JP7179116B2 - 運搬車両及び運搬システム - Google Patents

Description

本発明は、鉱山等で自律して走行や放土等の動作を行う運搬車両及び運搬システムに関する。

ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等の障害物までの距離を測定する距離計が搭載されたダンプトラック等の運搬車両には、距離計の対物面の汚れを検知するシステムが搭載される場合がある（特許文献１，２等）。

近年、鉱山等では無人で自律動作する運搬車両が活躍している。このような無人の運搬車両では、距離計の対物面の汚れが推定される場合、障害物までの距離が正しく測定されないことから動作を停止すると共に管制局の端末にメンテナンスを要求するアラームを通知する処理が実行される場合がある。距離計の対物面が汚れている場合、正常な測距機能を復元するために人間による距離計の清掃作業が必要となる。アラームの通知があった場合、停車した対象の運搬車両のところまで乗用車等で作業員が出動し、汚れ状況の目視確認により距離計の清掃の要否を作業員が判断する。距離計の清掃を要すると判断した場合、作業員は運搬車両に搭乗し、運搬車両をマニュアル運転して車列から離脱させる。そして、所定のメンテナンスエリアで距離計を清掃した後、運搬車両を車列に戻して自律動作を再開させる。

特開２０１７－３５４１号公報 特許第６６８４２４４号公報

しかし、距離計の対物面の汚れを検知するシステムにおいては、浮遊する土埃等が検知されて距離計の対物面が汚れていると判定され、管制局にアラームが通知される場合がある。このような誤検知に起因するアラームは、必要以上に作業員の出動を強いて運搬車両の停止時間を長くし、運搬車両の稼働率を低下させる。特に鉱山では一般に多数の無人運搬車両が車列を組んで自律動作するため、一台の運搬車両が停車すれば他の運搬車両も止まってしまい、作業現場全体の生産性を低下させる。

本発明の目的は、距離計の汚れの誤検知による稼働率の低下を抑制することができる運搬車両及び運搬システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車体と、障害物までの距離を測定する距離計と、前記車体の位置データを取得する位置センサと、前記位置センサの出力に基づき前記車体を制御する車載コントローラと、前記車体を管制する管制コントローラと通信する通信装置とを備えた運搬車両において、前記車載コントローラは、前記距離計の出力に基づき前記距離計の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かの一次判定を実行し、前記一次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記車体に指令して前記車体を現在位置で停車させ、前記一次判定を実行してから設定時間の経過後、前記距離計の出力に基づき前記汚れ推定状態であるか否かの二次判定を前記現在位置で停車した状態で実行し、前記二次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記管制コントローラに前記通信装置を介してアラームを送信し、前記二次判定で前記汚れ推定状態が解消されていると判定した場合、前記車体に指令して前記車体の走行を再開させる運搬車両を提供する。

本発明によれば、距離計の汚れの誤検知による運搬車両の稼働率の低下を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る運搬システムの模式図 本発明の第１実施形態に係る運搬システムの機能ブロック図 本発明の第１実施形態に係る運搬システムに属するダンプトラックの外観を模式的に表す斜視図 エリアデータのデータテーブルの例を表す図 配車管理データのデータテーブルの例を表す図 交通管制データのデータテーブルの例を表す図 距離計監視機能の処理手順を表すフローチャート アラーム機能の処理手順を表すフローチャート 本発明の第１実施形態における設定時間演算機能の処理手順を表すフローチャート 本発明の第１実施形態における設定時間のデータテーブルの例を表す図 車体制御機能の処理手順を表すフローチャート 管制コントローラによりモニタに表示されるアラーム画面の例を表す図 車載コントローラからアラームが通知された場合の管制コントローラの処理手順を表すフローチャート 積込エリアで距離計の汚れを誤検知する状況の説明図 交差点エリアで距離計の汚れを誤検知する状況の説明図 本発明の第２実施形態における設定時間のデータテーブルの例を表す図 本発明の第２実施形態における設定時間演算機能の処理手順を表すフローチャート 本発明の第３実施形態における塵埃発生エリアの概念図 本発明の第４実施形態における塵埃発生エリアの概念図の一例 本発明の第４実施形態における塵埃発生エリアの概念図の一他の例 本発明の第４実施形態における設定時間演算機能の処理手順を表すフローチャート 本発明の第５実施形態に係る運搬システムの機能ブロック図

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

＜第１実施形態＞
－運搬システム
図１は本発明の第１実施形態に係る運搬システムの模式図である。同図に示した運搬システム１は、例えば露天掘り鉱山の作業現場における土砂や鉱石等（以下、土砂と略記する）の運搬に用いられるシステムである。この運搬システム１は、少なくとも１台の油圧ショベル１０と、少なくとも１台のダンプトラック２０と、管制コントローラ３０とを含んで構成されている。

油圧ショベル１０は、積込機械の例であり、作業現場内の所定の積込エリアで土砂の掘削及びダンプトラック２０への積込の作業をする。ダンプトラック２０は、運搬車両の例であり、油圧ショベル１０により積み込まれた土砂を積載し、走行経路６０を走行して搬送し所定の放土エリアに放土する。図１には図示していないが、積込エリアや放土エリアにはブルドーザが配置され、油圧ショベル１０による掘削作業やダンプトラック２０による放土作業をした場所がブルドーザにより整地される。

油圧ショベル１０、ダンプトラック２０及び管制コントローラ３０は、無線通信回線４０によって双方向に通信可能に接続されている。同図の例では作業現場内に少なくとも１つの無線基地局４１が設置されており、油圧ショベル１０、ダンプトラック２０及び管制コントローラ３０は、無線基地局４１を介して互いにデータを送受信する。

本実施形態では、管制コントローラ３０による交通管制方式として、いわゆる走行許可区間制御方式が用いられている。走行許可区間制御方式とは、地図データ上でノードにより分割された走行経路６０の各区間の走行許可を複数のダンプトラック２０に同時に与えない制御方式である。この制御方式の下では、各区間の走行許可は、常に最大１台のダンプトラック２０に排他的に与えられる。例えば、管制コントローラ３０は、区間ａを走行中のダンプトラックＡから次の区間ｂの走行許可が要求された際、区間ｂの走行許可が他のダンプトラックＢに与えてある間、ダンプトラックＡには区間ｂの走行許可を与えない。また、区間ｂが進入禁止区間に設定されている場合も、管制コントローラ３０は、ダンプトラックＡからの区間ｂの走行許可の要求に応じず、ダンプトラックＡに区間ａの走行を許可しない。従って、ダンプトラックＡは、自律動作により現在走行許可が与えられている区間ａの終端で一旦停車し、次の区間ｂの走行許可が与えられるまで待機する。

図２は運搬システム１の機能ブロック図である。同図において、油圧ショベル１０及びダンプトラック２０を１台ずつ示してあるが、それぞれ複数台がシステムに含まれる場合でも各油圧ショベル１０及び各ダンプトラック２０は同様の構成である。

次に、油圧ショベル１０、ダンプトラック２０、管制コントローラ３０について順次説明する。

－油圧ショベル－
油圧ショベル１０は、ブーム及びアームを含んで構成された多関節構造の作業腕にバケットを装着したフロント作業機を含んで構成されている。この油圧ショベル１０は、車載コントローラ１１、位置センサ１２、及び通信装置１３を含んで構成されている。

位置センサ１２は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の受信機であり、人工衛星ＳＴ（図１）から受信したアンテナ位置のデータを車載コントローラ１１に出力する。

通信装置１３は、無線通信回線４０に接続する無線装置である。この通信装置１３は、無線通信回線４０を介してダンプトラック２０及び管制コントローラ３０との間でデータの送受信を行う。

車載コントローラ１１は、ＣＰＵ等の演算装置、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを含んで構成されたコンピュータであり、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行して油圧ショベル１０の動作を制御する。この車載コントローラ１１には、データ管理機能Ｆ０が備わっている。データ管理機能Ｆ０には、位置センサ１２の受信データに基づき油圧ショベル１０（自機）の位置データを随時演算し、通信装置１３を介して油圧ショベル１０の位置データをリアルタイムに又は所定の時間間隔で管制コントローラ３０に送信する機能が含まれる。

