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JP-2026076626-A - 作業機械及び診断方法

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Abstract

【課題】障害物センサを診断すること。 【解決手段】作業機械は、障害物センサと、自己位置を検出する位置センサと、プロセッサと、を備える。プロセッサは、作業現場を走行する他車両の位置を示す他車位置を取得し、障害物センサの検出データと自己位置と他車位置とに基づいて、障害物センサを診断する。 【選択図】図１３

Inventors

  • 宮本 慎太郎
  • 松井 研太
  • 遠嶋 雅徳

Assignees

  • 株式会社小松製作所

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (20)

  1. 障害物センサと、 自己位置を検出する位置センサと、 プロセッサと、を備え、 前記プロセッサは、 作業現場を走行する他車両の位置を示す他車位置を取得し、 前記障害物センサの検出データと前記自己位置と前記他車位置とに基づいて、前記障害物センサを診断する、 作業機械。
  2. 前記プロセッサは、 前記自己位置と前記他車位置とに基づいて、前記他車両が前記障害物センサの検出エリアに存在するか否かを判定し、 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときの前記障害物センサの検出データに基づいて、前記障害物センサを診断する、 請求項１に記載の作業機械。
  3. 前記障害物センサを診断することは、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かを判定することを含み、 前記プロセッサは、 前記障害物センサの検出データと前記自己位置とに基づいて、前記障害物センサが検出した物体の位置を示す物体位置を算出し、 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときに前記物体位置と前記他車位置との距離が予め定められている距離閾値以下であると判定した場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したと判定する、 請求項２に記載の作業機械。
  4. 前記プロセッサは、 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときに前記障害物センサが物体を検出しない場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を失敗したと判定する、 請求項２に記載の作業機械。
  5. 前記プロセッサは、 所定期間において前記障害物センサが前記他車両の検出に成功した回数に基づいて、前記障害物センサが正常であるか否かを判定する、 請求項３に記載の作業機械。
  6. 前記プロセッサは、 前記自己位置と前記他車位置との高低差が予め定められている高さ閾値以上である場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かの判定を実施しない、 請求項５に記載の作業機械。
  7. 前記プロセッサは、 前記自己位置と前記他車位置との間に存在する物体を前記障害物センサが検出した場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かの判定を実施しない、 請求項５に記載の作業機械。
  8. 前記プロセッサは、 前記障害物センサの実検出エリアに前記検出エリアを設定し、 前記検出エリアを複数の分割エリアに分割し、 複数の分割エリアのそれぞれについて、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かを判定する、 請求項３に記載の作業機械。
  9. 前記分割エリアは、第１分割エリアと、前記障害物センサから前記第１分割エリアよりも遠い位置に設定される第２分割エリアと、を含む、 請求項８に記載の作業機械。
  10. 走行装置を備え、 前記プロセッサは、 前記第１分割エリアにおける前記他車両の検出の成功率が予め定められている成功率閾値以上であり、前記第２分割エリアにおける前記他車両の検出の成功率が成功率閾値未満である場合、前記走行装置の走行速度を低下させる、 請求項９に記載の作業機械。
  11. 作業現場を走行する作業機械の位置を示す自己位置を取得することと、 前記作業現場を走行する他車両の位置を示す他車位置を取得することと、 前記作業機械に設けられた障害物センサの検出データと前記自己位置と前記他車位置とに基づいて、前記障害物センサを診断することと、を含む、 診断方法。
  12. 前記自己位置と前記他車位置とに基づいて、前記他車両が前記障害物センサの検出エリアに存在するか否かを判定すること、を含み、 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときの前記障害物センサの検出データに基づいて、前記障害物センサを診断する、 請求項１１に記載の診断方法。
  13. 前記障害物センサを診断することは、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かを判定することを含み、 前記障害物センサの検出データと前記自己位置とに基づいて、前記障害物センサが検出した物体の位置を示す物体位置を算出すること、を含み、 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときに前記物体位置と前記他車位置との距離が予め定められている距離閾値以下であると判定した場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したと判定する、 請求項１２に記載の診断方法。
  14. 前記他車両が前記検出エリアに存在すると判定したときに前記障害物センサが物体を検出しない場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を失敗したと判定する、 請求項１２に記載の診断方法。
  15. 所定期間において前記障害物センサが前記他車両の検出に成功した回数に基づいて、前記障害物センサが正常であるか否かを判定する、 請求項１３に記載の診断方法。
  16. 前記自己位置と前記他車位置との高低差が予め定められている高さ閾値以上である場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かの判定を実施しない、 請求項１５に記載の診断方法。
  17. 前記自己位置と前記他車位置との間に存在する物体を前記障害物センサが検出した場合、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かの判定を実施しない、 請求項１５に記載の診断方法。
  18. 前記障害物センサの実検出エリアに前記検出エリアを設定することと、 前記検出エリアを複数の分割エリアに分割することと、を含み、 複数の分割エリアのそれぞれについて、前記障害物センサが前記他車両の検出を成功したか否かを判定する、 請求項１３に記載の診断方法。
  19. 前記分割エリアは、第１分割エリアと、前記障害物センサから前記第１分割エリアよりも遠い位置に設定される第２分割エリアと、を含む、 請求項１８に記載の診断方法。
  20. 前記第１分割エリアにおける前記他車両の検出の成功率が予め定められている成功率閾値以上であり、前記第２分割エリアにおける前記他車両の検出の成功率が成功率閾値未満である場合、前記作業機械の走行速度を低下させる、 請求項１９に記載の診断方法。

