JP2021189821A - 運搬車両の管理システム及び運搬車両の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行路の幅を狭くしても作業現場の生産性の低下を抑制すること。【解決手段】運搬車両の管理システムは、運搬車両が走行可能な走行エリアの外形線よりも外側の３次元データを取得する３次元データ取得部と、運搬車両の外形データと３次元データとに基づいて、走行エリアに設定される運搬車両の走行コースを生成するコースデータ生成部と、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、運搬車両の管理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。運搬車両は、作業現場の走行路を走行する。運搬車両の走行コースが走行路に設定される。運搬車両は、走行コースに従って走行路を走行するように制御される。

特開２０１９−０３６０７３号公報

走行路の傍らに土手又は崖のような構造物が存在する場合がある。走行コースは、運搬車両が構造物に接触しないように設定される。第１運搬車両と第２運搬車両とが構造物に接触することなく走行路をすれ違い可能になるように、走行路の幅は広い必要がある。一方、走行路の造成コストの抑制、採掘コストの抑制、及び採掘物の減少の抑制の観点から、走行路の幅はなるべく狭いことが好ましい。走行路の幅が狭い場合、第１運搬車両と第２運搬車両とが走行路をすれ違い不可能になる可能性がある。第１運搬車両と第２運搬車両とが走行路をすれ違い不可能である場合、例えば第１運搬車両が走行路を走行した後に第２運搬車両が走行路を走行するように、第１運搬車両及び第２運搬車両のそれぞれが制御される。走行路において、運搬車両が減速したり停車したりすると、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

本開示は、走行路の幅を狭くしても作業現場の生産性の低下を抑制することを目的とする。

本開示に従えば、運搬車両が走行可能な走行エリアの外形線よりも外側の３次元データを取得する３次元データ取得部と、前記３次元データと前記運搬車両の外形データとに基づいて、前記走行エリアに設定される運搬車両の走行コースを生成するコースデータ生成部と、を備える、運搬車両の管理システムが提供される。

本開示によれば、走行路の幅を狭くしても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、実施形態に係る運搬車両の管理システムを示す模式図である。 図２は、実施形態に係る作業現場を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る構造物を示す模式図である。 図４は、実施形態に係る管理装置を示す機能ブロック図である。 図５は、実施形態に係るコースデータ生成部の処理を説明するための模式図である。 図６は、実施形態に係るコースデータ生成部の処理を説明するための模式図である。 図７は、実施形態に係るコースデータ生成部の処理を説明するための模式図である。 図８は、実施形態に係る第１判定部及び第２判定部の処理を説明するための模式図である。 図９は、実施形態に係る第１判定部及び第２判定部の処理を説明するための模式図である。 図１０は、実施形態に係る第１判定部及び第２判定部の処理を説明するための模式図である。 図１１は、実施形態に係るコースデータの生成方法を示すフローチャートである。

以下、本開示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、本開示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。

［管理システム］
図１は、実施形態に係る運搬車両２の管理システム１を示す模式図である。運搬車両２は、無人車両である。無人車両とは、運転者の運転操作によらずに無人で稼働する車両をいう。運搬車両２は、作業現場において稼働する。実施形態において、運搬車両２は、無人で作業現場を走行して積荷を運搬する無人ダンプトラックである。

管理システム１は、管理装置３と、通信システム４とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含む。管理装置３は、作業現場の管制施設５に設置される。通信システム４は、管理装置３と運搬車両２との間で通信を実施する。管理装置３に無線通信機６が接続される。通信システム４は、無線通信機６を含む。管理装置３と運搬車両２とは、通信システム４を介して無線通信する。

［運搬車両］
運搬車両２は、走行装置２１と、車両本体２２と、ダンプボディ２３と、位置検出装置３０と、非接触センサ３１と、無線通信機３２と、制御装置３３とを備える。

走行装置２１は、運搬車両２を走行させる。走行装置２１は、車両本体２２を支持する。走行装置２１の少なくとも一部は、車両本体２２よりも下方に配置される。走行装置２１は、駆動装置２４と、ブレーキ装置２５と、操舵装置２６と、車輪２７と、タイヤ２８とを有する。タイヤ２８は、車輪２７に装着される。車輪２７は、前輪２７Ｆと後輪２７Ｒとを含む。タイヤ２８は、前輪２７Ｆに装着される前タイヤ２８Ｆと後輪２７Ｒに装着される後タイヤ２８Ｒとを含む。駆動装置２４は、運搬車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、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２４は、電動機を含んでもよい。駆動装置２４で発生した動力が後輪２７Ｒに伝達される。ブレーキ装置２５は、運搬車両２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、運搬車両２の走行方向を調整可能である。運搬車両２の走行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２６は、前輪２７Ｆを操舵することによって、運搬車両２の走行方向を調整する。車輪２７が回転することにより、運搬車両２は自走する。