データ管理機能Ｆ０で演算される油圧ショベル１０の位置データは、位置センサ１２からリアルタイムに入力されるアンテナ位置を基に演算される地球座標系（独自に規定した座標系でも良い）の位置データである。この位置データは、油圧ショベル１０の基準点（例えば車体重心）の位置データであり、アンテナ位置以外を基準点に設定する場合でも、アンテナ位置と機体寸法の既知のデータから算出できる。この場合、油圧ショベル１０の方位データについては、図３に示したダンプトラック２０のように２本のＧＮＳＳ用のアンテナの位置データから求めることができる。

－ダンプトラック－
図３はダンプトラック２０の外観を模式的に表す斜視図である。ダンプトラック２０は、車体２１、距離計２２、位置センサ２３、車載コントローラ２４（図２）、通信装置２５（図２）を含んで構成されている。

車体２１は、左右の前輪及び左右の後輪を有するシャシ２１ａ、シャシ２１ａの前部に搭載された運転室２１ｂ、シャシ２１ａの後部に搭載されたベッセル（荷台）２１ｃを含んで構成されている。ダンプトラック２０は、ベッセル２１ｃに土砂等の積荷を積載してシャシ２１ａにより走行し、ベッセル２１ｃを後方に下り傾斜に立ち上げることで積荷を排出（放土）することができる。ダンプトラック２０は無人車であり、管制コントローラ３０から入力されるデータと位置センサ２３で取得される位置データとに基づいて、車載コントローラ２４により制御されて自律動作する。但し、運転室２１ｂに作業者が搭乗してマニュアル運転することも可能である。車体２１の速度（車速）は、速度センサ２６で計測されて車載コントローラ２４に出力される。

距離計２２は、車体２１の前方に位置する障害物までの距離を測定するセンサである。本実施形態では、レーザー光を用いて障害物までの距離を計測する３Ｄ－ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を距離計２２として備える。但し、２Ｄ－ＬｉＤＡＲやステレオカメラ、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、超音波センサ、単眼カメラ等も距離計２２として採用できる。距離計２２は、地表面の障害物が感度良く検出できるように車体２１の前部における比較的低位置に配置されており、図３に例示した構成では前輪の最高部よりも低い位置に配置されている。

位置センサ２３は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の受信機である。この位置センサ２３は、人工衛星ＳＴ（図１）から受信したダンプトラック２０（ダンプトラック２０に設けたアンテナ２３ａ）の位置データを車載コントローラ２４にリアルタイムに出力する。

通信装置２５は、無線通信回線４０（図１）に接続する無線装置である。この通信装置１３は、無線通信回線４０を介してダンプトラック２０の車載コントローラ１１や管制コントローラ３０等の車外コントローラとの間でデータの送受信を行う。

－ダンプトラックの車載コントローラ－
車載コントローラ２４（図２）は、ＣＰＵ（演算装置）２４ａ、例えばＲＡＭやＲＯＭといったメモリ２４ｂを含んで構成されたコンピュータであり、メモリ２４ｂに記憶されたプログラムをＣＰＵ２４ａで実行してダンプトラック２０の動作を制御する。

メモリ２４ｂには、ＯＳ（Operating System）や各種の制御プログラム、各種データが格納されている。また、メモリ２４ｂには、位置センサ２３、距離計２２及び速度センサ２６の出力（必要に応じてＡＤ変換された値）や、通信装置２５を介して管制コントローラ３０から入力されたデータが記憶される。その他、作業現場の各地点を座標で表した地図データＭも、メモリ２４ｂに予め記憶されている。

ＣＰＵ２４ａは、ダンプトラック２０を自律動作させる機能をメモリ２４ｂに格納されたプログラムに従って実行する。具体的には、位置センサ２３の出力に基づき、走行が許可された区間を逸脱しないように車体２１を制御する機能や、位置センサ２３で検出された障害物に干渉しないように車体２１を走行又は停車させる機能が、ＣＰＵ２４ａにより実行される。

その他、詳細は後で説明するが、ＣＰＵ２４ａは、メモリ２４ｂに格納されたプログラムに従い、距離計２２の対物面の汚れを判定し、清掃が必要な状態である場合、清掃を要求するアラームを管制コントローラ３０に通知する機能を実行する。距離計２２の対物面とは、障害物までの距離を測定するための検査波が出入りする距離計２２の最も外側の面である。例えばＬｉＤＡＲの場合、レーザー光が出入りする最前のガラス板の外表面である。

距離計２２の清掃を要求するアラームを出力する過程で、本実施形態では、距離計２２の対物面の汚れが推定されると、これを暫定的な一次判定として車体２１を現在位置で停車させるが、この時点ではアラームの送信を保留する。汚れ推定状態とされた一次判定から設定時間後に距離計２２の汚れについて二次判定がされ、二次判定でも距離計２２の対物面の汚れが推定されて距離計２２が現実に汚れていると推定される場合、この段階で初めて管制コントローラ３０にアラームが通知される。汚れ推定状態であるとの一次判定がされても、二次判定時に汚れ推定状態が解消されていれば、自律動作が許可されて車体２１の走行が再開される。

なお、図２では図示省略されているが、ＣＰＵ２４ａにより、位置センサ２３からの入力データに基づきダンプトラック２０（自車両）の基準点（例えば機体重心）の位置データをリアルタイムに演算する機能が備わっている。演算した基準点の位置データは、通信装置２５を介して管制コントローラ３０にリアルタイムに送信される。車載コントローラ２４で演算される油圧ショベル１０の基準点の位置データは、地球座標系（独自に規定した座標系でも良い）の位置データである。アンテナ位置以外を基準点に設定する場合でも、アンテナ位置と車体寸法の既知のデータから算出できる。この場合、ダンプトラック２０の方位データについては、図３に示した２本のＧＮＳＳ用のアンテナ２３ａの位置データから求めることができる。

－ダンプトラックの車載コントローラの機能－
ＣＰＵ２４ａにより実行される機能には、障害物検知機能Ｆ１、距離計監視機能Ｆ２、アラーム機能Ｆ３、設定時間演算機能Ｆ４、及び車体制御機能Ｆ５が含まれる。ダンプトラック２０の自律動作中、これらの機能が適宜協働する。

まず、障害物検知機能Ｆ１の機能は、距離計２２の出力データに基づき自車両（その距離計２２が搭載されたダンプトラック２０）に衝突する可能性のある障害物を検出する機能である。

距離計監視機能Ｆ２は、距離計２２の出力データに基づき、距離計２２の対物面の汚れを推定する機能である。距離計監視機能Ｆ２については、後で図７を用いて具体例を説明する。

アラーム機能Ｆ３は、距離計監視機能Ｆ２による判定値、及び設定時間演算機能Ｆ４で演算される設定時間に基づき、距離計２２の対物面の清掃を要求するアラームを生成し、通信装置２５を介して管制コントローラ３０に送信する機能である。アラーム機能Ｆ３については、後で図８を用いて具体例を説明する。

設定時間演算機能Ｆ４は、距離計監視機能Ｆ２で距離計２２の対物面の汚れが推定（一次判定）されてから、アラーム機能Ｆ３において現実に距離計２２が汚れているのかを再確認（二次判定）するまでの設定時間を演算する機能である。設定時間演算機能Ｆ４については、後で図９及び図１０を用いて具体例を説明する。

車体制御機能Ｆ５は、距離計監視機能Ｆ２による判定値に応じてダンプトラック２０の自律動作を実行したり停止したりする機能である。車体制御機能Ｆ５で生成される制御信号により、車体２１が自律動作する。制御信号の出力対象は、車体２１に搭載された各駆動装置であり、例えばダンプトラック２０の操舵角を変更するための操舵モータ、ダンプトラック２０を走行させるための走行モータ、及び制動するためのブレーキ、ベッセル２１ｃを駆動する油圧回路等である。車体制御機能Ｆ５におけるダンプトラック２０の自律動作を許可するか禁止するかの判定について、後で図１１を用いて具体例を説明する。

－管制コントローラ－
管制コントローラ３０は、ダンプトラック２０の配車管理及び交通管制を行うコンピュータであり、油圧ショベル１０やダンプトラック２０を管制する管制局の建物内に設置されている。管制局は、例えば作業現場（露天掘り鉱山）等に建設されるが、作業現場外に建設され、無線通信回線４０（図１）やインターネット等のネットワークを介して作業現場内の事務所（不図示）又は基地局４１（図１）と接続される場合もある。

