CN111886555A - 作业车辆的自动行驶装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种作业车辆的自动行驶装置,其在使作业车辆沿着目标行驶路径自动行驶时,能够根据作业车辆在目标行驶路径上的行驶状况,而降低障碍物传感器中的耗电量且有效地进行障碍物的监视。具备:自动行驶控制部(18),其利用卫星定位系统(21)而获取位置信息,并使作业车辆沿着目标行驶路径自动行驶;前方侧障碍物传感器(101);后方侧障碍物传感器(102);障碍物用控制部(107),其基于前方侧障碍物传感器(101)或者后方侧障碍物传感器(102)的检测信息,而进行用于检测障碍物的障碍物检测处理;以及传感器切换控制部(110),其根据作业车辆(1)在目标行驶路径上的行驶状况,而将前方侧障碍物传感器(101)以及后方侧障碍物传感器(102)分别在工作状态与停止状态之间进行切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于使作业车辆自动行驶的自动行驶装置。
背景技术
上述的自动行驶装置用于自动行驶系统,其中该自动行驶系统一边使用卫星定位系统而获取作业车辆的当前位置,一边使作业车辆沿着设定于行驶区域内的目标行驶路径而进行自动行驶(例如,参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的自动行驶装置中,为了对在行驶区域内自动行驶的作业车辆的前方、侧方以及后方的障碍物进行检测,而分别在作业车辆的前表面、侧面以及后表面装配有相机(障碍物传感器)。而且,自动行驶装置利用前表面、侧面以及后表面的各自的相机而始终对作业车辆的周围进行监视,在障碍物处于周围的情况下,进行:使作业车辆处于停止状态的碰撞避免控制等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-217945号公报
发明内容
在专利文献1所记载的自动行驶装置中,用于监视障碍物的多个障碍物传感器始终处于运行状态,所以,存在障碍物传感器中的耗电量较多这一问题。
关于这点,在使作业车辆沿着目标行驶路径而进行自动行驶的情况下,未必始终需要对前方以及后方进行监视。例如,使作业车辆处于停止状态之类的严重状况是:在作业车辆前进时在前方存在有障碍物的场合、或在作业车辆后退时在后方存在有障碍物的情况,未必始终需要对前方和后方同时进行监视。此外,即便在作业车辆进行回旋时,根据回旋形态而所需的监视形态也有所不同。
鉴于该实情,本发明的主要课题在于如下方面,即:提供一种作业车辆的自动行驶装置,其在使作业车辆沿着设定于行驶区域内的目标行驶路径而进行自动行驶时,能够根据作业车辆在目标行驶路径上的行驶状况,而降低障碍物传感器中的耗电量并且有效地进行障碍物的监视。
本发明的第1特征结构在于如下方面,具备:
自动行驶控制部,其利用卫星定位系统而获取位置信息,并使作业车辆沿着设定于行驶区域内的目标行驶路径进行自动行驶;
前方侧障碍物传感器,其配备于所述作业车辆,并用于对所述作业车辆的前方的障碍物进行检测;
后方侧障碍物传感器,其配备于所述作业车辆,并用于对所述作业车辆的后方的障碍物进行检测;
障碍物用控制部,其基于所述前方侧障碍物传感器或者所述后方侧障碍物传感器的检测信息,而进行用于检测障碍物的障碍物检测处理;以及
传感器切换控制部,其根据所述作业车辆在所述目标行驶路径上的行驶状况,而将所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器分别在工作状态与停止状态之间进行切换。
根据本结构,由于具备自动行驶控制部、障碍物传感器以及障碍物用控制部,从而能够根据卫星定位系统获取位置信息,来驱使作业车辆沿着目标行驶路径进行自动行驶,此时,在作业车辆所具备的障碍物传感器的监视区域内存在有障碍物的情况下,对障碍物进行检测,由此能够避免作业车辆与障碍物发生碰撞。
而且,由于具备传感器切换控制部,从而能够例如以使朝向作业车辆的行进方向的一方的障碍物传感器处于工作状态、并使另一方的障碍物传感器处于停止状态等的方式,根据目标行驶路径上的作业车辆的行驶状况,而将前方侧障碍物传感器以及后方侧障碍物传感器分别在工作状态与停止状态之间进行切换。
据此,当使作业车辆沿着设定于行驶区域内的目标行驶路径进行自动行驶时,能够根据作业车辆在目标行驶路径上的行驶状况,而降低障碍物传感器中的耗电量,并且有效地进行障碍物的监视。
本发明的第2特征结构在于如下方面,所述传感器切换控制部能够根据所述作业车辆在所述目标行驶路径上的行驶状况,而在仅使所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器中的任一方处于工作状态的一方工作状态、和使所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器双方都处于工作状态的双方工作状态之间进行切换。
根据本结构,能够根据作业车辆在目标行驶路径上的行驶状况,而利用传感器切换控制部在虽然只能监视前方与后方中的一方但是耗电量较少的一方工作状态、与虽然耗电量较多但是能够监视前方以及后方这双方的双方工作状态之间进行切换,由此能够降低障碍物传感器中的耗电量,并且有效地进行障碍物的监视。
本发明的第3特征结构在于如下方面,所述目标行驶路径具有:多个直行路径、以及将邻接的所述直行路径的端部彼此连接起来的回旋路径,
所述回旋路径能够设定有:仅在所述作业车辆的前进行驶中进行回旋的第1回旋路径、以及使所述作业车辆的前进行驶以及后退行驶相组合而进行回旋的第2回旋路径,
在所述作业车辆在所述直行路径上前进行驶中的情况下、以及在所述作业车辆在所述第1回旋路径上行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:使所述前方侧障碍物传感器处于工作状态的所述一方工作状态,
在所述作业车辆在所述直行路径上后退行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:使所述后方侧障碍物传感器处于工作状态的所述一方工作状态,
在所述作业车辆在所述第2回旋路径上行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:所述双方工作状态。
在此,第1回旋路径是:仅在作业车辆的前进行驶中进行回旋的回旋路径,且是:例如在作为回旋半径而能够确保作业车辆的最小回旋半径以上的情况下等所设定的回旋路径。第2回旋路径是:使作业车辆的前进行驶以及后退行驶相组合而进行回旋的路径,且是:例如在作为回旋半径而无法确保作业车辆的最小回旋半径以上从而作业车辆需要在回旋行驶中折返回去的情况下等所设定的回旋路径。
根据本结构,在作业车辆在直行路径上前进行驶中的情况下、以及在作业车辆在第1回旋路径上行驶中(即,前进行驶中)的情况下,传感器切换控制部成为:使前方侧障碍物传感器处于工作状态的一方工作状态,所以,能够使后方侧障碍物传感器处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用前方侧障碍物传感器而适当地监视行进方向。
另外,在作业车辆在直行路径上后退行驶中的情况下,传感器切换控制部成为:使后方侧障碍物传感器处于工作状态的一方工作状态,所以,能够使前方侧障碍物传感器处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用后方侧障碍物传感器而适当地监视行进方向。
此外,在作业车辆在第2回旋路径上行驶中的情况下,即,在因为回旋行驶中折返回去等而在短时间内一边在前进行驶与后退行驶之间进行切换、一边进行行驶的情况下,传感器切换控制部成为:使前方侧障碍物传感器以及后方侧障碍物传感器这双方都处于工作状态的双方工作状态,所以,不会延迟用于在短时间内在前进行驶和后退行驶之间进行切换的响应,就能够适当地监视作业车辆的行进方向。
据此,能够使前方侧障碍物传感器以及后方侧障碍物传感器分别在将所需限制在最小限度的状况下进行工作,由此能够有效地降低障碍物传感器的耗电量。
附图说明
图1是表示自动行驶系统的简要构成的图。
图2是表示自动行驶系统的简要构成的框图。
图3是表示目标行驶路径的图。
图4是表示在正面观察时的拖拉机的上方侧部位的图。
图5是表示在后面观察时的拖拉机的上方侧部位的图。
图6是表示在侧面观察时的使用位置处的天线单元以及前激光雷达传感器的图。
图7是表示天线单元以及前激光雷达传感器的支承构造的立体图。
图8是表示在侧面观察时的非使用位置处的天线单元以及前激光雷达传感器的图。
图9是表示使用位置以及非使用位置处的侧面观察时的车顶、天线单元、前激光雷达传感器以及后激光雷达传感器的图。
图10是表示后激光雷达传感器的支承构造的立体图。
图11是表示在侧面观察时的前激光雷达传感器以及后激光雷达传感器的测定范围的图。
图12是表示在俯视观察时的前激光雷达传感器、后激光雷达传感器以及声呐的测定范围的图。
图13是表示根据前激光雷达传感器的测定结果而生成的三维图像的图。
图14是表示根据使作业装置位于下降位置的状态下的后激光雷达传感器的测定结果而生成的三维图像的图。
图15是表示根据使作业装置位于上升位置的状态下的后激光雷达传感器的测定结果而生成的三维图像的图。
图16是表示拖拉机的第1行驶例的图(1)。
图17是表示拖拉机的第1行驶例的图(2)。
图18是表示拖拉机的第1行驶例的图(3)。
图19是表示拖拉机的第2行驶例的图。
图20是表示拖拉机的第3行驶例的图(1)。
图21是表示拖拉机的第3行驶例的图(2)。
图22是表示拖拉机的第3行驶例的图(3)。
图23是表示拖拉机的第3行驶例的图(4)。
图24是表示拖拉机的第3行驶例的图(5)。
图25是表示拖拉机的第4行驶例的图。
图26是表示传感器切换控制的动作的流程图。
图27是表示另一实施方式中的拖拉机的行驶例的图。
图28是表示又一实施方式中的拖拉机的行驶例的图。
具体实施方式
基于附图,对将具备本发明所涉及的自动行驶装置的作业车辆应用于自动行驶系统的情况下的实施方式进行说明。
在该自动行驶系统中,如图1所示,作为本发明所涉及的作业车辆而应用了拖拉机1,但是,除拖拉机以外,还能够应用:乘用插秧机、联合收割机、乘用割草机、轮式装载机、除雪车等乘用作业车辆、以及无人割草机等无人作业车辆。
如图1以及图2所示,该自动行驶系统具备:搭载于拖拉机1的自动行驶单元2(相当于自动行驶装置)、以及以能够与自动行驶单元2进行通信的方式进行通信设定的便携式通信终端3。便携式通信终端3能够采用:具有可触摸操作的显示部51(例如、液晶面板)等的平板型个人计算机或智能手机等。
