CN112601980A - 障碍物检测系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种技术,在搭载于作业车辆的障碍物检测系统中,能够在抑制障碍物的误检测的同时,避免该障碍物的误检测所引起的作业车辆的不必要停止等。该障碍物检测系统搭载于作业车辆,并具备测距部和障碍物检测部,该测距部向周围照射测量光并接受该测量光的反射光,来测量到该测量光被反射的测距点为止的距离,该障碍物检测部基于测距部的测量结果来检测处于规定的障碍物检测区域内的障碍物,障碍物检测部使用由测距部接受到的来自测距点的反射光的强度以及由测距部测量出的到测距点为止的距离中的至少一方来判定测距点是否为非障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及一种搭载于作业车辆的障碍物检测系统。
背景技术
已知一种障碍物检测系统,其具备测距部和障碍物检测部,该测距部测量到周围的测距点为止的距离,该障碍物检测部基于所述测距部的测量结果来检测处于规定的障碍物检测区域内的人、其他车辆等障碍物。这种障碍物检测系统搭载于具备碰撞避免控制部的作业车辆,该碰撞避免控制部控制作业车辆的行驶,以避免与由障碍物检测部检测到的障碍物发生碰撞(例如参照专利文献1)。该障碍物检测系统所具备的测距部被构成为:例如根据到向周围照射激光(测量光的一例)等后被测距点反射回来为止的时间等来测量到该测距点为止的距离等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-014554号公报
发明内容
在行驶在田地等而进行作业的作业车辆中,在其周围的空气中容易产生灰尘、粉尘等悬浮物,而且测距部变成容易变脏的状态。由此,在搭载于该作业车辆的障碍物检测系统中,测距部所照射的测量光被悬浮物、污垢等反射,从而导致该悬浮物、污垢等被障碍物检测部误检测为障碍物,其结果为,存在由于碰撞避免控制导致作业车辆发生不必要停止等问题。
鉴于上述情况,本发明的主要课题在于提供一种技术,在搭载于作业车辆的障碍物检测系统中,能够在抑制障碍物的误检测的同时,避免该障碍物的误检测所引起的作业车辆的不必要停止等。
本发明所涉及的障碍物检测系统的第一特征构成在于如下方面,所述障碍物检测系统搭载于作业车辆,并具备:测距部,其向周围照射测量光并且接受所述测量光的反射光,来测量到所述测量光被反射的测距点为止的距离;以及障碍物检测部,其基于所述测距部的测量结果来检测处于规定的障碍物检测区域内的障碍物,所述障碍物检测部使用由所述测距部接受到的来自所述测距点的反射光的强度以及由所述测距部测量出的到所述测距点为止的距离中的至少一方,来判定所述测距点是否为非障碍物。
根据本构成,不仅使用测距点是否处于障碍物检测区域内这一判断基准,还使用来自测距点的反射光的强度以及到测距点为止的距离中的至少一方,通过障碍物检测部来判定该测距点是否为非障碍物。由此,在如测量光被反射的测距点为灰尘或粉尘等悬浮物、污垢这样不会妨碍到作业车辆的行驶的物质的情况下,将该测距点判定为不是障碍物的非障碍物,由此能够避免例如作业车辆的不必要停止等。
因此,根据本发明,能够提供一种技术,在搭载于作业车辆的障碍物检测系统中,能够在抑制障碍物的误检测的同时,避免该障碍物的误检测所引起的作业车辆的不必要停止等。
本发明所涉及的障碍物检测系统的第二特征构成在于如下方面:上述第一特征构成的基础上,所述障碍物检测部执行悬浮物判定处理,在该悬浮物判定处理中,将由所述测距部测量到的距离处于从规定的第一设定距离到大于该第一设定距离的规定的第二设定距离为止的范围内并且由所述测距部接受到的反射光的强度小于规定的设定强度的所述测距点判定为作为所述非障碍物的悬浮物。
根据本构成,对于由测距部测量到的距离处于从第一设定距离到大于该第一设定距离的第二设定距离为止的范围内的测距点中的、从该测距点反射的反射光的强度小于比较小的设定强度的测距点,由障碍物检测部执行悬浮物判定处理,由此能够将该测距点判定为在作业车辆的周围的空气中悬浮的悬浮物。
因此,能够在作业车辆行驶在周围容易产生悬浮物的田地等而进行作业时,抑制将该悬浮物误检测为障碍物。
本发明所涉及的障碍物检测系统的第三特征构成在于如下方面:在上述第一特征构成和上述第二特征构成的任意一个的基础上,所述障碍物检测部执行污垢判定处理,在该污垢判定处理中,将由所述测距部测量到的距离小于规定的第一设定距离的所述测距点判定为作为所述非障碍物的所述测距部的污垢。
根据本构成,对于由测距部测量到的距离小于非常近的第一设定距离的测距点,由障碍物检测部执行污垢判定处理,由此能够将测距点判定为测距部的污垢。
因此,能够在作业车辆行驶在测距部容易变脏的田地等而进行作业时,抑制将该污垢误检测为障碍物。
本发明所涉及的障碍物检测系统的第四特征构成在于如下方面:在上述第三特征构成的基础上,所述障碍物检测部将判定为所述测距部的污垢的所述测距点所占的比例作为污垢比例来求出,并在该污垢比例为规定的设定污垢比例以上的情况下,输出规定的污垢警报。
根据本构成,通过输出污垢警报,从而能够使得用户识别到测距部已变脏,而激励用户去除该污垢,其结果,能够避免污垢所导致的测距部的精度降低、损伤等。
附图说明
图1是示出自动行驶系统的概要结构的图。
图2是示出自动行驶系统的概要结构的框图。
图3是示出目标行驶路径的图。
图4是示出在正面观察时的拖拉机的上方侧部位的图。
图5是示出在后面观察时的拖拉机的上方侧部位的图。
图6是示出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是示出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是示出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是示出使用位置以及非使用位置处的侧面观察时的的车顶、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是示出后激光雷达传感器的支承构造的立体图。
图11是示出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障碍物检测区域的图。
图12是示出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纳的障碍物检测区域的图。
图13是示出根据前激光雷达传感器的测量信息而生成的距离图像的图。
图14是示出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量信息而生成的距离图像的图。
图15是示出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量信息而生成的距离图像的图。
图16是示出障碍物检测处理的流程的流程图。
图17是示出移动判定处理的流程的流程图。
图18是用于说明直线距离和反射光的强度方面的障碍物及非障碍物的判定范围的图。
图19是示出污垢警报的显示例的图。
图20是用于说明单独测距点的判定例方法的图。
图21是用于说明栅格地图的创建方法的图。
图22是用于说明同一障碍物及其图心位置的判定方法的图。
图23是示出到当前时间点为止连续创建的多个栅格地图的示例的图。
图24是示出到当前时间点为止连续创建的多个栅格地图的示例的图。
图25是示出到当前时间点为止连续创建的多个栅格地图的示例的图。
具体实施方式