管制コントローラ３０は、ＣＰＵ３１及びメモリ３２を備えている。ＣＰＵ３１及びメモリ３２は、ダンプトラック２０の車載コントローラ２４のＣＰＵ２４ａ及びメモリ２４ｂと同様のハードウェアである。管制コントローラ３０には、通信装置３３及びモニタ３４が接続している。通信装置３３は、無線通信回線４０（図１）に接続する無線装置である。この通信装置３３は、無線通信回線４０を介してダンプトラック２０や油圧ショベル１０の車載コントローラ２４，１１との間でデータの送受信を行う。モニタ３４は出力装置の一例であり、例えばプリンターやスピーカー等の他の種類の出力装置と併用したり、これら他の種類の出力装置で代替したりすることもできる。

メモリ３２には、ダンプトラック２０のメモリ２４ｂと同じく各種プログラムや地図データが格納されている。この他、メモリ３２には、ＣＰＵ３１で演算された配車管理データ、及び交通管制データが記憶される。また、作業現場内の掘削エリアや放土エリア、駐機エリア等のエリアデータも、例えばデータテーブル形式でメモリ３２に記憶されている（図４）。図４に例示したエリアデータのデータテーブルには、作業現場内のエリアＩＤ毎に、エリアを区画する点列の座標（エリア座標）、属性（積込、放土、駐機等）が登録されている。

ＣＰＵ２４ａは、メモリ３２に格納されたプログラムに従って、配車管理機能Ｆ７、交通管制機能Ｆ８を含む所定の機能を実行する。

配車管理機能Ｆ７は、各々のダンプトラック２０の次の目的地までの走行経路を設定する機能である。例えばあるダンプトラックＡが積込エリアに位置する場合、配車管理機能Ｆ７では、次の目的地となる放土エリアまでの走行経路が設定される。ダンプトラックＡが放土エリアに到着した場合、配車管理機能Ｆ７では、次の目的地となる積込エリアまでの走行経路が設定される。配車管理機能Ｆ７で設定された走行経路は、配車管理データとして、例えば図５に示したようなテーブルの形式でメモリ３２に記憶される。

図５に例示した配車管理データのデータテーブルには、ダンプトラック２０の車両ＩＤ毎に、配車管理機能Ｆ７によって設定された走行経路がそれぞれ登録されている。同図の例では、積込位置ｎｏｄｅ＿ＬＰから放土位置ｎｏｄｅ＿ＤＰまでの走行経路、又は放土位置ｎｏｄｅ＿ＤＰから積込位置ｎｏｄｅ＿ＬＰまでの走行経路が、各ダンプトラック２０について設定されている。いずれの走行経路も、ダンプトラック２０が目標軌道として追従するための座標点列（ノード列）として定義されている。このとき、メモリ３２に記憶された地図データには、作業現場内の走行禁止エリアのデータが含まれており、配車管理機能Ｆ７では、走行禁止エリアを避けて走行経路が設定される。

交通管制機能Ｆ８は、メモリ３２に記憶された交通管制データに基づき、走行経路を複数に区分した各区間について最大１台のダンプトラック２０に走行許可を付与し、同一区間に同時に複数のダンプトラック２０に走行許可が与えられないようにする。

図６は交通管制データのデータテーブルの例を表す図である。同図に示した交通管制データのデータテーブルでは、各区間のノードＩＤと、各区間について現在走行許可が付与されているダンプトラック２０のＩＤとが登録されている。交通管制機能Ｆ８は、例えばあるダンプトラックＡが走行経路上のある区間ａを走行しているとき、次の区間ｂを他のダンプトラックが走行していなければ、次の区間ｂについてダンプトラックＡに走行許可を付与する。仮に次の区間ｂについて他のダンプトラックに走行許可が付与されているとき、交通管制機能Ｆ８の下では、ダンプトラックＡに対して次の区間ｂの走行許可は与えられない。この場合、ダンプトラックＡは現在走行が許可されている区間ａの終端ノードを超えないように停車し、次の区間ｂの走行許可が与えられるまで待機する。各ダンプトラック２０は、このように設定された区間のノードに従って走行する。

－距離計監視機能－
図７は距離計監視機能Ｆ２の処理手順を表すフローチャートである。ダンプトラック２０の車載コントローラ２４は、電源が入っている間、ＣＰＵ２４ａにより、図７のフローを短いサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行する。これにより、距離計２２の出力に基づき距離計２２の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かがリアルタイムに判定される。

具体的には、図７のフローを開始すると、まずＣＰＵ２４ａは、距離計２２である３Ｄ－ＬｉＤＡＲから車載コントローラ２４に随時入力される測距視野の各測距点の測距データ（最新のデータ）をリアルタイムにメモリ２４ｂから読み込む（ステップＳ１１）。

次に、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ１１で読み込んだ各測距点の測距データに基づき、距離計２２の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるかを判定する（ステップＳ１２）。この例では、測距データを予め設定された閾値と比較し、全測距点のうちの所定数（例えば５％程度の数）以上の測距点で測距データが閾値を下回る場合に、ＣＰＵ２４ａは汚れ推定状態であると判定する。測距データについて設定する閾値は、例えば距離計２２のレーザー光の受光面から対物面までの距離に対して所定のマージンだけ大きく設定される。対物面に付着した土埃の測距データが閾値を下回る他、対物面の至近距離を舞う土埃等の測距データも閾値を下回り得る。

ステップＳ１２の判定の結果、汚れ推定状態であると判定した場合、ＣＰＵ２４ａは、汚れ推定状態であることを表す判定値を現在時刻のデータと共にメモリ２４ｂに記録する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３でメモリ２４ｂに記録する判定値は、特に限定はされないが、例えば「１」とすることができる。

ステップＳ１２の判定の結果、距離計２２の対物面が汚れは推定されないと判定した場合、ＣＰＵ２４ａは、距離計２２の対物面が汚れていないことを表す判定値を時刻データと共にメモリ２４ｂに記録する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４でメモリ２４ｂに記録する判定値は、特に限定はされないが、例えば「０」とすることができる。

ステップＳ１３又はステップＳ１４の手順を実行したら、ＣＰＵ２４ａは、図７のフローの１サイクルを終了する。以上の１サイクルの手順を繰り返し実行することで、車載コントローラ２４に通電されている間、距離計２２の対物面が汚れた状態であるか、清浄な状態であるかが、リアルタイムに推定される。例えば清浄な状態の距離計２２の対物面の所定面積以上に土埃が付着したり、距離計２２の視界が浮遊する土埃で遮られたりすると、判定値が０から１に変わる。反対に、距離計２２が汚れていない場合には、距離計２２の対物面の汚れが一旦推定されても、例えば土埃が収まって距離計２２の視界がクリアになると、判定値は１から０に復帰する。

－アラーム機能－
図８はアラーム機能Ｆ３の処理手順を表すフローチャートである。車載コントローラ２４の電源が入っている間、ＣＰＵ２４ａは、図７のステップＳ１３で汚れ推定状態であることを表す判定値１をメモリ２４ｂに記録すると、図８のフローを実行する。

例えば時刻ｔ１に図７のステップＳ１３で判定値１が記録された場合、ＣＰＵ２４ａは、図７のステップＳ１２でされた時刻ｔ１の判定を保留し、まず設定時間演算機能Ｆ４で演算した設定時間をメモリ２４ｂから読み込む（ステップＳ２１）。

次に、時刻ｔ１から設定時間後の時刻ｔ２において、ＣＰＵ２４ａは、時刻ｔ２に図７のステップＳ１３又はＳ１４で記録された判定値をメモリ２４ｂから読み込む。そして、ＣＰＵ２４ａは、時刻ｔ２に記録された判定値が距離計２２の対物面の汚れを推定する値（例えば１）であるかを判定する（ステップＳ２２）。この場合、時刻ｔ１に実行されたステップＳ１２の判定が一次判定であり、時刻ｔ２に実行されるステップＳ１２の判定が二次判定である。

ステップＳ２２の判定の結果、時刻ｔ２においても依然として距離計２２の対物面の汚れが推定される場合、ＣＰＵ２４ａは、距離計２２の対物面の清掃を要求するアラームデータを現在時刻のデータと共にメモリ２４ｂに記録する。ＣＰＵ２４ａは、メモリ２４ｂに記録されたアラームデータを、通信装置２５を介して車載コントローラ２４から管制コントローラ３０に送信して図８のフローを終える（ステップＳ２３）。

