JP7779792B2 - 経路設定装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の移動体のうちの少なくとも１台の移動体についての予定走行経路を設定する経路設定装置に関するものである。

特許文献１に記載の経路設定装置において、停止している移動体である第１移動体に接近する自動運転移動体である第２移動体が存在する場合に、第１移動体は、自身を回避可能な走行経路を作成して、第２移動体に送信する。第２移動体は、第１移動体を回避可能な経路に沿って走行することができる。

特開2020-126433号

本発明の課題は、路面状態が悪い部分を回避可能な予定走行経路を設定することである。

課題を解決するための手段、作用および効果

本発明に係る経路設定装置において、先に走行した移動体である第１移動体の走行状態に基づいて後に走行する移動体である第２移動体の予定走行経路が設定される。具体的には、第１移動体の走行状態に基づいて、第１移動体についての予定走行経路に沿った路面の状態が設定状態より悪いと取得された場合に、第１移動体の後に走行する移動体である第２移動体の予定走行経路が第１移動体についての予定走行経路とは別の経路に設定される。その結果、第２移動体は、路面状態が悪い部分を回避して走行することができる。

本発明の一実施形態である経路設定装置を含む作業システムを概念的に示す図である。 上記経路設定装置の一実施形態である管制装置の管制ＥＣＵの記憶部に記憶された予定走行経路設定プログラムを表すフローチャートである。 上記作業システムの構成要素である移動体の移動体ＥＣＵの記憶部に記憶された移動体情報作成プログラムを表すフローチャートである。 上記移動体ＥＣＵの記憶部に記憶された予定走行経路記憶プログラムを表すフローチャートである。 上記移動体が走行する経路を概念的に示す図である。 上記移動体とは別の移動体が走行する経路を概念的に示す図である。 上記管制ＥＣＵの記憶部に記憶され、(7A)移動体の実旋回状態を表す値と目標旋回状態を表す値との差の絶対値に基づいて別経路設定要求度を決定する場合に用いられるマップを示す図である。(7B)移動体実操舵操作状態を表す値と目標操舵操作状態を表す値との差の絶対値に基づいて別経路設定要求度を決定する場合に用いられるマップを示す図である。(7C)移動体の上下方向の振動の状態を表す値に基づいて別経路設定要求度を決定するために用いられるマップを示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る経路設定装置を含む作業システムについて図面に基づいて説明する。

本実施例に係る経路設定装置を含む作業システムは、例えば、鉱山等で作業を行う複数の移動体Ｖ、複数の移動体Ｖの各々と通信可能な管制装置Ｃ、アンテナＡ等を含む。管制装置Ｃと複数の移動体Ｖとの間では、直接またはアンテナＡを介して無線の通信が行われる。

複数の移動体Ｖには、例えば、運転者による運転操作部材の操作である運転操作により走行可能なマニュアル運転移動体Ｖｍと、運転者による運転操作が行われなくても走行可能な自動運転移動体Ｖａとが含まれる。自動運転移動体Ｖａは、カメラ，ライダー等により取得された移動体Ｖの周辺の情報と、管制装置Ｃからの走行指令との少なくとも一方に基づいて走行可能な移動体である。以下、これらマニュアル運転移動体Ｖｍと自動運転移動体Ｖａとを区別する必要がない場合、総称する場合等には、単に、移動体Ｖと称する。

これら移動体Ｖは、それぞれ、移動体Ｖを駆動する駆動装置Ｄ，移動体Ｖを制動する制動装置Ｂ，移動体Ｖの操舵輪を転舵する転舵装置Ｔ，ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機としてのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１０、周辺情報取得装置１２、無線の情報を送信したり受信したりする移動体通信装置１４、慣性計測装置１６、コンピュータを主体とする移動体ＥＣＵ２０等を含む。

駆動装置Ｄは、例えば、移動体Ｖの複数の車輪３０のうちの複数の駆動輪に連結された駆動源としての電動モータと、電動モータを制御する駆動回路とを含むものとすることができる。駆動回路の制御により電動モータが制御され、駆動輪に加えられる駆動力が制御され、移動体Ｖの走行速度や加速度が制御される。

制動装置Ｂは、例えば、複数の車輪３０の各々に対応して設けられ、摩擦係合部材を車輪３０と一体的に回転可能なブレーキ回転体に押し付けることにより車輪３０の回転を抑制する摩擦ブレーキと、複数の摩擦ブレーキの各々の押付力を制御可能な押付力制御アクチュエータとを含むものとすることができる。摩擦ブレーキが、押付力としての流体圧により作動可能な流体圧ブレーキである場合には、押付力制御アクチュエータを流体圧制御アクチュエータとすることができる。押付力制御アクチュエータの制御により、複数の車輪３０の各々に設けられた摩擦ブレーキの押付力が制御され、複数の車輪３０の各々に加えられる制動力が制御される。