拖拉机1具备行驶机体7,其中该行驶机体7具有:作为能够驱动的转向轮而发挥功能的左右前轮5、以及具有能够驱动的左右后轮6。在行驶机体7的前方侧配置有发动机盖8,在发动机盖8内配备有:具备共轨系统的电子控制式柴油发动机(以下,称为发动机)9。在比行驶机体7的发动机盖8更靠后方侧的位置配备有:形成搭乘式驾驶部的驾驶室10。
通过在行驶机体7的后部借助3点连杆机构11而以能够升降且能够翻滚的方式连结有作为作业装置12的一个例子的旋耕装置,能够将拖拉机1构成为旋耕方式。在拖拉机1的后部,代替旋耕装置,而能够连结有:犁地机、播种装置、撒布装置等作业装置12。
如图2所示,拖拉机1具备:对来自发动机9的动力进行变速的电子控制式变速装置13、对左右前轮5进行转向的全液压式动力转向机构14、对左右后轮6进行制动的左右侧制动器(未图示)、能够对左右侧制动器进行液压操作的电子控制式制动操作机构15、对朝向旋耕装置等作业装置12的动力传递进行接通断开的作业离合器(未图示)、能够对作业离合器进行液压操作的电子控制式离合器操作机构16、对旋耕装置等作业装置12进行升降驱动的电子液压控制式升降驱动机构17、具有与拖拉机1的自动行驶等相关的各种控制程序等的车载电子控制单元18、对拖拉机1的车速进行检测的车速传感器19、对前轮5的转向角进行检测的转向角传感器20、以及对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测定的定位单元21等。
此外,发动机9可以采用:具备电子调速器的电子控制式汽油发动机。变速装置13能够采用:液压机械式无级变速装置(HMT)、静液压式无级变速装置(HST)或者带式无级变速装置等。动力转向机构14可以采用:具备电动马达的电动式动力转向机构14等。
如图4以及图5所示,驾驶室10构成为箱状,并具备:形成驾驶室10的骨架的驾驶室框架31、对前方侧进行覆盖的前玻璃32、对后方侧进行覆盖的后玻璃33、能够绕沿着上下方向的轴心而摆动地进行开闭的左右一对车门34(参照图1)、以及顶板侧的车顶35。驾驶室框架31具备:配置于前端部的左右一对前侧支柱36、以及配置于后端部的左右一对后侧支柱37。在俯视观察时,在前方侧的左右两侧的角部配置有前侧支柱36,在后方侧的左右两侧的角部配置有后侧支柱37。驾驶室框架31借助弹性体等防振部件而被支承在行驶机体7上,驾驶室10被配备成:实施了用于防止来自行驶机体7等的振动被传递给驾驶室10的防振措施的状态。
如图1所示,在驾驶室10的内部配备有:能够借助动力转向机构14(参照图2)而对左右前轮5进行手动转向的转向方向盘38、搭乘者用的驾驶席39、触摸面板式的显示部、以及各种操作件等。在驾驶室10的前方侧部位的两横向侧部配备有:作为针对驾驶室10(驾驶席39)的乘降部的乘降踏板41。
如图2所示,车载电子控制单元18具有:对变速装置13的工作进行控制的变速控制部181、对左右侧制动器的工作进行控制的制动控制部182、对旋耕装置等作业装置12的工作进行控制的作业装置控制部183、在进行自动行驶时对左右前轮5的目标转向角进行设定并将其输出到动力转向机构14的转向角设定部184、以及对预先设定的自动行驶用的目标行驶路径P(例如,参照图3)等进行存储的非易失性车载存储部185等。
如图2所示,定位单元21具备:利用作为卫星定位系统(NSS:NaviGationSatellite System)的一个例子的GPS(Global Positioning System)而对拖拉机1的当前位置与当前方位进行测定的卫星导航装置22、以及具有3轴陀螺仪以及3方向加速度传感器等并对拖拉机1的姿势或方位等进行测定的惯性测量装置(IMU:Inertial MeasurementUnit)23等。利用GPS的定位方法存在有:DGPS(Differential GPS:相对定位方式)或RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS:干扰定位方式)等。在本实施方式中,采用适合于移动体的定位的RTK-GPS。因而,如图1以及图2所示,在田地周边的已知位置设置有:能够利用RTK-GPS而进行定位的基站4。
如图2所示,拖拉机1与基站4分别具备:对从GPS卫星71(参照图1)发送来的电波进行接收的GPS天线24、61、以及能够在拖拉机1与基站4之间进行包含定位数据在内的各种数据的无线通信的通信模块25、62等。据此,卫星导航装置22能够基于拖拉机侧的GPS天线24对来自GPS卫星71的电波进行接收而获得的定位数据、与基站侧的GPS天线61对来自GPS卫星71的电波进行接收而获得的定位数据,而以较高的精度对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测定。另外,定位单元21通过具备卫星导航装置22与惯性计测装置23,而能够以高精度对拖拉机1的当前位置、当前方位、姿势角(偏航角、翻滚角、俯仰角)进行测定。
如图1所示,拖拉机1所具备的GPS天线24、通信模块25以及惯性计测装置23被收纳于天线单元80。天线单元80配置于:驾驶室10的前表面侧的上部位置。
如图2所示,便携式通信终端3具备终端电子控制单元52以及通信模块55等,其中该终端电子控制单元52具有:对显示部51等的工作进行控制的各种控制程序等,该通信模块55等能够在与拖拉机侧的通信模块25之间进行:包含定位数据在内的各种数据的无线通信。终端电子控制单元52具有:生成用于使拖拉机1进行自动行驶的行驶引导用的目标行驶路径P(例如,参照图3)的行驶路径生成部53、以及对用户所输入的各种输入数据或者行驶路径生成部53所生成的目标行驶路径P等进行存储的非易失性终端存储部54等。
当行驶路径生成部53生成目标行驶路径P时,根据在便携式通信终端3的显示部51上显示的目标行驶路径设定用的输入引导,而驾驶者或管理者等用户等输入作业车辆或作业装置12的种类或机种等车身数据,并且所输入的车身数据被存储于终端存储部54。将成为目标行驶路径P的生成对象的行驶区域S(参照图3)作为田地,便携式通信终端3的终端电子控制单元52获取包含田地的形状或位置在内的田地数据,并将其存储于终端存储部54。
对田地数据的获取进行说明,通过用户等进行驾驶来驱使拖拉机1实际上行驶,而终端电子控制单元52能够根据由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置等,而获取用于确定田地的形状或位置等的位置信息。终端电子控制单元52根据所获取的位置信息,来确定田地的形状以及位置,并获取:根据所确定的田地的形状以及位置而确定的包含行驶区域S在内的田地数据。在图3中,示出了对矩形状的行驶区域S进行确定的例子。
当包含所确定的田地的形状或位置等在内的田地数据被存储于终端存储部54时,行驶路径生成部53使用被存储于终端存储部54的田地数据或车身数据,来生成目标行驶路径P。
如图3所示,行驶路径生成部53在行驶区域S内划分设定成:中央区域R1与外周区域R2。中央区域R1设定于:行驶区域S的中央部,并且是:先使拖拉机1沿着往复方向而进行自动行驶,并进行规定的作业(例如,耕耘等作业)的往复作业区域。外周区域R2设定于:中央区域R1的周围,并且是:使拖拉机1接续于中央区域R1而沿着环绕方向进行自动行驶,并进行规定的作业的环绕作业区域。行驶路径生成部53例如根据车身数据中包含的回旋半径或拖拉机1的前后宽度以及左右宽度等,而求出为了使拖拉机1在田地的田埂处回旋行驶而所需的回旋行驶用的空间等。行驶路径生成部53在行驶区域S内划分出中央区域R1与外周区域R2,以便能够在中央区域R1的外周确保所求出的空间等。
如图3所示,行驶路径生成部53使用车身数据或田地数据等,而生成目标行驶路径P。例如,目标行驶路径P具有:在中央区域R1具有相同的直行距离并以隔开与作业宽度相对应的固定距离的方式被平行地配置设定的多个作业路径P1、将邻接的作业路径P1的始端与终端连结起来的连结路径P2、以及环绕在外周区域R2的环绕路径P3(图中用虚线表示)。多个作业路径P1是:用于一边使拖拉机1直行行驶一边进行规定的作业的路径。连结路径P2是:不进行规定的作业,而是用于使拖拉机1的行驶方向转换180度的U形回旋路径,并将作业路径P1的终端与邻接的下一个作业路径P1的始端连结起来。环绕路径P3是:用于一边使拖拉机1在外周区域R2环绕行驶一边进行规定的作业的路径。环绕路径P3是在与行驶区域S的四个角对应的位置处,供拖拉机1在前进行驶与后退行驶之间进行切换,从而使拖拉机1的行驶方向转换90度。顺便说明的是,图3所示的目标行驶路径P只不过是一个例子,设定什么样的目标行驶路径是能够适当变更的。
由行驶路径生成部53生成的目标行驶路径P能够显示在显示部51上,并作为与车身数据以及田地数据等建立起了关联的路径数据而存储于终端存储部54。路径数据包含:目标行驶路径P的方位角,拖拉机1在目标行驶路径P上的的行驶形态(前进、后退、直行、回旋)、根据目标行驶路径P的方位角或拖拉机1的行驶形态等而设定的设定发动机旋转速度或目标行驶速度等等。
这样,当行驶路径生成部53生成目标行驶路径P时,终端电子控制单元52就会将路径数据从便携式通信终端3传送到拖拉机1,从而拖拉机1的车载电子控制单元18能够到获取路径数据。车载电子控制单元18能够基于所获取的路径数据,而一边利用定位单元21获取自身的当前位置(拖拉机1的当前位置),一边使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶。关于由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置,被实时(例如,几秒周期)地从拖拉机1发送到便携式通信终端3,从而能够利用便携式通信终端3掌握拖拉机1的当前位置。
关于路径数据的传送,在拖拉机1开始进行自动行驶之前的阶段,能够将路径数据整体从终端电子控制单元52一下子传送到车载电子控制单元18。另外,例如,也能够将包含目标行驶路径P的路径数据分割为:以数据量较少的规定距离为单位的多个路径部分。在该情况下,在拖拉机1开始进行自动行驶之前的阶段,仅仅将路径数据的初始路径部分从终端电子控制单元52传送到车载电子控制单元18。在开始自动行驶之后,可以每当拖拉机1到达根据数据量等而设定的路径获取地点,就可以将仅仅处于与该地点对应的以后的路径部分中的路径数据从终端电子控制单元52传送到车载电子控制单元18。
在使拖拉机1开始进行自动行驶的情况下,例如,用户等使拖拉机1移动至开始地点,一旦满足各种自动行驶开始条件,用户就利用便携式通信终端3对显示部51进行操作而指示开始进行自动行驶,从而便携式通信终端3将自动行驶的开始指示发送至拖拉机1。据此,在拖拉机1中,车载电子控制单元18通过接收到自动行驶的开始指示,而进行如下自动行驶控制,即:一边利用定位单元21获取自身的当前位置(拖拉机1的当前位置),一边使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶。车载电子控制单元18构成为自动行驶控制部,其中该自动行驶控制部进行如下自动行驶控制,即:基于由定位单元21(相当于卫星定位系统)获取到的拖拉机1的定位信息,而使拖拉机1沿着行驶区域S内的目标行驶路径P进行自动行驶。