基于附图,对将具备本发明所涉及的障碍物检测系统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和图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;以及以能够与自动行驶单元2通信的方式进行了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、智能手机等。
拖拉机1具备行驶机体7,该行驶机体7具有:作为能够驱动的转向轮而发挥作用的左右前轮5以及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(下称“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的一例的旋耕装置,能够将拖拉机1构成为旋耕方式。也可以代替旋耕装置,在拖拉机1的后部连结有犁地机、钉耙、立式耙、凿犁、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:电子控制式变速装置13、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)、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)、电子控制式离合器操作机构16、电子液压控制式升降驱动机构17、车载电子控制单元18、车速传感器19、转向角传感器20以及定位单元21等。
变速装置13对来自发动机9的动力进行变速。动力转向机构14对左右前轮5进行转向。制动操作机构15能够对左右侧制动器进行液压操作。离合器操作机构16能够对作业离合器进行液压操作,升降驱动机构17能够对旋耕装置等作业装置12进行升降驱动。车载电子控制单元18具有与拖拉机1的自动行驶等相关的各种控制程序等。车速传感器19检测拖拉机1的车速。转向角传感器20检测前轮5的转向角。定位单元21对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测量。
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可以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及图5所示,驾驶室10被构成为箱状,并具备:驾驶室框架31,其形成驾驶室10的骨架;前玻璃32,其覆盖前方侧;后玻璃33,其覆盖后方侧;左右一对门34(参照图1),它们能够绕沿着上下方向的轴心摆动而进行开闭;以及顶侧的车顶(roof)35。驾驶室框架31具备:配置在前端部的左右一对前侧支柱36、和配置在后端部的左右一对后侧支柱37。在俯视观察时,在驾驶室框架31的前方侧的左右两侧的角落部配置有前侧支柱36,在驾驶室框架31的后方侧的左右两侧的角落部配置有后侧支柱37。驾驶室框架31隔着弹性体等防振部件支承在行驶机体7上,在实施了用于防止来自行驶机体7等的振动传递到驾驶室10的防振措施的状态下配备驾驶室10。
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进行手动转向的方向盘38、用于搭乘者的驾驶席39、触摸面板式的显示部、以及各种操作件等。在驾驶室10的前方侧部位的两个横侧部配备有作为从驾驶室10(驾驶席39)上下的乘降部的乘降踏板41。
如图2所示,车载电子控制单元18具有变速控制部181、制动控制部182、作业装置控制部183、转向角设定部184以及非易失性车载存储部185等。
变速控制部181对变速装置13的工作进行控制。制动控制部182对左右侧制动器的工作进行控制。作业装置控制部183对旋耕装置等作业装置12的工作进行控制。转向角设定部184在自动行驶时对左右前轮5的目标转向角进行设定并将该目标转向角输出至动力转向机构14。车载存储部185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。
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)的一例的GPS(Global Positioning System,全球定位系统)来测量拖拉机1的当前位置及当前方位的卫星导航装置22、以及具有3轴陀螺仪以及3方向加速度传感器等并测量拖拉机1的姿态、方位等的惯性测量装置(IMU:Inertial Measurement Unit)23等。利用GPS进行的定位方法有DGPS(Differential GPS:相对定位方式)、RTK-GPS(RealTime Kinematic GPS:干扰定位方式)等。在本实施方式中,采用适合移动体的定位的RTK-GPS。因此,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而进行定位的基站4。
如图2所示,拖拉机1和基站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之间进行包括定位数据在内的各种信息的无线通信的通信模块25、62等。由此,卫星导航装置22能够基于拖拉机侧的GPS天线24接收来自定位卫星71的电波而得到的定位数据和基站侧的GPS天线61接收来自GPS卫星71的电波而得到的定位数据,而以高精度测量拖拉机1的当前位置以及当前方位。另外,定位单元21通过具备卫星导航装置22和惯性测量装置23,能够以高精度测量拖拉机1的当前位置、当前方位、姿态角(偏航角、翻滚角、俯仰角)。
如图1所示,拖拉机1所具备的GPS天线24、通信模块25以及惯性测量装置23被收纳在天线单元80中。天线单元80配置在驾驶室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:具有对显示部51等的工作进行控制的各种控制程序等的终端电子控制单元52、以及能够在与拖拉机侧的通信模块25之间进行包括定位数据在内的各种信息的无线通信的通信模块55等。终端电子控制单元52具有:生成用于供拖拉机1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、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,按照显示在便携式通信终端3的显示部51上的用于设定目标行驶路径的输入引导,驾驶者、管理者等用户等输入作业车辆、作业装置12的种类、机种等车身数据,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的生成对象的作业区域S(参照图3)设为田地,便携式通信终端3的终端电子控制单元52获取包括田地的形状、位置在内的田地数据并将该田地数据存储于终端存储部54。
下面对田地数据的获取进行说明,通过由用户等驾驶而使拖拉机1实际行驶,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到用于确定田地的形状、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,并获取根据该确定的田地的形状以及位置而确定的包括作业区域S在内的田地数据。图3中示出了已确定矩形状的作业区域S的例子。