ダンプボディ２３は、積荷が積まれる部材である。ダンプボディ２３は、車両本体２２に支持される。ダンプボディ２３の少なくとも一部は、車両本体２２よりも上方に配置される。

車両本体２２は、サイドミラー２９を有する。サイドミラー２９は、車両本体２２の左部及び右部のそれぞれに設けられる。一方のサイドミラー２９は、車両本体２２の左部の上部且つ前部に設けられる。他方のサイドミラー２９は、車両本体２２の右部の上部且つ前部に設けられる。運搬車両２の車幅方向において、サイドミラー２９は、走行装置２１及びダンプボディ２３よりも外側に配置される。

位置検出装置３０は、運搬車両２の位置を検出する。運搬車両２の位置は、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グローバル座標系の位置を検出する。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置検出装置３０は、ＧＮＳＳ受信機を含み、運搬車両２のグローバル座標系の位置を検出する。

非接触センサ３１は、運搬車両２の周囲の物体を非接触で検出する。実施形態において、非接触センサ３１は、運搬車両２の前部の下部に設けられる。非接触センサ３１は、運搬車両２の前方の物体を非接触で検出する。非接触センサ３１は、運搬車両２の前方の物体を３次元計測して、物体の３次元データを取得する。非接触センサ３１として、レーザセンサ又はレーダセンサが例示される。レーザセンサは、物体をレーザ光で走査して、運搬車両２と物体の複数の検出点のそれぞれとの相対位置を検出することにより、物体の３次元データを取得する。レーダセンサは、物体を電波で走査して、運搬車両２と物体の複数の検出点のそれぞれとの相対位置を検出することにより、物体の３次元データを取得する。

無線通信機３２は、管理装置３と無線通信する。通信システム４は、無線通信機３２を含む。

制御装置３３は、運搬車両２を制御する。制御装置３３は、車両本体２２に配置される。制御装置３３は、運搬車両２の外部に存在する管理装置３と通信可能である。制御装置３３は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキ指令、及び操舵装置２６を作動するためのステアリング指令を出力する。駆動装置２４は、制御装置３３から出力されたアクセル指令に基づいて、運搬車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、運搬車両２の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、制御装置３３から出力されたブレーキ指令に基づいて、運搬車両２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、制御装置３３から出力されたステアリング指令に基づいて、運搬車両２を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。

［補助車両］
作業現場においては、運搬車両２のみならず、補助車両７０が稼働する。補助車両７０は、有人車両である。有人車両とは、搭乗した運転者の運転操作に基づいて稼働する車両をいう。補助車両７０の外形は、運搬車両２の外形よりも小さい。

補助車両７０は、位置検出装置７１と、３次元計測機７２と、演算装置７３と、無線通信機７４とを備える。

位置検出装置７１は、補助車両７０の位置を検出する。補助車両７０の位置は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）を利用して検出される。位置検出装置７１は、ＧＮＳＳ受信機を含み、補助車両７０のグローバル座標系の位置を検出する。

３次元計測機７２は、補助車両７０の周囲の物体を３次元計測して、物体の３次元データを取得する。３次元計測機７２は、物体を非接触で計測する。３次元計測機７２として、レーザスキャナが例示される。レーザスキャナは、物体をレーザ光で走査して、補助車両７０と物体の複数の検出点のそれぞれとの相対位置を検出することにより、物体の３次元データを取得する。

演算装置７３は、位置検出装置７１の検出データと３次元計測機７２の計測データとに基づいて、グローバル座標系の物体の３次元データを生成する。３次元計測機７２により計測された物体の３次元データは、補助車両７０との相対位置を示す複数の検出点を含む。演算装置７３は、位置検出装置７１の検出データを用いて、グローバル座標系の物体の３次元データを生成する。

無線通信機７４は、管理装置３と無線通信する。通信システム４は、無線通信機７４を含む。

［作業現場］
図２は、実施形態に係る作業現場を示す模式図である。実施形態において、作業現場は鉱山である。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、及び石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。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採掘物が例示される。採掘物として、鉱石又は土砂が例示される。

実施形態においては、作業現場にローカル座標系が設定される。ローカル座標系とは、作用現場の任意の位置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。グローバル座標系の位置とローカル座標系の位置とは、変換パラメータを用いて変換可能である。

