路面補修システム
【課題】効率的な路面状態の検出および路面補修作業を行う路面補修システムを提供する。
【解決手段】路面補修システムは、ダンプトラックと、管理局と、補修車両とから構成される。路面補修システムは、ミリ波センサによって走行する路面の状態を検出し、補修が必要なほど大きな凹凸がある位置を、補修必要位置として検出する。管理局では、ダンプトラックからの情報に基づいて、鉱山のマップデータに補修必要位置を付加した補修マップデータを作成し、補修車両に送信する。補修車両のオペレータは、補修マップデータに従って補修必要位置まで走行し、ブレードを駆動して路面の補修作業を行う。
【解決手段】路面補修システムは、ダンプトラックと、管理局と、補修車両とから構成される。路面補修システムは、ミリ波センサによって走行する路面の状態を検出し、補修が必要なほど大きな凹凸がある位置を、補修必要位置として検出する。管理局では、ダンプトラックからの情報に基づいて、鉱山のマップデータに補修必要位置を付加した補修マップデータを作成し、補修車両に送信する。補修車両のオペレータは、補修マップデータに従って補修必要位置まで走行し、ブレードを駆動して路面の補修作業を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面補修システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行するアスファルトやコンクリートで舗装された一般道路や高速道路の路面、または空港内で航空機が走行する誘導路や滑走路等の走行路の路面に発生した凹凸の有無、およびその大きさを検知する方法や装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の装置は、投光器から投射された検査光が路面で散乱した散乱光の散乱パターンをカメラで撮影し、撮影した散乱パターンの映像信号から得られる画像に基づいて、路面における凹凸の有無を検出する。
【０００５】
鉱山や採石現場においても、路面の凹凸を検出し、補修する必要がある。鉱山や採石現場において作業車両が走行する路面に凹凸があると、作業車両は振動や走行抵抗により過剰な燃料消費やタイヤの摩耗といった影響を受けるとともに、車両のオペレータにも不快感をあたえてしまう。このため、鉱山や採石現場においては路面補修機械により定期的に路面補修を行っている。
【０００６】
特許文献１に記載の装置を、鉱山等の走行路面状態を検出/補修するシステムに適用した場合、次のような問題点がある。すなわち、路面状態検出のための画像処理方法が複雑であるとともに、画像処理では、雨や霧等の天候の影響により路面の凹凸を判定することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による路面補修システムは、車両が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段と、車両の位置を検出する位置検出手段と、路面状態検出手段および位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段と、補修要否判断手段によって補修が必要と判断された路面の補修を行う路面補修手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、補修が必要な路面を的確に判断して、効率的な路面補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による路面補修システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】ダンプトラックの全体構成図。
【図３】ダンプトラックの制御システムのブロック図。
【図４】管理局の制御システムのブロック図。
【図５】補修車両の制御システムのブロック図。
【図６】ダンプトラックにおける動作の流れを説明するフローチャート。
【図７】ミリ波センサで検出される路面状態の一例を示す図。
【図８】管理局における動作の流れを説明するフローチャート。
【図９】管理局における動作の流れを説明するフローチャート。
【図１０】第２の実施の形態による補修車両の制御システムのブロック図。
【図１１】第２の実施の形態における補修車両の動作の流れを説明するフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態において使用する補修マップデータの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《第１の実施の形態》
以下に、本発明の第１の実施の形態による路面補修システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
ダンプトラックは、油圧ショベル等の作業地点で積み込みを行い、放土地点まで走行して積荷の積み下ろしを行う。作業地点と放土地点との間の走行路において、路面に凹凸があると、ダンプトラックに振動や走行抵抗等の影響を与えてしまう。このため、鉱山や採石現場では、一般的に、定期的に路面補修作業が行われている。しかし、走行路全体の補修作業を行う場合、補修作業に大きな労力および時間がかかり、ダンプトラックの稼働時間の低下にもつながってしまう。
【００１２】
そこで、第１の実施の形態による路面補修システムは、走行路面の路面状態を検出し、走行路面上に補修が必要な箇所が存在するかを判断して、補修が必要と判断された箇所を補修するように構成されている。
【００１３】
図１に、第１の実施の形態による路面補修システムの構成を示すブロック図を示す。路面補修システムは、ダンプトラック１と、ダンプトラック１の作業等を管理する管理局２０と、管理局２０からの指令に基づいてダンプトラック１が走行する路面の補修作業を行う補修車両３０とを備える。
【００１４】
図２に、ダンプトラック１の全体構成図を示し、図３に、ダンプトラック１に搭載される制御システムのブロック構成図を示す。ダンプトラック１は、制御装置２、通信機３、ＧＰＳ装置４、および路面を監視するミリ波センサ５等を備えている。
【００１５】
ミリ波センサ５は、ダンプトラック１の走行中、ダンプトラック１が走行する路面の路面状態を検出する。ミリ波センサ５は、ダンプトラック１の前面に設けられており、放射部でダンプトラック１の前方の走行路面に送信波を照射し、受光部で路面からの反射波を受光する。ダンプトラック１が凹凸のない平地を走行している場合、送信波に対して路面からの反射波は一定の間隔で受光される。一方、路面に凹凸や障害物がある場合、突起物であれば反射波の戻りが早くなり、窪み穴であれば反射波の戻りが遅くなる。平地を走行している場合の反射波の戻り時間との差を検出することにより、路面に凹凸等が存在するかを検出することができる。
【００１６】
具体的には、ミリ波センサ５は、反射波の戻り時間に基づいて、ダンプトラック１におけるミリ波センサ５の設置位置から路面までの距離を測定し、制御装置２に送信する。なお、ミリ波センサ５の照射領域は、ダンプトラック１が走行する路面の幅全体をカバーできるように構成されている。
【００１７】
ＧＰＳ装置４は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて、ダンプトラック１の位置情報を算出して記録する。通信機３は、ダンプトラック１と管理局２０との間の情報の送受信を行う。
【００１８】
制御装置２は、例えばＣＰＵ等を備え、ダンプトラック１における処理の全体を制御する。具体的には、制御装置２は、ミリ波センサ５およびＧＰＳ装置４からの信号に基づいて、路面補修が必要か否かを判断し、路面補修が必要な位置を特定する。制御装置２は、ミリ波センサ５からの検出信号に基づいて、ダンプトラック１の走行路面の状態を検出し、補修必要なほど大きな凹凸があるか否かを判定する。補修必要な箇所があると判断すると、ダンプトラック１の走行位置を、補修必要な凹凸がある位置（路面凹凸位置情報）としてＲＡＭ９に記憶する。
【００１９】
さらに、制御装置２は、ＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック１の走行位置を検出してＲＡＭ９に記憶する。所定時間ごとに検出された走行位置データにより、ダンプトラック１が走行するルート（走行軌跡）を検出することができる。制御装置２は、ＲＡＭ９に記憶した路面凹凸位置情報および走行軌跡情報を通信機３を介して所定のタイミングで管理局２０に送信する。これらの制御処理は、ＲＯＭ１０に予め記憶された所定のプログラムに基づいて、制御装置２が備えるＣＰＵ等によって実行される。制御装置２で行われる処理の詳細については、後述する。