若包括所确定的田地的形状、位置等在内的田地数据被存储到终端存储部54中,则行驶路径生成部53使用终端存储部54中存储的田地数据、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将作业区域S内划分设定为中央区域R1和外周区域R2。中央区域R1设定在作业区域S的中央部,并且是先使拖拉机1在往复方向上自动行驶并进行规定作业(例如,耕耘等作业)的往复作业区域。外周区域R2设定在中央区域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例如根据车身数据所包括的转弯半径、拖拉机1的前后宽度以及左右宽度等,求出为了使拖拉机1在田地的田埂处转弯行驶而所需的转弯行驶用空间等。行驶路径生成部53在作业区域S内划分出中央区域R1和外周区域R2,以便在中央区域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是用于使拖拉机1的行驶方向转换180度而不进行规定作业的U形转弯路径,并将作业路径P1的终端与相邻的下一个作业路径P1的始端连结。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,作为与车身数据以及田地数据等建立关联的路径数据而存储在终端存储部54中。
路径数据中包括:目标行驶路径P的方位角、以及根据拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶方式等设定的设定发动机旋转速度、目标行驶速度等。
这样一来,若行驶路径生成部53生成了目标行驶路径P,则终端电子控制单元52将路径数据从便携式通信终端3发送至拖拉机1,由此拖拉机1的车载电子控制单元18能够获取路径数据。车载电子控制单元18能够基于获取到的路径数据,一边由定位单元21来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自动行驶。由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置是从拖拉机1实时(例如以数秒周期)发送至便携式通信终端3的,从而通过便携式通信终端3来掌握拖拉机1的当前位置。
关于路径数据的传送,在拖拉机1开始自动行驶前的阶段中,可以将路径数据的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,例如也可以将包括目标行驶路径P的路径数据分割为信息量较少的以规定距离为单位的多个路径部分。在该情况下,在拖拉机1开始自动行驶前的阶段中,仅将路径数据的初始路径部分从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。也可以为,在开始自动行驶之后,每当拖拉机1到达根据数据量等设定的路径获取地点时,仅将与该地点对应的随后的路径部分的路径数据从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。
在开始拖拉机1进行自动行驶时,例如,用户等使拖拉机1移动至起始地点,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。由此,在拖拉机1中,车载电子控制单元18通过接受自动行驶的开始指示,开始进行如下自动行驶控制:一边由定位单元21来获取自己的当前位置(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自动行驶。车载电子控制单元18构成为进行如下自动行驶控制的自动行驶控制部:基于由定位单元21(相当于卫星定位系统)获取的拖拉机1的定位数据,使拖拉机1沿着作业区域S内的目标行驶路径P自动行驶
自动行驶控制包含如下控制: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基于包括目标行驶速度的目标行驶路径P的路径数据、定位单元21的输出和车速传感器19的输出,而对变速装置13的工作进行自动控制,以便能够得到根据拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶方式等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和定位单元21的输出,而对制动操作机构15的工作进行自动控制,以便左右侧制动器能够在目标行驶路径P的路径数据所包括的制动区域中对左右后轮6进行恰当的制动。
在自动转向控制中,转向角设定部184基于目标行驶路径P的路径数据和定位单元21的输出来求出并设定左右前轮5的目标转向角,并将设定的目标转向角输出至动力转向机构14,以使拖拉机1在目标行驶路径P上自动行驶。动力转向机构14基于目标转向角和转向角传感器20的输出,使左右前轮5进行自动转向,以便能够得到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的路径数据和定位单元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。由此,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进行规定作业(例如耕耘作业)。另外,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等而构成了自动行驶单元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。因而,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。
图1以及如图2所示,拖拉机1具备障碍物检测系统100,该障碍物检测系统100用于检测拖拉机1(行驶机体7)的周围的障碍物,以避免与障碍物发生碰撞。障碍物检测系统100具备:多个激光雷达(Lidar)传感器101、102,其能够使用激光以三维的方式而对到测距点为止的距离进行测量;声纳单元103、104,其具有多个声纳,该多个声纳能够使用超声波对到测距点为止的距离进行测量;障碍物检测部110;以及碰撞避免控制部111。在此,利用激光雷达传感器101、102以及声呐单元103、104而测量的测距点是物体、人等。
障碍物检测部110构成为进行如下障碍物检测处理:基于激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104的测量信息,将规定距离内的物体、人等测距点检测为障碍物。碰撞避免控制部111被构成为若由障碍物检测部110检测到障碍物,则进行碰撞避免控制。障碍物检测部110实时地重复进行基于激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104的测量信息的障碍物检测处理,恰当地检测物体、人等障碍物,使碰撞避免控制部111进行用于避免与实时地检测到的障碍物发生碰撞的碰撞避免控制。
障碍物检测部110以及碰撞避免控制部111配备于车载电子控制单元18。车载电子控制单元18借助CAN(Controller Area Network:控制器域网)而与共轨系统所包括的发动机用的电子控制单元、激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104等以能够通信的方式连接。