作業現場に、積込場１１、排土場１２、駐機場１３、給油場１４、走行路１５、及び交差点１６が設けられる。積込場１１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１１において、油圧ショベルのような積込機７が稼働する。排土場１２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１２には、例えば破砕機８が設けられる。駐機場１３とは、運搬車両２が駐機されるエリアをいう。給油場１４は、運搬車両２が給油されるエリアをいう。

走行路１５は、積込場１１、排土場１２、駐機場１３、及び給油場１４のそれぞれに繋がれる。走行路１５は、少なくとも積込場１１と排土場１２とを繋ぐように設けられる。走行路１５とは、積込場１１、排土場１２、駐機場１３、及び給油場１４の少なくとも一つに向かう運搬車両２が走行するエリアをいう。交差点１６とは、複数の走行路１５が交わるエリア又は１つの走行路１５が複数の走行路１５に分岐するエリアをいう。運搬車両２は、走行路１５及び交差点１６を走行する。

作業現場に走行エリア１０及び禁止エリア２０が設定される。走行エリア１０は、運搬車両２の走行が許可されたエリアである。禁止エリア２０は、運搬車両２の走行が禁止されたエリアである。運搬車両２は、走行エリア１０を走行可能である。走行エリア１０は、積込場１１、排土場１２、駐機場１３、給油場１４、走行路１５、及び交差点１６を含む。

走行エリア１０は、外形線４０によって規定される。走行エリア１０の外形線４０は、走行エリア１０と禁止エリア２０とを区画する区画線である。走行エリア１０は、外形線４０よりも一方側のエリアであり、禁止エリア２０は、外形線４０よりも他方側のエリアである。外形線４０が走行エリア１０を囲む場合、走行エリア１０は、外形線４０によって囲まれたエリアである。なお、外形線４０は、走行エリア１０を囲んでなくてもよい。外形線４０は、例えば走行エリア１０と禁止エリア２０とを直線状に区画してもよい。

運搬車両２は、管理装置３からのコースデータに基づいて、作業現場において稼働する。コースデータは、運搬車両２の走行条件を示す。コースデータは、運搬車両２の目標走行経路を示す走行コース５０、運搬車両２の目標走行速度、及び運搬車両２の目標走行方向を含む。走行コース５０は、走行エリア１０に設定される。運搬車両２は、走行コース５０に従って、走行エリア１０を走行する。

実施形態において、走行コース５０は、第１走行コース５１と、第２走行コース５２とを含む。運搬車両２は、第１走行コース５１に従って積込場１１から排土場１２に走行し、第２走行コース５２に従って排土場１２から積込場１１に走行する。

外形線４０の位置及び走行コース５０の位置は、ローカル座標系において規定される。

［構造物］
図３は、実施形態に係る構造物４３を示す模式図である。図３に示すように、走行路１５の傍らに構造物４３が存在する場合がある。構造物４３として、土手又は崖が例示される。なお、構造物４３は、電柱のような人工物でもよい。構造物４３は、外形線４０よりも外側に存在する。構造物４３の上端部は、走行路１５の路面よりも上方に存在する。外形線４０は、走行路１５の路面の端部と構造物４３の下端部との境界線である。

補助車両７０が走行路１５を走行しながら構造物４３の形状及び構造物４３の周囲の状況を３次元計測機７２で計測することにより、走行路１５の外形線４０よりも外側の３次元データが取得される。走行路１５の外形線４０よりも外側に構造物４３が存在する場合、補助車両７０が走行路１５を走行しながら構造物４３を３次元計測機７２で計測することにより、構造物４３の３次元データが取得される。補助車両７０は、３次元計測機７２による計測と並行して、位置検出装置７１でグローバル座標系の位置を検出しながら走行路１５を走行する。

［管理装置］
図４は、実施形態に係る管理装置３を示す機能ブロック図である。管理装置３は、コンピュータシステムを含む。管理装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１０２と、ストレージ１０３と、入出力回路を含むインタフェース１０４とを有する。

管理装置３は、通信システム４を介して、運搬車両２及び補助車両７０のそれぞれと無線通信する。

管理装置３は、記憶部３００と、３次元データ取得部３０３と、コースデータ生成部３０４と、第１判定部３０５と、第２判定部３０６とを有する。プロセッサ１０１は、３次元データ取得部３０３、コースデータ生成部３０４、第１判定部３０５、及び第２判定部３０６として機能する。ストレージ１０３は、記憶部３００として機能する。