ステップＳ１２の判定の結果、時刻ｔ２の判定値が０に復帰していて距離計２２の対物面の汚れ推定状態が解消した場合、ＣＰＵ２４ａは、アラームデータをメモリ２４ｂに記録することなく図８のフローを終える。

－設定時間演算機能－
図９は設定時間演算機能Ｆ４の処理手順を表すフローチャートである。ダンプトラック２０の車載コントローラ２４は、電源が入っている間、ＣＰＵ２４ａによって図９のフローを短いサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行し、ダンプトラック２０の現在位置に応じた設定時間をリアルタイムに演算する。または、図９のフローは、リアルタイムに（つまり常時）実行されるのではなく、アラーム機能Ｆ３の実行時、つまり図７のステップＳ１３で汚れ推定状態であることを表す判定値１がメモリ２４ｂに記録される度に実行されるようにしても良い。

図９のフローを開始すると、ＣＰＵ２４ａは、ダンプトラック２０の現在の位置データ（位置センサ２３の最新の出力）をメモリ２４ｂから読み込む（ステップＳ３１）。そして、ＣＰＵ２４ａは、読み込んだ現在位置に応じた設定時間を演算し（ステップＳ３２）、演算した設定時間をメモリ２４ｂに記録して図９のフローを終了する（ステップＳ３３）。

ここで、本実施形態においては、車体２１の走行経路に沿って設定した複数のエリア、及びこれらエリア毎に設定した設定時間のデータが、例えばデータテーブルの形式で予めメモリ２４ｂに記憶されている。エリアは、図４に例示したデータに相当する。図９のステップＳ３２では、車体２１の位置データに基づきダンプトラック２０（自車両）が現在位置するエリアが判定され、データテーブル（図１０）に基づいてダンプトラック２０が現在位置するエリアに対応した設定時間が演算される。

図１０はエリアに対応する設定時間のデータテーブルの例を表す図である。同図の例に示したデータテーブルには、ダンプトラック２０の走行経路上に存在する塵埃発生エリアと、塵埃発生エリアを除くその他エリアとが含まれている。塵埃発生エリアとは、積込エリア（ＩＤ＝１）、放土エリア（ＩＤ＝２）、交差点エリア（ＩＤ＝３）等といった頻繁に多量の土埃が舞い上がるエリアである。本実施形態でデータテーブルに定義されている塵埃発生エリアは、位置が固定された（移動しない）固定エリアである。積込エリアでは、油圧ショベル１０による土砂の掘削積込作業、或いはブルドーザ（不図示）による排土作業により頻繁に多量の土埃が舞い上がる。放土エリアでも、他のダンプトラック２０が放土作業を実施する度に多量の土埃が舞い上がる。交差点エリアにおいても、他のダンプトラック２０が走行経路を横切る度に多量の土埃が舞い上がり得る。これら塵埃発生エリアの設定時間は、図１０に示した通り、その他エリアの設定時間に比べて長く設定されている。同図に示した例では、積込エリア及び放土エリアの設定時間は６０秒、交差点エリアの設定時間は３０秒、その他エリアの設定時間は１０秒に設定されている。

－車体制御機能－
図１１は車体制御機能Ｆ５の処理手順を表すフローチャートである。車載コントローラ２４の電源が入っている間、原則として、ＣＰＵ２４ａは、位置センサ２３の出力、距離計２２の出力、速度センサ２６の出力、地図データＭ、及び交通管制データに基づき、車体２１を自律動作させる。但し、ＣＰＵ２４ａは、図７のステップＳ１３で距離計２２の汚れが推定する一次判定をし、汚れ推定状態であることを表す判定値をメモリ２４ｂに記録した場合、図１１のフローを実行する。

図１１のフローを開始すると、ＣＰＵ２４ａは、速度センサ２６から車載コントローラ２４に入力されるダンプトラック２０の車速データの現在値（最新のデータ）をメモリ２４ｂから読み込み（ステップＳ４１）、車速が０であるかを判定する（ステップＳ４２）。ダンプトラック２０が走行中で車速が０より大きい場合、ＣＰＵ２４ａは、車体２１を制御してダンプトラック２０の動作を停止させる（ステップＳ４５）。ダンプトラック２０が停車中で車速が０である場合、ＣＰＵ２４ａは、放土作業中であるかを判定する（ステップＳ４３）。放土作業中であれば、ＣＰＵ２４ａは、放土作業を継続するように車体２１を制御し（ステップＳ４４）、放土作業終了後にステップＳ４５に手順を移してダンプトラック２０の動作を停止させる。放土作業中でなければ、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ４３からステップＳ４５に手順を移し、ダンプトラック２０の動作を停止させる。

次に、ダンプトラック２０の動作を停止させた状態で、ＣＰＵ２４ａは、図７のステップＳ１３又はＳ１４でメモリ２４ｂに記録される最新の判定値を読み込み、汚れ推定状態が解消されたかを判定する（ステップＳ４６）。ここで汚れ推定状態が解消していれば、ＣＰＵ２４ａは、車体２１を制御してダンプトラック２０の自律動作を再開させて図１１のフローを終了する（ステップＳ４７）。また、ステップＳ４７において、ＣＰＵ２４ａは、汚れ推定状態が解消されたことを管制コントローラ３０に通知する。

ステップＳ４６で依然として汚れ推定状態である場合、ＣＰＵ２４ａは、メモリ２４ｂを参照してダンプトラック２０の自律動作が禁止されているかを判定する（ステップＳ４８）。自律動作の禁止及び許可は、管制コントローラ３０からの指令により与えられる（後述）。自律動作が禁止されていなければ、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ４６に手順を戻す。ステップＳ４６に手順が戻ることで、汚れ推定状態が解消された場合にダンプトラック２０の自律動作が自動的に再開する。反対にステップＳ４８の判定時に自律動作が禁止されていれば、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ４９に手順を移して自律動作が許可されるまで待機する。この間、ダンプトラック２０が自律動作することはなく、例えば距離計２２の清掃等の最中にダンプトラック２０が動き始めることはない。所定の操作によりダンプトラック２０の自律動作が許可された場合、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ４６に手順を戻し、汚れ推定状態が解消していればダンプトラック２０の自律動作が自動的に再開する。

図７－図９及び図１１で説明した車載コントローラ２４によるダンプトラック２０の車両制御の要点をまとめると、まず距離計２２の出力に基づき距離計２２の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かの一次判定が実行される（図７のステップＳ１２）。この一次判定で汚れ推定状態であると判定された場合、車体２１が停車する（図１１のステップＳ４５）。そして、一次判定を実行してから設定時間の経過後、距離計２２の出力に基づき対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かの二次判定が実行される（図８のステップＳ２２）。この二次判定で汚れ推定状態であると判定された場合にはじめて、距離計２２の清掃を要求するアラームが、通信装置２５を介して管制コントローラ３０に送信される（図８のステップＳ２３）。二次判定で汚れ推定状態が解消されていると判定した場合には、車体２１は自動的に走行を再開する（図１１のステップＳ４７）。但し、ダンプトラック２０が移動しない放土動作については、一次判定で汚れ推定状態であると判定された場合でも許容され、中断（停止）されることなく完遂される（図１１のステップＳ４４）。

－アラーム画面－
図１２は管制コントローラ３０によりモニタ３４に表示されるアラーム画面の例を表す図である。同図に示したアラーム画面９０は、図８のステップＳ２３で車載コントローラ２４から送信されてきたアラームデータに基づき、管制コントローラ３０によりモニタ３４の画面に表示されるウィンドウである。モニタ３４には、汚れ推定状態であると判定されたダンプトラック２０（ＩＤ：「Truck01」の機体）が地図グラフィックス上でハイライト表示されている。同図において破線Ｌで囲ったエリアは積込エリア（図１０）を表しており、図１０の例では一次判定から二次判定までの設定時間は６０秒に設定される。

アラーム画面９０には、アラームを出力しているダンプトラック２０の車体ＩＤ（Vehicle ID）、アラームの理由（Reason）、停車時間（Wait time）が表示される。停車時間は、停車してから現在までの経過時間であり、時間経過に伴ってカウントアップされる。また、アラーム画面９０には、第１ボタン９１及び第２ボタン９２が含まれる。第１ボタン９１は、距離計２２の清掃の要求に応じる場合に操作するアイコンである。第２ボタン９２は、距離計２２の清掃の要求を保留（静観）する場合に操作するアイコンである。