激光雷达传感器101、102向周围照射作为测量光的激光(例如脉冲状的近红外激光)并接受该激光的反射光,根据到测量光被测距点反射回来为止的往复时间来测量到测距点为止的距离(Time Of Flight)。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距点为止的距离进行测量,从而能够以三维的方式对到测距点为止的距离进行测量。激光雷达传感器101、102实时地对到障碍物检测区域内的测距点为止的距离进行反复测量。激光雷达传感器101、102构成为能够根据测量信息来生成距离图像并将该距离图像输出到外部。激光雷达传感器101、102根据测量信息生成的距离图像能够显示在拖拉机1的显示部、便携式通信终端3的显示部51等显示装置上,以便使用户等能够视觉确认障碍物的有无。顺便说明的是,在距离图像中,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与后激光雷达传感器102,其中,当将拖拉机1(行驶机体7)的前方侧作为测距范围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)的后方侧作为测距范围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。
下面,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,但对前激光雷达传感器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的测距范围C、后激光雷达传感器102的测距范围D依次进行说明。
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。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一安装板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,在第一安装板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侧的第二安装板202与固定于天线单元支承柱81侧的第三安装板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,具有左右一对第二安装板202。第二安装板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。第二安装板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,在第二安装板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,第三安装板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。与第二安装板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,具备左右一对第三安装板203。第三安装板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。在第三安装板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。以使第二安装板202的柱侧安装部202b中的前后圆孔与第三安装板203的长孔203a中的前方侧端部与后方侧端部对齐的方式,在使第二安装板202位于比第三安装板203更靠内方侧的位置的状态下,使第二安装板202与第三安装板203相重合。通过使连结件50插通于第二安装板202的前后的圆孔与第三安装板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,左右一对第二安装板202以及第三安装板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,使第二安装板202的柱侧安装部202b中的前后的圆孔与第三安装板203的圆孔203b和长孔203a的前方侧端部对齐。这样,在使第二安装板202位于比第三安装板203更靠内方侧的位置的状态下,使第二安装板202与第三安装板203相重合。使连结件50插通于第二安装板202的柱侧安装部202b中的前侧的圆孔与第三安装板203的圆孔203b。与此同时,使连结件50插通于第二安装板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。由此,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,将位于第三安装板203的长孔203a的前方侧端部的连结件50拆取下,并将位于第三安装板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插通于第二安装板202的前侧的圆孔和第三安装板203的圆孔203b,并且使连结件50插通于第二安装板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的(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的(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四安装板204以及第五安装板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。第四安装板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。第五安装板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。第四安装板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。第四安装板204的前方侧部位与第五安装板205的后方侧部位利用连结件50而固定连结。第五安装板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五安装板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:借助第四安装板204以及第五安装板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的(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量。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。据此,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的(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的(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,在第五安装板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六安装板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六安装板206。利用连结件50将第六安装板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。