記憶部３００は、運搬車両２の外形データを記憶する車両データ記憶部３０１と、構造物４３の３次元データを記憶する３次元データ記憶部３０２とを含む。

車両データ記憶部３０１は、運搬車両２の外形データを記憶する。運搬車両２の外形データは、運搬車両２の外形及び寸法を含む。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、車両データ記憶部３０１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の車幅方向の走行装置２１の寸法、車幅方向の車両本体２２の寸法、車幅方向のダンプボディ２３の寸法、及び車幅方向のサイドミラー２９の寸法を含む。車幅方向の走行装置２１の寸法は、左側のタイヤ２８の左端部と右側のタイヤ２８の右端部との距離を含む。車幅方向の車両本体２２の寸法は、車両本体２２の左端部と車両本体２２の右端部との距離を含む。車幅方向のダンプボディ２３の寸法は、ダンプボディ２３の左端部とダンプボディ２３の右端部との距離を含む。車幅方向のサイドミラー２９の寸法は、左側のサイドミラー２９の左端部と右側のサイドミラー２９の右端部との距離を含む。運搬車両２の車幅方向において、ダンプボディ２３の少なくとも一部は、走行装置２１及び車両本体２２よりも外側に配置される。運搬車両２の車幅方向において、サイドミラー２９は、走行装置２１、車両本体２２、及びダンプボディ２３よりも外側に配置される。

また、運搬車両２の外形データは、運搬車両２の高さ方向のタイヤ２８の位置及び寸法、高さ方向のダンプボディ２３の位置及び、及び高さ方向のサイドミラー２９の位置及び寸法を含む。

３次元データ記憶部３０２は、補助車両７０の３次元計測機７２により取得された構造物４３の３次元データを記憶する。構造物４３の３次元データは、ローカル座標系において規定される。３次元データ記憶部３０２は、ローカル座標系の構造物４３の３次元データを記憶する。

３次元データ取得部３０３は、走行エリア１０の外形線４０よりも外側の３次元データを取得する。実施形態において、３次元データ取得部３０３は、走行路１５の外形線４０よりも外側の３次元データを取得する。３次元データ取得部３０３は、補助車両７０の演算装置７３から３次元データを取得する。上述のように、補助車両７０は、３次元計測機７２による計測と並行して、位置検出装置７１でグローバル座標系の位置を検出しながら走行路１５を走行する。演算装置７３は、位置検出装置７１の検出データを用いて、グローバル座標系の構造物４３の３次元データを生成する。構造物４３の３次元データは、通信システム４を介して管理装置３に送信される。３次元データ取得部３０３は、演算装置７３から構造物４３の３次元データを取得する。３次元データ取得部３０３は、グローバル座標系の構造物４３の３次元データを、ローカル座標系の構造物４３の３次元データに変換して、３次元データ記憶部３０２に記憶させる。

コースデータ生成部３０４は、車両データ記憶部３０１に記憶されている運搬車両２の外形データと、３次元データ記憶部３０２に記憶されている構造物４３の３次元データとに基づいて、走行路１５に設定される運搬車両２の走行コース５０を含む運搬車両２の走行コース５０を含むコースデータを生成する。

図５及び図６のそれぞれは、実施形態に係るコースデータ生成部３０４の処理を説明するための模式図である。図５は、走行路１５を走行する運搬車両２を上方から見た図である。図６は、走行路１５を走行する運搬車両２を後方から見た図である。

走行コース５０は、運搬車両２の目標走行経路を示す仮想線を含む。図５に示すように、走行コース５０は、間隔をあけて設定される複数のコース点５０Ｐの集合体である。コース点５０Ｐ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５０Ｐを通過する軌跡によって、走行コース５０が規定される。走行コース５０の位置は、ローカル座標系において規定される。制御装置３３は、運搬車両２の車幅方向の中心と走行コース５０とが一致した状態で運搬車両２が走行するように、走行装置２１を制御する。

３次元データは、外形線４０よりも外側に存在する構造物４３の高さを含む。構造物４３の高さとは、タイヤ２８の接地面（走行路１５の路面）と平行な所定面と直交する方向のタイヤ２８の接地面と構造物４３の上端部との距離をいう。コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さに基づいて、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動することを許容するように、走行コース５０を生成する。すなわち、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さと運搬車両２の外形データとに基づいて、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３に接触することなく構造物４３の上方を移動可能であると判定した場合、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動することを許容するように、走行コース５０を生成する。