Description

本開示は、作業機械及び診断方法に関する。 作業機械に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような作業車両が知られている。特許文献１において、作業車両は、作業車両の周辺の物体を非接触で検出する検出装置（障害物センサ）を備える。検出装置の点検作業において、ターゲットと呼ばれる反射部材が使用される。ターゲットを用いる検出装置の点検作業において、ターゲットは検出装置に対して決められた位置に設置される。点検作業は、例えば１日に１回だけ実施される場合が多い。 国際公開第２０１５／１６２８００号 図１は、実施形態に係る作業現場を模式的に示す図である。図２は、実施形態に係る作業現場の管理システムを模式的に示す図である。図３は、実施形態に係るダンプトラックを示す斜視図である。図４は、実施形態に係る車体の前部に配置された障害物センサを示す図である。図５は、実施形態に係るレーダセンサの実検出エリアを説明するための図である。図６は、実施形態に係る１つのレーダセンサの実検出エリアを説明するための図である。図７は、実施形態に係るレーザセンサの実検出エリアを説明するための図である。図８は、実施形態に係るダンプトラックのコントローラを示すハードウエア構成図である。図９は、実施形態に係る管理システムを示す機能ブロック図である。図１０は、実施形態に係るダンプトラックの走行データを説明するための図である。図１１は、実施形態に係るレーダセンサの実検出エリアに設定される検出エリアを説明するための図である。図１２は、実施形態に係るレーザセンサの実検出エリアに設定される検出エリアを説明するための図である。図１３は、実施形態に係るライトビークルの検出の成否の判定処理を説明するための図である。図１４は、実施形態に係るライトビークルの検出の成否の判定処理を説明するための図である。図１５は、実施形態に係る検出エリアとライトビークルとの関係を説明するための図である。図１６は、実施形態に係るダンプトラックとライトビークルとの関係を説明するための図である。図１７は、実施形態に係るダンプトラックとライトビークルとの関係を説明するための図である。図１８は、実施形態に係る障害物センサの診断方法を示すフローチャートである。図１９は、実施形態に係るライトビークルの検出の成否の集計結果を説明するための図である。 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、本開示は実施形態に限定されない。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、実施形態に係る作業現場１を模式的に示す図である。作業現場１として、鉱山又は採石場が例示される。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。採石場とは、石材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。 作業現場１において、複数の作業機械が作業する。作業機械として、積荷を運搬する運搬作業を実施する運搬機械、運搬機械に積荷を積み込む積込作業を実施する積込機械、及び作業現場１の少なくとも一部を掘削する掘削作業を実施する掘削機械が例示される。掘削機械は、作業現場１の地面を均す整地作業を実施可能である。 実施形態において、運搬機械の一例であるダンプトラック２と、積込機械の一例であるショベル３と、掘削機械の一例であるブルドーザ４及びモータグレーダ５とが作業現場１において作業する。ダンプトラック２は、ダンプボディを有する。ダンプトラック２は、ダンプボディに積荷を積んで運搬作業を実施可能である。ショベル３は、作業機を有する。ショベル３は、作業機を用いて積込作業及び掘削作業を実施可能である。ブルドーザ４及びモータグレーダ５のそれぞれは、作業機を有する。ブルドーザ４及びモータグレーダ５のそれぞれは、作業機を用いて整地作業を実施可能である。 