転舵装置Ｔは、複数の車輪３０のうちの操舵輪である左側車輪３０Ｌと右側車輪３０Ｒとを転舵するものである。転舵装置Ｔは、例えば、左側車輪３０Ｌ、右側車輪３０Ｒを連結する一対のタイロッドおよび一対のタイロッドを連結する転舵ロッド、転舵ロッドに設けられた転舵アクチュエータ等を含むものとすることができる。転舵アクチュエータにより転舵ロッドが移動体Ｖの幅方向に移動させられることにより、左側車輪３０と右側車輪３０Ｒとが転舵される。

ＧＰＳ受信機１０は、ＧＰＳ信号を受信するものであり、ＧＰＳ信号に基づいて、移動体自体の位置を取得する。
周辺情報取得装置１２は、カメラ、ライダー等を含み、その周辺情報取得装置１２が設けられた移動体自体の周辺の物体等を認識するとともに、その物体等と移動体自体との相対位置関係等を取得する。

慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）１６は、慣性計測装置１６が設けられた移動体自体の前後方向，横方向および上下方向の加速度、前後方向軸、横方向軸および上下方向軸回りの角速度等を検出するものである。換言すると、慣性計測装置１６は、移動体Ｖの前後方向，横方向，上下方向の加速度、ロールレート、ピッチレート、ヨーレート等を検出する。

移動体通信装置１４は、移動体ＥＣＵ２０において作成された移動体情報を無線で送信したり、管制装置Ｃから無線で送信された情報である管制情報を受信したりするものである。

また、マニュアル運転移動体Ｖｍは、操舵操作部材２２等の運転操作部材を含む。操舵操作部材２２は、移動体Ｖの向きを変える場合に操作するものである。マニュアル運転移動体Ｖｍには、また、操舵操作部材２２の操作量、操作の向き等を検出する操舵操作状態検出部２６等の運転操作状態検出部が含まれる。これら、運転操作部材、運転操作状態検出部等は、自動運転移動体Ｖａにも設けられる場合がある。

また、マニュアル運転移動体Ｖｍには、ディスプレイ３２が設けられることが多い。ディスプレイ３２には、予定走行経路等が表示されるようにすることができる。運転者は、ディスプレイ３２に表示された予定走行経路を見ながら、運転操作部材を操作して、マニュアル運転移動体Ｖｍを移動させる。

移動体ＥＣＵ２０には、これら駆動装置Ｄの駆動回路、制動装置Ｂの押付力制御アクチュエータ、転舵装置Ｔの転舵アクチュエータ、ＧＰＳ受信機１０、周辺情報取得装置１２、移動体通信装置１４、慣性計測装置１６、操舵操作状態検出部２６、ディスプレイ３２等が接続される。また、移動体ＥＣＵ２０には、走行経路等記憶部４２、走行状態取得部４３、移動体情報作成部４４、走行制御部４６等が設けられる。

走行経路等記憶部４２は、移動体自体に設定された予定走行経路に関する情報等を記憶するものである。マニュアル運転移動体Ｖｍにおいては、走行経路等記憶部４２は不可欠ではないが、ディスプレイ３２に予定走行経路が表示されるようにすることが可能であり、運転者は、その表示に沿って運転することが可能となる。

なお、移動体Ｖの各々の予定走行経路に関する情報は、出発前に管制装置Ｃから供給されて記憶されるが、出発後に変更されて、設定される場合がある。変更されて設定された予定走行経路に関する情報は、管制装置Ｃから移動体Ｖに送信され、走行経路等記憶部４２に記憶されて、更新される。

走行状態取得部４３は、移動体Ｖの走行状態を取得するものであり、移動体走行状態取得部と称することができる。移動体がマニュアル運転移動体である場合には、走行状態には、実際の旋回状態である実旋回状態、運転操作部材の操作状態、上下方向の振動の状態等が含まれる。移動体が自動運転移動体である場合には、走行状態には、上下方向の振動の状態等が含まれる。

例えば、マニュアル運転移動体Ｖｍの実旋回状態は、横変位、旋回半径、ヨーレート等で表すことができる。横変位、旋回半径等は、マニュアル運転移動体Ｖｍの慣性計測装置１６の検出値である横方向の加速度、ヨーレート等に基づいて取得することができる。
また、マニュアル運転移動体Ｖｍの運転操作部材としての操舵操作部材２２の操作状態（操作量、操作力等で表すことができる）は、操舵操作状態検出部２６によって検出することができる。なお、マニュアル運転移動体Ｖｍは、操舵操作部材２２の操作に応じて旋回走行するため、操舵操作状態検出部２６によって検出された操舵操作部材２２の操舵操作状態に基づいて、実旋回状態を取得することができる。その意味において、操舵操作状態検出部２６によって検出された操舵操作部材２２の操舵量、操作力等は、実旋回状態を表す値であると考えることもできる。

自動運転移動体Ｖａ、マニュアル運転移動体Ｖｍの上下方向の振動状態は上下方向の変位の差（上下方向の振動の振幅）、上下方向の加速度等で表すことができる。これら上下方向の振動の振幅、上下方向の加速度等は、慣性計測装置１６によって検出された上下加速度等に基づいて取得することができる。

移動体情報作成部４４は、移動体Ｖから無線で送信される情報である移動体情報を作成するものである。移動体情報は、移動体走行状態情報、移動体位置情報、識別情報等を含む。

