ＢＬに基づかずに、外形線ＦＬに基づいて走行コースＣＳが生成される例を示す模式図である。土手又は崖のような地形の境界線ＤＬに沿ってサーベイ車両５が走行し、サーベイ車両５の走行軌跡に基づいて運搬車両２の走行エリアＡＲの外形線ＦＬ（サーベイライン）が設定され、その外形線ＦＬに基づいて走行コースＣＳが生成される場合、図２６に示すように、走行コースＣＳの形状は、外形線ＦＬの影響を大きく受ける。図２６に示すように、外形線ＦＬに凹凸がある場合、走行コースＣＳは不必要に蛇行する。運搬車両２を搬送路ＨＬにおいて直線状に走行させることができる走行コースＣＳを設定できるにもかかわらず、外形線ＦＬの形状の影響を受けて、走行コースＣＳが不必要に蛇行すると、出口Ｍｏから入口Ｍｉまでの運搬車両２の走行距離が長くなったり、走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２の走行速度を十分に高めることができなくなったりする可能性がある。その結果、運搬車両２の作業効率が低下し、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

本実施形態においては、走行路ＨＬの両側の外形線ＦＬに基づいて、走行路ＨＬの中央部に基準線ＢＬが生成された後、その基準線ＢＬの両側に走行コースＣＳが生成される。走行路ＨＬの両側の一対の外形線ＦＬ１及び外形線ＦＬ２に基づいて基準線ＢＬが生成される。本実施形態においては、走行路ＨＬの両側の一対の外形線ＦＬ１及び外形線ＦＬ２で囲まれる領域の外形線までの距離場と入口Ｍｉから出口Ｍｏに向かう経路の距離に基づいて基準線ＢＬが生成されており、かつ、線分の交差条件により間引き処理をしているため、外形線ＦＬ１及び外形線ＦＬ２の形状が基準線ＢＬに与える影響が少ない。これにより、基準線ＢＬの両側に生成される走行コースＣＳも、外形線ＦＬの影響が少なく、運搬車両２の走行特性を考慮した状態で生成される。したがって、その走行コースＣＳに従って走行する運搬車両２の作業効率の低下が抑制される。

また、本実施形態において、基準線生成部１１１は、外形線ＦＬからの距離が長く、走行エリアＡＲの始点と終点とを結ぶ基準線ＢＬの長さが短くなるように、基準線ＢＬを生成することができる。これにより、基準線ＢＬは、走行路ＨＬの幅方向において中央部に設定され、不必要に蛇行することが抑制される。

また、本実施形態においては、基準線ＢＬが生成されることにより、走行コース生成部１１２は、走行エリアＡＲにおいて運搬車両２を反対方向に走行させる走行コースＣＳ１及び走行コースＣＳ２を円滑に生成することができる。本実施形態においては、運搬車両２がすれ違うことができる走行コースＣＳ１及び走行コースＣＳ２が自動的に生成されるため、例えば作業者の手動による走行コースＣＳの微調整作業を省略することができる。作業者の手動による微調整作業が実施される場合、熟練の作業者と未熟な作業者とでは、微調整作業に要する時間及び微調整後の走行コースＣＳの品質に差異が生じる。本実施形態においては、人為的影響を受け難い状態で、運搬車両２がすれ違うことができる走行コースＣＳ１及び走行コースＣＳ２を自動的に生成することができる。

なお、上述の実施形態において、基準線ＢＬの第１部分の両側に走行コースＣＳが設定され、第１部分とは異なる基準線ＢＬの第２部分の片側のみに走行コースＣＳが設定されてもよい。例えば走行路ＨＬの幅が狭い部分のように、運搬車両２がすれ違うことができない部分が走行路ＨＬに存在する場合がある。そのような部分においては、基準線ＢＬの側のみに走行コースＣＳが設定されてもよい。また、基準線ＢＬ自体を走行コースＣＳとみなしてもよい。

なお、上述の実施形態において、運搬車両２の制御装置４０が、少なくとも基準線生成部１１１の機能及び走行コース生成部１１２の機能を有してもよい。また、例えば基準線生成部１１１及び走行コース生成部１１２の一方が管理装置１０に設けられ、他方が制御装置４０に設けられてもよい。

なお、上述の実施形態において、外形線ＦＬ、基準線ＢＬ、及びコースＣＳ、並びにこれらを構成する外形点ＦＰ、基準点ＢＰ、及びコース点ＣＰなどは、ローカル座標系において規定されることとしたが、グローバル座標系で規定されてもよい。また、グローバル座標系に基づいて各種の処理が実施されてもよい。