自动行驶控制包含:对变速装置13的工作进行自动控制的自动变速控制、对制动操作机构15的工作进行自动控制的自动制动控制、对左右前轮5进行自动转向的自动转向控制、以及对旋耕装置等作业装置12的工作进行自动控制的作业用自动控制等。
在自动变速控制中,变速控制部181基于包含目标行驶速度在内的目标行驶路径P的路径数据、定位单元21的输出以及车速传感器19的输出,而对变速装置13的工作进行自动控制,以便能够获得根据拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶形态等而设定的目标行驶速度,来作为拖拉机1的车速。
在自动制动控制中,制动控制部182基于目标行驶路径P与定位单元21的输出,而对制动操作机构15的工作进行自动控制,以便左右侧制动器在目标行驶路径P的路径数据所包含的制动区域中能够对左右后轮6适当地进行制动。
在自动转向控制中,转向角设定部184基于目标行驶路径P的路径数据与定位单元21的输出,而求取并设定左右前轮5的目标转向角,并将所设定的目标转向角输出到动力转向机构14,以便使拖拉机1在目标行驶路径P上进行自动行驶。动力转向机构14基于目标转向角与转向角传感器20的输出,而使左右前轮5进行自动转向,以便能够获得目标转向角来作为左右前轮5的转向角。
在作业用自动控制中,作业装置控制部183基于目标行驶路径P的路径数据与定位单元21的输出,而对离合器操作机构16以及升降驱动机构17的工作进行自动控制,以便伴随着拖拉机1到达作业路径P1(例如,参照图3)的始端等作业开始地点,而开始利用作业装置12进行规定的作业(例如耕耘作业),并且,随着拖拉机1到达作业路径P1(例如,参照图3)的终端等作业结束地点,而停止利用作业装置12进行规定的作业。
这样,在拖拉机1中,通过变速装置13、动力转向机构14、制动操作机构15、离合器操作机构16、升降驱动机构17、车载电子控制单元18、车速传感器19、转向角传感器20、定位单元21以及通信模块25等,而构成自动行驶单元2。
在该实施方式中,不仅能够不使用户等搭乘于驾驶室10就会使拖拉机1进行自动行驶,而且也能够在使用户等搭乘于驾驶室10的状态下使拖拉机1进行自动行驶。据此,不仅能够不使用户等搭乘于驾驶室10,而仅仅通过利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制,就能够使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶,而且在使用户等搭乘于驾驶室10的情况下,也能够通过利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制,而使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶。
在使用户等搭乘于驾驶室10的情况下,能够在利用车载电子控制单元18而使拖拉机1进行自动行驶的自动行驶状态、与基于用户等的驾驶而使拖拉机1行驶的手动行驶状态之间进行切换。据此,在以自动行驶状态在目标行驶路径P上自动行驶的中途,能够从自动行驶状态切换为手动行驶状态,相反,在以手动行驶状态进行行驶的中途,能够从手动行驶状态切换为自动行驶状态。关于手动行驶状态与自动行驶状态之间的切换,例如,能够在驾驶席39的附近配备有:用于在自动行驶状态与手动行驶状态之间进行切换的切换操作部,并且也能够使该切换操作部显示在便携式通信终端3的显示部51上。另外,在利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制的过程中,一旦用户对转向方向盘38进行操作,就能够从自动行驶状态切换为手动行驶状态。
如图1以及图2所示,在拖拉机1配备有障碍物检测系统100,其中该障碍物检测系统100用于对拖拉机1(行驶机体7)的周围的障碍物进行检测,由此避免与障碍物发生碰撞。障碍物检测系统100具备:能够使用激光以三维的方式而对到测定对象物为止的距离进行测定(能够检测)的多个激光雷达传感器(相当于障碍物传感器)101、102、具有能够使用超声波而对到测定对象物为止的距离进行测定(能够检测)的多个声呐的声呐单元103、104、以及障碍物用控制部107。在此,利用激光雷达传感器101、102以及声呐单元103、104而测定的测定对象物是:物体或人等。
障碍物用控制部107构成为:基于激光雷达传感器101、102以及声呐单元103、104的测定信息(检测信息),而进行用于将规定距离内的物体或人等测定对象物检测为障碍物的障碍物检测处理,在该障碍物检测处理中,一旦检测到障碍物,就进行碰撞避免控制。障碍物用控制部107基于激光雷达传感器101、102以及声呐单元103、104的测定信息,而实时地重复进行障碍物检测处理,来对物体或人等障碍物进行适当地检测,由此进行用于避免与障碍物发生碰撞的碰撞避免控制。
障碍物用控制部107配备于车载电子控制单元18。车载电子控制单元18以能够经由CAN(Controller Area Network)而进行通信的方式,被连接于共轨系统中包含的发动机用电子控制单元、激光雷达传感器101、102以及声呐单元103、104等。
激光雷达传感器101、102根据激光(例如,脉冲状的近红外激光)碰撞到测定对象物而反弹回来为止的往复时间,而对到测定对象物为止的距离进行测定(Time OfFlight)。激光雷达传感器101、102使激光沿着上下方向以及左右方向而高速地进行扫描,依次对到各扫描角处的测定对象物为止的距离进行测定,从而能够以三维的方式对到测定对象物为止的距离进行测定。激光雷达传感器101、102实时地对到测定范围内的测定对象物为止的距离进行反复测定。激光雷达传感器101、102构成为:能够根据测定结果而生成三维图像,并将其输出到外部。根据激光雷达传感器101、102的测定结果而生成的三维图像能够显示于拖拉机1的显示部或便携式通信终端3的显示部51等显示装置,以便使用户等能够视觉确认障碍物的有无。顺便说明的是,在三维图像中,例如,能够使用颜色等而表示在远近方向上的距离。
如图11以及图12所示,作为激光雷达传感器101、102而具备前激光雷达传感器101(相当于前方侧障碍物传感器)与后激光雷达传感器102(相当于后方侧障碍物传感器),其中,当将拖拉机1(行驶机体7)的前方侧作为测定范围(检测范围)C时,使用该前激光雷达传感器101而对拖拉机1的前方侧的障碍物进行检测,当将拖拉机1(行驶机体7)的后方侧作为测定范围(检测范围)D时,使用该后激光雷达传感器102而对拖拉机1的后方侧的障碍物进行检测。
以下,虽然对前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102进行说明,但是,按照前激光雷达传感器101的支承构造、后激光雷达传感器102的支承构造、前激光雷达传感器101的测定范围C、后激光雷达传感器102的测定范围D的顺序进行说明。
对前激光雷达传感器101的支承构造进行说明。
如图1以及图7所示,前激光雷达传感器101安装于:在驾驶室10的前表面侧的上部位置配置的天线单元80的底部,所以,首先,对天线单元80的支承构造进行说明,接下来,对前激光雷达传感器101朝向天线单元80的底部的安装构造进行说明。
如图4、如图6以及图7所示,天线单元80安装于:在行驶机体7的左右方向上遍及驾驶室10的全长而呈管状的天线单元支承柱81。天线单元80在行驶机体7的左右方向上配置于:与驾驶室10的中央部相对应的位置。天线单元支承柱81以遍及到位于驾驶室10的左右斜前方侧的左右镜安装部45的状态而被固定连结起来。镜安装部45具备:固定于前侧支柱36的镜安装用基材46、固定于镜安装用基材46的镜安装用托架47、以及通过设置于镜安装用托架47的铰接部49而回转自如的镜安装用臂48。如图7所示,天线单元支承柱81形成为:其左右两端侧部位朝下方侧弯曲而得到的桥状。天线单元支承柱81的左右两端部借助第1安装板201而固定连结于镜安装用托架47的上端侧部位。如图6以及图7所示,在镜安装用托架47的上端侧部位形成有:水平面状的安装面,在第1安装板201的下端侧部位也形成有:水平面状的安装面。通过在使两安装面上下重合的状态下利用螺栓螺母等连结件50进行紧固,而将天线单元支承柱81以沿着水平方向的姿势而被固定连结。天线单元80借助天线单元支承柱81以及镜安装部45而支承于构成驾驶室框架31的前侧支柱36,所以能够防止振动朝向天线单元80的传递等,并且,能够牢固地支承天线单元80。
关于天线单元80相对于天线单元支承柱81的安装构造,如图6以及图7所示,利用螺栓螺母等连结件50而将固定于天线单元80侧的第2安装板202与固定于天线单元支承柱81侧的第3安装板203进行紧固,从而将天线单元80安装于天线单元支承柱81。
如图7所示,以在行驶机体7的左右方向上隔开规定间隔的方式,具有左右一对第2安装板202。第2安装板202由弯曲成L字状的板状体构成,并具有:从沿着左右方向延伸的单元侧安装部202a的外侧端部朝下方侧延伸的柱侧安装部202b。第2安装板202利用连结件50等而将单元侧安装部202a固定连结于天线单元80的底部,并将柱侧安装部202b以朝下方侧延伸的姿势来进行安装。虽然省略图示,但是,在第2安装板202的柱侧安装部202b形成有:前后一对利用连结件等进行连结用的圆孔。
如图6以及图7所示,第3安装板203由L字状的板状体构成,且其前方侧部位与后方侧部位相比更向下方侧位置延伸。与第2安装板202相同地,以在行驶机体7的左右方向上隔开规定间隔的方式,具备左右一对第3安装板203。第3安装板203通过焊接等而将后方侧部位的下端缘固定连结于天线单元支承柱81的上部,并将前方侧部以位于天线单元支承柱81的前方侧的姿势来进行安装。在第3安装板203形成有:从前方侧部位到后方侧部位沿着行驶机体7的前后方向延伸的长条的长孔203a,在前方侧部位的下方侧形成有连结用的圆孔203b。