移動体走行状態情報は、走行状態取得部４２によって取得された移動体Ｖの走行状態を表す情報であり、移動体走行状態情報には、上述の実旋回状態を表す情報である実旋回状態情報、操舵操作状態を表す情報である操舵操作状態情報、上下振動の状態を表す情報である上下振動状態情報等のうちの１つ以上が含まれる。

移動体位置情報は、ＧＰＳ受信機１０において受信したＧＰＳ信号に基づいて取得された移動体Ｖの位置を表す情報である。識別情報は、移動体Ｖの各々を特定する情報であり、移動体Ｖの各々に対応して予め設定され、記憶されている。作成した移動体情報は、移動体通信装置１４に出力される。移動体通信装置１４は移動体情報を無線で送信する。

図３に示す移動体情報作成プログラムは、複数の移動体Ｖの各々の移動体情報作成部４４において予め定められた設定時間毎に実行される。ステップ５１（以下、Ｓ５１と略称する。他のステップについても同様とする）において、移動体走行状態情報が取得される。Ｓ５２において、移動体位置情報が取得される。Ｓ５３において、識別情報が読み込まれる。そして、Ｓ５４において、識別情報、移動体位置情報、移動体走行状態情報等を含む移動体情報が作成される。移動体情報は、移動体通信装置１４に出力されて、送信される。

走行制御部４６は、駆動装置Ｄ，制動装置Ｂ，転舵装置Ｔ等を制御することにより、移動体Ｖの走行を制御するものである。
自動運転移動体Ｖａにおいて、走行制御部４６は、走行経路等記憶部４２に記憶された予定走行経路に沿って移動体Ｖが走行するように、駆動装置Ｄ，制動装置Ｂ，転舵装置Ｔ等を制御する。例えば、これら駆動装置Ｄ，制動装置Ｂ，転舵装置Ｔ等は、移動体通信装置１４によって受信した管制情報に含まれる走行指令と、周辺情報取得装置１２によって取得された移動体Ｖの周辺の物体等と移動体Ｖとの相対位置関係等との少なくとも一方に基づいて制御される。

マニュアル運転移動体Ｖｍにおいて、走行制御部４６は、操舵操作部材２２等の運転操作部材の操作状態に基づいて駆動装置Ｄ，制動装置Ｂ，転舵装置Ｔ等を制御する。

管制装置Ｃは、コンピュータを主体とする管制ＥＣＵ５０と管制ＥＣＵ５０に接続された管制通信装置５２とを含む。管制ＥＣＵ５０は、管制情報作成部５４、作業計画情報記憶部５６、移動体情報記憶部５８、路面状態取得部６０、走行経路設定部６２等を含む。

管制通信装置５２は、管制情報作成部５４によって作成された管制情報を無線で送信したり、移動体Ｖの移動体通信装置１４から無線で送信された移動体情報を受信したりするものである。

管制情報作成部５４は、走行指令、予定走行経路を表す情報である走行経路情報、移動体の識別情報等を含む管制情報を作成する。

作業計画情報記憶部５６は、移動体Ｖの各々の作業計画に関する情報を記憶するものである。作業計画情報記憶部５６は、移動体Ｖの各々の予定走行経路に関する情報を記憶する走行経路情報記憶部５６ａを含む。また、作業計画情報記憶部５６には、複数の移動体Ｖの各々の走行順等も記憶されている。

例えば、図５，６に示すように、鉱山において、道路の幅は広いため、予定走行経路Ｒ０は、移動体Ｖがほぼ直進するように設定されるのが普通である。また、出発地、目的地が同じである場合、複数の移動体Ｖの各々には、それぞれ、同じ予定走行経路Ｒ０が設定されるのが普通である。本実施例において、先に走行する移動体Ｖである第１移動体Ｖ１についての予定走行経路と、後に走行する移動体である第２移動体Ｖ２についての予定走行経路とは、同じ経路である予定走行経路Ｒ０に設定される。そして、走行経路情報記憶部５６ａには、例えば、実細線で示す予定走行経路Ｒ０に関する情報が記憶される。

移動体情報記憶部５８は、管制通信装置５２において受信した移動体情報に含まれる移動体位置情報、移動体走行状態情報（実旋回状態、運転操作状態、上下振動の状態等を表す情報）等を記憶するものである。これら情報は、今回受信したものに限らず、過去に受信したものも記憶されている。

路面状態取得部６０は、移動体情報に含まれる移動体走行状態情報が表す走行状態に基づいて予定走行経路に沿った路面の状態が設定状態より悪い状態であるか否かを取得するものである。また、路面の状態として、主として凹凸の状態が考慮される。例えば、路面の凹凸の差が大きい場合、凹凸の傾きが急である場合等に路面の状態が設定状態より悪いと取得される。

具体的には、路面状態取得部６０において、先に走行した第１移動体Ｖ１の走行状態に基づいて、後に走行する予定の第２移動体Ｖ２についての予定走行経路を、第１移動体Ｖ１についての予定走行経路とは別の経路に設定する要求の大きさである別経路設定要求度Ａが取得される。そして、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きい場合と、別経路設定要求度Ａが設定要求度差ΔＡｔｈを越えて大きくなった場合との少なくとも一方の場合に、路面状態が設定状態より悪いと取得される。