運搬車両２の第１部分６１は、走行装置２１よりも上方に配置される。第１部分６１は、運搬車両２の車幅方向において最も外側に配置される部分である。すなわち、第１部分６１は、走行装置２１よりも上方に配置され、運搬車両２の車幅方向の寸法が最も大きい部分である。図５及び図６に示すように、実施形態において、第１部分６１は、運搬車両２のサイドミラー２９の少なくとも一部分である。なお、第１部分６１は、運搬車両２のダンプボディ２３の少なくとも一部分でもよい。

図６に示すように、コースデータ生成部３０４は、運搬車両２の外形データと構造物４３の３次元データとに基づいて、運搬車両２のタイヤ２８が構造物４３に接触しないように、走行コース５０を生成する。

図７は、実施形態に係るコースデータ生成部３０４の処理を説明するための模式図である。図７は、走行路１５を走行する運搬車両２を後方から見た図である。図７に示すように、構造物４３の高さが、第１部分６１の高さよりも高い場合がある。コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さと運搬車両２の外形データとに基づいて、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動不可能であると判定した場合、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成する。すなわち、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが第１部分６１の高さよりも高い場合、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の外側に出ないように、走行コース５０を生成する。

実施形態において、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも高いと判定したときに、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成する。第２部分６２は、第１部分６１よりも低い位置に設定される。運搬車両２の車幅方向において、第２部分６２は、第１部分６１よりも内側に配置される。運搬車両２の車幅方向において、運搬車両２の中心と第２部分６２との距離は、運搬車両２の中心と第１部分６１との距離よりも短い。

実施形態において、第２部分６２は、運搬車両２のタイヤ２８を含む。コースデータ生成部３０４は、例えば構造物４３の高さがタイヤ２８の回転中心の高さよりも高いと判定したときに、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成する。なお、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さがタイヤ２８の上端部の高さよりも高いと判定したときに、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成してもよい。コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも低いと判定したときに、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動することを許容するように、走行コース５０を生成する。

図７に示すように、コースデータ生成部３０４は、運搬車両２の外形データと構造物４３の３次元データとに基づいて、運搬車両２の第１部分６１及びタイヤ２８のそれぞれが構造物４３に接触しないように、走行コース５０を生成する。

このように、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３に接触することなく構造物４３の上方を移動可能であると判定された場合、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動することを許容するように、走行コース５０が生成される。これにより、走行路１５の幅が狭くても、運搬車両２は、走行路１５を走行することができる。運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動不可能であると判定された場合、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側に配置されるように、走行コース５０が生成される。これにより、運搬車両２は、構造物４３と接触することなく、走行路１５を走行することができる。

実施形態において、走行コース５０は、第１走行コース５１と第２走行コース５２とを含む。走行路１５において、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違う可能性がある。走行エリア１０のうち第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとがすれ違う部分の走行路１５の幅に基づいて、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かが決定される。

第１判定部３０５は、走行路１５の幅に基づいて、第１部分６１が外形線４０の内側に配置された状態で第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する。

第２判定部３０６は、第１判定部３０５により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合、第１部分６１が構造物４３の上方を移動することにより第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する。

図８、図９、及び図１０のそれぞれは、実施形態に係る第１判定部３０５及び第２判定部３０６の処理を説明するための模式図である。

図８に示すように、走行路１５の幅が十分に広い場合、第１部分６１を構造物４３の上方で移動させなくても、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとは走行路１５をすれ違い可能である。図８に示す例の場合、第１判定部３０５は、走行路１５の幅と第１運搬車両２Ａの外形データと第２運搬車両２Ｂの外形データとに基づいて、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの第１部分６１が外形線４０の内側に配置された状態で、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定する。

図８に示す例の場合、すなわち、第１判定部３０５により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合、コースデータ生成部３０４は、第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を設定する。図８に示すように、第１運搬車両２Ａに第１走行コース５１が設定され、第２運搬車両２Ｂに第２走行コース５２が設定される。走行路１５の幅が十分に広い場合、コースデータ生成部３０４は、走行コース５０を直線状に設定可能である。そのため、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれは、高速走行することができる。また、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行距離が長くなることが抑制される。

図９に示すように、走行路１５の幅が狭い場合、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの第１部分６１が外形線４０の内側に配置された状態で、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとは走行路１５をすれ違い可能でない。しかし、第１部分６１が構造物４３の上方を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれが構造物４３に近付くことにより、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとは走行路１５をすれ違い可能である。図９に示す例の場合、第２判定部３０６は、第１部分６１が構造物４３の上方を移動することにより第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定する。

実施形態においては、図７を参照して説明したように、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも高いと判定したときに、第１部分６１が構造物４３の上方を移動せず、外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成する。第２判定部３０６は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも低いと判定したときに、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定する。