【００２０】
図４に、管理局２０が備える制御システムのブロック構成図を示す。管理局２０は、制御装置２１、通信機２２、および表示器２５等を備えている。制御装置２１は、ＣＰＵ等を備え、管理局２０における処理の全体を制御する。制御装置２１は、ダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報および走行軌跡情報を通信機２２を介して受信し、受信した情報をＲＡＭ２３に記憶する。制御装置２１は、ダンプトラック１から取得した路面凹凸位置情報および走行軌跡情報に基づいて、走行路の補修必要位置を示した鉱山や採石現場等の補修マップデータを作成する。制御装置２１は、補修必要位置の補修作業を行う指示として、補修マップデータを通信機２２を介して補修車両３０へ送信する。これらの制御処理は、ＲＯＭ２４に予め記憶された所定のプログラムに基づいて、制御装置２が備えるＣＰＵ等によって実行される。制御装置２１で行われる処理の詳細については、後述する。
【００２１】
図５に、補修車両３０が備える制御システムのブロック構成図を示す。補修車両３０は、制御装置３１、ＧＰＳ装置３２、ブレードアクチュエータ３３、通信機３４、ＲＡＭ３５、ＲＯＭ３６、および表示器３７等を備えている。補修車両３０は、前後車軸間に設置したブレード（排土板）をブレードアクチュエータ３３によって駆動して整地を行う、いわゆるモータグレーダである。
【００２２】
補修車両３０の制御装置３１は、ＣＰＵ等を備え、補修車両３０における処理の全体を制御する。制御装置３１は、管理局２０から送信される補修マップデータを通信機３４を介して受信する。受信した補修マップデータは、例えば液晶ディスプレイ等から構成される表示器３７に表示される。補修車両３０のオペレータは、ＧＰＳ装置３２で検出される自車両の位置を確認しながら、補修マップデータに示される補修必要位置まで走行し、補修必要位置まで到達すると、ブレードを駆動して補修作業を開始する。
【００２３】
次に、第１の実施の形態による補修システムの動作を説明する。まず、図６のフローチャートを用いてダンプトラック１の動作の流れを説明する。図６に示す処理は、ダンプトラック１の制御装置２によって実行される。
【００２４】
ステップＳ１でダンプトラック１のイグニッションスイッチがオンされた、またはエンジンが始動したと判定されると、ステップＳ２に進む。ステップＳ２で制御装置２は、ＧＰＳ装置４から入力されるＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック１の位置検出を開始する。ステップＳ３では、ダンプトラック１が走行開始したか否かを判定する。例えば、パーキングブレーキ６の解除、シフトレバー７のニュートラル（Ｎ）位置からのシフト、またはアクセルペダル８の所定量以上の操作が検出されると、制御装置２はダンプトラック１が走行を開始したと判断して、ステップＳ４へ進む。
【００２５】
ステップＳ４では、例えば制御装置２に内蔵されたタイマをオンして時間（ｓ）の測定を開始する。つづくステップＳ５では、ステップＳ２でＧＰＳ装置４によって検出されるダンプトラック１の走行位置と、ステップＳ４で測定される時間のデータを、ＲＡＭ９に記録する。走行位置を継続して測定、記録することにより、ダンプトラック１が作業地点と放土地点との間、どのようなルートを通って走行しているかを表す走行軌跡情報を得ることができる。
【００２６】
ステップＳ６では、ステップＳ４で測定された時間（ｓ）と閾値Ｚ（ｓ）とを比較する。閾値Ｚは、ＲＡＭ９に記録した情報を管理局２０に送信する時間間隔を表し、予め適切な値が設定されてＲＯＭ１０に保存されている。例えば、閾値Ｚを数秒に設定すると、データは数秒間隔で管理局２０に送信される。閾値Ｚを、例えばダンプトラック１が作業地点と放土地点との間を走行する時間に相当する値に設定すると、作業地点と放土地点との間をダンプトラックが１度走行し終わると、データが管理局２０に送信されることになる。
【００２７】
ステップＳ４で測定を開始してからの時間が閾値Ｚよりも小さいと判定されると、ステップＳ１０へ進み、ミリ波センサ５による路面の検出を行う。ステップＳ１１で制御装置２は、ミリ波センサ５からの検出信号に基づいて、路面の凹凸を判断する。具体的には、ミリ波センサ５の設置位置から凹凸のない平地の路面（基準路面）までの距離を基準値Ｘ（ｍ）とし、ミリ波センサ５で測定された路面までの距離Ｙ（ｍ）との差を比較する。
【００２８】
距離測定値Ｙが基準値Ｘよりも所定値α（ｍ）以上大きい場合は、路面に深さα（ｍ）以上の窪み穴が存在し、距離測定値Ｙが基準値よりも所定値α（ｍ）以上小さい場合は、路面に高さα（ｍ）以上の突起物が存在すると判断できる。所定値α（ｍ）は、路面上の凹凸が、補修が必要なほどの大きさであるかを判断するための値であり、予め適切な値を設定してＲＯＭ１０に保存しておく。
【００２９】
距離測定値Ｙが（Ｘ＋α）以上の場合、または（Ｘ−α）以下の場合は、ステップＳ１２へ進み、路面に補修が必要なほど大きな凹凸があると判断する。一方、距離測定値Ｙが（Ｘ−α）から（Ｘ＋α）の間である場合は、補修が必要なほどの大きな凹凸はないと判断して、ステップＳ５へ戻り、路面状態の検出を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ１３では、補修必要な凹凸があると判断したときの時間と、ＧＰＳ装置４によって検出されたダンプトラック１の走行位置を、ＲＡＭ９に記録する。図７に、ミリ波センサ５によって検出された路面までの距離の時系列変化の一例を示す。図７では、ミリ波センサ５から基準路面までの距離を基準値Ｘ＝０として表し、基準値Ｘと距離測定値Ｙとの差、すなわち基準路面から測定地点までの距離の変化を示している。
【００３１】
図7に示すように、路面に凹凸がない場合、基準路面からの距離は略０を示すが、凹凸が存在する箇所では測定地点までの距離が変動する。時間ｔ１で測定地点までの距離が所定値α（例えば、α＝１２ｃｍ）以上となると、この位置を補修必要位置としてＲＡＭ９に記録する。その後、時間ｔ２で測定地点までの距離が所定値αを下回るまでの範囲が、実質的に補修必要位置となる。また、時間ｔ３で測定地点までの距離の絶対値が所定値−α以上となると、この位置から時間ｔ４で所定値−αよりも小さくなるまでの範囲を補修必要位置として記録する。
【００３２】
つづくステップＳ１４で、ダンプトラック１が走行停止するか否かを判定する。例えば、シフトレバー７がＮ位置にシフトされた場合、または、パーキングブレーキ６が作動された場合には、ダンプトラック１が停止すると判定して、ステップＳ１５へ進む。ダンプトラック１がまだ停止しないと判定すると、ステップＳ５へ戻り、路面状態の検出を継続する。ステップＳ１５では、ダンプトラック１のエンジンが停止されたか否かを判定する。エンジンが停止している場合はステップＳ１６へ進み、エンジンが停止していない場合は、ステップＳ３へ戻り、上述した処理を継続する。
【００３３】
ステップＳ１６では、上述した処理で検出した路面凹凸位置情報と走行軌跡情報をＲＡＭ９から読み出し、通信機３を介して管理局２０へ送信した後、ステップＳ１７においてタイマをリセットする。これにより、走行路面に補修必要な凹凸があると判断した場合は、ダンプトラック１のエンジンが停止すると速やかにその情報を管理局２０へ送信する。
【００３４】
一方、ステップＳ６において、測定開始からの時間が閾値Ｚ以上であると判定されると、ステップＳ７へ進み、ＲＡＭ９に記録されている路面凹凸位置情報と走行軌跡情報を、通信機３を介して管理局２０へ送信する。ステップＳ８では、タイマをリセットし、ステップＳ９では再度タイマによる計時を開始する。これにより、ダンプトラック１が継続して作業を行っている場合には、所定時間Ｚごとに、路面凹凸位置情報と走行軌跡情報が管理局２０に送信される。
【００３５】
ダンプトラック１から情報を受け取る管理局２０の制御の流れを、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
まずステップＳ２１において、管理局２０の制御装置２１は、通信機２２を介してダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報と走行軌跡情報を取得し、取得した情報をＲＡＭ２３に記録する。ステップＳ２２で制御装置２１は、予め取得してあるダンプトラック１の作業現場、例えば鉱山のマップデータに、ステップＳ２１で取得した補修必要位置の情報を付与し、補修マップデータを作成する。補修マップデータは、例えば鉱山の地図上において、補修必要位置に対応する地点にマークを付したものである。