第１ボタン９１が操作されると、アラームを送信した車載コントローラ２４に対し、管制コントローラ３０からダンプトラック２０（自車両）の自律動作を禁止する信号が送信される。ダンプトラック２０の自律動作が禁止される間（図１１のステップＳ４９が繰り返される間）に、作業員が乗用車等で出動し、例えばマニュアル運転でダンプトラック２０を走行経路６０から離脱させ、距離計２２の清掃作業を実施する。距離計２２の清掃後、マニュアル運転でダンプトラック２０を走行経路に戻し、自律動作を許可する操作を適宜行うことでダンプトラック２０は自律動作を再開する（図１１のステップＳ４９，Ｓ４６，Ｓ４７）。

第２ボタン９２が操作されると、アラーム画面９０が一旦閉じられ、予め設定された保留時間（例えば６０秒）の計時が始まる。この保留時間の間に、車載コントローラ２４から汚れ推定状態の解消が通知されれば（図１１のステップＳ４７）、アラーム画面９０の再表示はキャンセルされる。汚れ推定状態の解消が通知されなければ、保留時間の経過後にアラーム画面９０が再表示される。

－管制コントローラの処理－
図１３は車載コントローラ２４からアラームが通知された場合の管制コントローラ３０の処理手順を表すフローチャートである。図１３に示す管制コントローラ３０のフローは、図８のステップＳ２３で車載コントローラ２４から送信されたアラームデータの入力をトリガとして、メモリ３２に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ３１により実行される。

図１３のフローを開始すると、ＣＰＵ３１は、車載コントローラ２４から受信したアラームデータをメモリ３２から読み込み（ステップＳ１０１）、読み込んだアラームデータに基づいてアラーム画面９０（図１２）をモニタ３４に表示する（ステップＳ１０２）。その後、アラーム画面９０の第１ボタン９１又は第２ボタン９２が操作されたかを判定し（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）、いずれのボタン操作もない場合は、アラーム画面９０の停車時間の表示を更新しつつステップＳ１０３，Ｓ１０４の手順を繰り返す。

アラーム画面９０の第２ボタン９２が操作された場合、ＣＰＵ３１は、アラーム画面９０を一旦閉じ（ステップＳ１０５）、予め設定された保留時間をメモリ３２から読み込む（ステップＳ１０６）。その後、ＣＰＵ３１は、図１１のステップＳ４７で車載コントローラ２４から出力される通知の有無に基づき、汚れ推定状態が解消されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。車載コントローラ２４からの通知がなく汚れ推定状態が解消していない場合、ＣＰＵ３１は、第２ボタン９２が操作されてから保留時間が経過したかを判定する（ステップＳ１０８）。保留時間の経過前であれば、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０８からステップＳ１０７に手順を戻し、第２ボタン９２が操作されてから保留時間、上記汚れ推定状態が継続しているかを繰り返し判定する。第２ボタン９２を操作してから保留時間が経過しても汚れ推定状態が継続する場合、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０８からステップＳ１０２に手順を戻し、アラーム画面９０をモニタ３４に再表示する。

第２ボタン９２を操作してから保留時間が経過するまでの間に、汚れ推定状態が解消した場合は、ＣＰＵ３１は、アラーム画面９０の再表示の処理をキャンセルして図１３のフローを終了する（ステップＳ１０９）。再表示の処理とは、アラーム画面の第２ボタン９２の操作により発生する、保留時間経過後のアラーム画面９０の再表示のジョブである。従って、保留時間中に汚れ推定状態が解消した場合には、ダンプトラック２０は自ら自律動作を再開し、別途アラームが通知されるまでアラーム画面９０が表示されることはない。

また、アラーム画面９０の第１ボタン９１が操作された場合、ＣＰＵ３１は、アラーム画面９０を閉じる（ステップＳ１１０）。これと共に、ＣＰＵ３１は、アラームデータを送信してきたダンプトラック２０の車載コントローラ２４に対し、通信装置３３を介して自律動作を禁止する信号を送信し、図１３のフローを終了する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１０，Ｓ１１１の手順は逆でも良い。

なお、ステップＳ１１１で送信される信号を受信した車載コントローラ２４では、この信号がメモリ２４ｂに記録され、図１１のステップＳ４８の判定時に参照される。自律動作の禁止指令は、例えば距離計２２の清掃後等に作業員の所定の操作で解除される（図１１のステップＳ４９）。

－距離計の汚れの誤検知－
図１４は積込エリアで距離計の汚れを誤検知する状況の説明図、図１５は交差点エリアで距離計の汚れを誤検知する状況の説明図である。図１４及び図１５においては、破線Ｌで積込エリア、交差点エリアが定義されている。また、図１４では積込エリアにおける走行経路６０上のダンプトラックＤ１の動きを表すために積込エリアの内部に２台のダンプトラックＤ１を表示しているが、現実にダンプトラックＤ１が２台同時に積込エリアに位置しているわけではない。同様に、図１５においても、交差点エリアに発生した土埃８０を発生させた他のダンプトラックＤ２を便宜的に表示しているが、交差点エリアに同時に２台のダンプトラックＤ１，Ｄ２が進入した状態を表現しているわけではない。

電磁波や音波を用いた非接触式の距離計では、土埃や雨、霧、雪等で著しく視界が悪い場合、こうした対物面から至近距離の土埃等を測距され、現実には対物面に土埃等が付着していなくても付着していると判定され得る。例えば露天掘り鉱山の積込エリアでは、図１４に示したように大型の油圧ショベルＥによる土砂の掘削やダンプトラックＤ１への積込の作業に伴って多量の土埃８０が頻繁に発生し、距離計の対物面の汚れの誤検知が発生し易い。前述した通り、距離計２２は比較的低位置に配置されるため、土埃の影響を受け易い場合がある。大型のダンプトラックＤ１が放土作業を行う放土エリアや、搬送経路を大型のダンプトラックＤ１が横切る交差点エリア（図１５）も同様である。

無人運転のための重要な要素である距離計の対物面の汚れが通知されると、ダンプトラックＤ１の走行を停めて作業員が出動し、距離計の汚れの状態を作業員が目視確認しなければならない。鉱山では多数のダンプトラックＤ１が同じ走行経路を走行するため、１台のダンプトラックが停車すると、その走行経路上の他のダンプトラックも全て停車する。そのため、距離計の汚れの誤検知でダンプトラックが頻繁に停車すると稼働率及び生産性への影響が大きい。

－効果－
（１）本実施形態によれば、距離計２２の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態となった場合、その距離計２２を搭載したダンプトラック２０は停車するものの、直ちに管制コントローラ３０にアラームを通知することなく設定時間だけ待機する。測距された物体が距離計２２の対物面への付着物でなく浮遊する土埃であった場合、一時的に汚れ推定状態となっても、設定時間だけ静観することで距離計２２の視界が晴れ、汚れ推定状態が解消され得る。汚れ推定状態が解消されれば、管制コントローラ３０にアラームを通知して作業員による清掃は要請することなく、ダンプトラック２０が自ら自律動作を再開する。そのため、距離計２２の汚れの誤検知による鉱山全体の生産性やダンプトラック２０の稼働率に与える影響も抑えられる。また、停車してから設定時間が経過しても汚れ推定状態が解消されない場合、距離計２２の対物面が現実に汚れている可能性が高い。このように真に距離計２２が汚れた状態であると推定される場合には、作業員を要請することで適正に対処できる。作業員による点検の要求の妥当性が高まることで、作業員の無駄な出動の機会を抑制できる。

（２）また、距離計２２の汚れが推定される状態でも、ダンプトラック２０の位置が変わらない放土作業については許容される。このように汚れ推定状態となっても、一律にダンプトラック２０の各種動作を停止させるのではなく、放土作業については完遂させることで、走行再開が許可されるまでに放土作業を済ませておくことができる。例えば上げかけたベッセル２１ｃを止めて放土作業を中断し、走行が許可された際に放土作業を再開する場合、走行再開が許可されても速やかに走行することができないが、放土作業を終えておくことで速やかに走行を再開することができる。この点も稼働率や生産性の向上に貢献する。