なお、上述の実施形態において、走行コースＣＳが基準線ＢＬの両側に設定されることとした。走行コースＣＳは、基準線ＢＬの片側に設定されてもよい。

１…管制システム、２…運搬車両、３…積込機、４…破砕機、５…サーベイ車両、６…位置検出器、８…管制施設、９…通信システム、１０…管理装置、１１…演算処理装置、１２…記憶装置、１３…入出力インターフェース、１４…無線通信装置、１５…入力装置、１６…出力装置、２１…車体フレーム、２２…ダンプボディ、２３…走行装置、２４…タイヤ、２５…車輪、２５Ｆ…前輪、２５Ｒ…後輪、２６…リアアクスル、２７…車軸、３１…駆動装置、３２…ブレーキ装置、３３…操舵装置、３４…位置検出器、３５…検出装置、３５Ａ…操舵角センサ、３５Ｂ…方位角センサ、４０…制御装置、４１…演算処理装置、４２…記憶装置、４３…入出力インターフェース、４４…無線通信装置、１１１…基準線生成部、１１２…走行コース生成部、４１１…走行コース取得部、４１２…位置データ取得部、４１３…検出データ取得部、４１４…運転制御部、ＡＲ…走行エリア、ＡＸ…回転軸、ＢＩ…仮想線、ＢＬ…基準線、ＢＰ…基準点、ＣＰ…コース点、ＣＳ…走行コース、ＣＳ１…第１走行コース、ＣＳ２…第２走行コース、Ｄ…距離、ＤＬ…境界線、ＤＰＡ…排土場、ＥＲ…禁止エリア、ＦＬ…外形線、ＦＰ…外形点、ＨＬ…走行路、ＩＳ…交差点、ＬＰＡ…積込場、ＭＰ…制御点、ＰＡ…作業場、ＳＬ…サーベイライン、Ｗ…距離。

Claims (12)

1. 運搬車両が走行可能な作業現場の走行エリアの外形線からの距離に基づいて、前記走行エリアに設定される基準線を生成する基準線生成部と、
   前記走行エリアにおいて前記基準線からの距離に基づいて設定される前記運搬車両の目標走行経路を示す走行コースを生成する走行コース生成部と、を備え、
   前記外形線からの距離は、前記基準線の複数の位置のそれぞれと前記外形線との距離であり、
   前記基準線からの距離は、前記基準線に直交する前記基準線と前記走行コースとの距離であり、
   前記走行コース生成部は、前記基準線の両側に前記走行コースを設定し、
   前記基準線生成部は、前記外形線からの距離が長く、前記走行エリアの出発地となる作業場の入口と出口との間に規定される始点と到着地となる作業場の入口と出口との間に規定される終点とを結ぶ前記基準線の長さが短くなるように、前記基準線を生成する、
   運搬車両の管制システム。
2. 前記走行コース生成部は、前記基準線からの距離に基づいて複数のコース点を生成し、複数の前記コース点に基づいて前記走行コースを生成する、
   請求項１に記載の運搬車両の管制システム。
3. 前記走行コース生成部は、前記走行コースに従って走行する前記運搬車両が前記外形線に接触しない条件、及び前記運搬車両が他の運搬車両と接触することなくすれ違うことができる条件を満足するように、前記コース点の位置を調整する、
   請求項２に記載の運搬車両の管制システム。
4. 前記基準線生成部は、前記走行エリアを走行する前記運搬車両の始点データと終点データとに基づいて、前記基準線を生成する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
5. 前記基準線生成部は、前記運搬車両の旋回半径が大きくなり、前記運搬車両の単位時間当たりの操舵変化量が小さくなるように、前記基準線を生成する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
6. 前記基準線生成部は、前記外形線に基づいて算出した複数の候補点から一部の候補点を選択して基準点を決定し、決定した前記基準点を補間して、前記基準線を生成する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
7. 前記外形線は、前記作業現場の地形の境界線、前記境界線に沿って走行したサーベイ車両の走行軌跡に基づいて設定されるサーベイライン、前記境界線に沿って飛行した飛行体によって計測される前記地形の計測データ、及び前記境界線の設計データの少なくとも一つを含む、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
8. 前記走行コース生成部は、前記運搬車両が前記走行エリアを走行するように、前記外形線の位置データ及び前記運搬車両の外形データに基づいて、前記走行コースを生成する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
9. 前記走行コース生成部は、前記基準線の一方側を走行する前記運搬車両と前記基準線の他方側を走行する前記運搬車両とが反対方向に進行できるように、前記運搬車両の外形データに基づいて、前記走行コースを生成する、
   請求項８に記載の運搬車両の管制システム。
10. 前記走行コース生成部は、前記走行コースの曲率半径が前記運搬車両の最小旋回半径よりも大きくなるように、前記走行コースを生成する、
    請求項８又は請求項９に記載の運搬車両の管制システム。
11. 前記外形線は、第１外形線と、第１外形線と対向する第２外形線とを含み、
    前記走行エリアは、前記第１外形線と前記第２外形線との間の走行路を含み、
    前記走行コースは、前記走行路において、前記基準線と前記第１外形線との間に設定される第１走行コースと、前記基準線と前記第２外形線との間に設定される第２走行コースとを含む、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の運搬車両の管制システム。
12. 運搬車両が走行可能な作業現場の走行エリアの外形線からの距離に基づいて、前記走行エリアに設定される基準線を生成することと、
    前記走行エリアにおいて前記基準線からの距離に基づいて設定される前記運搬車両の目標走行経路を示す走行コースを生成することと、を含み、
    前記外形線からの距離は、前記基準線の複数の位置のそれぞれと前記外形線との距離であり、
    前記基準線からの距離は、前記基準線に直交する前記基準線と前記走行コースとの距離であり、
    前記基準線の両側に前記走行コースを設定し、
    前記外形線からの距離が長く、前記走行エリアの出発地となる作業場の入口と出口との間に規定される始点と到着地となる作業場の入口と出口との間に規定される終点とを結ぶ前記基準線の長さが短くなるように、前記基準線を生成する、
    運搬車両の管理方法。

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