【００３７】
ステップＳ２３で制御装置２１は、ステップＳ２２で作成した補修マップデータを、通信機２２を介して補修車両３０に送信する。これにより、今回の処理を終了する。
【００３８】
補修車両３０のオペレータ３０は、管理局２０から送信される補修マップデータに基づいて、路面補修を行う。受信した補修マップデータは、例えば液晶ディスプレイから構成される補修車両３０の表示器３７に表示される。オペレータは、表示器３７に表示される補修マップデータと、ＧＰＳ装置３２で検出される自車両の走行位置を確認しながら、補修必要位置まで走行する。そして、補修必要位置の数メートル手前から、ブレードアクチュエータ３３を駆動してブレードを作動させ、路面の凹凸の補修を行う。補修必要位置を数メートル通過した後、オペレータはブレードアクチュエータ３３の駆動を停止し、その位置の路面補修を終了する。補修車両３０の制御装置３１は、路面補修作業が完了すると、補修作業を行った補修必要位置と、補修作業が完了した時間とを含む作業完了情報を、通信機３４を介して管理局２０に送信する。
【００３９】
補修車両３０による路面補修作業が完了すると、管理局２０では、図９のフローチャートに示すような処理を行う。
【００４０】
ステップＳ３１で管理局２０の制御装置２１は、通信機２２を介して、補修車両３０から送信される作業完了情報を受信する。ステップＳ３２で制御装置２１は、ステップＳ３１で取得した作業完了情報に基づいて、補修作業が完了した補修必要位置を、補修マップデータから削除して補修マップデータを更新する。ここで、補修マップデータから削除した補修必要位置についての補修作業が完了した時刻を、補修マップデータに付与してもよい。
【００４１】
以上説明した第１の実施の形態による補修システムは、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）補修システムは、車両（ダンプトラック１）が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段であるミリ波センサ５と、車両の位置を検出する位置検出手段であるＧＰＳ装置４と、路面状態検出手段および位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段である制御装置２と、補修要否判断手段によって補修が必要と判断された路面の補修を行う路面補修手段であるブレードアクチュエータ３３を有する。具体的には、路面補修システムは、ミリ波センサ５によって路面状態を検出し、ダンプトラック１の位置と路面状態に基づいて補修が必要な路面が判断されると、ブレードアクチュエータ３３によりブレードを駆動して路面の補修を行うように構成されている。これにより、補修が必要と判断された箇所を効果的に補修でき、効率的な路面補修システムを構成することができる。
（２）路面の補修が必要と判断すると、ダンプトラック１の制御装置２は、そのときにＧＰＳ装置４で検出されるダンプトラック１の位置を、補修必要位置としてＲＡＭ９に記憶する。これにより、補修必要な路面が、実際にどこに位置するかを記録することができる。
（３）管理局２０の制御装置２１は、補修必要位置に関する情報を、ダンプトラック１が走行するエリアの地図データに付加して補修マップデータを作成する。これにより、補修作業を行う際に、補修必要位置が広大な作業現場のどこに位置するかを容易に把握することができる。
（４）管理局２０の制御装置２１は、補修車両３０による路面の補修が完了すると、補修マップデータを更新する。これにより、常に最新の情報を含む補修マップデータを生成することができる。
（５）車両は、作業現場内を走行する作業車両、例えばダンプトラック１であり、少なくとも、路面状態検出手段および位置検出手段は、作業車両１に搭載される。少なくとも路面補修手段は、路面の補修を行う補修車両３０に搭載される。補修要否判断手段は、作業車両１、補修車両３０、または、作業車両１および補修車両３０とは異なる管理局２０のいずれかに設置される。第１の実施の形態では、補修要否判断手段を、ダンプトラック１の制御装置２として構成した。
【００４２】
《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による補修システムについて説明する。
上述した第１の実施の形態においては、ダンプトラック1と、管理局２０と、補修車両３０とを備える補修システムにおいて、管理局２０から提供される情報に基づいて、オペレータが補修車両３０を操作して路面の補修作業を行うように構成した。
【００４３】
第２の実施の形態では、補修車両３０を無人で走行／作業するように構成し、無人の補修車両３０により、路面の補修作業を自動で行う。図１０に、第２の実施の形態による補修車両３０Ａの制御システムを表すブロック図を示す。図１０において、図５に示した第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付している。以下では、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４４】
図１０に示すように、補修車両３０Ａは自動で走行および停止するための駆動制御装置３８をさらに備えている。補修車両３０Ａの走行／停止および補修作業は、制御装置３１によって自動制御される。
【００４５】
以下に、補修車両３０Ａによる自動路面補修作業の流れを、図１１のフローチャートを用いて説明する。図１１に示す処理は、補修車両３０Ａの制御装置３１によって実行される。
【００４６】
ステップＳ４１で補修車両３０Ａのエンジンが始動したと判定されると、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２で制御装置３１Ａは、ＧＰＳ装置４から入力されるＧＰＳ信号に基づいて補修車両３０Ａの位置検出を開始する。
【００４７】
ステップＳ４３では、管理局２０から送信される補修マップデータを受信する。ここで、自動で作業を行う補修車両３０に提供される補修マップデータの一例を、図１２に示す。図１２に示す補修マップデータは、予め取得してあるダンプトラック１の作業現場、例えば鉱山のマップデータに、補修車両３０Ａが走行すべきコースを示すコースデータ２７、および補修作業を実行する補修必要位置２８の情報を重畳して表したものである。
【００４８】
補修車両３０Ａを自動で走行させる場合、補修必要位置の情報だけでなく、その位置までどのようなルートを通って走行するかといったコース情報も提供する必要がある。コースデータ２７は、ダンプトラック１から取得した走行軌跡情報に基づいて作成することができる。一般的に、鉱山や採石現場における掘削作業地点は作業が進むにしたがって移動し、作業地点と放土地点の間の走行ルートも変化する。そこで、ダンプトラック１から逐次得られる走行軌跡情報からコースデータを作成することにより、現在の作業地点までダンプトラック１がどのようなルートを通って走行しているかを把握することができる。
【００４９】
つづくステップＳ４４では、補修車両３０Ａが走行開始したか否かを判定する。なお、補修車両３０Ａは、補修マップデータに示されているコースデータ２７に従って自動で走行する。補修車両３０Ａが走行開始したと判定されると、ステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５で制御装置３１Ａは、補修車両３０Ａが補修マップデータに示される補修必要位置に接近したか否かを判定する。補修必要位置の数メートル（例えば５メートル）手前まで接近していると、ステップＳ４５が肯定判定され、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６で制御装置３１Ａは、ブレードアクチュエータ３３を駆動し、ブレードを作動させて補修必要位置の補修を開始する。補修作業を開始すると、制御装置３１Ａは補修作業中であるとの情報を、通信機３４を介して管理局へ送信する。
【００５０】
ステップＳ４７では、補修必要位置を通過したか否かを判定する。具体的には、補修作業を行いながら補修必要位置を数メートル（例えば５メートル）通過した場合に、補修必要位置を通過したと判定して、ステップＳ４８へ進む。ステップＳ４８で制御装置３１Ａは、ブレードアクチュエータ３３の駆動を停止し、その補修必要位置における補修作業を終了する。
【００５１】