（３）また、汚れ推定状態と判定した一次判定をしてから二次判定を実行するまでの設定時間は、ダンプトラック２０の位置に応じて異なる値に設定される。例えば、距離計２２の汚れ推定状態によってダンプトラック２０が積込エリアや放土エリア、交差点エリアといった塵埃発生エリアで停車した場合は、塵埃発生エリアを除くその他エリアで停車した場合に比べて設定時間が長い。

塵埃発生リアでは、頻繁に多量の土埃が発生するため、設定時間を長めに設定することで、多量の土埃が収まる適当な時間だけ静観することができ、現実には距離計２２の対物面が汚れていないのに早計にアラームが通知されることを抑制することができる。それに対し、多量の土埃の飛散が見込まれないその他エリアでは、設定時間を短めに設定することで、アラームの出力又はダンプトラック２０の自律動作の再開までの時間が抑えられる。

（４）また、積込エリアや放土エリア、交差点エリア等といった位置が固定された塵埃発生エリアを設定する場合、塵埃発生エリアが図３に示したような定点のエリア座標で管理できる。そのため、ダンプトラック２０の停車位置が属するエリアをシンプルに判定でき、設定時間の演算もそれだけ容易に実行できる。

＜第２実施形態＞
図１６は本発明の第２実施形態における設定時間のデータテーブルの例を表す図である。図１６は、第１実施形態の図１０に対応している。

本実施形態の第１実施形態との相違点は、同一の塵埃発生エリアでも、その塵埃発生エリアに配置された機械の作業状態によって、一次判定から二次判定までの設定時間が異なる点である。具体的には、本実施形態においてメモリ２４ｂに記憶される設定時間のデータテーブルには、図１６に例示したように、同一種の塵埃発生エリアでも、配置された機械の作業状態に応じて異なる設定時間が設定されている。汚れ推定状態であるとの一次判定がされて塵埃発生エリアでダンプトラック２０が停車した場合、車載コントローラ２４は、そのエリアで稼働する機械の現在の作業状態に応じて設定時間を演算する。

なお、機械の作業状態については、その機械に搭載された各種アクチュエータの作動状態で分類でき、各種アクチュエータの作動状態で判定できる。アクチュエータの作動状態は、アクチュエータの動作速度や動作量を測定する各種センサの出力、アクチュエータへの制御信号等で判定できる。

図１６は積込エリアの設定時間の例であるが、積込エリアで稼働する機械として油圧ショベルやブルドーザが想定されており、これら機械が所定の作業をしている最中であれば、その他の作業状態の場合に比べて設定時間が長めに設定される。例えば油圧ショベルが特に多量の土埃が舞う掘削作業や積込作業をしている場合に対する設定時間は６０秒であるのに対し、停止中や走行中といったその他の作業状態に対する設定時間は１０秒と短い。ブルドーザについても、排土作業に対する設定時間は３０秒であるのに対し、その他の作業状態に対する設定時間は１０秒である。また、メンテナンスその他で積込エリアにショベル等が不在の場合もあるので、その場合に対応する設定時間（同図の例では１０秒）も設定されている。これと同様に、放土エリア等についても、配置された機械の作業状態に応じて設定時間が設定されたデータテーブルが、メモリ４２ｂに記憶されている。

図１７は本発明の第２実施形態における設定時間演算機能Ｆ４の処理手順を表すフローチャートである。図１７は、第１実施形態の図９に対応している。図１７に示した手順は、第１実施形態の図９のフローと同様、車載コントローラ２４に通電されている間、ＣＰＵ２４ａにより短いサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行される。これにより、ダンプトラック２０の現在位置に応じて設定時間がリアルタイムに演算される。または、図１７のフローは、リアルタイムに（つまり常時）実行されるのではなく、アラーム機能Ｆ３の実行時、つまり図７のステップＳ１３で汚れ推定状態であることを表す判定値１がメモリ２４ｂに記録される度に実行されるようにしても良い。図１７のフロー中、ステップＳ３１，Ｓ３３の手順は、図９のステップＳ３１，Ｓ３３の手順と同様である。

図１７のフローを開始すると、ＣＰＵ２４ａは、ダンプトラック２０の現在（最新）の位置データをメモリ２４ｂから読み込む（ステップＳ３１）。その後、ＣＰＵ２４ａは、現在位置に対応する設定時間のデータテーブル（例えば図１６）を参照し、現在位置が、塵埃発生源となる油圧ショベル１０等の機械が配置された塵埃発生エリアであるかを判定する（ステップＳ３１ａ）。停車位置が塵埃発生源となる機械が配置された塵埃発生エリアであれば、ＣＰＵ２４ａは、管制コントローラ３０に問合せ信号を送信し、現在位置のエリアで稼働する該当機械の現在の作業状態のデータを管制コントローラ３０から受信する（ステップＳ３１ｂ）。

作業状態のデータを受信したら、ＣＰＵ２４ａは、現在位置に応じた設定時間のテーブルを参照し、該当機械の作業状態のデータに対応する設定時間を演算する（ステップＳ３２’）。停車位置が塵埃発生源となる機械が配置されていないエリアであれば、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ３１ａからステップＳ３２’に手順を移し、第１実施形態と同様に現在位置に対応するデータテーブルに基づいて設定時間を演算する。こうしてステップＳ３２’で設定時間を演算したら、ＣＰＵ２４ａは、演算した設定時間をメモリ２４ｂに記録して図１７のフローを終了する（ステップＳ３３）。

その他のコントローラによる処理内容及びハード構成について、本実施形態は第１実施形態と同様である。

なお、ダンプトラック２０が停車したエリアに塵埃発生源となる機械が複数存在する場合、例えば、それら機械の作業状態のデータを受信し、設定時間のデータテーブル上で各機械の作業状態に対応する値の最大値を設定時間として演算する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、本実施形態の場合、例えば積込エリア等の塵埃発生エリアであっても、そこで稼働する油圧ショベル１０等の塵埃発生源となる機械が所定の作業中でなく、塵埃発生の程度が小さいと推定される場合には二次判定のタイミングが早まる。これにより管制コントローラ３０にアラームを通知するか自律動作を再開させるかの判定の保留時間を短縮でき、この点においても稼働率や生産性の低下抑制の効果が期待できる。

＜第３実施形態＞
第２実施形態においては、汚れ推定状態であると一次判定されて停車した場合に、位置を固定して設定したエリアに停車位置を当てはめ、停車中のエリアに塵埃発生源となる機械が存在するかを判定した。しかし、塵埃発生源となる機械の作業状態を加味して設定時間を演算する上では、エリアの設定方式は変更可能である。

例えば、塵埃発生源となる機械（機種、機体ＩＤ等）を予め登録しておき、車載コントローラ２４により、停車時に最も近くに位置する機械との距離Ｒを演算し、距離Ｒが予め定められた設定距離Ｒ１以下であるかを判定する。設定距離Ｒ１は、塵埃発生源となる機械が発生させた土埃が飛散する距離を想定して設定される。距離Ｒが設定距離Ｒ１以下である場合、車載コントローラ２４により、受信したその機械の作業状態に応じて設定時間を演算する。この例では、図１８に示したように、油圧ショベル１０等の塵埃発生源となる機械から設定距離Ｒ１以内のエリアが、塵埃発生エリアＸとなる。塵埃発生エリアＸは不動とは限らず、例えば掘削エリアにおいて掘削位置の移動に伴って油圧ショベル１０が移動すると、塵埃発生エリアＸもその分だけ移動する。本実施形態は、こうした停車したエリアの判定の仕方を除いて第２実施形態と同様であり、塵埃発生エリアＸで停車した場合、該当する機械の作業状態に応じて設定時間が演算される。

なお、停車位置の近くに複数の機械が存在し、それらの複数の塵埃発生エリアのいずれにも停車位置が含まれる場合、それら塵埃発生エリアの機械の各作業状態に応じた値の最大値を設定時間として演算する方式を採用することができる。

また、塵埃発生エリアＸで停車した場合には、塵埃発生エリアＸで稼働する機械の作業状態に関係なく、単純に他のエリアで停車した場合よりも設定時間が長く演算されるようにすることもできる。

＜第４実施形態＞
図１９は本発明の第４実施形態における塵埃発生エリアの概念図の一例、図２０は本発明の第４実施形態における塵埃発生エリアの概念図の一他の例である。図１９には、交差点エリアにおいてダンプトラック２０（自車両）の走行経路の前方をダンプトラックＤ２が過去所定時間時間内に横切った様子が例示してある。図２０には、ダンプトラック２０の走行経路をダンプトラックＤ２が先行して走行している様子が例示してある。