「別経路設定要求度が設定要求度差ΔＡｔｈを越えて大きくなった」とは、管制通信装置５２において、予定走行経路の同じ位置の路面について、今回受信した移動体情報に含まれる移動体走行状態情報が表す移動体の走行状態に基づいて取得された別経路設定要求度Ａ_（ｎ）から前回受信した移動体情報に含まれる移動体走行状態が表す移動体の走行状態に基づいて取得された別経路設定要求度Ａ_{（ｎ－１）}を引いた値が設定要求度差ΔＡｔｈより大きいことである。
Ａ_（ｎ）－Ａ_{（ｎ－１）}＞Ａｔｈ
換言すれば、同じ予定走行経路を走行する２台の移動体のうち、前を走行する移動体Ｖから送信された移動体情報に含まれる移動体走行状態に基づいて取得された別経路設定要求度Ａ_{（ｎ－１）}より後に走行する移動体Ｖから送信された移動体情報に含まれる移動体走行状態に基づいて取得された別経路設定要求度Ａ_（ｎ）の方が、設定要求度差ΔＡｔｈを越えて大きいことである。

なお、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きい場合には、別経路設定要求度Ａが設定要求度差ΔＡｔｈを越えて大きくなる場合が多い。
また、第１移動体Ｖ１と第２移動体Ｖ２とで同じ予定走行経路が設定されている場合には、別経路設定要求度Ａは、第２移動体Ｖ２について予め設定されていた予定走行経路Ｒ０を変更する要求の大きさである経路変更要求度であると考えることもできる。

例えば、第１移動体Ｖ１がマニュアル運転移動体Ｖｍである場合に、そのマニュアル運転移動体Ｖｍが予定走行経路から外れて走行した場合等には、運転者が予定走行経路に沿った路面の状態が悪く、回避すべき状態であると判断したと推定され、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得される。

具体的には、別経路設定要求度Ａは、図７Ａに示すように、マニュアル運転移動体Ｖｍの実旋回状態を表す値（横変位、横加速度、旋回半径等のうちの１つ以上）Ｍｒと目標旋回状態を表す値（目標横変位、目標横加速度、目標旋回半径等のうちの１つ以上）Ｍｔとの差の絶対値が設定値である第１設定値Ｍｔｈより大きい場合は小さい場合より大きい値に取得（決定）されるようにすることができる。そして、実旋回状態を表す値Ｍｒと目標表旋回状態を表す値Ｍｔとの差の絶対値が第１設定値Ｍｔｈより大きい場合に、マニュアル運転移動体Ｖｍが予定走行経路から外れて走行したと取得され、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得される。

また、別経路設定要求度Ａは、図７Ｂに示すように、マニュアル運転移動体Ｖｍの実操舵操作状態を表す値（例えば、操舵操作部材２２の操作量、操作力等のうちの１つ以上）Ｓｒと目標操舵操作状態を表す値（目標操作量、目標操作力等のうちの１つ以上）Ｓｔとの差の絶対値が第２設定値Ｓｔｈより大きい場合は小さい場合より大きい値に決定されるようにすることができる。これらの差の絶対値が第２設定値Ｓｔｈより大きい場合に、マニュアル運転移動体Ｖｍが予定走行経路から外れて走行したと取得され、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得される。

目標旋回状態を表す値、目標操舵操作状態を表す値は、予定走行経路に関する情報として、走行経路情報記憶部５６ａに記憶されるが、予定走行経路が直線に近い経路である場合には、これら目標旋回状態を表す値、目標操舵操作状態を表す値等は、０に近い値である。

さらに、図７Ｃに示すように、自動運転移動体Ｖａまたはマニュアル運転移動体Ｖｍの上下振動の状態を表す値（例えば、上下振動の振幅、上下加速度等が該当する）Ｈが第３設定値（設定振幅、設定加速度等）Ｈｔｈより大きい場合は小さい場合より、別経路設定要求度Ａが大きい値に決定されるようにすることができる。そして、上下振動の状態を表す値が第３設定値より大きい場合には、路面の凹凸が大きく、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得されるようにすることができる。

走行経路設定部６２は、路面状態取得部６０によって路面状態が設定状態より悪いと取得された場合に第２移動体Ｖ２についての予定走行経路を第１移動体Ｖ１についての予定走行経路とは別の経路に設定する、換言すると、第２移動体Ｖ２について予め設定されていた予定走行経路を変更して設定する。

また、走行経路設定部６２は学習部６４等を含むものとすることができる。
学習部６４は、移動体情報記憶部５８に記憶された情報が表す複数の移動体Ｖの各々の現在および過去の走行状態（上下方向の振動の状態、スリップ状態、走行速度）等と複数の移動体Ｖの各々の現在および過去の走行経路（走行経路情報記憶部５６ａに記憶された情報が表す１台以上の第１移動体Ｖの予定走行経路、走行経路設定部６２によって過去に設定された走行経路）との関係を学習することにより、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路を最適な経路に決定するものである。最適な予定走行経路とは、例えば、路面状態が設定状態より悪い部分を回避し、かつ、できる限り短い経路とすることができる。
なお、学習部６４は、ＡＩ（Artificial Intelligence）を利用して、最適な走行経路を決定するものとすることができる。