ステップＳ４９で、補修マップデータに示された全ての補修必要位置の補修が終了したか否かを判定する。まだ、全ての補修必要位置の補修が完了していない場合は、ステップＳ４５に戻り、別の補修必要位置まで走行して補修作業を行う。一方、全ての補修必要位置の補修が終了したと判定されると、制御装置３１Ａは、ステップＳ５０へ進み、全補修必要位置の補修作業が完了したことを表す情報を管理局２０へ送信する。補修作業を完了すると、制御装置３１Ａは、補修マップデータに示されているコースデータ２７に従って、所定位置まで補修車両３０Ａを走行させ、ステップＳ５１においてエンジンを停止する。これにより、今回の処理を終了する。
【００５２】
以上説明した第２の実施の形態による路面補修システムは、上述した第１の実施の形態による効果に加えて、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）管理局２０の制御装置２１は、位置検出手段によって検出される車両（ダンプトラック１）の位置に基づいて、車両１の走行軌跡を表すコースデータを作成する。そして、制御装置２１は、地図データに、補修必要位置とコースデータを重畳して補修マップデータを作成する。これにより、作業現場において、実際にダンプトラック１がどのようなルートを走行しているかを把握し、ダンプトラック１の走行ルートと補修必要位置とを補修車両３０Ａに提供することができる。
（２）車両は、作業現場内を走行する作業車両、例えばダンプトラック１であり、少なくとも、路面状態検出手段および位置検出手段は、作業車両１に搭載され、少なくとも路面補修手段は、路面の補修を行う補修車両３０Ａに搭載される。補修車両３０Ａは、補修マップデータ作成手段で作成された補修マップデータのコースデータに従って走行する駆動制御装置（駆動制御手段）３８をさらに有し、補修マップデータに示された補修必要位置に到達すると、路面補修手段によって路面の補修作業を自動で行う。これにより、路面の補修作業を効率的に行うことができる。
【００５３】
上述した第１および第２の実施の形態による路面補修システムは、例えば以下のような種々の変形が可能である。
【００５４】
第１及び第２の実施の形態においては、ダンプトラック１に搭載される制御装置２において、ミリ波センサ５の検出信号に基づいて路面に補修必要な凹凸があるかを判断した。しかし、これには限定されず、ダンプトラック１から提供されるミリ波センサ５の検出信号に基づいて、管理局２０の制御装置２１において、路面に補修必要な凹凸があるかを判断してもよい。この場合、ダンプトラック１に搭載される制御装置２は補修必要な凹凸の有無の判断を行う必要がないので、構成を簡単にすることができる。
【００５５】
また、管理局２０を省略し、路面補修システムをダンプトラック１と補修車両３０とから構成することもできる。この場合、ダンプトラック１で補修マップデータを作成して補修車両３０，３０Ａに送信することができる。あるいは、ダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報に基づいて補修車両３０，３０Ａで補修マップデータを作成してもよい。または、ダンプトラック１から送信される情報に基づいて、補修車両３０，３０Ａで路面凹凸判断と補修マップデータの作成を行うように構成してもよい。
【００５６】
すなわち、少なくとも、ダンプトラック１において路面状態と位置を検出し、補修マップデータを補修車両３０，３０Ａに送信して補修作業を行うように路面補修システムが構成されていれば、補修要否の判断は、ダンプトラック１、管理局２０、および補修車両３０，３０Ａのいずれで行ってもよい。
【００５７】
また、ダンプトラック１、管理局２０、および補修車両３０，３０Ａの間の情報送受信のタイミングも、上述した第１及び第２の実施の形態には限定されない。例えば、図８のフローチャートでは、ダンプトラック１からの情報を受信すると（ステップＳ２１）、ステップＳ２２においてすぐに補修マップデータの作成を行ったが、例えば、ダンプトラック１から送信される情報が所定量蓄積された場合に、補修マップデータを作成したり、所定の時間間隔で定期的に行うようにしてもよい。また、ステップＳ２３において補修マップデータを補修車両３０，３０Ａに送信するタイミングも、例えば補修車両３０，３０Ａから補修マップデータが要求されたときに管理局２０から送信するように構成してもよい。
【００５８】
上述した第１および第２の実施の形態では、ダンプトラック１はミリ波センサ５を用いて走行路面の状態を検出したが、これには限定されず、別の路面状態検出手段を用いることも可能である。例えば、加速度センサによってダンプトラック１にかかる加速度Ｇを検出することによって、走行路面に存在する凹凸を検出することもできる。または、ダンプトラック１の各車輪に設けられたサスペンションの圧力を検出することによって、路面の凹凸を検出するようにしてもよい。
【００５９】
上述した第１及び第２の実施の形態で説明した路面状態検出手段を、複数のダンプトラック１に設置し、複数のダンプトラック１で取得される路面状態に関する情報に基づいて、補修必要な凹凸があるかを判断するようにしてもよい。これにより、より正確な路面状態の検出および補修要否の判断を行うことができる。
【００６０】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。たとえば、上述した路面補修システムは、鉱山や採石現場以外、例えば一般道路、高速道路、空港内の誘導路や滑走路等の路面を補修するシステムにも適用できる。この場合、路面状態の検出手段は、大型のダンプトラックではなく、これらの路面上を走行する車両に設置する。
【符号の説明】
【００６１】
１：ダンプトラック、２：制御装置、３：通信機、４：ＧＰＳ装置、５：ミリ波センサ、２０：管理局、２１：制御装置、３３：通信機、３０，３０Ａ：補修車両、３１，３１Ａ：制御装置、３２：ＧＰＳ装置、３３：ブレードアクチュエータ、３４：通信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面補修システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行するアスファルトやコンクリートで舗装された一般道路や高速道路の路面、または空港内で航空機が走行する誘導路や滑走路等の走行路の路面に発生した凹凸の有無、およびその大きさを検知する方法や装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の装置は、投光器から投射された検査光が路面で散乱した散乱光の散乱パターンをカメラで撮影し、撮影した散乱パターンの映像信号から得られる画像に基づいて、路面における凹凸の有無を検出する。
【０００５】
鉱山や採石現場においても、路面の凹凸を検出し、補修する必要がある。鉱山や採石現場において作業車両が走行する路面に凹凸があると、作業車両は振動や走行抵抗により過剰な燃料消費やタイヤの摩耗といった影響を受けるとともに、車両のオペレータにも不快感をあたえてしまう。このため、鉱山や採石現場においては路面補修機械により定期的に路面補修を行っている。
【０００６】
特許文献１に記載の装置を、鉱山等の走行路面状態を検出/補修するシステムに適用した場合、次のような問題点がある。すなわち、路面状態検出のための画像処理方法が複雑であるとともに、画像処理では、雨や霧等の天候の影響により路面の凹凸を判定することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による路面補修システムは、車両が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段と、車両の位置を検出する位置検出手段と、路面状態検出手段および位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段と、補修要否判断手段によって補修が必要と判断された路面の補修を行う路面補修手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、補修が必要な路面を的確に判断して、効率的な路面補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による路面補修システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】ダンプトラックの全体構成図。
【図３】ダンプトラックの制御システムのブロック図。
【図４】管理局の制御システムのブロック図。
【図５】補修車両の制御システムのブロック図。
【図６】ダンプトラックにおける動作の流れを説明するフローチャート。