図９に示す例の場合、すなわち、第２判定部３０６により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合、コースデータ生成部３０４は、第１部分６１が構造物４３の上方を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を生成する。図９に示すように、第１運搬車両２Ａに第１走行コース５１が設定され、第２運搬車両２Ｂに第２走行コース５２が設定される。走行路１５の幅が狭くても、第１部分６１が構造物４３の上方を移動することにより、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれが減速したり停車したりすることが抑制される。第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれは、高速走行することができる。

図１０に示すように、走行路１５の幅が更に狭い場合、第１部分６１が構造物４３の上方を移動しても、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとは走行路１５をすれ違い可能でない。

図１０に示す例の場合、すなわち、第２判定部３０６により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合、コースデータ生成部３０４は、第１運搬車両２Ａが走行路１５を走行した後に第２運搬車両２Ｂが走行路１５を走行するように、走行コース５０を含む走行条件を示すコースデータを生成する。なお、コースデータ生成部３０４は、第２運搬車両２Ｂが走行路１５を走行した後に第１運搬車両２Ａが走行路１５を走行するように、走行コース５０を含む走行条件を示すコースデータを生成してもよい。

［コースデータの生成方法］
図１１は、実施形態に係るコースデータの生成方法を示すフローチャートである。補助車両７０の３次元計測機７２は、構造物４３を３次元計測する。演算装置７３は、３次元計測機７２が構造物４３を３次元計測したときの位置検出装置７１の検出データに基づいて、グローバル座標系の構造物４３の３次元データを算出する。構造物４３の３次元データは、通信システム４を介して演算装置７３から管理装置３に送信される。３次元データ取得部３０３は、走行路１５の外形線４０よりも外側の構造物４３の３次元データを取得する（ステップＳ１）。

３次元データ取得部３０３は、演算装置７３から送信されたグローバル座標系の構造物４３の３次元データをローカル座標系の構造物４３の３次元データに変換した後、３次元データ記憶部３０２に記憶させる。

第１判定部３０５は、走行路１５の幅に基づいて、運搬車両２の第１部分６１が外形線４０の内側に配置された状態で、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、コースデータ生成部３０４は、第１部分６１が外形線４０の外側に出ないように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を設定する（ステップＳ３）。

第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれは、ステップＳ３において生成された走行コース５０に従って、走行路１５を走行する。

ステップＳ２において、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、第２判定部３０６は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも低いか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも低いと判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、第２判定部３０６は、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動することにより、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、コースデータ生成部３０４は、第２部分６２が外形線の外側に出ない範囲で第１部分６１が構造物４３の上方を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を生成する（ステップＳ６）。

第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれは、ステップＳ６において生成された走行コース５０に従って、走行路１５を走行する。

ステップＳ４において、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２の高さよりも高いと判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、コースデータ生成部３０４は、第１部分６１が外形線４０の外側に出ないように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を設定する（ステップＳ３）。

ステップＳ５において、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、コースデータ生成部３０４は、第１部分６１が外形線４０の外側に出ないように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０を設定する（ステップＳ３）。

第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれは、ステップＳ３において生成されたコースデータに従って、走行路１５を走行する。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、走行路１５の外形線４０よりも外側の３次元データが取得される。コースデータ生成部３０４は、運搬車両２の外形データと走行路１５の外形線４０よりも外側の３次元データとに基づいて、走行路１５に設定される運搬車両２の走行コース５０を生成する。これにより、走行路１５の幅を狭くしても作業現場の生産性の低下が抑制される。走行路１５の幅が狭くなることにより、走行路１５の造成コストが抑制され、採掘コストが抑制され、作業現場における採掘物の減少が抑制される。

例えば、走行路１５の外形線４０よりも外側の３次元データを考慮せずに走行コース５０を生成する場合、構造物４３の高さに関わらず、第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０が生成される。すなわち、構造物４３の高さに関わらず、運搬車両２が外形線４０の外側にはみ出さないように、走行コース５０が生成される。第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能になるように、走行路１５の幅は広い必要がある。一方、作業現場の生産性の低下を抑制する観点から、走行路１５の幅はなるべく狭いことが好ましい。走行路１５の幅が狭い場合、走行路１５の造成のための労力が削減され、採掘物の減少が抑制される。走行路１５の幅が狭い場合、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い不可能になる可能性がある。第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い不可能である場合、例えば第１運搬車両２Ａが走行路１５を走行した後に第２運搬車両２Ｂが走行路１５を走行するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれが制御される。走行路１５において、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂの少なくとも一方が減速したり停車したりすると、作業現場の生産性が低下する可能性がある。

