矿山机械的日志记录系统、车载终端装置、以及矿山机械的日志记录方法与流程

本发明涉及矿山机械的日志记录(logging)技术。

背景技术：

在矿山现场，有进行砂土和/或矿物的装载的装载场、卸载砂土和/或矿物的卸载场、对矿物进行选矿的选矿场、和供矿山自卸卡车停车的停车场，并通过矿山用自卸卡车所行驶的搬送路径而将它们连在一起。在矿山现场，多辆自卸卡车进行砂土和/或矿物的搬运作业，并在装载场、卸载场、选矿场这些目的地之间往返。

在搬送路径上以不对前方行驶的自卸卡车造成追尾的方式行驶，或者自卸卡车彼此交错行驶。为了该自卸卡车的安全管理，有一种存储自卸卡车的日志数据(logdata)的技术。

例如在专利文献1中公开了一种对于矿山机械将事故发生前后的影像和车身控制数据进行日志记录(logging)的系统。在此，公开了如下示例：利用安装在工程机械上的相机(camera)来检测障碍物，将其检测结果与电子地图进行比较，并根据其比较结果来将影像和车身控制数据进行日志记录。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8473143号说明书

技术实现要素：

为了在矿山内沿着预先确定的目标轨道自律行驶的矿山机械的安全行驶，不管行驶速度如何或有无其他矿山机械的存在，都有想要收集从目标轨道脱离时的日志数据的需求。

然而，在上述专利文献1的日志记录系统的情况下，若在基于相机等障碍物传感器的碰撞检测范围内不存在有碰撞可能性的对象的话，则无法获取日志数据，因此，无法存储矿山机械在自律行驶中单独偏离目标轨道的情况下的日志数据，留有无法满足上述需求的课题。

本发明是为了解决上述课题而提出的，目的在于提供一种用于收集对矿山机械从目标轨道偏离的原因进行解析用的日志数据的技术。

于是，本发明提供一种沿着目标轨道行驶的矿山机械的日志记录系统，具备：位置计算装置，其定位本机位置并输出本机位置信息；和车载终端装置，其存储表示所述矿山机械的行驶状态的日志数据，所述车载终端装置具备：易失性存储部，其在所述日志数据生成时，随时将该日志数据临时存储；非易失性存储部，其持续存储从临时存储在所述易失性存储部内的日志数据中提取出的前夕日志数据，直到接收到数据擦除的指示为止；地图数据存储部，其存储表示所述目标轨道的地图数据；误差计算部，其基于所述地图数据及所述本机位置信息来计算本机相对于所述目标轨道的位置偏离量；脱离判定部，其在计算出的所述位置偏离量成为用于视为在所述目标轨道上行驶的容许偏离量以上的情况下，判定为本机已从所述目标轨道脱离；以及数据存储目的地管理部，其在所述脱离判定部判定为已脱离时，提取临时存储在所述易失性存储部内的所述日志数据中的、从所述脱离的时间点之前到脱离的时间点为止所存储的前夕日志数据，且使其迁移存储到所述非易失性存储部内，并使在所述脱离的时间点之后输出的日志数据存储到所述非易失性存储部内。

发明效果

根据本发明，能够提供一种用于收集对矿山机械从目标轨道偏离的原因进行解析用的日志数据的技术。除上述以外的课题、结构及效果通过以下实施方式的说明可知。

附图说明

图1是表示自律行驶系统的概要的图。

图2是管制服务器及自卸卡车的硬件结构图，其中，(a)表示管制服务器，(b)表示自卸卡车。

图3是表示自卸卡车的外观的图。

图4是表示第一实施方式的管制服务器及车载终端装置的功能结构的框图。

图5是表示日志记录处理的流程的序列图。

图6是表示管制服务器的初始设定画面例的图。

图7是表示相对于目标轨道的位置偏离量的计算处理的图。

图8是表示第二实施方式的管制服务器及车载终端装置的功能结构的框图。

具体实施方式

在以下实施方式中，为了方便而在必要时分割成多个部分或实施方式来进行说明。在以下实施方式中，当提到要素的数等(包括个数、数值、量、区域等)时，除了已特别明示的情况以及理论上明显限定为特定的数的情况等之外，并不限定于那个特定的数，还可以是特定的数以上或以下。此外，在以下实施方式中，除了已特别明示的情况以及理论上明显认为是必须的情况等之外，其构成要素(也包括处理步骤等)并不一定是必须的。