如图6以及图7所示,在将天线单元80安装于天线单元支承柱81的情况下,使天线单元80配置于天线单元支承柱81的上方侧位置,且位于通信模块25的天线朝向上方侧延伸的使用位置。以使第2安装板202的柱侧安装部202b中的前后圆孔与第3安装板203的长孔203a中的前方侧端部与后方侧端部对齐的方式,在使第2安装板202位于比第3安装板203更靠内方侧的位置的状态下,使第2安装板202与第3安装板203相重合。通过使连结件50插通于第2安装板202的前后的圆孔与第3安装板203的长孔203a来进行紧固,而能够将天线单元80在使用位置处安装于天线单元支承柱81。此时,与长孔203a中的前方侧端部和后方侧端部相对应的场所被设定于:由连结件50进行连结的场所,左右一对第2安装板202以及第3安装板203的各自的前方侧部位和后方侧部位共合计4个场所是:由连结件50进行连结的场所。
天线单元80构成为:不仅如图6所示那样在使用位置安装自如,即便如图8所示那样在使天线单元80位于天线单元支承柱81的前方侧而通信模块25的天线朝向前方侧延伸的非使用位置处,也能够相对于天线单元支承柱81安装自如。
如图8所示,在将天线单元80在非使用位置处安装于天线单元支承柱81的情况下,使天线单元80位于非使用位置,以第2安装板202的柱侧安装部202b中的前后的圆孔与第3安装板203的圆孔203b和长孔203a的前方侧端部对齐的方式,在使第2安装板202位于比第3安装板203更靠内方侧的位置的状态下,使第2安装板202与第3安装板203相重合。通过使连结件50插通于第2安装板202的柱侧安装部202b中的前侧的圆孔与第3安装板203的圆孔203b,并且使连结件50插通于第2安装板202的柱侧安装部202b中的后侧的圆孔与长孔203a的前方侧端部来进行紧固,而能够将天线单元80在非使用位置处安装于天线单元支承柱81。
例如,在将天线单元80从使用位置(参照图6)变更为非使用位置(参照图8)的情况下,如图6所示,将位于第3安装板203的长孔203a的前方侧端部的连结件50拆取下,并将位于第3安装板203的长孔203a的后方侧端部位置的连结件50松动,维持着将该连结件50插通于长孔203a的状态。将连结件50沿着长孔203a从后方侧端部到前方侧端部而朝向前方侧进行移动操作,并使天线单元80以连结件50为枢轴而朝向前方下方侧下垂,从而如图8所示那样使天线单元80的位置变更为非使用位置。据此,能够使连结件50插通于第2安装板202的前侧的圆孔和第3安装板203的圆孔203b,并且使连结件50插通于第2安装板202的后侧的圆孔和长孔203a的前方侧端部来进行紧固,由此能够使天线单元80的位置从使用位置变更为非使用位置。
在将天线单元80安装到了使用位置的状态下,如图9(a)所示,与在车顶35的最高部位35a通过的最高位线Z相比,天线单元80的一部分更向上方侧位置突出,能够使通信模块25的天线配置于更靠上方侧位置,由此能够适当地进行通信模块25的无线通信。与此相对,在将天线单元80安装到了非使用位置的状态下,如图9(b)所示,使天线单元80的上端部配置于:与最高位线Z相同的高度位置、或者比最高位线Z更低的位置。据此,当输送拖拉机1时、或将拖拉机1收纳于仓库等收纳场所时,天线单元80不会朝向比最高位线Z更靠上方侧的位置突出,由此能够防止:天线单元80造成妨碍、或产生由于和障碍物等接触而引起的天线单元80的破损等。
如图7所示,前激光雷达传感器101相对于天线单元80的安装构造是借助第4安装板204以及第5安装板205并利用螺栓螺母等连结件50来进行紧固,从而前激光雷达传感器101被安装于天线单元80的底部。第4安装板204具有:沿着左右方向延伸的安装面部204a,并形成为:安装面部204a的两端部朝下方侧延伸设置的桥状。第5安装板205具有:在左右方向上对置的左右一对安装面部205a,并形成为:安装面部205a的上端部彼此连结起来的桥状。第4安装板204的安装面部204a利用连结件50而固定连结于天线单元80的底部。第4安装板204的前方侧部位与第5安装板205的后方侧部位利用连结件50而固定连结起来。第5安装板205的左右一对安装面部205a利用连结件50而固定连结于:前激光雷达传感器101的两横侧部。前激光雷达传感器101以在左右方向上被第5安装板205的左右安装面部205a夹入的状态而被安装。
如图7所示,前激光雷达传感器101构成为:借助第4安装板204以及第5安装板205而相对于天线单元80拆装自如。也能够随后安装前激光雷达传感器101,也能够仅拆取下前激光雷达传感器101。另外,天线单元80也构成为:借助天线单元支承柱81而相对于镜安装部45拆装自如,所以,前激光雷达传感器101能够以前激光雷达传感器101单体的方式相对于行驶机体7进行拆装,并且,也能够与天线单元80一起相对于行驶机体7进行拆装。前激光雷达传感器101是将用于支承天线单元80的天线单元支承柱81等用作共通的支承柱,并且与天线单元80相同地,能够防止振动朝向前激光雷达传感器101的传递等,并且牢固地被支承。
前激光雷达传感器101一体地配备于天线单元80,所以,通过将天线单元80的位置在使用位置与非使用位置之间进行变更,而前激光雷达传感器101也被构成为:能够自如地在如图6所示那样朝向行驶机体7的前方侧而用于对行驶机体7的前方侧的障碍物进行检测的使用位置、与如图8所示那样朝向下方侧而不用于对障碍物进行检测的非使用位置之间进行位置变更。
当前激光雷达传感器101位于使用位置时,如图6以及图9(a)所示,前激光雷达传感器101在上下方向上配置于:比作为针对驾驶室10(驾驶席39)的乘降部的乘降踏板41(参照图1)更高的位置、且是与车顶35相对应的位置。前激光雷达传感器101以越是靠向前方侧部位越是位于下方侧位置的前低后高姿势而被安装。前激光雷达传感器101配备为:以从斜上方侧向下观察行驶机体7的前方侧的状态进行测定。天线单元支承柱81在行驶机体7的前后方向上配置于:与车顶35的前端部位35b相重叠的位置,并且在上下方向上配置于:车顶35的前端部位35b的附近位置,所以,前激光雷达传感器101利用天线单元80的下方侧空间,相对于车顶35的前端部位35b而配置于前方斜上方侧的附近位置。据此,如图11所示,从就坐于驾驶席39的搭乘者T的视线来看,前激光雷达传感器101的至少一部分与车顶35的前端部位35b相重叠。前激光雷达传感器101的配置位置为:利用车顶35的前端部位35b而将前激光雷达传感器101的至少一部分遮挡起来的位置。前激光雷达传感器101的一部分存在于:从就坐于驾驶席39的搭乘者T的前方侧的可视觉确认范围B1离开的位置,由此能够抑制:就坐于驾驶席39的搭乘者T的视野被前激光雷达传感器101遮挡起来。
如图8以及图9(b)所示,当前激光雷达传感器101位于非使用位置时,与天线单元80相同地,使前激光雷达传感器101的上端部配置于:比最高位线Z(参照图9(b))更低的位置。据此,当输送拖拉机1时、或将拖拉机1收纳于仓库等收纳场所时,不仅防止天线单元80,还防止前激光雷达传感器101朝比最高位线Z更靠上方侧的位置突出。
关于前激光雷达传感器101的配置位置,在行驶机体7的左右方向上配置于:天线单元80的左右方向的中央部。天线单元80在行驶机体7的左右方向配置于:与驾驶室10的中央部相对应的位置,所以,前激光雷达传感器101在行驶机体7的左右方向上也配置于:与驾驶室10的中央部相对应的位置。
如图6以及图7所示,在第5安装板205上,除了前激光雷达传感器101以外,还利用连结件等而安装有:将行驶机体7的前方侧作为拍摄范围的前相机108。前相机108配置于:前激光雷达传感器101的上方侧位置。前相机108与前激光雷达传感器101相同地,以越是靠向前方侧部位越是位于下方侧位置的前低后高姿势而被安装。前相机108配备为:以从斜上方侧向下观察行驶机体7的前方侧的状态进行拍摄。构成为:能够将由前相机108拍摄到的拍摄图像输出到外部。使前相机108的拍摄图像显示于:拖拉机1的显示部或便携式通信终端3的显示部51等显示装置,由此能够使用户等视觉确认拖拉机1的周围的状况。
接下来,对后激光雷达传感器102的支承构造进行说明。
如图5以及图10所示,后激光雷达传感器102在行驶机体7的左右方向上安装于:遍及驾驶室10的全长而呈管状的传感器支承柱301。后激光雷达传感器102在行驶机体7的左右方向上配置于:与驾驶室10的中央部相对应的位置。
如图5以及图10所示,传感器支承柱301以遍及到位于驾驶室10的左右两端部的左右后侧支柱37的状态而被固定连结起来。传感器支承柱301形成为:其左右两端侧部位朝向斜前方侧弯曲且在俯视观察时呈桥状。传感器支承柱301的左右两端部借助第6安装板206而固定连结于:在左右后侧支柱37的上端侧部位配备的安装部件。在传感器支承柱301的左右两端部通过焊接等而固定连结有第6安装板206。利用连结件50将第6安装板206与在后侧支柱37的上端侧部位配备的安装部件进行紧固,由此传感器支承柱301以沿着水平方向延伸的姿势而被固定连结起来。
后激光雷达传感器102相对于传感器支承柱30的安装构造如图10所示那样,将后激光雷达传感器102借助第7安装板207以及第8安装板208而安装于传感器支承柱301。第7安装板207具有:在左右方向上对置的左右一对侧壁面部207a,并形成为:侧壁面部207a的上端部被彼此连结起来的桥状。第8安装板208具有:在左右方向上对置的左右一对安装面部208a,并形成为:安装面部208a的上端部被彼此连结起来的桥状。第7安装板207的侧壁面部207a中的下端缘通过焊接等而固定连结于传感器支承柱301。第7安装板207的后方侧部位与第8安装板208的前方侧部位利用连结件50而固定连结起来。第8安装板208的左右一对安装面部208a利用连结件50而固定连结于后激光雷达传感器102的两横向侧部。后激光雷达传感器102以在左右方向上被第8安装板208的左右安装面部208a夹入的状态而被安装。在第7安装板207的前方侧部位通过连结件而固定连结有加强板302。加强板302的前方侧部位利用连结件50而固定连结于车顶35的上表面部。加强板302以具有将左右方向的两侧端部朝向上方侧折曲而得到的立起壁的U字状,沿着前后方向延伸,并以遍及车顶35与第7安装板207以及传感器支承柱301的状态而被配备。
如图9(b)以及图10所示,后激光雷达传感器102在上下方向上配置于:比乘降踏板41(参照图1)更高的位置、且是与车顶35相对应的位置。后激光雷达传感器102以越是靠向后方侧部位越是位于下方侧位置的前高后低姿势,被安装于传感器支承柱301。后激光雷达传感器102配备为:以从斜上方侧向下观察行驶机体7的后方侧的状态进行测定。传感器支承柱301在行驶机体7的前后方向上配置于:车顶35的后端部位35c的附近位置,并且在上下方向上配置于:和车顶35的后端部位35c相重叠的位置,所以,后激光雷达传感器102配置于:和车顶35的后端部位35c大致相同的高度的位置、或者比车顶35的后端部位35c更靠后方斜上方侧的附近位置。据此,如图11所示,从就坐于驾驶席39的搭乘者T的视线来看,后激光雷达传感器102的至少一部分与车顶35的后端部位35c相重叠。后激光雷达传感器102的配置位置是:利用车顶35的后端部位35c将后激光雷达传感器102的至少一部分遮挡起来的位置。后激光雷达传感器102的一部分存在于:从就坐于驾驶席39的搭乘者T的后方侧的可视觉确认范围B2离开的位置,由此能够抑制:就坐于驾驶席39的搭乘者T的视野被后激光雷达传感器102遮挡起来。