后激光雷达传感器102相对于传感器支承柱301的安装构造如图10所示那样,将后激光雷达传感器102借助第七安装板207以及第八安装板208而安装于传感器支承柱301。第七安装板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。第八安装板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。第七安装板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。第七安装板207的后方侧部位与第八安装板208的前方侧部位利用连结件50而固定连结。第八安装板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八安装板208的左右安装面部208a夹入的状态而被安装。在第七安装板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与第七安装板207以及传感器支承柱301的状态而被配备。
如图9的(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量。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、第七安装板207以及第八安装板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,在第八安装板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的测距范围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距范围C1,并且,如图11所示那样在上下方向上具有上下测距范围C2。由此,前激光雷达传感器101在到从自身离开了第一设定距离X1(参照图12)的位置为止的范围内,设定左右测距范围C1和上下测距范围C2所包括的上下、左右以及前后的四棱锥形状的测距范围C。
如图12所示,前激光雷达传感器101中的左右测距范围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。左右测距范围C1被设定为从前激光雷达传感器101延伸的第一边界线E1和第二边界线E2之间的第一设定角度α1的范围。这样,前激光雷达传感器101虽然具有左右测距范围C1,但并不是将左右测距范围C1的整体作为障碍物的检测范围,而将左右测距范围C1的中央侧作为障碍物的检测范围。在左右测距范围C1中,在行驶机体7的左右方向的中央侧设定有检测障碍物的障碍物检测区域J,在该障碍物检测区域J的外侧设定有不检测障碍物的非检测区域K。由此,障碍物检测部110利用基于前激光雷达传感器101的测量信息的障碍物检测处理来检测障碍物的范围在左右方向上构成障碍物检测区域J。障碍物检测区域J被设定为在行驶机体7的左右方向上以行驶机体7的中央部为基准从行驶机体7的中央部向左右两侧偏离第二设定距离X2的位置为止的范围。障碍物检测区域J被设定为在行驶机体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。将障碍物检测区域J设为何种大小的范围可以进行适当变更,例如,可以通过任意变更第二设定距离X2来变更障碍物检测区域J的大小。
如图11所示,前激光雷达传感器101中的上下测距范围C2被设定为从前激光雷达传感器101延伸的第三边界线E3和第四边界线E4之间的第二设定角度α2的范围。第三边界线E3被设定为从前激光雷达传感器101沿着水平方向朝向前方侧延伸的水平线,第四边界线E4被设定为位于比从前激光雷达传感器101到前轮5的前上部的第一切线G1更靠下方侧的位置的直线。上下测距范围C2被设定为第三边界线E3与第四边界线E4之间的第一中心线F1位于比发动机盖8更靠上方侧的位置,从而能够在发动机盖8的上方侧确保了大小足够的障碍物检测区域。通过将第四边界线E4设定为比第一切线G1更靠下方侧,即使在行驶机体7的前方侧端部(发动机盖8的前方侧端部)的附近位置等存在物体、人等测距点,也能够对该测距点进行测量。
如图11所示,发动机盖8的一部分以及前轮5的一部分进入前激光雷达传感器101中的上下测距范围C2内。因而,若障碍物检测部110基于前激光雷达传感器101的测量信息进行了障碍物检测处理,则有可能将发动机盖8的一部分、前轮5的一部分误检测为障碍物。为此,实施了用于防止该误检测的第一掩蔽处理。在第一掩蔽处理中,在前激光雷达传感器101的测距范围C内,将存在发动机盖8的一部分以及前轮5的一部分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,在第一掩蔽处理中,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进行测量,并将根据此时的测量信息而生成的距离图像显示于:拖拉机1的显示部、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距离图像进行确认,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的一部分存在于距离图像上时,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。
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,障碍物检测部110基于前激光雷达传感器101的测量信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于障碍物检测区域J(参照图12)且上下方向上包含于上下测距范围C2(参照图11)的范围内,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的测距范围D进行说明。
后激光雷达传感器102与前激光雷达传感器101同样,如图12所示那样在左右方向上具有左右测距范围D1,并且,如图11所示那样在上下方向上具有上下测距范围D2。由此,后激光雷达传感器102在到从自身离开了第三设定距离X3(参照图12)的位置为止的范围内,来设定左右测距范围D1和上下测距范围D2所包括的上下、左右以及前后的四棱锥形状的测距范围D。顺便说明的是,X1和X3可以被设定为相同距离,也可以被设定为不同距离。
如图12所示,后激光雷达传感器102中的左右测距范围D1与前激光雷达传感器101同样,被设定为从后激光雷达传感器102延伸的第五边界线E5和第六边界线E6之间的第三设定角度α3的范围。在左右测距范围D1中,在行驶机体7的左右方向的中央侧设定有障碍物检测区域J,在障碍物检测区域J的外侧设定有非检测区域K。障碍物检测部110利用基于后激光雷达传感器102的测量信息的障碍物检测处理来检测障碍物的范围在左右方向上构成障碍物检测区域J。
如图11所示,后激光雷达传感器102中的上下测距范围D2被设定为从后激光雷达传感器102延伸的第七边界线E7和第八边界线E8之间的第四设定角度α4的范围。作业装置12被设置为在上升位置和下降位置之间升降自如。在图11中,用实线示出位于下降位置的作业装置12,用虚线示出位于上升位置的作业装置12。第七边界线E7被设定为从后激光雷达传感器102沿着水平方向朝向后方侧延伸的水平线,第八边界线E8被设定为位于比从后激光雷达传感器102朝向位于下降位置的作业装置12的后上部的第二切线G2更靠下方侧的直线。上下测距范围D2被设定为第七边界线E7与第八边界线E8之间的第二中心线F2位于比上升位置处的作业装置12(图11中用虚线示出)更靠上方侧的位置,由此能够在上升位置处的作业装置12的上方侧确保了大小足够的障碍物检测区域。通过将第八边界线E8设定为比第二切线G2更靠下方侧,即使在下降位置处的作业装置12的后方侧端部的附近位置等存在物体、人等测距点,也能够对该测距点进行测量。