另外，以下实施方式中的各结构、功能、处理部、处理手段等可以将它们的一部分或全部作为例如集成电路或其他硬件来实现。另外，后述的各结构、功能、处理部、处理手段等也可以作为在计算机上执行的程序来实现。即，也可以作为软件来实现。实现各结构、功能、处理部、处理手段等的程序、表格、文件等信息能够存储在内存和硬盘等存储部、dvd等存储介质内。

以下，基于附图对本发明的实施方式进行具体说明。此外，在用于说明实施方式的所有图中，对具有同一功能的部件标注同一或关联的附图标记，并省略其重复的说明。另外，在以下实施方式中，除特别必要时以外，原则上不重复同一或同样部分的说明。

<第一实施方式>

本实施方式对在作为矿山机械的搬运车辆(以下称为“自卸卡车”)的自律行驶系统中应用了本发明的针对矿山机械的日志记录系统的例子进行说明。对自卸卡车的自律行驶进行管制的管制服务器执行作为本实施方式的日志管理服务器的功能，搭载于自卸卡车上且执行自律行驶功能的车载终端装置实现作为执行日志记录处理的终端装置的功能。首先，参照图1对应用了本发明的矿山机械的日志记录系统的自律行驶系统的概要进行说明。图1是表示自律行驶系统的概要的图。

图1所示的自律行驶系统1通过将多辆自卸卡车20和管制服务器31经由无线通信线路40彼此通信连接而构成，其中，多辆自卸卡车20用于在矿山等采石场搬送从进行挖掘及装载作业的挖掘机10装载的砂土和/或矿石等载货，管制服务器31设置在采石场附近或远处的管制中心30内。

各自卸卡车20沿着将挖掘机10所工作的装载场、卸载场连结的搬送路径60上的目标轨道行驶，并搬送载货。

各自卸卡车20具备从gps(globalpositioningsystem：全球定位系统)卫星50接收定位电波并计算本车位置的位置计算装置220(参照图2)。位置计算装置220与gps天线221(参照图3)连接。位置计算装置220并不限于使用gps，也可以基于使用惯性测量装置(imu：inertialmeasurementunit)、来自设于地上的基站的电波而确定位置的系统。在那种情况下，自卸卡车20具备该系统用的天线、陀螺仪传感器或检测车轮转速的传感器来代替gps天线221。

进一步地，自卸卡车20为了按照来自管制服务器31的指示进行自律行驶而搭载车载终端装置200。本实施方式中的车载终端装置200不仅具有自律行驶功能，在自卸卡车20从目标轨道偏离的情况下，还具有包含其偏离前后的周围监视影像数据和/或车身控制数据在内的日志数据的存储功能。

管制服务器31在行驶于同一轨道上的前方车辆从目标轨道脱离的情况下，确定接下来通过其脱离地点的后续车辆，对于后续车辆生成用于在脱离地点的前后将日志数据从临时存储(易失性存储)切换成非易失性存储的迁移存储指令信息，并发送至后续车辆。

接着，参照图2及图3对图1的管制服务器31及自卸卡车20的硬件结构进行说明。图2是管制服务器31及自卸卡车20的硬件结构图，其中，(a)表示管制服务器，(b)表示自卸卡车。图3是表示自卸卡车20的外观的图。

如图2的(a)所示，管制服务器31包括cpu(centralprocessingunit：中央处理器)301、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)302、rom(readonlymemory：只读存储器)303、hdd(harddiskdrive：硬盘驱动器)304、i/f305、和总线308。而且，cpu301、ram302、rom303、hdd304、及i/f305构成为经由总线308而连接。在i/f305连接有显示装置306、输入装置307、及通信装置309。通信装置309连接于用于与无线通信线路40连接的无线lan天线222(参照图3)。