【図７】ミリ波センサで検出される路面状態の一例を示す図。
【図８】管理局における動作の流れを説明するフローチャート。
【図９】管理局における動作の流れを説明するフローチャート。
【図１０】第２の実施の形態による補修車両の制御システムのブロック図。
【図１１】第２の実施の形態における補修車両の動作の流れを説明するフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態において使用する補修マップデータの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《第１の実施の形態》
以下に、本発明の第１の実施の形態による路面補修システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
ダンプトラックは、油圧ショベル等の作業地点で積み込みを行い、放土地点まで走行して積荷の積み下ろしを行う。作業地点と放土地点との間の走行路において、路面に凹凸があると、ダンプトラックに振動や走行抵抗等の影響を与えてしまう。このため、鉱山や採石現場では、一般的に、定期的に路面補修作業が行われている。しかし、走行路全体の補修作業を行う場合、補修作業に大きな労力および時間がかかり、ダンプトラックの稼働時間の低下にもつながってしまう。
【００１２】
そこで、第１の実施の形態による路面補修システムは、走行路面の路面状態を検出し、走行路面上に補修が必要な箇所が存在するかを判断して、補修が必要と判断された箇所を補修するように構成されている。
【００１３】
図１に、第１の実施の形態による路面補修システムの構成を示すブロック図を示す。路面補修システムは、ダンプトラック１と、ダンプトラック１の作業等を管理する管理局２０と、管理局２０からの指令に基づいてダンプトラック１が走行する路面の補修作業を行う補修車両３０とを備える。
【００１４】
図２に、ダンプトラック１の全体構成図を示し、図３に、ダンプトラック１に搭載される制御システムのブロック構成図を示す。ダンプトラック１は、制御装置２、通信機３、ＧＰＳ装置４、および路面を監視するミリ波センサ５等を備えている。
【００１５】
ミリ波センサ５は、ダンプトラック１の走行中、ダンプトラック１が走行する路面の路面状態を検出する。ミリ波センサ５は、ダンプトラック１の前面に設けられており、放射部でダンプトラック１の前方の走行路面に送信波を照射し、受光部で路面からの反射波を受光する。ダンプトラック１が凹凸のない平地を走行している場合、送信波に対して路面からの反射波は一定の間隔で受光される。一方、路面に凹凸や障害物がある場合、突起物であれば反射波の戻りが早くなり、窪み穴であれば反射波の戻りが遅くなる。平地を走行している場合の反射波の戻り時間との差を検出することにより、路面に凹凸等が存在するかを検出することができる。
【００１６】
具体的には、ミリ波センサ５は、反射波の戻り時間に基づいて、ダンプトラック１におけるミリ波センサ５の設置位置から路面までの距離を測定し、制御装置２に送信する。なお、ミリ波センサ５の照射領域は、ダンプトラック１が走行する路面の幅全体をカバーできるように構成されている。
【００１７】
ＧＰＳ装置４は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて、ダンプトラック１の位置情報を算出して記録する。通信機３は、ダンプトラック１と管理局２０との間の情報の送受信を行う。
【００１８】
制御装置２は、例えばＣＰＵ等を備え、ダンプトラック１における処理の全体を制御する。具体的には、制御装置２は、ミリ波センサ５およびＧＰＳ装置４からの信号に基づいて、路面補修が必要か否かを判断し、路面補修が必要な位置を特定する。制御装置２は、ミリ波センサ５からの検出信号に基づいて、ダンプトラック１の走行路面の状態を検出し、補修必要なほど大きな凹凸があるか否かを判定する。補修必要な箇所があると判断すると、ダンプトラック１の走行位置を、補修必要な凹凸がある位置（路面凹凸位置情報）としてＲＡＭ９に記憶する。
【００１９】
さらに、制御装置２は、ＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック１の走行位置を検出してＲＡＭ９に記憶する。所定時間ごとに検出された走行位置データにより、ダンプトラック１が走行するルート（走行軌跡）を検出することができる。制御装置２は、ＲＡＭ９に記憶した路面凹凸位置情報および走行軌跡情報を通信機３を介して所定のタイミングで管理局２０に送信する。これらの制御処理は、ＲＯＭ１０に予め記憶された所定のプログラムに基づいて、制御装置２が備えるＣＰＵ等によって実行される。制御装置２で行われる処理の詳細については、後述する。
【００２０】
図４に、管理局２０が備える制御システムのブロック構成図を示す。管理局２０は、制御装置２１、通信機２２、および表示器２５等を備えている。制御装置２１は、ＣＰＵ等を備え、管理局２０における処理の全体を制御する。制御装置２１は、ダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報および走行軌跡情報を通信機２２を介して受信し、受信した情報をＲＡＭ２３に記憶する。制御装置２１は、ダンプトラック１から取得した路面凹凸位置情報および走行軌跡情報に基づいて、走行路の補修必要位置を示した鉱山や採石現場等の補修マップデータを作成する。制御装置２１は、補修必要位置の補修作業を行う指示として、補修マップデータを通信機２２を介して補修車両３０へ送信する。これらの制御処理は、ＲＯＭ２４に予め記憶された所定のプログラムに基づいて、制御装置２が備えるＣＰＵ等によって実行される。制御装置２１で行われる処理の詳細については、後述する。
【００２１】
図５に、補修車両３０が備える制御システムのブロック構成図を示す。補修車両３０は、制御装置３１、ＧＰＳ装置３２、ブレードアクチュエータ３３、通信機３４、ＲＡＭ３５、ＲＯＭ３６、および表示器３７等を備えている。補修車両３０は、前後車軸間に設置したブレード（排土板）をブレードアクチュエータ３３によって駆動して整地を行う、いわゆるモータグレーダである。
【００２２】
補修車両３０の制御装置３１は、ＣＰＵ等を備え、補修車両３０における処理の全体を制御する。制御装置３１は、管理局２０から送信される補修マップデータを通信機３４を介して受信する。受信した補修マップデータは、例えば液晶ディスプレイ等から構成される表示器３７に表示される。補修車両３０のオペレータは、ＧＰＳ装置３２で検出される自車両の位置を確認しながら、補修マップデータに示される補修必要位置まで走行し、補修必要位置まで到達すると、ブレードを駆動して補修作業を開始する。
【００２３】
次に、第１の実施の形態による補修システムの動作を説明する。まず、図６のフローチャートを用いてダンプトラック１の動作の流れを説明する。図６に示す処理は、ダンプトラック１の制御装置２によって実行される。
【００２４】
ステップＳ１でダンプトラック１のイグニッションスイッチがオンされた、またはエンジンが始動したと判定されると、ステップＳ２に進む。ステップＳ２で制御装置２は、ＧＰＳ装置４から入力されるＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック１の位置検出を開始する。ステップＳ３では、ダンプトラック１が走行開始したか否かを判定する。例えば、パーキングブレーキ６の解除、シフトレバー７のニュートラル（Ｎ）位置からのシフト、またはアクセルペダル８の所定量以上の操作が検出されると、制御装置２はダンプトラック１が走行を開始したと判断して、ステップＳ４へ進む。
【００２５】
ステップＳ４では、例えば制御装置２に内蔵されたタイマをオンして時間（ｓ）の測定を開始する。つづくステップＳ５では、ステップＳ２でＧＰＳ装置４によって検出されるダンプトラック１の走行位置と、ステップＳ４で測定される時間のデータを、ＲＡＭ９に記録する。走行位置を継続して測定、記録することにより、ダンプトラック１が作業地点と放土地点との間、どのようなルートを通って走行しているかを表す走行軌跡情報を得ることができる。
【００２６】
ステップＳ６では、ステップＳ４で測定された時間（ｓ）と閾値Ｚ（ｓ）とを比較する。閾値Ｚは、ＲＡＭ９に記録した情報を管理局２０に送信する時間間隔を表し、予め適切な値が設定されてＲＯＭ１０に保存されている。例えば、閾値Ｚを数秒に設定すると、データは数秒間隔で管理局２０に送信される。閾値Ｚを、例えばダンプトラック１が作業地点と放土地点との間を走行する時間に相当する値に設定すると、作業地点と放土地点との間をダンプトラックが１度走行し終わると、データが管理局２０に送信されることになる。
