CN101532297A - 具有后方物体探测的建筑车辆 - Google Patents
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Abstract
具有后方物体探测的建筑车辆，所述车辆包括：底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；工具，其由所述底盘支撑以移动材料；物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；摄像机，其由所述底盘支撑；监视器，其由所述底盘支撑并被构形用以输出由所述摄像机提供的图像；及控制器，其被构形用以根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的所述输出。操作员可以观看所述监视器以确定是否有物体位于所述建筑车辆的后面。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求波弗尔(Pfohl)等人2008年3月11日提交的名称为“具有后方物体探测的建筑车辆”的美国临时申请序列号为61/035,543的利益，案件卷号DCO-P0054，其公开通过此处引用被特意加入。
技术领域
本发明涉及一种具有后方物体探测的车辆。
背景技术
为了帮助操作员在倒退时避开物体，建筑车辆可装备有摄像机和显示所述摄像机提供的图像的监视器。操作员可以观看所述监视器以确定是否有物体位于所述建筑车辆的后面。
发明内容
根据本发明一方面，提供一种车辆，其包括：一底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；一摄像机，其由所述底盘支撑；一监视器，其由所述底盘支撑并被构形用以输出由所述摄像机提供的图像；及一控制器，其被构形用以根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的输出。
根据本发明另一方面，提供一种车辆，其包括：一底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；一监视器，其由所述底盘支撑；及一控制器，其被构形用以控制所述监视器的输出，所述控制器具有一第一模式，在该模式所述监视器至少显示所述车辆的操作信息。所述控制器被构形用以根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的输出。
根据本发明又一方面，提供一种车辆，其包括：一底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；一警报器，其提供一指示物体被所述物体探测器探测到的警报信号给所述车辆的操作员；及一控制器，其被构形用以接收来自所述物体探测器的输入并根据所述被探测物体的被探测距离改变所述警报器的所述警报信号。
根据本发明又一方面，提供一种车辆，其包括：一底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；及用于基于所述底盘后面的至少一个物体的探测显示所述至少一个物体的装置。
根据本发明还一方面，提供一种车辆，其包括：一底盘；多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；一摄像机，其由所述底盘支撑；一监视器，其由所述底盘支撑并被构形用以输出由所述摄像机提供的图像；一音响警报器；及一控制器，其被构形用以起动所述音响警报器并根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的输出。
附图说明
通过下文参照结合所述附图对本发明的实施例的说明，本发明上述的及其它特征将变得更加明显和将被更好地理解。
图1是一装载机的侧视图；
图2是所述装载机的后方物体探测系统的元件的示意图；
图3是所述后方物体探测系统的监视器的示意图，表示提供所述装载机的操作信息的图像；
图4是与图3类似的示意图，表示一菜单；
图5是与图3类似的示意图，表示由所述后方物体探测系统的摄像机提供的图像；及
图6所述装载机的后端的顶部平面图，表示多个探测区域。
贯穿所述的几个图中相应的引用数字表示相应的部件。尽管所述附图代表本发明的实施例，但是所述附图不必限制范围且某些部件可以被放大以便更好地示意和说明本发明。
具体实施方案
下文公开的所述实施例不是意味穷举或限制本发明至所述下文详细描述所述公开的精确形式。相反，所述实施例被选择和描述以使本领域的技术人员可以利用它们的教导。
图1中所示为用于挖和卸材料的装载机10。装载机10包括：铰链的底盘12；由底盘14支撑的驾驶室14；一对后轮16，所述后轮16也被描述成牵引设备，其推进底盘12和装载机10的其它部件；一对前轮18，其也被描述成牵引设备并也可推进装载机10；发动机20，其提供动力给装载机运行；一变速器(未示出)，其将发动机20的动力传递给所述后轮16；及吊臂组件22，吊臂组件22包括铲斗24、吊臂连杆26和举升油缸28。
尽管详细描述一装载机，此处描述的所述部件也可以提供在其它车辆上，诸如推土机、自动平地机及其它具有各种建筑工具及诸如车轮和履带的牵引设备的建筑车辆。所述车辆也可以是诸如拖拉机、联合收割机或其它农业车辆的农用车。铲斗24被描述成挖和卸材料的建筑工具，所述材料诸如垃圾、沙子、砾石、雪、盐及其它材料。也可以提供诸如刮刀、擒纵叉、戽斗升降机、螺旋推运器、犁、拖车、播种机、玉米摘穗台、剪台及其它工具以移动材料。
如图2所示，装载机10包括物体探测系统30，物体探测系统30探测位于装载机10的一范围内的物体32。物体探测系统30包括控制器34、物体探测器36、摄像机38和监视器40。物体探测器36和摄像机38安装在装载机10的后端42。监视器40设置在驾驶室14内并位于所述操作员看得见的位置。根据指令和逻辑，控制器34控制监视器显示的内容。除了控制监视器40之外，控制器34可以控制装载机10的其它功能部件，诸如发动机20、变速器及装载机10的任何电子元件。除摄像机38以电线直接连接至监视器40之外，物体探测系统30的所述元件通过装载机10的控制器局域网(CAN)网络44通信。