进一步地，管制服务器31具备显示装置306及输入装置307，并且这些装置与i/f305连接。

cpu301为运算部，控制管制服务器31整体的动作。

ram302是能够进行信息的高速读写的易失性存储介质，并且cpu301被用作处理信息时的作业区域。

rom303是只读的非易失性存储介质，存储有自律行驶控制程序和日志管理程序。

hdd304是能够进行信息读写的非易失性存储介质，存储有os(operatingsystem：操作系统)和各种控制程序、应用程序等。

显示装置306是用于供管制中心30的操作人员对自卸卡车20的行驶状况进行视觉辨认的用户界面，例如由lcd(liquidcrystaldisplay：液晶显示器)构成。

输入装置307是用于供操作人员向管制服务器31输入信息、例如进行管制控制开始、管制控制结束等指示的用户界面，并利用鼠标、键盘或层叠在lcd上的触摸面板(省略图示)来构成。操作人员一边观察显示在显示装置306上的自卸卡车20的车辆调度状况画面，一边经由输入装置307进行矿山自卸卡车的车辆调度指示。

另一方面，如图2的(b)所示，自卸卡车20将车载终端装置200与行驶驱动装置210、位置计算装置220、及周围监视相机(相当于摄像装置)230分别经由车载网络(can：controlareanetwork、控制局域网络)250连接。can250是车身控制数据、位置计算装置220计算出的本车位置信息、以及周围监视相机230的影像数据的通信路径。车载终端装置200包括cpu201、ram202、rom203、hdd204、i/f205、及总线208。而且，cpu201、ram202、rom203、hdd204、及i/f205构成为经由总线208而连接。进一步地，在i/f205连接有can250、通信装置260。

行驶驱动装置210包括：对自卸卡车20实施制动的制动装置211、用于改变自卸卡车20的转向角的转向装置212、以及用于使自卸卡车20加速的加速装置213。将从车载终端装置200向行驶驱动装置210输出的各种控制数据称为车身控制数据。

周围监视相机230拍摄自卸卡车20的周围并生成影像数据。

车身控制数据和影像数据经由can250被发送至车载终端装置200。对于流过can250的数据，根据其通信协议而附加包括时刻在内的标签信息。利用该标签信息的时刻，能够使车身控制数据与影像数据同步。

接着，参照图4对管制服务器31及车载终端装置200的功能结构进行说明。图4是表示第一实施方式的管制服务器31及车载终端装置200的功能结构的框图。

车载终端装置200包括：请求信息处理部261、自律行驶控制部262、地图数据存储部263、脱离判定部264、易失性存储部265、数据存储目的地管理部266、非易失性存储部267、车身控制数据获取部268、容许偏离量存储部269、以及终端通信部270。易失性存储部265将日志数据临时存储，但当存储容量没有剩余量时，则会从在久远的时间点所存储的日志数据开始依次覆盖。因此，存储在易失性存储部265内的日志数据虽然会被存储一定时间(有存储剩余量的期间)，但当这段时间经过后，则会从旧的日志数据开始依次被擦除。易失性存储部265由ram202构成。相对于此，非易失性存储部267对于存储过一次的日志数据持续存储，直到接收到该数据擦除的指示为止。非易失性存储部267由hdd204构成。

管制服务器31包括：车辆调度管理部311、行驶许可区间管理部312、服务器通信部313、地图数据存储部314、车辆位置存储部315、脱离信息存储部316、日志迁移存储指令部317、以及容许偏离量设定部318。

参照图5至图7，在自律行驶系统的日志记录处理的流程中对车载终端装置200及管制服务器31的各模块的功能进行说明。图5是表示日志记录处理的流程的序列图。图6是表示管制服务器的初始设定画面例的图。图7是表示相对于目标轨道的位置偏离量的计算处理的图。