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、塵埃発生エリアが、位置の移動する移動エリアであり、他の運搬車両（ここではダンプトラックＤ２とする）の過去所定時間の軌道（線分）Ｏから設定距離Ｒ１以内のエリアを塵埃発生エリアＹとする点である。設定距離Ｒ１は、ダンプトラックＤ２の通過によりある地点で発生した土埃が飛散する距離を想定して設定される。所定時間は、ある地点でダンプトラックＤ２が舞い上げた土埃が凡そ収まる時間を想定して設定される。

本実施形態における塵埃発生エリアＹは、ダンプトラックＤ２に付随して移動する移動エリアであり、形状や長さもダンプトラックＤ２の軌道や速度に応じて変化する。過去所定時間のダンプトラックＤ２の軌道が直線軌道であれば、図１９や図２０のように塵埃発生エリアＹは角丸長方形になり、ダンプトラックＤ２がカーブすれば塵埃発生エリアＹもカーブする。また、過去所定時間のダンプトラックＤ２の速度が速いほど、その間の軌道Ｏが長くなる分だけ塵埃発生エリアＹも長くなる。塵埃発生エリアＹでは、移動する塵埃発生源であるダンプトラックＤ２が発生させた多量の土埃がまだ収まっていないことが想定される。

また、図１９及び図２０には示していないが、ダンプトラック２０が塵埃発生エリアＹに進入する他の場面としては、走行経路が往復路である場合に、対向車としてのダンプトラックＤ２とすれ違う場面もある。

図２１は本発明の第４実施形態における設定時間演算機能Ｆ４の処理手順を表すフローチャートである。図２１は、第１実施形態の図９に対応している。図２１に示した手順は、第１実施形態の図９のフローと同様、車載コントローラ２４に通電されている間、ＣＰＵ２４ａにより短いサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行される。これにより、ダンプトラック２０の現在位置に応じて設定時間がリアルタイムに演算される。または、図２１のフローは、リアルタイムに（つまり常時）実行されるのではなく、アラーム機能Ｆ３の実行時、つまり図７のステップＳ１３で汚れ推定状態であることを表す判定値１がメモリ２４ｂに記録される度に実行されるようにしても良い。図２１のフロー中、ステップＳ３１，Ｓ３３の手順は、図９のステップＳ３１，Ｓ３３の手順と同様である。

図２１のフローを開始すると、ＣＰＵ２４ａは、ダンプトラック２０の現在（最新）の位置データをメモリ２４ｂから読み込む（ステップＳ３１）。その後、ＣＰＵ２４ａは、停車位置（現在位置）から設定距離Ｒ１以内の地点を過去所定時間以内に通過した他のダンプトラックＤ２があるかを判定する（ステップＳ３１Ａ）。ここでは、例えば他車両である各ダンプトラックＤ２の過去所定時間（例えば１０秒）分のサンプリング時間（例えば１秒）毎の位置データを管制コントローラ３０又は各ダンプトラックＤ２から受信する。そして、各ダンプトラック２０の各時刻の位置とダンプトラック（自車両）の現在位置との距離Ｒを設定距離Ｒ１と比較する。例えばあるダンプトラックＤ２について、過去所定時間内の各時刻の距離Ｒのいずれか１つでも設定距離Ｒ１以内であれば、そのダンプトラックＤ２が該当車両として判定される。

ステップＳ３１Ａの判定の結果、該当するダンプトラックＤ２があれば、ＣＰＵ２４ａは、管制コントローラ３０に問合せ信号を送信し、該当するダンプトラックＤ２の過去所定時間分の履歴データを管制コントローラ３０から受信する（ステップＳ３１Ｂ）。ここで受信する履歴データは、例えば、該当するダンプトラックＤ２についての過去所定時間内のサンプリング時間置きの位置、速度及び時刻のデータセットである。該当するダンプトラックＤ２が複数存在する場合、それら複数のダンプトラックＤ２について履歴データを受信する。

ダンプトラックＤ２の履歴データを受信したら、ＣＰＵ２４ａは、後述するように履歴データに基づき設定時間を演算する（ステップＳ３２”）。該当するダンプトラックＤ２が複数ある場合は、それぞれの履歴データに基づく設定時間を複数演算し、最大値を設定時間とする。該当するダンプトラックＤ２がない場合、ＣＰＵ２４ａは、ステップＳ３１Ｂの手順をスキップし、ステップＳ３２”において、現在位置に対応するデータテーブル（例えば図１０、図１６）に基づいて設定時間を演算する。こうしてステップＳ３２”で設定時間を演算したら、ＣＰＵ２４ａは、演算した設定時間をメモリ２４ｂに記録して図２１のフローを終了する（ステップＳ３３）。

ステップＳ３２”でダンプトラックＤ２の履歴データに基づいて設定時間を演算する方法の一例を説明する。ダンプトラックＤ２に関する塵埃発生エリアＹについては、移動エリアであることから、車載コントローラ２４は、ダンプトラックＤ２の速度や通過後経過時間により設定時間の長さを変える。本実施形態においては、塵埃発生エリアＹを通過した際のダンプトラックＤ２の走行速度が速いほど長く、塵埃発生エリアＹをダンプトラックＤ２が通過してからの経過時間が長いほど短くなるように、塵埃発生エリアＹが演算される。

具体的には、過去所定時間における各サンプリング時刻のデータに基づき、各時刻について以下に例示する式（１）で設定時間Ｔｔを演算し、それら各時刻の設定時間Ｔｔの統計値（例えば最大値、平均値等）を設定時間Ｔとして演算することができる。
Ｔｔ＝Ｔ０＋αＶ／（Ｌ×Δｔ）…（１）
ここで、Ｔｔ：過去所定時間内の時刻ｔのデータに基づく設定時間、Ｔ０：基準設定時間、Ｖ：時刻ｔにおける該当のダンプトラックＤ２の速度、Ｌ：時刻ｔにおける該当のダンプトラックＤ２との距離、Δｔ：時刻ｔから現在までの経過時間、α：係数である。基準設定時間Ｔ０は、最小の設定時間であり、塵埃発生エリアＹ以外のエリア（例えば図１０のその他エリア）の設定時間である。

その他のコントローラによる処理内容及びハード構成について、本実施形態は第１実施形態と同様である。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、移動する塵埃発生源である他のダンプトラックＤ２に起因する塵埃発生エリアＹをも加味することができ、より適正に設定時間Ｔを演算することができる。また、塵埃発生エリアＹについて設定時間を演算するに当たり、その塵埃発生エリアＹのダンプトラックＤ２の速度や通過時期に応じて設定時間を増減させることで、設定時間Ｔの妥当性が更に向上する。

但し、単に移動塵埃発生源である他のダンプトラックＤ２との位置関係を考慮して設定時間を演算する上では、必ずしもダンプトラックＤ２の速度や通過時期によって設定時間を増減させる必要はない。例えば、塵埃発生源Ｙについての設定時間を一律の固定値にしても良い。

＜第５実施形態＞
図２２は本発明の第５実施形態に係る運搬システムの機能ブロック図である。同図は第１実施形態の図２に対応しており、図２２において第１実施形態と同様又は対応する要素には図２と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態の第１実施形態との相違点は、設定時間演算機能Ｆ４が、ダンプトラック２０の車載コントローラ２４ではなく、管制コントローラ３０のＣＰＵ３１で実行される点である。

具体的には、管制コントローラ３０のメモリ３２には、第１実施形態の車載コントローラ２４のメモリ２４ｂと同じく、ダンプトラック２０の走行経路に沿って設定した複数のエリアとこれらエリア毎に設定した設定時間（図１６）が記憶されている。本実施形態では、図９で説明したフローが、車載コントローラ２４からの要求信号に応じて管制コントローラ３０のＣＰＵ３１で実行され、通信装置３３を介して車載コントローラ２４に設定時間が送信される。

車載コントローラ２４は、第１実施形態と同様、距離計２２の対物面の汚れ推定状態を一次判定し、ダンプトラック２０を停車させ、管制コントローラ３０に問合せた設定時間の経過後に二次判定を実行し、アラームの通知又は自律動作の再開を実行する。塵埃発生エリアの設定、ひいては設定時間の演算は、第１実施形態に限らず、第２－第４実施形態の方式を適用することも勿論可能である。図１３で説明したアラームの保留のフローについても、当然に本実施形態においても同様に実行可能である。