作业装置12的一部分进入到后激光雷达传感器102中的上下测距范围D2内。因而,若障碍物检测部110基于后激光雷达传感器102的测量信息进行了障碍物检测处理,则有可能将作业装置12的一部分误检测为障碍物。为此,实施了用于防止该误检测的第二掩蔽处理。在第二掩蔽处理中,在后激光雷达传感器102的测距范围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,在第二掩蔽处理中,与第一掩蔽处理同样,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进行测量,并将根据此时的测量信息而生成的距离图像显示于:拖拉机1的显示部、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距离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。
作业装置12能够在下降位置和上升位置之间升降。拖拉机1通过使作业装置12下降到下降位置而在进行规定作业的同时行驶,并且通过使作业装置12上升到上升位置仅行驶而不进行规定作业行驶。为此,在第二掩蔽处理中,作为掩蔽范围L设定了如图14所示的下降位置用的掩蔽范围L1和如图15所示的上升位置用的掩蔽范围L2。在图14以及图15中,对于作业装置12中的存在于后激光雷达传感器102的测距范围D内的部分用实线示出,对于作业装置12中的存在于后激光雷达传感器102的测距范围D外的部分用虚线示出。对驾驶室10内的升降用的操作件进行操作。由此,使作业装置12位于下降位置,并使用根据此时的后激光雷达传感器102的测量信息来生成的距离图像,来设定下降位置用的掩蔽范围L1。对驾驶室10内的升降用的操作件进行操作。由此,使作业装置12位于上升位置,并使用根据此时的后激光雷达传感器102的测量信息来生成的距离图像,设定上升位置用的掩蔽范围L2。
如图14及图15所示,将比包括作业装置12所存在的范围Lc的基准范围大出了设定范围的矩形形状的范围设定为掩蔽范围L1、L2。顺便说明的是,掩蔽范围L被设定为前后方向、左右方向以及上下方向上的三维范围。掩蔽范围L例如也可以以仅包括作业装置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设为何种范围以及形状是可以进行适当变更的。
这样,障碍物检测部110基于后激光雷达传感器102的测量信息来进行障碍物检测处理。由此,在左右方向包含于障碍物检测区域J(参照图12)且在上下方向上包含于上下测距范围D2(参照图11)的范围内,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。在作业装置12位于下降位置时,障碍物检测部110使用下降位置用的掩蔽范围L1进行障碍物检测处理,在作业装置12位于上升位置时,障碍物检测部110使用上升位置用的掩蔽范围L2进行障碍物检测处理。
下面对声纳单元103、104进行说明。
声纳单元103、104被构成为:根据所投射来的超声波碰撞到测距点而反弹回来为止的往复时间来测量到测距点为止的距离。
作为声纳单元103、104,具备如图12所示的将拖拉机1(行驶机体7)的右侧作为障碍物检测区域的右侧的声纳单元103、和如图12所示的将拖拉机1(行驶机体7)的左侧作为障碍物检测区域的左侧的声纳单元104。
如图12所示,右侧的声纳单元103的障碍物检测区域N和左侧的声纳单元104的障碍物检测区域N仅在从行驶机体7延伸的方向为左右相反的方向这一点上不同,是右侧和左侧构成左右对称的障碍物检测区域N。
声纳单元103、104将行驶机体7的机体外侧作为测距点。声纳单元103、104以从水平方向按照规定角度朝向下方侧而投射超声波的方式安装于行驶机体7,并且将障碍物检测区域N设定为从声纳单元103、104沿着按规定角度朝向下方侧的方向延伸。声纳单元103、104的障碍物检测区域N是将从声纳单元103、104到朝向行驶机体7的外侧移动规定距离为止的距离作为半径的范围,声纳单元103、104的障碍物检测区域N在行驶机体7的前后方向上设定在前激光雷达传感器101中的左右测距范围C1和后激光雷达传感器102中的左右测距范围D1之间。
这样,障碍物检测部110基于声纳单元103、104的测量信息来进行障碍物检测处理,从而在左右障碍物检测区域N检测是否存在障碍物。
下面,对碰撞避免控制部111所进行的碰撞避免控制进行说明,但首先对在基于激光雷达传感器101、102的测量信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物时的碰撞避免控制进行说明,接着对在基于声纳单元103、104的测量信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物时的碰撞避免控制进行说明。
作为激光雷达传感器具备前激光雷达传感器101和后激光雷达传感器102这两个激光雷达传感器,障碍物检测部110基于在目标行驶路径P所包括的前进后退切换地点处的前进后退的切换、或者驾驶室10的内部所配备的前进后退切换用的换向杆(reverselever)所进行的前进后退的切换,来切换障碍物检测状态。在拖拉机1进行前进行驶时,通过前激光雷达传感器101来进行测量,并且障碍物检测部110切换为进行基于前激光雷达传感器101的测量信息的障碍物检测处理的前进检测状态。在拖拉机1进行后退行驶时,通过后激光雷达传感器102来进行测量,并且障碍物检测部110切换为进行基于后激光雷达传感器102的测量信息的障碍物检测处理的后退检测状态。这样,根据拖拉机1是进行前进行驶还是进行后退行驶,来切换使用前激光雷达传感器101和后激光雷达传感器102中的哪一个激光雷达传感器来进行障碍物的检测。由此,在实现处理负担的减轻的同时,进行障碍物的检测。
在前进检测状态下,障碍物检测部110基于前激光雷达传感器101的测量信息来进行障碍物检测处理,从而在左右方向上包含于被障碍物检测区域J(参照图12)且在上下方向上包含于上下测距范围C2(参照图11)的范围内,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。在后退检测状态下,当作业装置12位于下降位置时,障碍物检测部110基于后激光雷达传感器102的测量信息来进行障碍物检测处理。在该障碍物检测处理中,在左右方向上包含于被障碍物检测区域J(参照图12)且在上下方向上包含于上下测距范围D2(参照图11)的范围内,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。在后退检测状态下,当作业装置12位于上升位置时,障碍物检测部110基于后激光雷达传感器102的测量信息进行障碍物检测处理。在该障碍物检测处理中,在左右方向上包含于障碍物检测区域J(参照图12)且在上下方向上包含于上下测距范围D2(参照图11)的范围内,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或后激光雷达传感器102来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,在障碍物检测区域J中的针对哪一范围检测到了障碍物的检测结果。障碍物检测区域J根据相距前激光雷达传感器101或后激光雷达传感器102的距离,设定了第一障碍物检测区域J1、第二障碍物检测区域J2和第三障碍物检测区域J3这三个范围。第一障碍物检测区域J1设定为:相距前激光雷达传感器101或后激光雷达传感器102的距离为从第四设定距离X4到第一设定距离X1为止的范围内或者从第四设定距离X4到第三设定距离X3为止的范围。第二障碍物检测区域J2设定为:相距前激光雷达传感器101或后激光雷达传感器102的距离为从第五设定距离X5到第四设定距离X4为止的范围。第三障碍物检测区域J3设定为:相距前激光雷达传感器101或后激光雷达传感器102的距离为到第五设定距离X5为止的范围。因而,第一障碍物检测区域J1、第二障碍物检测区域J2、第三障碍物检测区域J3设定为依次接近于包括前激光雷达传感器101、后激光雷达传感器102以及作业装置12在内的拖拉机1,。