作業現場１に、積込エリア６、排土エリア７、及び搬送路８が設けられる。積込エリア６、排土エリア７、及び搬送路８のそれぞれは、作業機械が作業する作業エリアである。 積込エリア６とは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施される作業エリアをいう。積荷として、積込エリア６において掘削された掘削物が例示される。ショベル３は、積込エリア６において掘削作業及び積込作業を実施する。 排土エリア７とは、ダンプトラック２が積荷を排出する排土作業が実施される作業エリアをいう。排土エリア７に破砕機９が設けられてもよい。ブルドーザ４は、排土エリア７において整地作業を実施する。ブルドーザ４は、積込エリア６において整地作業を実施してもよい。 搬送路８とは、ダンプトラック２が走行する走行路をいう。搬送路８は、積込エリア６及び排土エリア７のそれぞれに通じる。搬送路８は、少なくとも積込エリア６と排土エリア７とを繋ぐように設けられる。積込エリア６及び排土エリア７の少なくとも一方に向かうダンプトラック２は、搬送路８を走行する。ダンプトラック２は、例えば積込エリア６と排土エリア７とを往復するように搬送路８を走行する。モータグレーダ５は、搬送路８において整地作業を実施する。 ダンプトラック２、ショベル３、ブルドーザ４、及びモータグレーダ５のそれぞれは、無人作業機械でもよいし、有人作業機械でもよい。無人作業機械とは、オペレータによる運転操作によらずに無人で作業を実施する作業機械をいう。有人作業機械とは、オペレータによる運転操作に基づいて作業を実施する作業機械をいう。実施形態において、ダンプトラック２は、無人作業機械であることとする。ショベル３、ブルドーザ４、及びモータグレーダ５のそれぞれは、有人作業機械であることとする。 また、作業現場１において、ライトビークル１０が走行する。ライトビークル１０とは、作業現場１を走行する軽量車両をいう。ライトビークル１０の外形は、ダンプトラック２の外形よりも小さい。ライトビークル１０の重量は、ダンプトラック２の重量よりも軽い。ライトビークル１０は、積込エリア６、排土エリア７、及び搬送路８のそれぞれを走行可能である。ライトビークル１０は、作業現場１を巡視したり作業者を移送したりするために走行する。ライトビークル１０は、無人車両でもよいし、有人車両でもよい。有人車両とは、運転者による運転操作に基づいて走行する車両をいう。無人車両とは、運転者による運転操作によらずに無人で走行する車両をいう。実施形態において、ライトビークル１０は、有人車両であることとする。 ［管理システム］ 図２は、実施形態に係る作業現場１の管理システム１１を模式的に示す図である。管理システム１１は、作業現場１を管理する。管理システム１１は、作業機械を管理する。管理システム１１は、ライトビークル１０を管理する。図２には、作業機械としてダンプトラック２が示されている。管理システム１１は、ダンプトラック２のみならず、ショベル３、ブルドーザ４、及びモータグレーダ５のそれぞれも管理する。以下の説明においては、説明の簡素化のため、管理システム１１がダンプトラック２及びライトビークル１０を管理する例について説明する。 管理システム１１は、管理装置１２と、通信システム１３とを備える。管理装置１２は、コンピュータを含む。管理装置１２は、ダンプトラック２及びライトビークル１０の外部に配置される。管理装置１２は、作業現場１の管制施設１４に設置される。通信システム１３は、インターネット（internet）、携帯電話通信網、衛星通信網、及びローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）の少なくとも一つを含む。 ライトビークル１０は、コントローラ１５と無線通信機１３Ａとを有する。コントローラ１５は、コンピュータを含む。無線通信機１３Ａは、コントローラ１５に接続される。 ダンプトラック２は、コントローラ１６と無線通信機１３Ｂとを有する。コントローラ１６は、コンピュータを含む。無線通信機１３Ａは、コントローラ１６に接続される。 