実施形態においては、３次元データとして構造物４３の高さが取得される。運搬車両２の外形データと構造物４３の高さとに基づいて、運搬車両２の第１部分６１が構造物４３の上方を移動可能であると判定された場合、コースデータ生成部３０４は、運搬車両２の第１部６１分が構造物４３の上方を移動するように、走行コース５０を生成する。すなわち、コースデータ生成部３０４は、運搬車両２が構造物４３に近付いた状態で走行するように、走行コース５０を生成する。これにより、走行路１５の幅が狭くても、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとは走行路１５をすれ違い可能になる。走行路１５において運搬車両２が減速したり停車したりすることが抑制されるので、走行路１５の幅を狭くしても作業現場の生産性の低下が抑制される。

実施形態において、第１判定部３０５は、走行路１５の幅に基づいて、第１部分６１が外形線４０の内側に配置された状態で第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する。第１判定部３０５により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合、すなわち、走行路１５の幅が十分に広いと判定された場合、第１部分６１が外形線４０の内側を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０が設定される。すなわち、走行路１５の幅が十分に広い場合、運搬車両２が構造物４３から離れた状態で走行するように、走行コース５０が設定される。走行路１５の幅が十分に広い場合、走行コース５０が直線状に設定されることにより、運搬車両２は高速走行することができる。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。

実施形態において、第１判定部３０５により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合、第２判定部３０６は、第１部分６１が構造物４３の上方を移動することにより第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かを判定する。第２判定部３０６により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合、第１部分６１が構造物４３の上方を移動するように、第１運搬車両２Ａ及び第２運搬車両２Ｂのそれぞれの走行コース５０が生成される。すなわち、走行路１５の幅が狭いものの、運搬車両２が構造物４３に近付いた状態で走行すれば第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定された場合、コースデータ生成部３０４は、運搬車両２が構造物４３に近付いた状態で走行するように、走行コース５０を設定する。これにより、走行路１５の幅が狭くても、走行路１５において運搬車両２が減速したり停車したりすることが抑制される。そのため、作業現場の生産性の低下が抑制される。

構造物４３の高さが第２部分６２の高さよりも高く、第２判定部３０６により第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能でないと判定された場合、第１運搬車両２Ａが走行路１５を走行した後に第２運搬車両２Ｂが走行路１５を走行するように、走行コース５０を含む走行条件を示すコースデータが生成される。これより、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとの接触が抑制される。したがって、作業現場の生産性の低下が抑制される。

構造物４３の上方において第１部分６１を移動させるか否かの判定は、構造物４３の高さと第１部分６１の高さとの比較ではなく、構造物４３の高さと第２部分６２の高さとの比較に基づいて実施される。第２部分６２の高さは、第１部分６１の高さよりも低い。これにより、第１部分６１は、構造物４３から十分に離れた状態で、構造物４３の上方において移動することができる。そのため、運搬車両２と構造物４３との接触が抑制される。

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、構造物４３の３次元データは、補助車両７０の３次元計測機７２により取得されることとした。構造物４３の３次元データは、運搬車両２に設けられている非接触センサ３１により取得されてもよい。構造物４３の３次元データは、構造物４３に沿って飛行する飛行体により取得されてもよい。飛行体として、ドローンが例示される。飛行体に３次元計測機が搭載される。３次元計測機として、ステレオカメラ又はレーザレンジファインダが例示される。構造物４３の３次元データは、構造物４３を実際に測量することによって取得されてもよい。

上述の実施形態において、外形線４０は、補助車両７０により計測されてもよい。

上述の実施形態において、構造物４３の３次元データ、外形線４０の位置、及び走行コース５０の位置が、グローバル座標系において規定されてもよい。

上述の実施形態において、コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが運搬車両２の第２部分６２よりも高いと判定したときに、運搬車両２が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成することとした。コースデータ生成部３０４は、構造物４３の高さが運搬車両２の第１部分６１よりも高いと判定したときに、運搬車両２が外形線４０の内側を移動するように、走行コース５０を生成してもよい。また、第２判定部３０６は、構造物４３の高さが第１部分６１よりも低いと判定したときに、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能であると判定してもよい。