例えば、図５に示すように、予定走行経路Ｒ０が路面の凹凸が大きい部分Ｐを含む場合において、第１移動体Ｖ１としての自動運転移動体Ｖａが予定走行経路Ｒ０に沿って走行した場合に、その第１移動体Ｖ１の上下振動の状態を表す値Ｈが第３設定値Ｈｔｈより大きい場合には、図７Ｃに示すように、別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得される。そして、路面状態取得部６０によって予定走行経路Ｒ０に沿った路面の状態が設定状態より悪いと取得された場合には、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路が、予定走行経路Ｒ０とは別の経路である予定走行経路Ｒａ１に設定されるようにすることができる。

また、予定走行経路Ｒａ１に沿って第２移動体Ｖ２が走行した場合において、第２移動体Ｖ２の上下振動の状態を表す値Ｈが第３設定値Ｈｔｈより大きくなる場合があるが、その場合には、さらに、予定走行経路Ｒａ１に沿って走行した移動体（第１移動体Ｖ１）の後に走行する移動体（第２移動体Ｖ２）についての予定走行経路が予定走行経路Ｒａ１から予定走行経路Ｒａ２(予定走行経路Ｒａ１とは別の予定走行経路)に変更されて、設定される。
さらに、第１移動体Ｖ１が自動運転移動体Ｖａである場合には、学習部６４によって、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路が設定されるようにすることができる。

なお、別の予定走行経路は、別経路設定要求度Ａが大きい場合は小さい場合より、予定走行経路Ｒ０からの隔たりが大きい経路に設定することができる。路面の凹凸の程度が大きい場合は、その凹凸が大きい領域が広いことが多いからである。

また、図６に示すように、第１移動体Ｖ１としてのマニュアル運転移動体Ｖｍが、予定走行経路Ｒ０から外れた経路Ｒｍに沿って走行し、これら実旋回状態を表す値Ｍｒと目標旋回状態を表す値Ｍｔとの差の絶対値が第１設定値Ｍｔｈより大きい場合には、図７Ａに示すように、予定走行経路Ｒ０に沿った路面についての別経路設定要求度Ａが設定要求度Ａｔｈより大きいと取得される。路面状態取得部６０によって予定走行経路Ｒ０に沿った路面の状態が設定状態より悪いと取得された場合には、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路がマニュアル運転移動体Ｖｍが走行した経路Ｒｍに設定される。

管制ＥＣＵ５０においては、図２のフローチャートで表される走行経路決定プログラムが予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ１において、管制通信装置５２において、移動体情報を受信したか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、Ｓ２において、移動体情報に含まれる移動体位置情報から移動体である第１移動体Ｖ１の位置が取得され、移動体走行状態情報から第１移動体Ｖ１の走行状態が取得され、その位置の路面についての別経路設定要求度Ａが取得される。Ｓ３において、今回の別経路設定要求度Ａ_（ｎ）が前回の別経路設定要求度Ａ_{（ｎ－１）}より設定要求度差ΔＡｔｈを越えて大きくなったことと、
Ａ_（ｎ）－Ａ_{（ｎ－１）}＝ΔＡ
ΔＡ＞ΔＡｔｈ
別経路設定要求度Ａ_（ｎ）が設定要求度Ａｔｈより大きいこと
Ａ_（ｎ）＞Ａｔｈ
との少なくとも一方が成立するか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、Ｓ４において、移動体情報を送信した第１移動体Ｖ１がマニュアル運転移動体Ｖｍであるか否かが判定される。

判定がＹＥＳである場合には、Ｓ５において、マニュアル運転移動体Ｖｍの実旋回状態を表す値Ｍｒと目標旋回状態を表す値Ｍｔとの差の絶対値が第１設定値Ｍｔｈより大きいことと、実操舵操作状態を表す値Ｓｒと目標操舵操作状態を表す値Ｓｔとの差の絶対値が第２設定値Ｓｔｈより大きいこととの少なくとも一方が成立するか否かが判定される。Ｓ５の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ６において、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路が、図６の一点鎖線が示すように、マニュアル運転移動体Ｖｍが走行した経路Ｒｍに設定される。

マニュアル運転移動体Ｖｍが、路面の状態が設定状態より悪い路面を走行する場合があり、例えば、Ｓ３の判定が、マニュアル運転移動体Ｖｍの上下振動の状態を表す値Ｈが第３設定値Ｈｔｈより大きいことに起因してＹＥＳになる場合がある。そのため、Ｓ４の判定がＹＥＳである場合に常に、第２移動体Ｖ２の予定走行経路を第１移動体Ｖ１であるマニュアル運転移動体Ｖｍの実際の走行経路に設定するのは望ましくない。
また、マニュアル運転移動体Ｖｍの実際の走行経路と予定走行経路との差が小さい場合には、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路をマニュアル運転移動体Ｖｍの実際の走行経路に変更する必要性は低いと考えられる。
以上の事情に基づいて、Ｓ５のステップを設けたのである。