物体探测器36从装载机10的后端42发送一探测信号并接收探测物体32对所述探测信号的反射。根据本发明优选的实施例，物体探测器36是一雷达，其发送一电磁信号并接收探测物体32对所述电磁信号的反射。根据本发明的另一实施例，提供其它的物体探测器，诸如声纳系统、超声系统及其它物体探测器。
物体探测器36通过网络44发送指示物体32离物体探测器36距离的输出至控制器34。控制器34利用该输出作为一至其控制逻辑的输入，以修改物体探测系统30的操作。例如，在装载机10的操作过程中，控制器34可以根据至其控制逻辑的输入在几种模式下操作。
当在图3所示的第一或标准模式时，控制器40控制监视器40以显示装载机10的操作信息。当在该模式时，监视器40可以提供指示选择的装载机10的档位(停车档、倒车档、空档、前进档等等)的模拟排档指示器46、指示装载机10的燃油箱(未示出)内的燃油量的模拟燃油表48、指示发动机20速度或转速的模拟转速表50、指示装载机10的速度的模拟车速表68、或显示装载机10的操作信息的其它指示器，诸如传感器和转换开关读数、变速器模式、发动机温度、油压、电池充电等等。
当在图5所示的第二或摄像机模式时，控制器34控制监视器40以显示由所述摄像机38提供的图像。控制器34的所述优选的逻辑利用操作员优先选择，操作员输入，从装载机10的换档机构52输入，及从物体探测器36输入以从所述标准模式转换至所述摄像机模式。
根据本发明的所述优选的实施例，当控制器34处于所述摄像机模式时，无操作信息被监视器40显示。同样，当控制器34处于所述标准模式时，无摄像机图像被监视器40显示。然而，根据另一实施例，在所述摄像机模式时一些操作信息可以被监视器40显示，在所述标准模式时一些摄像机图像可以被监视器40显示。在该实施例中，所述摄像机模式的重点仍保留在所述摄像机图像上，所述标准模式的重点保留在所述操作信息上。
所述操作员可以在手动、倒退、物体和倒退/物体模式间选择，以确定何时控制器34在所述标准模式和所述摄像机模式间转换。当在所述手动模式时，所述操作员可以手动选择何时在显示所述操作信息的所述标准模式和显示来自摄像机38的图像的所述摄像机模式间转换。当在倒退模式时，控制器34探测何时所述操作员移动换档机构52至倒档并转换至显示来自摄像机38的图像的所述摄像机模式，而不管物体32是否被探测。当装载机10被换档离开倒档时，控制器34转换回到显示所述操作信息的所述标准模式。
当在所述物体模式时，控制器34监视来自物体探测器36的输入。当物体探测器36探测到物体32时，控制器34转换至所述摄像机模式。当物体探测器36不再探测到物体32时，控制器34转换回到所述标准模式。
当在倒退/物体模式时，控制器34探测何时换档机构52被移动至倒档及何时物体探测器36探测到物体32。当两个条件满足时，控制器34转换至所述摄像机模式以使监视器40显示所述来自摄像机38的图像。如果一个条件不满足，则控制器34转换回到所述标准模式，以使监视器40显示所述操作信息。
除了所述标准模式和摄像机模式，控制器34也可以转换至一图4所示的机器设置菜单模式。当控制器34处于所述机器设置菜单模式时，至监视器40的所述信号使它显示一机器设置菜单。当在所述菜单模式时，所述操作员可以选择他们的偏爱，诸如上述的控制器34的所述多种模式。利用一个或多个监视器顶部的按钮，所述操作员选择包括是否停用所述摄像机模式的控制器34的所述模式。在选择了所述模式之后，根据操作员的选择和所述控制器逻辑，控制器34转换回到所述标准模式或摄像机模式。监视器40也可以包括指示物体探测系统30状态的图符54。如果所述操作员停用所述摄像机模式，则图符54(图3)持续出现。如果所述操作员启用所述摄像机模式，则图符54消失，指示所述系统正确运行或者没被安装。如果图符54闪烁，则物体探测器36与控制器34不通信或传递一错误讯息。
除了在物体和倒退/物体模式中使监视器40显示来自摄像机38的图像之外，控制器34还驱使一音响警报器，以便可听见地警告所述操作员物体探测器36已经检测到物体32。物体探测系统30包括产生所述警报信号的扬声器56(图2)。
根据本发明所述优选的实施例，物体探测器36被构形用以探测不同距离或地带范围内的物体。根据物体被探测到的所述地带，扬声器56将提供一不同的警报信号。因此，所述警报信号取决于物体32离装载机10的后端42的所述距离。
根据本发明所述优选的实施例，如图6所示，提供5个地带。当物体32在所述地带的其中一地带内时，扬声器提供一重复方案，该重复方案包括唧唧声或嘟嘟声，或者第一段，继之以无声或第二段。当物体32更靠近时，所述第二、无声段变得更短，因此当物体32更靠近物体探测器35时所述唧唧声变得更快。所述地带包括大约0-20％、20-40％、40-60％、60-80％及80-100％的预订活动范围的5个地带58、60、62、64、66。根据本发明所述优选的实施例，所述预订活动范围是15英尺，因此地带58、60、62、64、66分别是0-3英尺、3-6英尺、6-9英尺、9-12英尺和12-15英尺。因此，所述12-15英尺范围具有最慢的唧唧声速率，而0-3英尺范围具有最快的唧唧声速率，在唧唧声之间有很短的无声。所述活动范围可由操作员通过监视器40或其它方式进行调整。因为所述音响警报器随着物体32变得靠近而改变，所以操作员根据所述音响信号获得物体靠近程度的感觉。
虽然描述了优选的具体实施方式，但应该清楚，只要不背离所附权利要求限定的本发明范围，可以进行多种修改。
Claims (21)
1、一种车辆，包括：
一底盘；
多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；