上述の実施形態において、走行路１５の少なくとも一部の傍らに構造物４３が存在しなくてもよい。

上述の実施形態においては、走行路１５の外形線４０の外側の構造物４３の３次元データが取得されることとした。また、第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが走行路１５をすれ違い可能か否かが判定されることとした。積込場１１、排土場１２、駐機場１３、及び給油場１４の少なくとも一つの外形線４０の外側の構造物４３の３次元データが取得されてもよい。第１運搬車両２Ａと第２運搬車両２Ｂとが、積込場１１、排土場１２、駐機場１３、及び給油場１４の少なくとも一つをすれ違い可能か否かが判定されてもよい。

１…管理システム、２…運搬車両、２Ａ…第１運搬車両、２Ｂ…第２運搬車両、３…管理装置、４…通信システム、５…管制施設、６…無線通信機、７…積込機、８…破砕機、１０…走行エリア、１１…積込場、１２…排土場、１３…駐機場、１４…給油場、１５…走行路、１６…交差点、２０…禁止エリア、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ダンプボディ、２４…駆動装置、２５…ブレーキ装置、２６…操舵装置、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…タイヤ、２８Ｆ…前タイヤ、２８Ｒ…後タイヤ、２９…サイドミラー、３０…位置検出装置、３１…非接触センサ、３２…無線通信機、３３…制御装置、４０…外形線、４３…構造物、５０…走行コース、５０Ｐ…コース点、５１…第１走行コース、５２…第２走行コース、６１…第１部分、６２…第２部分、７０…補助車両、７１…位置検出装置、７２…３次元計測機、７３…演算装置、７４…無線通信機、１０１…プロセッサ、１０２…メインメモリ、１０３…ストレージ、１０４…インタフェース、３００…記憶部、３０１…車両データ記憶部、３０２…３次元データ記憶部、３０３…３次元データ取得部、３０４…コースデータ生成部、３０５…第１判定部、３０６…第２判定部。

Claims (11)

1. 運搬車両が走行可能な走行エリアの外形線よりも外側の３次元データを取得する３次元データ取得部と、
   前記運搬車両の外形データと前記３次元データとに基づいて、前記走行エリアに設定される運搬車両の走行コースを生成するコースデータ生成部と、を備える、
   運搬車両の管理システム。
2. 前記３次元データは、前記外形線よりも外側に存在する構造物の高さを含み、
   前記コースデータ生成部は、前記構造物の高さに基づいて、前記運搬車両の第１部分が前記構造物の上方を移動することを許容するように、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理システム。
3. 前記コースデータ生成部は、前記構造物の高さが前記運搬車両の第２部分よりも高いと判定したときに、前記運搬車両の第１部分が前記外形線の内側を移動するように、前記走行コースを生成する、
   請求項２に記載の運搬車両の管理システム。
4. 前記走行エリアの幅に基づいて、前記第１部分が前記外形線の内側に配置された状態で第１運搬車両と第２運搬車両とがすれ違い可能か否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部によりすれ違い可能でないと判定された場合、前記第１部分が前記構造物の上方を移動することにより前記第１運搬車両と前記第２運搬車両とがすれ違い可能か否かを判定する第２判定部と、を備え、
   前記コースデータ生成部は、前記第２判定部によりすれ違い可能であると判定された場合、前記第１部分が前記構造物の上方を移動するように、前記第１運搬車両及び前記第２運搬車両のそれぞれの前記走行コースを生成する、
   請求項３に記載の運搬車両の管理システム。
5. 前記第２判定部は、前記構造物の高さが前記第２部分よりも低いと判定したときに、前記すれ違い可能であると判定する、
   請求項４に記載の運搬車両の管理システム。
6. 前記コースデータ生成部は、前記第２判定部によりすれ違い可能でないと判定された場合、前記運搬車両の第１部分が前記外形線の外側に出ないように、前記走行コースを生成する、
   請求項４又は請求項５に記載の運搬車両の管理システム。
7. 前記コースデータ生成部は、前記第１判定部によりすれ違い可能であると判定された場合、前記第１部分が前記外形線の内側を移動するように、前記第１運搬車両及び前記第２運搬車両のそれぞれの前記走行コースを設定する、
   請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
8. 前記第２部分は、前記運搬車両のタイヤを含む、
   請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
9. 前記第１部分は、前記運搬車両のダンプボディ及びサイドミラーの少なくとも一方を含む、
   請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
10. 前記コースデータ生成部は、前記運搬車両のタイヤが前記構造物に接触しないように、前記走行コースを生成する、
    請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
11. 運搬車両が走行可能な走行エリアの外形線よりも外側の３次元データを取得することと、
    前記３次元データと前記運搬車両の外形データとに基づいて、前記走行エリアに設定される運搬車両の走行コースを生成することと、を含む、
    運搬車両の管理方法。

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