【００２７】
ステップＳ４で測定を開始してからの時間が閾値Ｚよりも小さいと判定されると、ステップＳ１０へ進み、ミリ波センサ５による路面の検出を行う。ステップＳ１１で制御装置２は、ミリ波センサ５からの検出信号に基づいて、路面の凹凸を判断する。具体的には、ミリ波センサ５の設置位置から凹凸のない平地の路面（基準路面）までの距離を基準値Ｘ（ｍ）とし、ミリ波センサ５で測定された路面までの距離Ｙ（ｍ）との差を比較する。
【００２８】
距離測定値Ｙが基準値Ｘよりも所定値α（ｍ）以上大きい場合は、路面に深さα（ｍ）以上の窪み穴が存在し、距離測定値Ｙが基準値よりも所定値α（ｍ）以上小さい場合は、路面に高さα（ｍ）以上の突起物が存在すると判断できる。所定値α（ｍ）は、路面上の凹凸が、補修が必要なほどの大きさであるかを判断するための値であり、予め適切な値を設定してＲＯＭ１０に保存しておく。
【００２９】
距離測定値Ｙが（Ｘ＋α）以上の場合、または（Ｘ−α）以下の場合は、ステップＳ１２へ進み、路面に補修が必要なほど大きな凹凸があると判断する。一方、距離測定値Ｙが（Ｘ−α）から（Ｘ＋α）の間である場合は、補修が必要なほどの大きな凹凸はないと判断して、ステップＳ５へ戻り、路面状態の検出を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ１３では、補修必要な凹凸があると判断したときの時間と、ＧＰＳ装置４によって検出されたダンプトラック１の走行位置を、ＲＡＭ９に記録する。図７に、ミリ波センサ５によって検出された路面までの距離の時系列変化の一例を示す。図７では、ミリ波センサ５から基準路面までの距離を基準値Ｘ＝０として表し、基準値Ｘと距離測定値Ｙとの差、すなわち基準路面から測定地点までの距離の変化を示している。
【００３１】
図7に示すように、路面に凹凸がない場合、基準路面からの距離は略０を示すが、凹凸が存在する箇所では測定地点までの距離が変動する。時間ｔ１で測定地点までの距離が所定値α（例えば、α＝１２ｃｍ）以上となると、この位置を補修必要位置としてＲＡＭ９に記録する。その後、時間ｔ２で測定地点までの距離が所定値αを下回るまでの範囲が、実質的に補修必要位置となる。また、時間ｔ３で測定地点までの距離の絶対値が所定値−α以上となると、この位置から時間ｔ４で所定値−αよりも小さくなるまでの範囲を補修必要位置として記録する。
【００３２】
つづくステップＳ１４で、ダンプトラック１が走行停止するか否かを判定する。例えば、シフトレバー７がＮ位置にシフトされた場合、または、パーキングブレーキ６が作動された場合には、ダンプトラック１が停止すると判定して、ステップＳ１５へ進む。ダンプトラック１がまだ停止しないと判定すると、ステップＳ５へ戻り、路面状態の検出を継続する。ステップＳ１５では、ダンプトラック１のエンジンが停止されたか否かを判定する。エンジンが停止している場合はステップＳ１６へ進み、エンジンが停止していない場合は、ステップＳ３へ戻り、上述した処理を継続する。
【００３３】
ステップＳ１６では、上述した処理で検出した路面凹凸位置情報と走行軌跡情報をＲＡＭ９から読み出し、通信機３を介して管理局２０へ送信した後、ステップＳ１７においてタイマをリセットする。これにより、走行路面に補修必要な凹凸があると判断した場合は、ダンプトラック１のエンジンが停止すると速やかにその情報を管理局２０へ送信する。
【００３４】
一方、ステップＳ６において、測定開始からの時間が閾値Ｚ以上であると判定されると、ステップＳ７へ進み、ＲＡＭ９に記録されている路面凹凸位置情報と走行軌跡情報を、通信機３を介して管理局２０へ送信する。ステップＳ８では、タイマをリセットし、ステップＳ９では再度タイマによる計時を開始する。これにより、ダンプトラック１が継続して作業を行っている場合には、所定時間Ｚごとに、路面凹凸位置情報と走行軌跡情報が管理局２０に送信される。
【００３５】
ダンプトラック１から情報を受け取る管理局２０の制御の流れを、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
まずステップＳ２１において、管理局２０の制御装置２１は、通信機２２を介してダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報と走行軌跡情報を取得し、取得した情報をＲＡＭ２３に記録する。ステップＳ２２で制御装置２１は、予め取得してあるダンプトラック１の作業現場、例えば鉱山のマップデータに、ステップＳ２１で取得した補修必要位置の情報を付与し、補修マップデータを作成する。補修マップデータは、例えば鉱山の地図上において、補修必要位置に対応する地点にマークを付したものである。
【００３７】
ステップＳ２３で制御装置２１は、ステップＳ２２で作成した補修マップデータを、通信機２２を介して補修車両３０に送信する。これにより、今回の処理を終了する。
【００３８】
補修車両３０のオペレータ３０は、管理局２０から送信される補修マップデータに基づいて、路面補修を行う。受信した補修マップデータは、例えば液晶ディスプレイから構成される補修車両３０の表示器３７に表示される。オペレータは、表示器３７に表示される補修マップデータと、ＧＰＳ装置３２で検出される自車両の走行位置を確認しながら、補修必要位置まで走行する。そして、補修必要位置の数メートル手前から、ブレードアクチュエータ３３を駆動してブレードを作動させ、路面の凹凸の補修を行う。補修必要位置を数メートル通過した後、オペレータはブレードアクチュエータ３３の駆動を停止し、その位置の路面補修を終了する。補修車両３０の制御装置３１は、路面補修作業が完了すると、補修作業を行った補修必要位置と、補修作業が完了した時間とを含む作業完了情報を、通信機３４を介して管理局２０に送信する。
【００３９】
補修車両３０による路面補修作業が完了すると、管理局２０では、図９のフローチャートに示すような処理を行う。
【００４０】
ステップＳ３１で管理局２０の制御装置２１は、通信機２２を介して、補修車両３０から送信される作業完了情報を受信する。ステップＳ３２で制御装置２１は、ステップＳ３１で取得した作業完了情報に基づいて、補修作業が完了した補修必要位置を、補修マップデータから削除して補修マップデータを更新する。ここで、補修マップデータから削除した補修必要位置についての補修作業が完了した時刻を、補修マップデータに付与してもよい。
【００４１】
以上説明した第１の実施の形態による補修システムは、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）補修システムは、車両（ダンプトラック１）が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段であるミリ波センサ５と、車両の位置を検出する位置検出手段であるＧＰＳ装置４と、路面状態検出手段および位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段である制御装置２と、補修要否判断手段によって補修が必要と判断された路面の補修を行う路面補修手段であるブレードアクチュエータ３３を有する。具体的には、路面補修システムは、ミリ波センサ５によって路面状態を検出し、ダンプトラック１の位置と路面状態に基づいて補修が必要な路面が判断されると、ブレードアクチュエータ３３によりブレードを駆動して路面の補修を行うように構成されている。これにより、補修が必要と判断された箇所を効果的に補修でき、効率的な路面補修システムを構成することができる。
（２）路面の補修が必要と判断すると、ダンプトラック１の制御装置２は、そのときにＧＰＳ装置４で検出されるダンプトラック１の位置を、補修必要位置としてＲＡＭ９に記憶する。これにより、補修必要な路面が、実際にどこに位置するかを記録することができる。
（３）管理局２０の制御装置２１は、補修必要位置に関する情報を、ダンプトラック１が走行するエリアの地図データに付加して補修マップデータを作成する。これにより、補修作業を行う際に、補修必要位置が広大な作業現場のどこに位置するかを容易に把握することができる。
（４）管理局２０の制御装置２１は、補修車両３０による路面の補修が完了すると、補修マップデータを更新する。これにより、常に最新の情報を含む補修マップデータを生成することができる。