如图10所示,后激光雷达传感器102构成为:借助传感器支承柱301、第7安装板207以及第8安装板208而相对于后侧支柱37拆装自如。也能够随后安装后激光雷达传感器102,也能够将后激光雷达传感器102取下。后激光雷达传感器102借助传感器支承柱301而支承于构成驾驶室框架31的后侧支柱37,所以,能够防止振动朝向后激光雷达传感器102的传递等,并且牢固地被支承。
如图10所示,在第8安装板208上,除了后激光雷达传感器102,还利用连结件等而安装有:将行驶机体7的后方侧作为拍摄范围的后相机109。后相机109配置于:后激光雷达传感器102的上方侧位置。后相机109与后激光雷达传感器102相同地,以越是靠向后方侧部位越是位于下方侧的前高后低姿势被安装。后相机109配备为:以从斜上方侧向下观察行驶机体7的后方侧的状态进行拍摄。构成为:能够将由后相机109拍摄到的拍摄图像输出到外部。后相机109的拍摄图像被显示于:拖拉机1的显示部或便携式通信终端3的显示部51等显示装置,由此能够使用户等视觉确认拖拉机1的周围的状况。
对前激光雷达传感器101的测定范围C进行说明。
前激光雷达传感器101如图12所示那样在左右方向上具有左右测定范围C1,并且,如图11所示那样在上下方向上具有上下测定范围C2。据此,前激光雷达传感器101在到从自身离开了第1设定距离X1(参照图12)的位置为止的范围内,设定:左右测定范围C1与上下测定范围C2所包含的上下、左右以及前后的四棱锥形状的测定范围C。
如图12所示,前激光雷达传感器101的左右测定范围C1是:在行驶机体7的左右方向上以行驶机体7的左右中心线为对称轴的左右对称的范围。左右测定范围C1设定为:从前激光雷达传感器101延伸的第1边界线E1和第2边界线E2之间的第1设定角度α1的范围。左右测定范围C1设定为:在行驶机体7的横宽方向上比拖拉机1的横宽以及作业装置12的横宽更大的范围。左右测定范围C1是什么样大小的范围,是能够适当变更的。
如图11所示,前激光雷达传感器101的上下测定范围C2设定为:从前激光雷达传感器101延伸的第3边界线E3和第4边界线E4之间的第2设定角度α2的范围。第3边界线E3设定为:从前激光雷达传感器101朝向前方侧沿着水平方向延伸的水平线,第4边界线E4设定为:比从前激光雷达传感器101朝向前轮5的前上部的第1切线G1更靠下方侧的位置的直线。上下测定范围C2设定为:第3边界线E3和第4边界线E4之间的第1中心线F1位于比发动机盖8更靠上方侧的位置,由此能够在发动机盖8的上方侧确保有足够大小的测定范围。通过将第4边界线E4设定于比第1切线G1更靠下方侧的位置,从而即便物体或人等测定对象物存在于行驶机体7的前方侧端部(发动机盖8的前方侧端部)的附近位置等,也能够对该测定对象物进行测定。
如图11所示,由于动机盖8的一部分以及前轮5的一部分进入到前激光雷达传感器101的上下测定范围C2,所以,当障碍物用控制部107基于前激光雷达传感器101的测定信息而进行障碍物检测处理时,有可能将发动机盖8的一部分或前轮5的一部分误检测为障碍物。因此,用于防止误检测的第1掩蔽处理被实施。在第1掩蔽处理中,在前激光雷达传感器101的测定范围C内,将发动机盖8的一部分以及前轮5的一部分所存在的范围预先设定为:不检测为障碍物的掩蔽范围L(参照图13)。
例如,在第1掩蔽处理中,作为使用前激光雷达传感器101的前处理,实际上利用前激光雷达传感器101进行测定,并将根据此时的测定结果而生成的三维图像显示于:拖拉机1的显示部或便携式通信终端3的显示部51等显示装置。用户等一边对显示装置的三维图像进行确认,一边对显示装置进行操作,从而设定不检测为障碍物的掩蔽范围L。如图13所示,当发动机盖8的一部分以及前轮5的一部分存在于三维图像上时,基于包含该发动机盖8的一部分所存在的范围La、以及前轮5的一部分所存在的范围Lb在内的基准范围,而设定掩蔽范围L。如图13中虚线所示那样,前轮5通过转向方向盘38或动力转向机构14等的操作而被左右转向,所以,优选将掩蔽范围L设定为:也包含前轮5被左右转向的转向范围。
如图13所示,将比包含发动机盖8的一部分所存在的范围La、以及前轮5的一部分所存在的范围Lb在内的基准范围大出了设定范围的山形形状范围设定为:掩蔽范围L。顺便说明的是,掩蔽范围L设定为前后方向、左右方向以及上下方向的三维范围。关于掩蔽范围L,例如,也能够以仅包含发动机盖8的一部分所存在的范围La、以及前轮5的一部分所存在的范围Lb的方式,来设定为与发动机盖8或前轮5的形状相对应的形状,将掩蔽范围L形成为什么样的范围以及形状,是能够适当变更的。
这样,障碍物用控制部107基于前激光雷达传感器101的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于左右测定范围C1(参照图12)、且在上下方向上包含于上下测定范围C2(参照图11)的范围中,针对除了掩蔽范围L以外的范围,来对障碍物的存在与否进行检测。
对后激光雷达传感器102的测定范围D进行说明。
后激光雷达传感器102与前激光雷达传感器101相同地,如图12所示那样在左右方向上具有左右测定范围D1,并且,如图11所示那样在上下方向上具有上下测定范围D2。据此,后激光雷达传感器102在到从自身离开了第3设定距离X3(参照图12)的位置为止的范围内,来设定:左右测定范围D1和上下测定范围D2中包含的上下、左右以及前后的四棱锥形状的测定范围D。顺便说明的是,X1与X3也能能够设定为相同的距离、或不同的距离。
如图12所示,后激光雷达传感器102的左右测定范围D1与前激光雷达传感器101相同,设定为:从后激光雷达传感器102延伸的第5边界线E5与第6边界线E6之间的第3设定角度α3的范围。左右测定范围D1与前激光雷达传感器101相同,在行驶机体7的横宽方向上,设定为:比拖拉机1的横宽以及作业装置12的横宽更大的范围。左右测定范围D1是什么样大小的范围,是能够适当变更的。
如图11所示,后激光雷达传感器102的上下测定范围D2设定为:从后激光雷达传感器102延伸的第7边界线E7与第8边界线E8之间的第4设定角度α4的范围。作业装置12被配备为:在上升位置与下降位置之间升降自如,所以,在图11中,用实线表示位于下降位置处的作业装置12,用虚线表示位于上升位置处的作业装置12。第7边界线E7设定为:从后激光雷达传感器102朝后方侧沿着水平方向延伸的水平线,第8边界线E8设定为:比从后激光雷达传感器102朝向位于下降位置处的作业装置12的后上部的第2切线G2更靠下方侧位置的直线。上下测定范围D2设定为:第7边界线E7与第8边界线E8之间的第2中心线F2位于比上升位置处的作业装置12(图11中用虚线表示)更靠上方侧的位置,由此能够在上升位置处的作业装置12的上方侧确保有足够大小的测定范围。通过将第8边界线E8设定于比第2切线G2更靠下方侧的位置,从而即便物体或人等测定对象物存在于下降位置处的作业装置12的后方侧端部的附近位置等,也能够对该测定对象物进行测定。
作业装置12的一部分进入到后激光雷达传感器102的上下测定范围D2,所以当障碍物用控制部107基于后激光雷达传感器102的测定信息而进行障碍物检测处理时,有可能将作业装置12的一部分误检测为障碍物。因此,用于防止误检测的第2掩蔽处理就会被实施。在第2掩蔽处理中,在后激光雷达传感器102的测定范围D内,将作业装置12的一部分所存在的范围预先设定为:不检测为障碍物的掩蔽范围L(参照图14、图15)。
例如,在第2掩蔽处理中,与第1掩蔽处理相同,作为使用后激光雷达传感器102的前处理,实际上利用后激光雷达传感器102进行测定,并将根据此时的测定结果而生成的三维图像显示于:拖拉机1的显示部或便携式通信终端3的显示部51等显示装置。用户等一边对显示装置的三维图像进行确认一边对显示装置进行操作,从而设定不检测为障碍物的掩蔽范围L。
如图12所示,作业装置12能够在下降位置与上升位置(图中,用虚线所示的位置)之间进行升降。拖拉机1使作业装置12下降到下降位置一边进行规定的作业一边进行行驶,使作业装置12上升到上升位置不进行规定的作业而是仅进行行驶。因此,在第2掩蔽处理中,作为掩蔽范围L,如图14所示那样设定下降位置用的掩蔽范围L1,并且如图15所示那样设定上升位置用的掩蔽范围L2。在图14以及图15中,关于作业装置12,用实线表示在后激光雷达传感器102的测定范围D内所存在的部分,用虚线表示在后激光雷达传感器102的测定范围D外所存在的部分。通过对驾驶室10内的升降用的操作件进行操作,而使作业装置12位于下降位置,使用根据此时的后激光雷达传感器102的测定结果而生成的三维图像,来设定下降位置用的掩蔽范围L1。通过对驾驶室10内的升降用的操作件进行操作,而使作业装置12位于上升位置,使用根据此时的后激光雷达传感器102的测定结果而生成的三维图像,来设定上升位置用的掩蔽范围L2。
如图14以及图15所示,将比包含作业装置12所存在的范围Lc在内的基准范围大出了设定范围的矩形状范围设定为:掩蔽范围L1、L2。顺便说明的是,掩蔽范围L设定为:前后方向、左右方向以及上下方向的三维范围。关于掩蔽范围L,例如,也能够以仅包含作业装置12所存在的范围Lc的方式,设定为与作业装置12的形状相对应的形状,将掩蔽范围L1、L2形成为什么样的范围以及形状,是能够适当变更的。
这样,障碍物用控制部107基于后激光雷达传感器102的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于左右测定范围D1(参照图12)、且在上下方向上包含于上下测定范围D2(参照图11)的范围中,针对除了掩蔽范围L1、L2以外的范围,来对障碍物的存在与否进行检测。当作业装置12位于下降位置时,障碍物用控制部107使用下降位置用的掩蔽范围L1而进行障碍物检测处理,当作业装置12位于上升位置时,障碍物用控制部107使用上升位置用的掩蔽范围L2而进行障碍物检测处理。
以下,对声呐单元103、104进行说明。
声呐单元103、104构成为:根据所投射来的超声波碰撞到测定对象物而反弹回来为止的往复时间,而对到测定对象物为止的距离进行测定。声呐单元103、104构成为:当在测定范围内存在有任何物体而作为测定对象物时,将该测定对象物检测为障碍物,并对到障碍物为止的距离进行测定。
作为声呐单元103、104而具备:如图12所示那样将拖拉机1(行驶机体7)的右侧作为测定范围的右侧声呐单元103、以及如图12所示那样将拖拉机1(行驶机体7)的左侧作为测定范围的左侧声呐单元104。