Ｓ４またはＳ５の判定がＮＯである場合には、Ｓ７において、第１移動体（自動運転移動体Ｖａである場合とマニュアル運転移動体Ｖｍである場合とがある）が走行した路面を回避する経路が設定される。例えば、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路が、図５に示す、破線または一点鎖線が示す経路である予定変更経路Ｒａ１またはＲａ２に設定される。そして、Ｓ８において、Ｓ６またはＳ７において設定された予定走行経路を表す情報である設定走行経路情報と、第２移動体Ｖ２（例えば、第１移動体Ｖ１の後に走行するすべての移動体とすることができる）の識別情報とを含む管制情報が作成されて、管制通信装置５２に出力される。管制通信装置５２は、管制情報を送信する。

移動体の各々においては、図４のフローチャートで表される予定走行経路記憶プログラムが予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ３１において、移動体通信装置１４において管制情報を受信したか否かが判定され、Ｓ３２において、管制情報に含まれる識別情報が自身を表す識別情報と一致するか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、Ｓ３３において、管制情報に含まれる設定走行経路情報が読み込まれて、設定された予定走行経路が走行経路等記憶部４２に記憶される。

移動体Ｖが、その設定された予定走行経路の箇所に達した場合には、その設定後の予定走行経路に沿って走行する。マニュアル運転移動体Ｖｍにおいては、ディスプレイ３２に設定後の予定走行経路が表示されるため、運転者はディスプレイ３２の表示を見ながら操舵操作部材２２等を操作する。自動運転移動体Ｖａにおいては、走行制御部４６により駆動装置Ｄ，制動装置Ｂ，転舵装置Ｔ等が制御される。

このように、本実施例においては、先に走行した移動体の走行状態に基づいて予定走行経路に沿った路面の状態が取得され、後に走行する移動体についての予定走行経路が変更されて、設定される。その結果、速やかに、かつ、容易に、後に走行する移動体の予定走行経路を変更して設定することができ、移動体の走行安定性を図り、作業効率の向上を図ることができる。また、路面の状態は、移動体Ｖの走行や時間の経過に伴って変化するが、本実施例においては、先行する移動体Ｖの走行状態に基づいて路面の状態が取得され、後に走行する移動体Ｖの走行経路に反映させることができるのであり、実際の路面の状態に応じた走行経路を設定することができる。

以上のように、本実施例においては、管制装置Ｃが経路設定装置に対応し、管制ＥＣＵ５０の図７のマップを記憶する部分、図２のフローチャートのＳ１－３を記憶する部分、実行する部分等により路面状態取得部が構成され、Ｓ６，７を記憶する部分、実行する部分等により走行経路設定部が構成される。

なお、路面の状態は、移動体Ｖの走行状態としてのスリップ状態を基づいて取得することができる。本実施例においては、予定走行経路に沿った路面の摩擦係数μが低い場合には路面の状態が設定状態より悪いと取得され、予定走行経路が変更される。例えば、第１移動体Ｖ１が予定走行経路Ｒ０に沿って走行した場合において、車輪３０のスリップ率の絶対値が設定スリップ率より大きい場合には、路面の状態が設定状態より悪いと取得され、予定走行経路Ｒ０が変更されて、設定されるようにすることができる。また、第１移動体Ｖ１が自動運転移動体Ｖａである場合に、実旋回状態を表す値Ｍｒと目標旋回状態を表す値Ｍｔとの差の絶対値がスリップ判定しきい値より大きい場合に、路面の摩擦係数μが低く、路面の状態が設定状態より悪いと取得されるようにすることもできる。

また、路面状態取得部６０は移動体Ｖに設けることができる。本実施例においては、移動体ＥＣＵ２０の走行経路等記憶部４２に目標旋回状態を表す値、目標操舵操作状態を表す値が記憶されるようにすることができる。また、移動体において取得された路面状態を表す情報が移動体情報に含まれ、管制装置Ｃに送信されるようにすることができる。

さらに、走行経路設定部６２は移動体Ｖに設けることもできる。その場合には、複数の移動体Ｖの各々において取得された変更予定経路情報が、その移動体である第１移動体Ｖ１の後に走行する移動体である第２移動体Ｖ２に送信されるようにすることができる。

また、第２移動体Ｖ２についての予定走行経路は、予め設定しておく必要は必ずしもなく、第１移動体Ｖ１の走行状態に基づいて、その都度設定されるようにすることができる。第２移動体Ｖ２についての予定走行経路は、第１移動体Ｖ１についての予定走行経路と同じ経路に設定されたり、別の経路に設定されたりする。

さらに、上記実施例においては、図７Ａ－７Ｃに示すように、別経路設定要求度Ａが取得されるようにされていたが、それに限らない。例えば、実旋回状態を表す値と目標旋回状態を表す値との差の絶対値、実操舵操作状態を表す値と目標操舵操作状態を表す値との差の絶対値、上下振動を表す値等が大きくなると、別経路設定要求度が段階的に大きくなる値に取得されるようにすること等ができる。