在图5中，列举如下情况为例进行说明：两辆自卸卡车行驶在同一目标轨道上，当检测到前方车辆相对于目标轨道的位置偏离时，管制服务器31对后续车辆指示日志收集。

首先，进行管制服务器31及搭载于各车辆上的车载终端装置200的初始设定处理(s501)。图6表示管制服务器31的初始设定画面例。在进行初始设定时，容许偏离量设定部318将图6的初始设定画面600显示在显示装置306上。初始设定画面600包括：设定按钮605，其用于设定所输入的容许值和日志数据的收集次数(强制迁移存储次数)；取消按钮610，其进行设定的取消；第一框615，其输入车辆与目标轨道的容许偏离量；和第二框620，其输入强制迁移存储次数。将在图6的初始设定画面600中输入的与目标轨道的容许偏离量发送至各自卸卡车20，并存储在各车载终端装置200的容许偏离量存储部269中。另外，当管制服务器31从一辆自卸卡车接收到脱离信息时，强制迁移存储次数用于服务器通信部313在决定向多少辆后续车辆发送迁移存储指令信息时进行参照。

在本实施方式中，虽然在管制服务器31中输入了容许偏离量，但也可以在各车载终端装置200中具备输入装置，并由操作人员利用该输入装置进行容许偏离量的输入设定。这种情况下，能够针对每个车载终端装置200设定不同的容许偏离量。

前方车辆的请求信息处理部261在开始行驶时对管制服务器31发送用于请求目标轨道的轨道请求信息(s502)。

管制服务器31的车辆调度管理部311决定目标轨道(从出发地到目的地为止的行驶路线)且生成表示目标规定的轨道应答信息，并将轨道应答信息发送至前方车辆(s503)。

接着，前方车辆的请求信息处理部261为了在目标轨道内进行仅赋予前方车辆行驶许可且禁止其他车辆进入的行驶许可区间的设定请求而生成区间请求信息，并将其从终端通信部270发送(s504)。

行驶许可区间管理部312对前方车辆设定行驶许可区间且生成表示行驶许可区间的区间应答信息，并从服务器通信部313发送该区间应答信息(s505)。当靠近行驶许可区间的末端时，为了进行新的行驶许可区间的请求而再次发送区间请求信息，并接收区间应答信息。由此，通过在仅本车辆被许可行驶的区间内持续行驶，而避免与其他车辆的互相干扰。

前方车辆的自律行驶控制部262当接收到轨道应答信息及区间应答信息时，参照地图数据存储部263的地图数据而在设定于目标轨道上的行驶许可区间内开始自律行驶(s506)。自律行驶控制部262以追踪着目标轨道行驶的方式生成用于控制转向角、加减速的控制数据，并生成按照can协议将时刻信息作为标签附加后的车身控制数据，然后经由can250向行驶驱动装置210输出。行驶驱动装置210按照车身控制数据进行驱动。由此，自卸卡车20按照自律行驶控制部262的控制而行驶。

在自律行驶中，由周围监视相机230对本车辆的周围进行拍摄并生成影像数据。另外，车身控制数据获取部268从can250或自律行驶控制部262获取车身控制数据。

数据存储目的地管理部266从周围监视相机230获取影像数据，从车身控制数据获取部268获取车身控制数据，并使这些数据同步且写入至易失性存储部265(s507)。当易失性存储部265的容量达到极限时，从存储时刻早的数据开始依次覆盖。因此，易失性存储部265设为具备能够存储从相对于目标轨道的位置偏离量超过容许值的时间点起的规定时间、例如几十秒前的日志数据的容量。

在自律行驶中，位置计算装置220计算本车位置，并从终端通信部270附加用于识别本车的车辆识别信息而将本车位置信息上传至管制服务器31(s508)。管制服务器31的车辆位置存储部315存储服务器通信部313接收到的本车位置信息。由此，管制服务器31能够对在矿山内行驶的自卸卡车20的位置进行管理。虽然本车位置信息的上传是随时进行的，但在图5中为了便于说明而对各车辆仅图示一次上传，关于其他次的上传则省略叙述。

关于后续车辆，也经过与前方车辆相同的步骤，进行自律行驶、及日志数据的临时存储、本车位置信息的上传(s509～s515)。

自律行驶控制部262在步骤s506以后的自律行驶中计算目标轨道与本车位置的位置偏离量(s516)，并以对其进行修正的方式对行驶驱动装置210发送控制数据。自律行驶控制部262由于计算位置偏离量从而相当于误差计算部。