（５）車両は、作業現場内を走行する作業車両、例えばダンプトラック１であり、少なくとも、路面状態検出手段および位置検出手段は、作業車両１に搭載される。少なくとも路面補修手段は、路面の補修を行う補修車両３０に搭載される。補修要否判断手段は、作業車両１、補修車両３０、または、作業車両１および補修車両３０とは異なる管理局２０のいずれかに設置される。第１の実施の形態では、補修要否判断手段を、ダンプトラック１の制御装置２として構成した。
【００４２】
《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による補修システムについて説明する。
上述した第１の実施の形態においては、ダンプトラック1と、管理局２０と、補修車両３０とを備える補修システムにおいて、管理局２０から提供される情報に基づいて、オペレータが補修車両３０を操作して路面の補修作業を行うように構成した。
【００４３】
第２の実施の形態では、補修車両３０を無人で走行／作業するように構成し、無人の補修車両３０により、路面の補修作業を自動で行う。図１０に、第２の実施の形態による補修車両３０Ａの制御システムを表すブロック図を示す。図１０において、図５に示した第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付している。以下では、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４４】
図１０に示すように、補修車両３０Ａは自動で走行および停止するための駆動制御装置３８をさらに備えている。補修車両３０Ａの走行／停止および補修作業は、制御装置３１によって自動制御される。
【００４５】
以下に、補修車両３０Ａによる自動路面補修作業の流れを、図１１のフローチャートを用いて説明する。図１１に示す処理は、補修車両３０Ａの制御装置３１によって実行される。
【００４６】
ステップＳ４１で補修車両３０Ａのエンジンが始動したと判定されると、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２で制御装置３１Ａは、ＧＰＳ装置４から入力されるＧＰＳ信号に基づいて補修車両３０Ａの位置検出を開始する。
【００４７】
ステップＳ４３では、管理局２０から送信される補修マップデータを受信する。ここで、自動で作業を行う補修車両３０に提供される補修マップデータの一例を、図１２に示す。図１２に示す補修マップデータは、予め取得してあるダンプトラック１の作業現場、例えば鉱山のマップデータに、補修車両３０Ａが走行すべきコースを示すコースデータ２７、および補修作業を実行する補修必要位置２８の情報を重畳して表したものである。
【００４８】
補修車両３０Ａを自動で走行させる場合、補修必要位置の情報だけでなく、その位置までどのようなルートを通って走行するかといったコース情報も提供する必要がある。コースデータ２７は、ダンプトラック１から取得した走行軌跡情報に基づいて作成することができる。一般的に、鉱山や採石現場における掘削作業地点は作業が進むにしたがって移動し、作業地点と放土地点の間の走行ルートも変化する。そこで、ダンプトラック１から逐次得られる走行軌跡情報からコースデータを作成することにより、現在の作業地点までダンプトラック１がどのようなルートを通って走行しているかを把握することができる。
【００４９】
つづくステップＳ４４では、補修車両３０Ａが走行開始したか否かを判定する。なお、補修車両３０Ａは、補修マップデータに示されているコースデータ２７に従って自動で走行する。補修車両３０Ａが走行開始したと判定されると、ステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５で制御装置３１Ａは、補修車両３０Ａが補修マップデータに示される補修必要位置に接近したか否かを判定する。補修必要位置の数メートル（例えば５メートル）手前まで接近していると、ステップＳ４５が肯定判定され、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６で制御装置３１Ａは、ブレードアクチュエータ３３を駆動し、ブレードを作動させて補修必要位置の補修を開始する。補修作業を開始すると、制御装置３１Ａは補修作業中であるとの情報を、通信機３４を介して管理局へ送信する。
【００５０】
ステップＳ４７では、補修必要位置を通過したか否かを判定する。具体的には、補修作業を行いながら補修必要位置を数メートル（例えば５メートル）通過した場合に、補修必要位置を通過したと判定して、ステップＳ４８へ進む。ステップＳ４８で制御装置３１Ａは、ブレードアクチュエータ３３の駆動を停止し、その補修必要位置における補修作業を終了する。
【００５１】
ステップＳ４９で、補修マップデータに示された全ての補修必要位置の補修が終了したか否かを判定する。まだ、全ての補修必要位置の補修が完了していない場合は、ステップＳ４５に戻り、別の補修必要位置まで走行して補修作業を行う。一方、全ての補修必要位置の補修が終了したと判定されると、制御装置３１Ａは、ステップＳ５０へ進み、全補修必要位置の補修作業が完了したことを表す情報を管理局２０へ送信する。補修作業を完了すると、制御装置３１Ａは、補修マップデータに示されているコースデータ２７に従って、所定位置まで補修車両３０Ａを走行させ、ステップＳ５１においてエンジンを停止する。これにより、今回の処理を終了する。
【００５２】
以上説明した第２の実施の形態による路面補修システムは、上述した第１の実施の形態による効果に加えて、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）管理局２０の制御装置２１は、位置検出手段によって検出される車両（ダンプトラック１）の位置に基づいて、車両１の走行軌跡を表すコースデータを作成する。そして、制御装置２１は、地図データに、補修必要位置とコースデータを重畳して補修マップデータを作成する。これにより、作業現場において、実際にダンプトラック１がどのようなルートを走行しているかを把握し、ダンプトラック１の走行ルートと補修必要位置とを補修車両３０Ａに提供することができる。
（２）車両は、作業現場内を走行する作業車両、例えばダンプトラック１であり、少なくとも、路面状態検出手段および位置検出手段は、作業車両１に搭載され、少なくとも路面補修手段は、路面の補修を行う補修車両３０Ａに搭載される。補修車両３０Ａは、補修マップデータ作成手段で作成された補修マップデータのコースデータに従って走行する駆動制御装置（駆動制御手段）３８をさらに有し、補修マップデータに示された補修必要位置に到達すると、路面補修手段によって路面の補修作業を自動で行う。これにより、路面の補修作業を効率的に行うことができる。
【００５３】
上述した第１および第２の実施の形態による路面補修システムは、例えば以下のような種々の変形が可能である。
【００５４】
第１及び第２の実施の形態においては、ダンプトラック１に搭載される制御装置２において、ミリ波センサ５の検出信号に基づいて路面に補修必要な凹凸があるかを判断した。しかし、これには限定されず、ダンプトラック１から提供されるミリ波センサ５の検出信号に基づいて、管理局２０の制御装置２１において、路面に補修必要な凹凸があるかを判断してもよい。この場合、ダンプトラック１に搭載される制御装置２は補修必要な凹凸の有無の判断を行う必要がないので、構成を簡単にすることができる。
【００５５】
また、管理局２０を省略し、路面補修システムをダンプトラック１と補修車両３０とから構成することもできる。この場合、ダンプトラック１で補修マップデータを作成して補修車両３０，３０Ａに送信することができる。あるいは、ダンプトラック１から送信される路面凹凸位置情報に基づいて補修車両３０，３０Ａで補修マップデータを作成してもよい。または、ダンプトラック１から送信される情報に基づいて、補修車両３０，３０Ａで路面凹凸判断と補修マップデータの作成を行うように構成してもよい。
【００５６】
すなわち、少なくとも、ダンプトラック１において路面状態と位置を検出し、補修マップデータを補修車両３０，３０Ａに送信して補修作業を行うように路面補修システムが構成されていれば、補修要否の判断は、ダンプトラック１、管理局２０、および補修車両３０，３０Ａのいずれで行ってもよい。
【００５７】
また、ダンプトラック１、管理局２０、および補修車両３０，３０Ａの間の情報送受信のタイミングも、上述した第１及び第２の実施の形態には限定されない。例えば、図８のフローチャートでは、ダンプトラック１からの情報を受信すると（ステップＳ２１）、ステップＳ２２においてすぐに補修マップデータの作成を行ったが、例えば、ダンプトラック１から送信される情報が所定量蓄積された場合に、補修マップデータを作成したり、所定の時間間隔で定期的に行うようにしてもよい。また、ステップＳ２３において補修マップデータを補修車両３０，３０Ａに送信するタイミングも、例えば補修車両３０，３０Ａから補修マップデータが要求されたときに管理局２０から送信するように構成してもよい。