また、上記実施例において、経路設定装置が作業システムに適用されて、鉱山の作業において利用される場合について説明したが、それに限らない。例えば、鉱山の作業に限らず、種々の作業に利用することができる。また、作業システムに限らず、複数の移動体の走行状態を制御する走行制御システム、複数の移動体を管理する管理システム等に適用することができる。

さらに、駆動装置Ｄ、制動装置Ｂ、転舵装置Ｔの構造は問わない。また、学習部６４は不可欠ではない等、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

１４:移動体通信装置 ２６：操舵操作状態検出部 ３２：ディスプレイ ４２：走行経路等記憶部 ４３：走行状態取得部 ４４：移動体情報作成部 ４６：走行制御部 ５０：管制ＥＣＵ ５２：管制通信装置 ５４：管制情報作成部 ５６：作業計画情報記憶部 ５６ａ：走行経路情報記憶部 ５８：移動体情報記憶部 ６０：路面状態取得部 ６２：走行経路設定部

特許請求可能な発明

以下の各項に、特許請求可能な発明を記載する。
（１）複数の移動体のうちの少なくとも１台についての予定走行経路を設定する経路設定装置であって、
少なくとも、前記複数の移動体のうちの前記少なくとも１台の移動体の前方を走行する１台以上の移動体である第１移動体の各々の走行状態に基づいて、前記少なくとも１台の移動体である第２移動体についての予定走行経路を設定する走行経路設定部を含む経路設定装置。

「少なくとも１台の移動体の前方を走行する１台以上の第１移動体」とは、少なくとも１台の移動体の直前を走行する移動体を含む１台以上の移動体であっても、少なくとも１台の移動体の複数台前を走行する移動体とその移動体の前方を走行する１台以上の移動体とを含む移動体であってもよい。

「第２移動体についての予定走行経路を設定する」には、第２移動体の予定走行経路が新たに設定される場合と、第２移動体について、第１移動体についての予定走行経路と同様の予定走行経路が予め設定されている場合において、第２移動体についての予定走行経路が、第１移動体についての予定走行経路とは異なる経路に変更されて、設定される場合とが含まれる。

（２）当該経路設定装置が、前記第１移動体の走行状態に基づいて、前記第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態を取得する路面状態取得部を含み、
前記走行経路設定部が、前記路面状態取得部によって、前記第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態が設定状態より悪いと取得された場合に、前記少なくとも１台の移動体である第２移動体についての予定走行経路を、前記第１移動体の前記予定走行経路とは異なる経路に設定するものである(1)項に記載の経路設定装置。

第１移動体は予定走行経路に沿った路面を走行する場合と走行しない場合とがある。第１移動体が予定走行経路に沿って走行した場合には、例えば、第１移動体の走行状態（例えば、上下振動の状態、スリップ状態等）に基づいて、第１移動体の予定走行経路に沿った路面の実際の状態が取得され得る。第１移動体が予定走行経路に沿った路面を走行しない場合には、第１移動体において予定走行経路に沿った路面が悪く、回避すべきと取得されたと推定されるため、第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態が設定状態より悪いと取得されるようにすることができる。

（３）前記路面状態取得部が、前記第１移動体の各々の走行状態に基づいて、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記第１移動体についての予定走行経路とは異なる経路に設定する要求の大きさを表す別経路設定要求度を取得し、その取得した前記別経路設定要求度が設定要求度より大きい場合と前記別経路設定要求度が設定要求度差以上大きくなった場合との少なくとも一方の場合に前記第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態が前記設定状態より悪いと取得するものである(2)項に記載の経路設定装置。

（４）前記路面状態取得部が、前記第１移動体の前記走行状態として前記第１移動体の上下方向の振動状態と、前記第１移動体の旋回状態と、前記第１移動体に含まれる運転操作部材の操作状態と、前記第１移動体のスリップ状態とのうちの１つ以上に基づいて前記第１移動体の予定走行経路に沿った前記路面の状態を取得するものである(2)項または(3)項に記載の経路設定装置。

（５）前記第１移動体が自動運転移動体を含み、
前記走行経路設定部が、前記路面状態取得部によって前記自動運転移動体の走行状態に基づいて前記自動運転移動体の予定走行経路に沿った路面の状態が前記設定状態より悪いと取得された場合に、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記自動運転移動体が走行した路面を回避する経路に設定するものである(2)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

（６）前記走行経路設定部が、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記複数の移動体の各々の走行経路と走行状態との関係等に基づいて設定する学習型走行経路設定部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

複数の移動体には、第２移動体も第１移動体も含まれる。複数の移動体の各々の走行経路と走行状態との関係に基づけば、第２移動体についての最適な予定走行経路を設定することができる。

（７）前記第１移動体がマニュアル運転移動体を含み、
前記走行経路設定部が、前記マニュアル運転移動体の旋回状態である実旋回状態を表す値と前記マニュアル運転移動体についての予定走行経路に沿った旋回状態である目標旋回状態を表す値との差の絶対値が設定値より大きい場合に、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記マニュアル運転移動体が走行した経路に設定するものである(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