自律行驶控制部262将计算出的位置偏离量向脱离判定部264输出，并且脱离判定部264进行脱离判定处理(s517)。具体地，脱离判定部264读取存储在容许偏离量存储部269内的容许偏离量，并将两者进行比较。当位置偏离量为容许偏离量以上时(将此时的时刻称为“日志收集开始时间点”)，脱离判定部264判定为脱离了目标轨道，并向数据存储目的地管理部266输出脱离判定结果。

数据存储目的地管理部266在接收到脱离了目标轨道的判定后，以日志收集开始时间点为基准，提取在直到与其相比规定时间之前为止而存储在易失性存储部265内的日志数据(前夕日志数据)，并将其迁移存储到非易失性存储部267内(s518)。通过切换数据存储目的地，之后的日志数据直到日志收集结束条件成立为止都存储在非易失性存储部267内。“日志收集结束条件”可以是指从开始将日志数据存储到非易失性存储部267内起的经过时间超过规定时间，也可以是指位置偏离量变为不足容许偏离量(自卸卡车20复位至目标轨道)。

另外，脱离判定部264当在步骤s517中判定为已脱离时，将表示已脱离这一情况的脱离信息与本车位置信息及本车识别信息一起发送至管制服务器31(s519)。

管制服务器31将服务器通信部313接收到的脱离信息存储到脱离信息存储部316内(s520)。日志迁移存储指令部317以与脱离信息一起接收到的前方车辆的本机位置信息为基础来确定脱离地点。然后，以存储在车辆位置存储部315内的各车辆的本车位置信息为基础，对下一辆到达从脱离地点起的规定距离(相当于图7的半径r)近前的地点的后续车辆进行确定，生成针对该后续车辆的迁移存储指令信息(s521)并将其发送(s522)。在此所说的迁移存储指令是指，使本机的日志数据的存储目的地从易失性存储部切换成非易失性存储部的指令。

后续车辆的车载终端装置200的终端通信部270在接收到迁移存储指令信息时将其向数据存储目的地管理部266输出。数据存储目的地管理部266根据迁移存储指令信息将日志数据的存储目的地从易失性存储部265切换成非易失性存储部267。于是，之后的日志数据写入到非易失性存储部267内，直到日志收集结束条件成立为止(s523)。

管制服务器31对通过脱离地点的自卸卡车发送迁移存储指令信息，直到达到在图6的初始设定画面中设定的强制迁移存储次数为止(s524)。这种情况下，当在强制迁移存储次数内，只是与前方车辆不同的车辆通过脱离地点时，仅那些不同的车辆执行基于迁移存储指令信息的日志数据的收集处理。另外，当在强制迁移存储次数内，前方车辆再次通过脱离地点时，前方车辆也可以执行第二次的日志收集处理。

之后，将各搬运车辆所记录的日志数据集中到管制服务器31，并进行从目标轨道脱离的原因的解析(s525)。当在其他车辆中也检测到位置偏离(存在从目标轨道的脱离)时，能够推定为位置偏离的发生原因并非本车辆而是依赖于环境的可能性很高。另一方面，若本车辆第二次收集到的日志数据也存在异常、而其他车辆没有异常的话，则能够推定为起因于本车辆的可能性很高。日志数据的集成和解析可以是在各自卸卡车的作业结束之后，也可以是在自律行驶中。

图5所示的日志记录处理可以是在管制中心30内由操作人员从输入装置307输入结束命令，也可以是基于矿山自卸卡车100已到达目的地的情况进行的结束判定。

如图7所示，作为误差计算部的自律行驶控制部262从本车位置710向目标轨道700引垂线，并将该距离作为本车位置与目标轨道的位置偏离量720来计算。

另外，日志迁移存储指令部317将与脱离地点相距半径r的边界线上作为针对后续车辆使其进行迁移存储的地点。在图7中，用以脱离地点为中心的圆形的线定义了进行迁移存储的地点，但形状并不限定于此。另外，进行迁移存储的地点也可以设定在目标轨道上。这种情况下，即使后续车辆从目标轨道偏离了，但只要是在半径r上，就能使其进行迁移存储。