如图12所示,右侧声呐单元103的测定范围N与左侧声呐单元104的测定范围N仅仅在于从行驶机体7延伸的方向是朝着左右相反方向这一点不同而已,是右侧与左侧呈左右对称的测定范围N。
声呐单元103、104是将行驶机体7的机体外侧作为测定对象。声呐单元103、104以与水平方向相比按规定角度朝向下方侧来投射超声波的方式安装于行驶机体7,以从声呐单元103、104沿着按规定角度朝向下方侧的方向延伸的方式来设定测定范围N。声呐单元103、104的测定范围N是:从声呐单元103、104朝行驶机体7的外方侧以到规定距离为止的距离为半径的范围,且在行驶机体7的前后方向上设定于:前激光雷达传感器101的左右测定范围C1与后激光雷达传感器102的左右测定范围D1之间。
这样,障碍物用控制部107基于声呐单元103、104的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右测定范围N内检测障碍物的存在与否。
以下,对障碍物用控制部107所进行的碰撞避免控制进行说明,首先,对在基于激光雷达传感器101、102的测定信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物的情况下的碰撞避免控制进行说明,接下来,对在基于声呐单元103、104的测定信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物的情况下的碰撞避免控制进行说明。
针对拖拉机1的前方,障碍物用控制部107基于前激光雷达传感器101的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于左右测定范围C1(参照图12)、且在上下方向上包含于上下测定范围C2(参照图11)的范围中,针对除了掩蔽范围L(参照图13)以外的范围,来对障碍物的存在与否进行检测。针对拖拉机1的后方,当作业装置12位于下降位置的情况下,障碍物用控制部107基于后激光雷达传感器102的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于左右测定范围D1(参照图12)、且在上下方向上包含于上下测定范围D2(参照图11)的范围中,针对除了下降位置用的掩蔽范围L1(参照图14)以外的范围,来对障碍物的存在与否进行检测。在作业装置12位于上升位置的情况下,障碍物用控制部107基于后激光雷达传感器102的测定信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于左右测定范围D1(参照图12)、且在上下方向上包含于上下测定范围D2(参照图11)的范围中,针对除了上升位置用的掩蔽范围L2(参照图15)以外的范围,来对障碍物的存在与否进行检测。
设定为:在使用前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102而检测到障碍物的情况下,根据下述的检测结果而使得碰撞避免控制部111所进行的碰撞避免控制的控制内容有所不同,即,如图12所示,在作为测定范围C、D的障碍物检测用的检测范围之中,针对哪一范围检测到了障碍物的检测结果。测定范围C、D(检测范围)根据相距前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102的距离,而设定了第1检测范围J1、第2检测范围J2以及第3检测范围J3这3个范围。第1检测范围J1设定为:相距前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102的距离是从第4设定距离X4到第1设定距离X1、或者从第4设定距离X4到第3设定距离X3的范围。第2检测范围J2设定为:相距前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102的距离是从第5设定距离X5到第4设定距离X4的范围。第3检测范围J3设定为:相距前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102的距离是到第5设定距离X5为止的范围。据此,设定为:第1检测范围J1、第2检测范围J2以及第3检测范围J3依次接近于包含前激光雷达传感器101、后激光雷达传感器102以及作业装置12在内的拖拉机1。
对使用前激光雷达传感器101或者后激光雷达传感器102而检测到障碍物的情况下的碰撞避免控制的控制内容进行说明。
当拖拉机1正在前进行驶或者后退行驶时,如图12所示,当在障碍物检测处理中在第1检测范围J1内检测到障碍物的情况下,障碍物用控制部107作为碰撞避免控制而进行下述的第1通报控制,即,该第1通报控制是:对通报蜂鸣器或通报灯等通报装置26进行控制从而通报在第1检测范围J1内存在有障碍物的控制。在第1通报控制中,例如,障碍物用控制部107对通报装置26进行控制,以使通报蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通报灯以规定颜色点亮。
当在障碍物检测处理中在第2检测范围J2内检测到障碍物的情况下,障碍物用控制部107作为碰撞避免控制而进行下述的第2通报控制,即,该第2通报控制是:对通报蜂鸣器或通报灯等通报装置26进行控制从而通报在第2检测范围J2内存在有障碍物的控制,并且,还进行驱使拖拉机1车速减慢的第1减速控制。在第2通报控制中,例如,障碍物用控制部107对通报装置26进行控制,以使通报蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通报灯以规定颜色点亮。在第1减速控制中,例如,障碍物用控制部107基于当前的拖拉机1的车速或到障碍物为止的距离等,而求出拖拉机1碰撞到障碍物为止的碰撞预测时间。障碍物用控制部107对发动机9、变速装置13以及制动操作机构15等进行控制,以便在所求出的碰撞预测时间被维持为设定时间(例如,3秒钟)的状态下使拖拉机1的车速减慢。
当在障碍物检测处理中在第3检测范围J3内检测到障碍物的情况下,障碍物用控制部107作为碰撞避免控制而进行下述的第3通报控制,即,该第3通报控制是:对通报蜂鸣器或通报灯等通报装置26进行控制从而通报在第3检测范围J3内存在有障碍物的控制,并且,还进行使拖拉机1停止的停止控制。在第3通报控制中,例如,障碍物用控制部107对通报装置26进行控制,以使通报蜂鸣器连续工作、并且使通报灯以规定颜色点亮。在停止控制中,例如,障碍物用控制部107对制动操作机构15等进行控制,以使拖拉机1停止。
顺便说明的是,在第1通报控制以及第2通报控制中使通报蜂鸣器接通断开的规定频率可以是相同的频率,也可以是不同的频率。另外,在第1~第3通报控制中使通报灯点亮的规定颜色可以是相同的颜色,也可以是不同的颜色。障碍物用控制部107在第1~第3通报控制中,除了对拖拉机1的通报装置26进行控制,还能够对终端电子控制单元52进行控制,以使表示在第1~第3检测范围J1~J3中的任一个存在障碍物的显示内容显示在:便携式通信终端3的显示部51上。
例如,在第1检测范围J1内检测到障碍物的情况下,通过障碍物用控制部107进行第1通报控制,而能够向用户等通报在第1检测范围J1内存在有障碍物。当使拖拉机1保持原样进行行驶而使障碍物的检测范围从第1检测范围J1接近于第2检测范围J2时,障碍物用控制部107除了第2通报控制以外,还通过进行第1减速控制,而使拖拉机1的车速减慢,由此能够避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。即便使拖拉机1减速,当障碍物的检测范围从第2检测范围J2接近于第3检测范围J3时,障碍物用控制部107除了第3通报控制以外,还通过进行停止控制,而也能够使拖拉机1停止,由此能够适当地避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。
在使用激光雷达传感器101、102的情况下,人等进行移动的测定对象物也被检测为障碍物。据此,即便在检测范围J内检测到障碍物,由于有时障碍物自身进行移动,障碍物也会从检测范围J1离开。因此,在障碍物从检测范围J1离开的情况下,障碍物用控制部107结束第1通报控制。在障碍物从检测范围J2离开的情况下,障碍物用控制部107结束第2通报控制,并且,进行用于对发动机9或变速装置13等进行控制的车速恢复控制,以使得拖拉机1的车速增加到设定车速。在障碍物从第3检测范围J3离开的情况下,障碍物用控制部107将拖拉机1维持为行驶停止状态,并且,结束第3通报控制。在该情况下,通过用户等对拖拉机1的自动行驶的重新开始等进行指令,而能够使拖拉机1重新开始进行自动行驶。
接下来,对在基于声呐单元103、104的测定信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物的情况下的碰撞避免控制进行说明。
声呐单元103、104配备于左右,但是,无论是在拖拉机1前进行驶的情况下,还是在拖拉机1后退行驶的情况下,障碍物用控制部107都基于左右两侧的声呐单元103、104的全部测定信息而进行障碍物检测处理。
当在基于声呐单元103、104的测定信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物的情况下,障碍物用控制部107作为碰撞避免控制而进行下述的第4通报控制,即,该第4通报控制是:对通报蜂鸣器或通报灯等通报装置26进行控制由此通报在声呐单元103、104的任一测定范围N内存在有障碍物的控制,并且,还进行使拖拉机1的车速减慢的第2减速控制。在第4通报控制中,例如,障碍物用控制部107对通报装置26进行控制,以使得通报蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通报灯以规定颜色点亮。在第2减速控制中,例如,障碍物用控制部107对发动机9、变速装置13以及制动操作机构15等进行控制,以使拖拉机1的车速减慢至设定车速。
这样,障碍物检测系统100能够使用前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102而对行驶机体7的前方侧位置以及后方侧位置处的障碍物的存在与否进行检测,并且,能够使用声呐单元103、104而对行驶机体7的左右位置处的障碍物的存在与否进行检测。障碍物检测系统100一旦检测到存在有障碍物,就会利用障碍物用控制部107进行碰撞避免控制,向用户等通报存在有障碍物,由此提醒用户等避免拖拉机1与障碍物发生碰撞,并且,即便假如拖拉机1与障碍物有可能发生碰撞,通过使拖拉机1减速或停止,也能够可靠地避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。