通信システム１３は、ライトビークル１０の無線通信機１３Ａと、ダンプトラック２の無線通信機１３Ｂと、管理装置１２に接続される無線通信機１３Ｃとを含む。管理装置１２とライトビークル１０のコントローラ１５とは、通信システム１３を介して無線通信する。管理装置１２とダンプトラック２のコントローラ１６とは、通信システム１３を介して無線通信する。 ［ダンプトラック］ 図３は、実施形態に係るダンプトラック２を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、ダンプトラック２は、車体１７と、走行装置１８と、ダンプボディ１９と、障害物センサ２０とを備える。車体１７は、車体フレームを含む。車体１７は、走行装置１８に支持される。走行装置１８は、車体１７を支持して作業現場１を走行する。ダンプボディ１９は、積荷が積み込まれる部材である。ダンプボディ１９は、車体１７に支持される。 走行装置１８は、車輪１８Ａと、車輪１８Ａに装着されるタイヤ１８Ｂとを含む。車輪１８Ａは、４つ設けられる。２つの車輪１８Ａは、車体１７の前部に装着される前輪である。２つの車輪１８Ａは、車体１７の後部に装着される後輪である。タイヤ１８Ｂは、作業現場１の地面に接触する。走行装置１８は、不図示のエンジンが発生する動力より駆動する。走行装置１８は、不図示のブレーキ装置の作動により制動ずる。走行装置１８は、不図示のステアリング装置により旋回する。 ダンプボディ１９は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作とは、ダンプボディ１９を車体１７から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。下げ動作とは、ダンプボディ１９を車体１７に接近させる動作をいう。排土作業を実施する場合、ダンプボディ１９は、ダンプ動作することで、積み荷を排土し、その後下げ動作することで、元の位置に戻る。 ダンプトラック２が直進状態において車輪１８Ａの回転軸に平行な方向は、ダンプトラック２の左右方向である。左右方向は、ダンプトラック２の車幅方向である。地面に接触するタイヤ１８Ｂの接地面に直交する方向は、ダンプトラック２の上下方向である。左右方向及び上下方向のそれぞれに直交する方向は、ダンプトラック２の前後方向である。実施形態において、左右方向に平行な左右軸と前後方向に平行な前後軸とを含む所定面に平行な方向を適宜、平面方向、と称する。所定面は、タイヤ１８Ｂの接地面と実質的に平行である。 ［障害物センサ］ 障害物センサ２０は、障害物センサ２０の周辺の物体を非接触で検出する。障害物センサ２０は、ダンプトラック２の周辺の物体を非接触で検出する。障害物センサ２０は、エネルギー波を射出することにより物体を検出する。障害物センサ２０として、レーザ光を射出することにより物体を検出するレーザセンサ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection and Ranging）、電波を射出することにより物体を検出するレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）、及び超音波を射出することにより物体を検出する超音波センサ（Ultrasonic Sensor）が例示される。障害物センサ２０は、物体の有無、物体との相対位置（相対距離及び方位）、及び物体との相対速度を検出可能である。 障害物センサ２０は、車体１７に固定される。障害物センサ２０は、複数設けられる。車体１７の前部に複数の障害物センサ２０が配置される。車体１７の後部に少なくとも１つの障害物センサ２０が配置される。車体１７の前部に配置される障害物センサ２０は、少なくともダンプトラック２の前方の物体を検出する。車体１７の後部に配置される障害物センサ２０は、少なくともダンプトラック２の後方の物体を検出する。 図４は、実施形態に係る車体１７の前部に配置された障害物センサ２０を示す