对于使用前激光雷达传感器101或后激光雷达传感器102检测到障碍物的情况下的碰撞避免控制的控制内容,在拖拉机1进行前进行驶时和拖拉机1进行后退行驶时都是相同的,因此下面对拖拉机1进行前进行驶时进行说明。
在拖拉机1进行前进行驶时,如图12所示,当在障碍物检测处理中在第一障碍物检测区域J1内检测到障碍物的第一障碍物检测状态的情况下,碰撞避免控制部111进行第一通知控制来作为碰撞避免控制,在该第一通知控制中,控制通知蜂鸣器、通知灯等通知装置26,以通知在第一障碍物检测区域J1内存在障碍物。在第一通知控制中,碰撞避免控制部111例如控制通知装置26,以使通知蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通知灯以规定颜色点亮。
当在障碍物检测处理中在第二障碍物检测区域J2内检测到障碍物的情况下,碰撞避免控制部111进行第二通知控制和第一减速控制来作为碰撞避免控制,在该第二通知控制中,控制通知蜂鸣器、通知灯等通知装置26,以通知在第二障碍物检测区域J2内存在障碍物,在该第一减速控制中,使拖拉机1的车速进行减速。在第二通知控制中,碰撞避免控制部111例如控制通知装置26,以使通知蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通知灯以规定颜色点亮。在第一减速控制中,碰撞避免控制部111例如基于当前的拖拉机1的车速、到障碍物为止的距离等,来求出拖拉机1碰撞到障碍物为止的碰撞预测时间。碰撞避免控制部111控制发动机9、变速装置13以及制动操作机构15等,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)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三障碍物检测区域J3内检测到障碍物的情况下,碰撞避免控制部111进行第三通知控制和停止控制来作为碰撞避免控制,在该第三通知控制中,控制通知蜂鸣器、通知灯等通知装置26,以通知在第三障碍物检测区域J3内存在障碍物,在该停止控制中,使拖拉机1停止。在第三通知控制中,碰撞避免控制部111例如控制通知装置26,以使通知蜂鸣器连续工作,并且使通知灯以规定颜色点亮。在停止控制中,碰撞避免控制部111例如控制制动操作机构15等,以使拖拉机1停止。
顺便说明的是,在第一通知控制和第二通知控制中使通知蜂鸣器接通断开的规定频率可以为相同频率,也可以为不同频率。另外,在第一至第三通知控制使通知灯点亮的规定颜色可以为相同颜色,也可以为不同颜色。碰撞避免控制部111在第一至第三通知控制中,除了对拖拉机1的通知装置26的控制之外,还可以控制终端电子控制单元52,以使表示在第一至第三障碍物检测区域J1~J3的哪个区域中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,在第一障碍物检测区域J1内检测到障碍物的情况下,碰撞避免控制部111进行第一通知控制。由此,能够向用户等通知在第一障碍物检测区域J1内存在障碍物。若在该状态下拖拉机1继续行驶而使障碍物的位置从第一障碍物检测区域J1移动到第二障碍物检测区域J2,则碰撞避免控制部111除了第二通知控制之外,还进行第一减速控制。由此,可以使拖拉机1的车速减慢,以便能够避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。即使拖拉机1减速,若障碍物的位置仍从第二障碍物检测区域J2移动到第三障碍物检测区域J3,则碰撞避免控制部111除了第三通知控制之外,也还进行停止控制。由此,能够使拖拉机1停止,而能够恰当地避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。
在使用激光雷达传感器101、102时,人等进行移动的测距点也会被检测为障碍物。因而,即使在障碍物检测区域J内检测到了障碍物,由于有时障碍物本身的移动,也会有障碍物离开障碍物检测区域J的情况。为此,在障碍物的位置离开第一障碍物检测区域J1的情况下,基本上碰撞避免控制部111会结束第一通知控制。在障碍物的位置离开第二障碍物检测区域J2的情况下,基本上碰撞避免控制部111会结束第二通知控制,并进行控制发动机9、变速装置13等以使拖拉机1的车速加速至设定车速的车速恢复控制。在障碍物的位置离开第三障碍物检测区域J3的情况下,基本上碰撞避免控制部111在将拖拉机1维持为行驶停止状态的同时,结束第三通知控制。该情况下,通过由用户等下达重新开始拖拉机1的自动行驶等的指令,能够重新开始拖拉机1的自动行驶。
接下来,对在基于声纳单元103、104的测量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。
声纳单元103、104设置在左右,但是,在拖拉机1进行前进行驶的情况和拖拉机1进行后退行驶的情况下,障碍物检测部110都会基于左右两侧的声纳单元103、104的所有测量信息来进行障碍物检测处理。
当在基于声纳单元103、104的测量信息而进行的障碍物检测处理中检测到障碍物的情况下,碰撞避免控制部111进行第四通知控制和第二减速控制来作为碰撞避免控制,在该第四通知控制中,控制通知蜂鸣器、通知灯等通知装置26,以通知在声纳单元103、104的某个声纳单元的障碍物检测区域N内存在障碍物,在该第二减速控制中,使拖拉机1的车速减慢。在第四通知控制中,碰撞避免控制部111例如控制通知装置26,以使通知蜂鸣器以规定频率进行接通断开工作,并且使通知灯以规定颜色点亮。在第二减速控制中,碰撞避免控制部111例如控制发动机9、变速装置13以及制动操作机构15等,以使拖拉机1的车速减慢至设定车速。
这样一来,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来检测在行驶机体7的前方侧以及后方侧是否存在障碍物,并且使用声纳单元103、104来检测在行驶机体7的左右是否存在障碍物。若由障碍物检测部110检测到障碍物的存在,则障碍物检测系统100通过由碰撞避免控制部111进行碰撞避免控制,向用户等通知障碍物的存在,由此能够提醒用户等避免与障碍物发生碰撞,并且即使假如拖拉机1与障碍物有可能发生碰撞,通过使拖拉机1减速、停止,也能够恰当地避免拖拉机1与障碍物发生碰撞。