在自动行驶状态下,利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制,所以,利用障碍物检测系统100使拖拉机1减速或停止,由此能够避免拖拉机1与障碍物发生碰撞,并且能够使拖拉机1进行自动行驶。在手动行驶状态下,能够利用障碍物检测系统100而向进行驾驶的用户等通报存在有障碍物,或能够支援用于避免拖拉机1与障碍物发生碰撞的驾驶。
而且,障碍物检测系统100构成为:在使拖拉机1沿着目标行驶路径P自动行驶时,能够根据目标行驶路径P上的拖拉机1的行驶状况,而降低激光雷达传感器101、102中的耗电量并且有效地进行障碍物的监视。
因而,障碍物检测系统100具备传感器切换控制部110,其中该传感器切换控制部110根据目标行驶路径P上的拖拉机1的行驶状况,而将前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102分别在工作状态与停止状态之间进行切换。传感器切换控制部110配备于车载电子控制单元18。
传感器切换控制部110作为传感器切换控制,根据目标行驶路径P上的拖拉机1的行驶状况,而在如下三个工作状态之间进行切换,即:在使前激光雷达传感器101处于工作状态并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态(相当于一方工作状态)、使前激光雷达传感器101处于停止状态并使后激光雷达传感器102处于工作状态的第2工作状态(相当于一方工作状态)、以及使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102这双方均处于工作状态的第3工作状态(相当于双方工作状态)之间进行切换。
以下,例示出拖拉机1的行驶例来对传感器切换控制部110所执行的传感器切换控制的内容进行说明。
图16~图18例示出:使拖拉机1在直行路径K1、回旋路径K2(第1回旋路径K21)以及直行路径K3上依次行驶的第1行驶例。
直行路径K1是例如作业路径P1(参照图3)等,且是用于一边使拖拉机1直行行驶一边进行规定的作业的路径。回旋路径K2是例如连结路径P2(参照图3)等,且是不进行规定的作业而使拖拉机1的行驶方向发生转换的路径。在该第1行驶例中,回旋路径K2设定为:仅在拖拉机1前进行驶时使拖拉机1的行驶方向发生转换的第1回旋路径K21。
如图16所示,在拖拉机1在直行路径K1上通过前进而直行行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态(相当于一方工作状态)。而且,在如图17所示那样拖拉机1从直行路径K1移至第1回旋路径K21、并在第1回旋路径K21上行驶中的情况下,之后,在如图18所示那样拖拉机1从第1回旋路径K21移至直行路径K1并在直行路径K1上通过前进而行驶中的情况下,传感器切换控制部110都维持着:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态。
这样,拖拉机1在不将行进方向从前进进行变更而在直行路径K1、第1回旋路径K21以及直行路径K3上依次行驶的情况下,维持为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态(相当于一方工作状态),从而能够使后激光雷达传感器102处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101而适当地监视作为行进方向的前方。
图19例示出:拖拉机1在直行路径K1上通过后退而行驶的第2行驶例。这样,在拖拉机11在直行路径K1上通过后退而直行行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于停止状态、并使后激光雷达传感器102处于工作状态的第2工作状态(相当于一方工作状态)。因而,能够使前激光雷达传感器101处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用将后方作为测定范围D的后激光雷达传感器102而适当地监视作为行进方向的后方。
图20~图24例示出:拖拉机1在直行路径K1、回旋路径K2(第2回旋路径K22)以及直行路径K1上依次行驶的第3行驶例。
回旋路径K2设定为:使拖拉机1的前进行驶与后退行驶相组合而使拖拉机1的的行驶方向发生转换的第2回旋路径K22。在该第3行驶例中,第2回旋路径K22具有:使拖拉机1沿着1/4圆弧而进行前进回旋行驶的第1前进回旋路径r1、使拖拉机1从第1前进回旋路径r1的终点以后退方式进行直行行驶的回旋用后退直行路径r2、以及使拖拉机1从回旋用后退直行路径r2的终点沿着1/4圆弧而进行前进回旋行驶的第2前进回旋路径r3。
如图20所示,在拖拉机1在直行路径K1上以前进方式进行直行行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态,从而能够降低耗电量,并且,能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101而适当地监视前方。
如图21所示,在拖拉机1从直行路径K1移至第2回旋路径K22的第1前进回旋路径r1并在第1前进回旋路径r1上以前进方式行驶中的情况下,传感器切换控制部110从第1工作状态切换为:使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102都处于工作状态的第3工作状态(相当于双方工作状态)。
而且,即便在如图22所示那样拖拉机1从第2回旋路径K22的第1前进回旋路径r1移至回旋用后退直行路径r2、并对行进方向进行切换而在回旋用后退直行路径r2上以后退方式行驶中的情况下,之后,在如图23所示那样拖拉机1从第2回旋路径K22的回旋用后退直行路径r2移至第2前进回旋路径r3、并对行进方向进行切换而在第2前进回旋路径r3上以前进方式行驶的情况下,也维持着:使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102都处于工作状态的第3工作状态。
也就是说,在使拖拉机1的前进行驶和后退行驶相组合而使拖拉机1的行驶方向发生转换的第2回旋路径K22上行驶中的期间,无论是否切换行进方向,传感器切换控制部110都维持为:使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102都处于工作状态的第3工作状态,从而不会延迟用于在短时间内在前进行驶和后退行驶之间进行切换的响应,就能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101、以及将后方作为测定范围D的后激光雷达传感器102这双方,而适当地监视拖拉机1的行进方向。
之后,如图24所示,在拖拉机1从第2回旋路径K22的第2前进回旋路径r3移至直行路径K1、并在直行路径K1上以前进方式行驶中的情况下,从第3工作状态切换为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态(相当于一方工作状态),由此能够降低耗电量,并且能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101而适当地监视前方。
图25示出了:拖拉机1在直行路径K1、回旋路径K2(第2回旋路径K22)以及直行路径K3上依次行驶的第4行驶例。该第4行驶例地第2回旋路径K22是:使用于环绕路径P3(参照图3)的四个角等的路径,并具有:使拖拉机1沿着1/4圆弧而进行前进回旋行驶的前进回旋路径r4、以及使拖拉机1从前进回旋路径r4的终点以后退方式进行直行行驶的后退直行路径r5。此外,后退直行路径r5与后续的直行路径K1被设定为重叠的状态,但是,为了容易区别两者而图示出在左右方向上位置发生了偏移的状态。
在该情况下,也与第3行驶例相同,在拖拉机1在第2回旋路径K22上行驶中的期间,不论是否切换行进方向,传感器切换控制部110都维持为:使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102都处于工作状态的第3工作状态(相当于双方工作状态),从而不会延迟用于在短时间内在前进行驶和后退行驶之间进行切换的响应,就能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101、以及将后方作为测定范围D的后激光雷达传感器102这双方,而适当地监视拖拉机1的行进方向。除此以外,与第3行驶例相同,所以省略说明。
接下来,基于图26所示的流程图,对利用传感器切换控制部110而执行的传感器切换控制中的动作的流程进行说明。
首先,传感器切换控制部110获取:构成目标行驶路径P的路径之中的、拖拉机1在哪个路径上以什么行驶形态处于行驶中等信息,来作为拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶状况(步骤#1)。
例如,传感器切换控制部110基于由定位单元21获取的自身的当前位置(拖拉机1的当前位置)与存储于车载存储部185的目标行驶路径P的信息,而对拖拉机1位于目标行驶路径P所包含的各路径(直行路径K1、第1回旋路径K21以及第2回旋路径K22)之中的哪个路径上进行确定,并且,对作为所确定的路径的信息中包含的拖拉机1的行驶形态的行进方向(前进或者后退)等进行确定。
此外,关于拖拉机1的行进方向(前进或者后退),可以基于在驾驶室10的内部配备的前进后退切换用倒挡杆所进行的前进后退的切换,来进行确定。
而且,在所获取的拖拉机1的行驶状况中,在拖拉机1在直行路径K1上前进行驶中的情况下,或者,在拖拉机1在回旋路径K2之中的仅通过前进行驶而转换方向的第1回旋路径K21上行驶中的情况下(步骤#2为Yes的情况),传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态(步骤#3)。
在所获取的拖拉机1的行驶状况中,在拖拉机1在直行路径K1上后退行驶中的情况下(步骤#2为No、且步骤#4为Yes的情况下),传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于停止状态、并使后激光雷达传感器102处于工作状态的第2工作状态(步骤#5)。