マニュアル運転移動体の後に走行する第２移動体は、自動運転移動体である場合と、マニュアル運転移動体である場合とがある。

なお、第１移動体が自動運転移動体であっても、前方の路面の状態を認識可能な周辺情報取得装置を有する場合には、第１移動体が実際に走行した経路に、第２移動体についての予定走行経路を設定することができる。

（８）当該経路設定装置が、前記マニュアル運転移動体の旋回状態である実旋回状態を表す値と前記マニュアル運転移動体についての予定走行経路に沿った旋回状態である目標旋回状態を表す値との差の絶対値が設定値より大きい場合に、前記予定走行経路に沿った路面の状態が前記設定状態より悪いと取得する路面状態取得部を含み、
前記走行経路設定部が、前記路面状態取得部によって前記マニュアル運転移動体の走行状態に基づいて前記路面の状態が前記設定状態より悪いと取得された場合に、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記マニュアル運転移動体が走行した経路に設定するものである(7)項に記載の経路設定装置。

（９）前記複数の移動体の各々が、前記走行経路設定部によって設定された前記予定走行経路を記憶する走行経路記憶部を含む(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

上記実施例において、走行経路等記憶部４２が走行経路記憶部に対応する。

（１０）当該経路設定装置が、前記複数の移動体の各々と通信可能な管制装置を含み、
前記複数の移動体の各々が、それぞれ、前記移動体の走行状態を取得する走行状態取得部と、前記走行状態取得部によって取得された前記走行状態を表す情報である移動体走行状態情報を送信可能な移動体通信装置とを含み、
前記管制装置が、前記移動体走行状態情報を受信可能な管制通信装置を含み、
前記走行経路設定部が、前記管制装置に設けられ、前記管制通信装置において受信した前記移動体走行状態情報に基づいて取得した前記第１移動体の前記走行状態に基づいて、前記第２移動体についての予定走行経路を設定するものであり、
前記管制通信装置が、前記走行経路設定部によって設定された予定走行経路を表す情報である設定走行経路情報を送信するものである(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

（１１）前記複数の移動体の各々が、それぞれ、前記移動体の走行状態を取得する走行状態取得部と、前記走行状態取得部によって取得された前記走行状態を表す情報である移動体走行状態情報を送信する移動体通信装置とを含み、
前記走行経路設定部が、前記複数の移動体の各々に設けられ、前記走行状態取得部によって取得された前記移動体の走行状態と、前記移動体通信装置において受信した前記移動体走行状態情報が表す走行状態との少なくとも一方に基づいて、前記第２移動体についての予定走行経路を設定するものであり、
前記移動体通信装置が、前記走行経路設定部によって設定された予定変更経路を表す設定走行経路情報を送信、受信するものである(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の経路設定装置。

Claims (6)

1. 複数の移動体のうちの少なくとも１台についての予定走行経路を設定する経路設定装置であって、
   前記複数の移動体のうちの前記少なくとも１台の移動体の前方を走行する１台以上の移動体である第１移動体の旋回状態である実旋回状態を表す値と前記第１移動体についての予定走行経路に沿った旋回状態である目標旋回状態を表す値との差の絶対値が設定値より大きい場合に、前記少なくとも１台の移動体である第２移動体についての予定走行経路を、前記第１移動体が走行した経路に設定する走行経路設定部を含み、
   前記旋回状態を表す値を、前記第１移動体の横変位、横加速度、旋回半径のうちの１つ以上とした経路設定装置。
2. 当該経路設定装置が、前記第１移動体の各々の走行状態に基づいて、前記第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態を取得する路面状態取得部を含み、
   前記走行経路設定部が、前記路面状態取得部によって前記第１移動体の走行状態に基づいて前記路面の状態が設定状態より悪いと取得された場合に、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記第１移動の前記予定走行経路とは異なる経路に設定するものである請求項１に記載の経路設定装置。
3. 前記路面状態取得部が、前記第１移動体の各々の走行状態に基づいて、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記第１移動体についての予定走行経路とは異なる経路に設定する要求の大きさを表す別経路設定要求度を取得し、その取得した前記別経路設定要求度が設定要求度より大きい場合と前記別経路設定要求度が設定要求度差以上大きくなった場合との少なくとも一方の場合に前記第１移動体の予定走行経路に沿った路面の状態が前記設定状態より悪いと取得するものである請求項２に記載の経路設定装置。
4. 前記路面状態取得部が、前記第１移動体の前記走行状態として前記第１移動体の上下方向の振動状態と、前記第１移動体の旋回状態と、前記第１移動体に含まれる運転操作部材の操作状態と、前記第１移動体のスリップ状態とのうちの１つ以上に基づいて前記第１移動体の予定走行経路に沿った前記路面の状態を取得するものである請求項２または３に記載の経路設定装置。
5. 前記第１移動体が自動運転移動体を含み、
   前記走行経路設定部が、前記路面状態取得部によって前記自動運転移動体の走行状態に基づいて前記路面の状態が前記設定状態より悪いと取得された場合に、前記第２移動体についての予定走行経路を、前記自動運転移動体が走行した路面を回避する経路に設定するものである請求項２または３に記載の経路設定装置。
6. 前記第１移動体がマニュアル運転移動体である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の経路設定装置。