本実施形態のように、設定時間を演算する機能をダンプトラック２０の車載コントローラ２４ではなく、外部のコンピュータに持たせても同様の効果を得ることができる。

＜変形例＞
以上の実施形態では、ダンプトラック２０が自己の距離計２２の対物面の汚れを推定した場合、設定時間として停車位置に応じて異なる値が演算される例を説明したが、設定時間が可変値である必要は必ずしもない。つまり、設定時間を停車位置によらず同一の値とし、汚れ推定状態と判定されて停車した後、一律の設定時間後に二次判定を実行する構成としても良い。この場合でも、塵埃発生エリア以外で必要以上に停車時間が長くなる場面が増加する可能性はあるが、土埃等を対物面に付着した汚れと誤検知して作業員の無駄な出動を要請することを抑えることができる。

また、積込エリアでダンプトラック２０に土砂等を積み込む積込機械として油圧ショベル１０を例示したが、積込機械は油圧ショベルには限定されず、例えばホイールローダ等が使用される場合もある。また、こうした積込機械に積み込まれた積荷を運搬する運搬車両としてダンプトラック２０を例示したが、例えばクローラを備えた車両にベッセルを搭載したクローラ式の運搬車両でダンプトラック２０を代替することもできる。クローラ式の運搬車両にも、距離計２２やその汚れを推定する各実施形態のシステムが適用可能であり、同様の効果を奏することができる。

また、図７の説明では、距離計２２で計測された距離に基づいて距離計２２の対物面の汚れを判定する場合を例に挙げて説明したが、汚れの判定の方式は変更可能である。一例として、レーザー光に対する反射光強度が既知の対象物を測距し、測定される信号強度が設定値を下回る場合に距離計の対物面の汚れが推定される方式等が適用可能である。その他、対物面に付着した異物で散乱するレーザー光を測定し、散乱光強度が設定値を超える場合に距離計の対物面の汚れが推定される方式も適用可能である。

１…運搬システム、１０…油圧ショベル（機械）、１１…車載コントローラ、２０…ダンプトラック（運搬車両）、２１…車体、２２…距離計、２３…位置センサ、２４…車載コントローラ、２４ｂ…メモリ、２５…通信装置（第１通信装置）、３０…管制コントローラ、３２…メモリ、３３…通信装置（第２通信装置）、３４…モニタ、９０…アラーム画面、９１…第１ボタン、９２…第２ボタン、Ｏ…軌道、Ｒ１…設定距離、Ｔ…設定時間、Ｘ，Ｙ…塵埃発生エリア

Claims (13)

1. 車体と、障害物までの距離を測定する距離計と、前記車体の位置データを取得する位置センサと、前記位置センサの出力に基づき前記車体を制御する車載コントローラと、前記車体を管制する管制コントローラと通信する通信装置とを備えた運搬車両において、
   前記車載コントローラは、
   前記距離計の出力に基づき前記距離計の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かの一次判定を実行し、
   前記一次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記車体に指令して前記車体を現在位置で停車させ、
   前記一次判定を実行してから設定時間の経過後、前記距離計の出力に基づき前記汚れ推定状態であるか否かの二次判定を前記現在位置で停車した状態で実行し、
   前記二次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記管制コントローラに前記通信装置を介してアラームを送信し、
   前記二次判定で前記汚れ推定状態が解消されていると判定した場合、前記車体に指令して前記車体の走行を再開させる
   ことを特徴とする運搬車両。
2. 請求項１に記載の運搬車両において、
   前記車載コントローラは、前記一次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合でも、前記車体の放土動作を停止させずに許容する
   ことを特徴とする運搬車両。
3. 請求項１に記載の運搬車両において、
   前記車載コントローラは、
   前記車体の走行経路に沿って設定した複数のエリアとこれらエリア毎に対応する設定時間を記憶したメモリを備えており、
   前記車体の位置データに基づき前記車体が現在位置するエリアを判定し、
   前記車体が現在位置するエリアに対応した前記設定時間を演算する
   ことを特徴とする運搬車両。
4. 請求項３に記載の運搬車両において、
   前記複数のエリアには、塵埃発生エリアと、前記塵埃発生エリアを除くその他エリアとが含まれており、
   前記塵埃発生エリアの設定時間は、前記その他エリアの設定時間に比べて長く設定されている
   ことを特徴とする運搬車両。
5. 請求項４に記載の運搬車両において、
   前記塵埃発生エリアは、位置が固定された固定エリアである
   ことを特徴とする運搬車両。
6. 請求項５に記載の運搬車両において、
   前記塵埃発生エリアは、積込エリア、放土エリア、又は交差点エリアである
   ことを特徴とする運搬車両。
7. 請求項４に記載の運搬車両において、
   前記塵埃発生エリアの設定時間は、前記塵埃発生エリアに配置された機械の作業状態に応じて異なっており、
   前記車載コントローラは、前記塵埃発生エリアで稼働する機械の作業状態について前記通信装置を介して前記管制コントローラ又は前記機械からデータを受信し、前記機械の作業状態に応じて前記塵埃発生エリアの設定時間を演算する
   ことを特徴とする運搬車両。
8. 請求項４に記載の運搬車両において、
   前記塵埃発生エリアは、登録された機械からの距離が設定距離以下のエリアである
   ことを特徴とする運搬車両。
9. 請求項４に記載の運搬車両において、
   前記塵埃発生エリアは、位置が移動する移動エリアである
   ことを特徴とする運搬車両。
10. 請求項９に記載の運搬車両において、
    前記移動エリアは、他の運搬車両の過去所定時間の軌道から設定距離以内のエリアである
    ことを特徴とする運搬車両。
11. 請求項１０に記載の運搬車両において、
    前記車載コントローラは、前記他の運搬車両の走行速度が速いほど長く、前記他の運搬車両が通過してからの経過時間が長いほど短くなるように、前記設定時間を演算する
    ことを特徴とする運搬車両。
12. 車体と、障害物までの距離を測定する距離計と、前記車体の位置データを取得する位置センサと、前記位置センサの出力に基づき前記車体を制御する車載コントローラと、前記車体を管制する管制コントローラと通信する第１通信装置とを備えた運搬車両と、
    前記車載コントローラと通信する第２通信装置を備えた前記管制コントローラと
    を備えた運搬システムにおいて、
    前記車載コントローラは、
    前記距離計の出力に基づき前記距離計の対物面の汚れが推定される汚れ推定状態であるか否かの一次判定を実行し、
    前記一次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記車体に指令して前記車体を現在位置で停車させ、
    前記汚れ推定状態であるか否かの二次判定と前記一次判定との時間差である設定時間を、前記第１通信装置を介して前記管制コントローラから受信し、
    前記一次判定を実行してから前記設定時間の経過時、前記距離計の出力に基づき前記二次判定を実行し、
    前記二次判定で前記汚れ推定状態であると判定した場合、前記第１通信装置を介して前記管制コントローラにアラームを送信し、
    前記二次判定で前記汚れ推定状態が解消されていると判定した場合、前記車体に指令して前記車体の走行を再開させ、
    前記管制コントローラは、
    前記車体の走行経路に沿って設定した複数のエリアとこれらエリア毎に設定した設定時間を記憶したメモリを備えており、
    前記車体の位置データに基づき前記車体が現在位置するエリアを判定し、
    前記車体が現在位置するエリアに対応した前記設定時間を演算し、
    前記第２通信装置を介し、前記車載コントローラに前記設定時間を送信する
    ことを特徴とする運搬システム。
13. 請求項１２に記載の運搬システムにおいて、
    前記管制コントローラは、
    前記車載コントローラからのアラームに応じる場合に操作する第１ボタン、及び前記アラームを保留する場合に操作する第２ボタンを含むアラーム画面をモニタに表示し、
    前記第２ボタンが操作された場合、前記アラーム画面を閉じ、
    予め設定された保留時間の間、前記汚れ推定状態が継続しているかを判定し、
    前記保留時間が経過しても前記汚れ推定状態が継続している場合、前記アラーム画面を前記モニタに再表示し、
    前記保留時間の間に、前記汚れ推定状態が解消した場合は、前記アラーム画面の再表示の処理をキャンセルする
    ことを特徴とする運搬システム。

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