一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；
一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；
一摄像机，其由所述底盘支撑；
一监视器，其由所述底盘支撑并被构形用以输出由所述摄像机提供的图像；及
一控制器，其被构形用以根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的所述输出。
2、如权利要求1所述的车辆，还包括一警报器，其提供指示一物体被所述物体探测器探测的警报信号给所述车辆的操作员。
3、如权利要求2所述的车辆，其特征在于：所述控制器被构形用以接收来自所述物体探测器的输入，并根据所述被探测物体的被探测距离改变所述警报器的所述警报信号。
4、如权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述控制器被构形用以显示所述车辆的操作参数，并且修改所述监视器的输出导致显示的所述车辆的操作参数的减少。
5、如权利要求1所述的车辆，所述控制器被构形用以在一物体被所述物体探测器探测之后，通过在所述监视器上显示所述摄像机提供的图像修改所述监视器的输出。
6、如权利要求5所述的车辆，其特征在于：所述控制器被构形用以在所述物体在所述车辆的一距离内不再被所述物体探测器探测之后，通过利用所述车辆的操作参数代替所述摄像机提供的图像修改所述监视器的输出。
7、如权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述物体探测器是一雷达。
8、一种车辆，包括：
一底盘；
多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；
一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；
一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；
一监视器，其由所述底盘支撑；及
一控制器，其被构形用以控制所述监视器的输出，所述控制器具有一第一模式，在该模式所述监视器至少显示所述车辆的操作信息，所述控制器被构形用以根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的所述输出。
9、如权利要求8所述的车辆，还包括一摄像机，其中所述控制器具有一第二模式，在该模式所述监视器至少显示来自所述摄像机的输出，所述控制器根据来自所述物体探测器的所述输入在所述第一模式与第二模式间转换。
10、如权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述控制器处于所述第一模式时在所述监视器上用于显示所述操作信息的百分比大于所述控制器处于所述第二模式时在所述监视器上用于显示所述操作信息的百分比。
11、如权利要求9所述的车辆，其特征在于：当所述控制器处于所述第二模式时，所述监视器无所述操作信息。
12、如权利要求10所述的车辆，其特征在于：当所述控制器处于所述第一模式时，所述监视器无来自所述摄像机的输出。
13、如权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述控制器具有一第三模式，在该模式所述监视器显示一菜单。
14、一种车辆，包括：
一底盘；
多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；
一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；
一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；
一警报器，其提供指示一物体被所述物体探测器探测的警报信号给所述车辆的操作员；及
一控制器，其被构形用以接收来自所述物体探测器的输入，并根据所述被探测物体的被探测距离改变所述警报器的所述警报信号。
15、如权利要求14所述的车辆，其特征在于：所述警报信号包括至少一可听成分。
16、如权利要求15所述的车辆，其特征在于：所述可听成分包括至少重复的第一段和第二段，所述各段的长度取决于所述被探测物体的被探测距离。
17、如权利要求16所述的车辆，其特征在于：所述第一段是可听的，而所述第二段是大体不可听的，且当所述物体的被探测距离减小时，所述第二段的长度减小。
18、如权利要求14所述的车辆，还包括一监视器和摄像机，其中所述控制器被构形用以控制一提供给所述监视器的信号，所述监视器包括至少一来自所述摄像机的输出。
19、一种车辆，包括：
一底盘；
多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；
一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；及
用于根据位于所述底盘后面的至少一个物体的探测显示所述至少一个物体的装置。
20、如权利要求19所述的车辆，其特征在于：所述显示装置包括一监视器、一物体探测器、一摄像机及一控制器，所述控制器接收来自所述监视器的输入，且所述控制器被构形用以控制一提供给所述监视器的信号，该信号确定由所述监视器显示的所述图像。
21、一种车辆，包括：
一底盘；
多个牵引设备，其被安置以支撑所述底盘；
一工具，其由所述底盘支撑以移动材料；
一物体探测器，其由所述底盘支撑并被构形用以探测所述车辆周围的物体；
一摄像机，其由所述底盘支撑；
一监视器，其由所述底盘支撑并被构形用以输出由所述摄像机提供的图像；
一音响警报器；及
一控制器，其被构形用以驱使所述音响警报器，并根据来自所述物体探测器的输入修改所述监视器的输出。
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