【００５８】
上述した第１および第２の実施の形態では、ダンプトラック１はミリ波センサ５を用いて走行路面の状態を検出したが、これには限定されず、別の路面状態検出手段を用いることも可能である。例えば、加速度センサによってダンプトラック１にかかる加速度Ｇを検出することによって、走行路面に存在する凹凸を検出することもできる。または、ダンプトラック１の各車輪に設けられたサスペンションの圧力を検出することによって、路面の凹凸を検出するようにしてもよい。
【００５９】
上述した第１及び第２の実施の形態で説明した路面状態検出手段を、複数のダンプトラック１に設置し、複数のダンプトラック１で取得される路面状態に関する情報に基づいて、補修必要な凹凸があるかを判断するようにしてもよい。これにより、より正確な路面状態の検出および補修要否の判断を行うことができる。
【００６０】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。たとえば、上述した路面補修システムは、鉱山や採石現場以外、例えば一般道路、高速道路、空港内の誘導路や滑走路等の路面を補修するシステムにも適用できる。この場合、路面状態の検出手段は、大型のダンプトラックではなく、これらの路面上を走行する車両に設置する。
【符号の説明】
【００６１】
１：ダンプトラック、２：制御装置、３：通信機、４：ＧＰＳ装置、５：ミリ波センサ、２０：管理局、２１：制御装置、３３：通信機、３０，３０Ａ：補修車両、３１，３１Ａ：制御装置、３２：ＧＰＳ装置、３３：ブレードアクチュエータ、３４：通信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の位置を検出する位置検出手段と、
前記路面状態検出手段および前記位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段と、
前記補修要否判断手段によって補修が必要と判断された前記路面の補修を行う路面補修手段とを備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項２】
請求項１に記載の路面補修システムにおいて、
前記補修要否判断手段によって補修が必要と判断されると、そのときに前記位置検出手段で検出される前記車両の位置を、補修必要位置として記憶する記憶制御手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項３】
請求項２に記載の路面補修システムにおいて、
前記記憶制御手段で記憶した前記補修必要位置に関する情報を、前記車両が走行するエリアの地図データに付加して補修マップデータを作成する補修マップデータ作成手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項４】
請求項３に記載の路面補修システムにおいて、
前記位置検出手段によって検出される前記車両の位置に基づいて、前記車両の走行軌跡を表すコースデータを作成するコースデータ作成手段をさらに備え、
前記補修マップデータ作成手段は、前記地図データに、前記補修必要位置と前記コースデータを重畳して前記補修マップデータを作成することを特徴とする路面補修システム。
【請求項５】
請求項３または請求項4に記載の路面補修システムにおいて、
前記路面補修手段による前記路面の補修が完了すると、前記補修マップデータを更新する補修マップデータ更新手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか1項に記載の路面補修システムにおいて、
前記車両は、作業現場内を走行する作業車両であり、
少なくとも、前記路面状態検出手段および前記位置検出手段は、前記作業車両に搭載され、
少なくとも前記路面補修手段は、前記路面の補修を行う補修車両に搭載され、
前記補修要否判断手段は、前記作業車両、前記補修車両、または、前記作業車両および前記補修車両とは異なる管理局のいずれかに設置されることを特徴とする路面補修システム。
【請求項７】
請求項４に記載の路面補修システムにおいて、
前記車両は、作業現場内を走行する作業車両であり、
少なくとも、前記路面状態検出手段および前記位置検出手段は、前記作業車両に搭載され、
少なくとも前記路面補修手段は、前記路面の補修を行う補修車両に搭載され、
前記補修車両は、前記補修マップデータ作成手段で作成された前記補修マップデータの前記コースデータに従って走行する駆動制御手段をさらに有し、前記補修マップデータに示された前記補修必要位置に到達すると、前記路面補修手段によって前記路面の補修作業を自動で行うことを特徴とする路面補修システム。
【請求項１】
車両が走行する路面の状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の位置を検出する位置検出手段と、
前記路面状態検出手段および前記位置検出手段の検出結果に基づいて、補修が必要な路面を判断する補修要否判断手段と、
前記補修要否判断手段によって補修が必要と判断された前記路面の補修を行う路面補修手段とを備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項２】
請求項１に記載の路面補修システムにおいて、
前記補修要否判断手段によって補修が必要と判断されると、そのときに前記位置検出手段で検出される前記車両の位置を、補修必要位置として記憶する記憶制御手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項３】
請求項２に記載の路面補修システムにおいて、
前記記憶制御手段で記憶した前記補修必要位置に関する情報を、前記車両が走行するエリアの地図データに付加して補修マップデータを作成する補修マップデータ作成手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項４】
請求項３に記載の路面補修システムにおいて、
前記位置検出手段によって検出される前記車両の位置に基づいて、前記車両の走行軌跡を表すコースデータを作成するコースデータ作成手段をさらに備え、
前記補修マップデータ作成手段は、前記地図データに、前記補修必要位置と前記コースデータを重畳して前記補修マップデータを作成することを特徴とする路面補修システム。
【請求項５】
請求項３または請求項4に記載の路面補修システムにおいて、
前記路面補修手段による前記路面の補修が完了すると、前記補修マップデータを更新する補修マップデータ更新手段をさらに備えることを特徴とする路面補修システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか1項に記載の路面補修システムにおいて、
前記車両は、作業現場内を走行する作業車両であり、
少なくとも、前記路面状態検出手段および前記位置検出手段は、前記作業車両に搭載され、
少なくとも前記路面補修手段は、前記路面の補修を行う補修車両に搭載され、
前記補修要否判断手段は、前記作業車両、前記補修車両、または、前記作業車両および前記補修車両とは異なる管理局のいずれかに設置されることを特徴とする路面補修システム。
【請求項７】
請求項４に記載の路面補修システムにおいて、
前記車両は、作業現場内を走行する作業車両であり、
少なくとも、前記路面状態検出手段および前記位置検出手段は、前記作業車両に搭載され、
少なくとも前記路面補修手段は、前記路面の補修を行う補修車両に搭載され、
前記補修車両は、前記補修マップデータ作成手段で作成された前記補修マップデータの前記コースデータに従って走行する駆動制御手段をさらに有し、前記補修マップデータに示された前記補修必要位置に到達すると、前記路面補修手段によって前記路面の補修作業を自動で行うことを特徴とする路面補修システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２４２３４５（Ｐ２０１０−２４２３４５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０９２４（Ｐ２００９−９０９２４）
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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