根据本实施方式，在由于本车位置与所设定的目标轨道的偏离量大而有可能发生碰撞的情况下，能够与其他矿山机械的有无和本车辆的行驶速度无关地，获取脱离前后的影像数据和车身控制数据等日志数据。

<第二实施方式>

参照图8对第二实施方式进行说明。第二实施方式是以与其他矿山机械的相对距离作为触发(trigger)，从碰撞/干扰前开始进行日志数据的迁移存储的实施方式。以下，参照图8对第二实施方式进行说明。图8是表示第二实施方式的管制服务器及车载终端装置的功能结构的框图。对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略重复说明。此外，在以下说明中对检测与其他矿山机械的相对距离的例子进行说明，但相对距离的测定对象并不限于其他矿山车辆，也可以是障碍物。

如图8所示，在第二实施方式中，自卸卡车20具备测定与其他矿山机械的相对距离的相对距离测定装置(毫米波雷达等)800。另外，车载终端装置200包括：相对距离判定部804，其判断相对距离是否为预先确定的距离阈值以下；和容许距离存储部802，其存储用于判定有无异常接近的距离阈值(以下称为“容许距离”)。

另一方面，管制服务器31具备异常接近信息存储部806。

自卸卡车20在自律行驶中通过相对距离测定装置800来测定与其他车辆的相对距离，并将相对距离信息向相对距离判定部804输出。相对距离判定部804将相对距离与存储在容许距离存储部802内的容许距离进行比较，当判定为相对距离为容许距离以下时，将表示该判定结果的异常接近判定结果向数据存储目的地管理部266输出。数据存储目的地管理部266提取存储在易失性存储部265内的日志数据中的、从相对距离变成预先确定的距离阈值以下时的时间点之前到变成距离阈值以下时的时间点为止所存储的前夕日志数据，且使其迁移存储到非易失性存储部267内，并使在变成距离阈值以下时的时间点之后输出的日志数据存储到非易失性存储部267内。

另外，相对距离判定部804将异常接近信息从终端通信部270向管制服务器31发送。管制服务器31将接收到的异常接近信息(与异常接近时的本车辆位置信息建立了关联)存储到异常接近信息存储部806内。日志迁移存储指令部317利用异常接近信息存储部806和存储在车辆位置存储部315内的本车位置信息对异常接近的地点进行确定，并对下一辆到达从该地点起的规定距离内的地点的后续车辆进行确定。然后，日志迁移存储指令部317生成针对所确定的后续车辆的迁移存储指令信息，并将其从服务器通信部313向后续车辆发送。

接收到迁移存储指令信息的后续车辆当从异常接近的地点到达规定距离内的地点时，将日志数据的存储目的地从易失性存储部265切换成非易失性存储部267。

根据本实施方式，能够以相对距离作为触发来收集前夕日志数据，并基于在异常接近前收集到的日志数据来查明异常接近的原因。在仅本机异常接近而其他车辆无异常接近的情况下，可以推定突发性因素，例如前方车辆的预定外的减速、行驶许可区间管理部312的管理对象以外的有人车辆的检测等。另外，在其他车辆中也于相同地点检测到异常接近的情况下，可以推定持续性原因，例如在上坡中前方车辆每次在那个地点减速、故障车辆停止等。通过推定原因，能够指定将自卸卡车20的正常行驶的阻碍因素排除的方案。

上述实施方式并非限定本发明的主旨，各种各样的变更方式也包含在本发明中。例如，日志数据并不限定于使影像数据与车身控制数据同步的日志数据，也可以仅是影像数据与车身控制数据中的某一项，或者也可以利用其他数据，例如搭载于矿山机械上的车载传感器的传感器数据。

另外，还可以同时使用第一实施方式及第二实施方式，以相对于目标轨道的位置偏离、及与其他矿山机械的异常接近这两者作为触发来进行包含前夕日志数据的迁移存储。

附图标记说明

1：自律行驶系统(针对矿山机械的日志记录系统)

20：自卸卡车(矿山机械)

31：管制服务器(日志管理服务器)

200：车载终端装置