在拖拉机1在回旋路径K2之中的使拖拉机1的前进行驶与后退行驶相组合而转换方向的第2回旋路径K22上行驶中的情况下(步骤#2为No、步骤#4为No、且步骤#6为Yes的情况下),传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102都处于工作状态的第3工作状态(步骤#7)。
〔其它实施方式〕
对本发明的其它实施方式进行说明。
此外,以下说明的各实施方式的构成不限定于分别单独地应用,也能够与其它实施方式的构成相组合来应用。
(1)在上述实施方式中,例示出如下情况,即,具备:将拖拉机1的右侧作为测定范围的右侧声呐单元103、以及将拖拉机1的左侧作为测定范围的左侧声呐单元104,但是,可以代替于此,而如图27以及图28所示,具备:将拖拉机1的右侧作为测定范围E的右激光雷达传感器111、以及将拖拉机1的左侧作为测定范围F的左激光雷达传感器112。在该情况下,传感器切换控制部110能够例如像以下那样将激光雷达传感器101、102、111、112分别在工作状态与停止状态之间进行切换。
在拖拉机1在直行路径K1上以前进方式进行直行行驶中的情况下(参照图16、图18),传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112处于停止状态的第4工作状态(第1工作状态的一个例子、相当于一方工作状态)。该情况下的测定范围与图16、图18相同,是前激光雷达传感器101的测定范围C,从而能够使后激光雷达传感器102、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101而适当地监视作为行进方向的前方。
在拖拉机1在直行路径K1上以后退方式进行直行行驶中的情况下(参照图19),传感器切换控制部110成为:使后激光雷达传感器102处于工作状态、并使前激光雷达传感器101、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112处于停止状态的第5工作状态(第2工作状态的一个例子、相当于一方工作状态)。该情况下的测定范围与图19相同,是后激光雷达传感器102的测定范围D,从而能够使前激光雷达传感器101、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用将后方作为测定范围D的后激光雷达传感器102而适当地监视作为行进方向的后方。
如图27所示,当拖拉机1在仅在前进行驶时向右回旋的第1回旋路径K21上行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101以及回旋侧的右激光雷达传感器111处于工作状态、并使后激光雷达传感器102以及左激光雷达传感器112处于停止状态的第6工作状态(第1工作状态的一个例子、相当于一方工作状态)。该情况下的测定范围是:前激光雷达传感器101以及右激光雷达传感器111的测定范围C、E,从而能够使后激光雷达传感器102以及左激光雷达传感器112处于停止状态而降低耗电量,并且,能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101、以及将作为回旋侧的右侧作为测定范围E的右激光雷达传感器111,而适当地监视作为行进方向的前方与作为回旋侧的右侧。此外,在该情况下,可以根据需要而使与回旋侧相反的一侧的左激光雷达传感器112也处于工作状态,关于右激光雷达传感器111和左激光雷达传感器112,只要至少使回旋侧的传感器处于工作状态即可。另外,当拖拉机1在仅在前进行驶时向左回旋的第1回旋路径K21上行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101以及回旋侧的左激光雷达传感器112处于工作状态、并使后激光雷达传感器102以及右激光雷达传感器111处于停止状态的第6工作状态(第1工作状态的一个例子、相当于一方工作状态)。
如图28所示,在拖拉机1在使前进行驶和后退行驶相组合而进行回旋的第2回旋路径K22上行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101、后激光雷达传感器102、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112都处于工作状态的第7工作状态(第3工作状态的一个例子,相当于双方工作状态)。该情况下的测定范围是:前激光雷达传感器10、后激光雷达传感器102、右激光雷达传感器111以及左激光雷达传感器112的测定范围C、D、E、F,在第2回旋路径K22上行驶中的情况下,不会延迟用于在短时间内在前进行驶和后退行驶之间进行切换的响应,就能够使用将前方作为测定范围C的前激光雷达传感器101、以及将后方作为测定范围D的后激光雷达传感器102、将右侧作为测定范围E的右激光雷达传感器111、以及将左侧作为测定范围F的左激光雷达传感器112,而适当地监视拖拉机1的行进方向以及左右两侧。
此外,在该实施方式中,在前后左右激光雷达传感器101、102、111、112的测定范围C、D、E、F之间存在间隙(参照图28),但是进一步优选为:例如,通过使左右激光雷达传感器111、112的测定范围E、F变为广角而增大,将测定范围在前后左右激光雷达传感器101、102、111、112的测定范围C、D、E、F的邻接场所相重叠等,从而使测定范围C、D、E、F在周向上连续起来。
(2)作业车辆的构成能够进行各种。
例如,作业车辆可以构成为:具备发动机9和行驶用的电动马达的混合动力形式,另外,也可以构成为:代替发动机9而具备行驶用的电动马达的电动形式。
例如,作业车辆作为行驶部而构成为:代替左右后轮6而具备左右履带的半履带形式。
例如,作业车辆可以构成为:左右后轮6作为转向轮而发挥功能的后轮转向形式。
(3)在上述实施方式中,在拖拉机1在仅通过拖拉机1的前进行驶而使拖拉机1的行驶方向发生转换的第1回旋路径K21上行驶中的情况下,传感器切换控制部110成为:使前激光雷达传感器101处于工作状态、并使后激光雷达传感器102处于停止状态的第1工作状态,但是,在拖拉机1在第1回旋路径K21上以后退方式处于行驶中的情况下,能够成为:使前激光雷达传感器101处于停止状态、并使后激光雷达传感器102处于工作状态的第2工作状态。
(4)在上述实施方式中,将前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102在上下方向上配置于和车顶35相对应的位置,但是,关于配置位置是能够适当变更的。例如,能够将前激光雷达传感器101配置于发动机盖8的前方侧端部,将后激光雷达传感器102配置于和车顶35相对应的位置。
(5)在上述实施方式中,例示出:具备前激光雷达传感器101与后激光雷达传感器102这2个激光雷达传感器,但是,关于激光雷达传感器的数量,是能够适当变更的,能够为1个或3个以上。
(6)在上述实施方式中,关于如何设定前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102的测定范围C、D,是能够适当变更的。
(7)在上述实施方式中,障碍物用控制部107基于激光雷达传感器101、102的测定信息而进行障碍物检测处理,但是,也能够在激光雷达传感器101、102配备有控制部,并利用该控制部进行障碍物检测处理。这样,关于障碍物检测处理,是在传感器侧进行、还是在作业车辆侧进行,是能够适当变更的。
(8)在上述实施方式中,例示出:将障碍物用控制部107配备于拖拉机1,但是,也能够使障碍物用控制部107配备于:例如便携式通信终端3等等有别于拖拉机1的装置。
(9)在上述实施方式中,作为障碍物传感器而例示出三维雷达传感器,但是,可以是二维雷达传感器,能够使用可以对拖拉机1的前方或者后方的障碍物进行检测的各种传感器。
工业上的利用可能性
本发明能够应用于:用于使各种作业车辆自动行驶的各种自动行驶装置。
附图标记说明
1 拖拉机(作业车辆)
2 自动行驶单元(自动行驶装置)
18 车载电子控制单元(自动行驶控制部)
21 定位单元(卫星定位系统)
101 前激光雷达传感器(前方侧障碍物传感器)
102 后激光雷达传感器(后方侧障碍物传感器)
107 障碍物用控制部
110 传感器切换控制部
S 行驶区域
P 目标行驶路径
K1 直行路径
K1 回旋路径
K11 第1回旋路径
K12 第2回旋路径
Claims (3)
1.一种作业车辆的自动行驶装置,其特征在于,
所述作业车辆的自动行驶装置具备:
自动行驶控制部,其利用卫星定位系统而获取位置信息,并使作业车辆沿着设定于行驶区域内的目标行驶路径而进行自动行驶;
前方侧障碍物传感器,其配备于所述作业车辆,并用于对所述作业车辆的前方的障碍物进行检测;
后方侧障碍物传感器,其配备于所述作业车辆,并用于对所述作业车辆的后方的障碍物进行检测;
障碍物用控制部,其基于所述前方侧障碍物传感器或者所述后方侧障碍物传感器的检测信息,而进行用于检测障碍物的障碍物检测处理;以及
传感器切换控制部,其根据所述作业车辆在所述目标行驶路径上的行驶状况,而将所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器分别在工作状态与停止状态之间进行切换。
2.根据权利要求1所述的作业车辆的自动行驶装置,其特征在于,
所述传感器切换控制部能够根据所述作业车辆在所述目标行驶路径上的行驶状况,而在仅使所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器中的任一方处于工作状态的一方工作状态、和使所述前方侧障碍物传感器以及所述后方侧障碍物传感器双方都处于工作状态的双方工作状态之间进行切换。
3.根据权利要求2所述的作业车辆的自动行驶装置,其特征在于,
所述目标行驶路径具有:多个直行路径、以及将邻接的所述直行路径的端部彼此连接起来的回旋路径,
所述回旋路径能够设定有:仅在所述作业车辆的前进行驶中进行回旋的第1回旋路径、以及使所述作业车辆的前进行驶以及后退行驶相组合而进行回旋的第2回旋路径,
在所述作业车辆在所述直行路径上前进行驶中的情况下、以及在所述作业车辆在所述第1回旋路径上行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:使所述前方侧障碍物传感器处于工作状态的所述一方工作状态,
在所述作业车辆在所述直行路径上后退行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:使所述后方侧障碍物传感器处于工作状态的所述一方工作状态,
在所述作业车辆在所述第2回旋路径上行驶中的情况下,所述传感器切换控制部成为:所述双方工作状态。
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