在自动行驶状态下,由车载电子控制单元18进行自动行驶控制,因此通过障碍物检测系统100来使拖拉机1减速、停止,能够使拖拉机1在避免与障碍物发生碰撞的同时,进行自动行驶。即使在手动行驶状态下,也能够通过障碍物检测系统100来向正在驾驶的用户等通知障碍物的存在,或者支援用于避免拖拉机1与障碍物发生碰撞的驾驶。
下面,对于在自动行驶状态下障碍物检测部110基于激光雷达传感器101、102的测量信息而进行的障碍物检测处理,按照图16所示的处理流程来进一步说明。
首先,在前激光雷达传感器101以及后激光雷达传感器102的测距范围C、D的整体上,获取各测距点的测距数据(图16的步骤#01)。各测距点在根据激光雷达传感器101、102的测量信息生成的距离图像中成为具有测距数据的最小单位(像素点)。该各测距点的测距数据中包括:与各测距点和激光雷达传感器101、102之间的直线距离相关的直线距离;与测量光的照射方向相关的照射方向;以及与由该激光雷达传感器101接受到的反射光的强度等相关的数据。
接下来,生成上述各测距点的坐标数据(图16的步骤#02)。具体而言,在各测距点中,上述测距数据所包括的直线距离数据、照射方向数据被转换为坐标数据,该坐标数据由沿着拖拉机1的左右方向的X方向的坐标、沿着拖拉机1的前后方向的Y方向的坐标和沿着拖拉机1的上下方向的Z方向的坐标构成。此外,测距点的X方向以及Y方向的坐标数据为表示该测距点的在俯视观察时的位置的数据,测距点的Z方向的坐标数据为表示该测距点的高度的数据。
接下来,对各测距点进行单独测距点删除处理(图16的步骤#03)、悬浮物判定处理(图16的步骤#04)以及污垢判定处理(图16的步骤#05),来作为非障碍物判定处理,在该非障碍物判定处理中,使用由激光雷达传感器101、102接受到的来自该测距点的反射光的强度以及由激光雷达传感器101、102测量到的到该测距点为止的直线距离中的至少一方来判定测距点是否为非障碍物。
在单独测距点删除处理(图16的步骤#03)中,删除得到了由细微的雨、虫子、噪声等所产生的测距数据的单独测距点。
如图20所示,以在某个测距点计测到的直线距离d为基准,参照处于该测距点周围的多个测距点各自的直线距离d1~d8,在这些处于周围的多个测距点各自的直线距离d1~d8中,计测与作为基准的测距点的直线距离d之间的差值在规定范围内的数量。而且,在该数量为规定数量(例如2个)以下的情况下,可以说作为基准的测距点的直线距离d是由细微的雨、虫子、噪声等所产生的。据此,在单独测距点删除处理中,这种测距点被判定为是上述单独测距点。此外,对于这样被判定为是单独测距点的测距点,为了避免在后续障碍物检测中被判定为是障碍物,而将该测距点所具有的测距数据删除,视作不会用于障碍物检测的无数据的测距点。
在悬浮物判定处理(图16的步骤#04)中,判定发出反射光的测距点是否为空气中悬浮的灰尘、粉尘等悬浮物。
参照图18,对于由激光雷达传感器101、102测量到的直线距离处于从规定的第一设定距离b1(例如30cm)到大于该第一设定距离b1的规定的第二设定距离b2(例如200cm)为止的范围内、并且由激光雷达传感器101、102接受到的反射光的强度小于规定的设定强度a(例如270digit)的测距点,可以说该测距点为在拖拉机1的周围的空气中悬浮的悬浮物而非障碍物的可能性较高。因而,在悬浮物判定处理中,这种测距点被判定为是悬浮物。
此外,对于这样被判定为是悬浮物的测距点,为了避免在后续障碍物检测中被判定为是障碍物,而将该测距点所具有的测距数据删除,视作不会用于障碍物检测的无数据的测距点。
另外,拖拉机1的周围的灰尘、粉尘等悬浮物的状态还会根据气温、湿度、气候等环境条件发生变化。据此,对于是否执行上述悬浮物判定处理、执行时所使用的设定强度a和设定距离b1、b2等阈值等,也可以基于上述环境条件来进行适当变更。
在污垢判定处理(图16的步骤#05)中,判定发出反射光的测距点是否为附着在激光雷达传感器101、102的污垢。
参照图18,对于由激光雷达传感器101、102测量到的距离小于规定的第一设定距离b1(例如30cm)的测距点,该测距点为附着在激光雷达传感器101、102的污垢的可能性较高。因而,在污垢判定处理中,这种测距点被判定为是激光雷达传感器101、102的污垢。
进而,对于被判定为是污垢的测距点,该测距点在根据激光雷达传感器101、102的测量信息而生成的距离图像整体中所占的比例被作为污垢比例来求出。然后,判定该污垢比例是否为规定的设定污垢比例以上(图16的步骤#06)。然后,在污垢比例为设定污垢比例以上的情况下(图16的步骤#06中为“是”),例如如图19所示,在便携式通信终端3的显示部51上输出“传感器表面已变脏。”等之类的规定的污垢警报(图16的步骤#07)。由此,能够使用户识别到激光雷达传感器101、102已变脏,而激励用户去除该污垢。其结果为,能够避免由污垢导致的激光雷达传感器101、102的精度降低、损伤等。
接下来,创建用于确定障碍物的有无及其位置的栅格地图(图16的步骤#08)。
如图21所示,栅格地图(grid map)被构成为:将与从激光雷达传感器101、102延伸的边界线E2、E5和边界线E1、E6之间的左右测距范围C1、D1(参照图12)相对应的范围以规定的分辨率进行分割。例如,将激光雷达传感器101、102的左右角度的分辨率设为2°,将与激光雷达传感器101、102之间的距离的分辨率设为25cm。并且,栅格地图中的各栅格由多个测距点构成,这些包含在同一栅格的多个测距点中的最大的高度数据被作为该栅格的高度数据。另外,这种栅格地图每隔激光雷达传感器101、102的规定的测量时间间隔(例如0.1秒)而生成。
若如上所述那样创建了栅格地图,则执行用于设定与地表面对应的基准面的基准面设定处理(图16的步骤#09)。
在该基准面设定处理中,与地表面对应的栅格被检测为实测基准面。例如,能够参照栅格地图,将例如比激光雷达传感器101、102的设置水平(高度)低规定幅度以上的栅格检测为实测基准面。
也就是说,如后文所述,在位于作为是否为障碍物候补的判定对象的栅格的周围位置的多个栅格中,若存在比激光雷达传感器101、102的设置水平低规定幅度以上的栅格,则设为该栅格的高度与实测基准面相对应,而检测出该实测基准面。
在能够检测到这种实测基准面的情况下,该实测基准面被设定为设定基准面。具体而言,参照到当前时间点为止的规定期间中生成的多个(例如5个)距离图像,来求出实测基准面的检测频度。然后,在该实测基准面的检测频度为规定的设定频度(例如5个中占3个的频度)以上的情况下,将该检测到的实测基准面设定为设定基准面。
另一方面,在上述实测基准面的检测频度小于上述设定频度的情况下,判定为无法检测到该实测基准面,而将预先规定的假想基准面(例如从车轮的接地面向上方移10cm的平面)设定为设定基准面。由此,障碍物检测部110能够与地表面的状态无关地始终得到设定基准面,能够利用该设定基准面可靠地进行障碍物的检测。
接下来,执行利用栅格地图的障碍物检测处理(图16的步骤#10)。
在该障碍物检测处理中,在构成栅格地图的各栅格中基于相距设定基准面的栅格的高度来检测障碍物。具体而言,相距设定基准面的高度为规定的障碍物判定高度以上的栅格被检测为障碍物。
例如,从栅格地图的近前侧的栅格依次朝向里侧被作为是否为障碍物候补的判定对象。并且,将由判定对象的栅格的近前的1个栅格、判定对象的栅格的左右2个栅格以及该左右2个栅格的近前的2个栅格所构成的周围5个栅格作为比较对象。然后,在被作为比较对象的多个栅格中存在多个被检测为比判定对象的栅格的高度低规定幅度以上的实测基准面的栅格的情况下,将判定对象的栅格判定为是障碍物候补。此外,在不存在比判定对象的栅格更靠近前的栅格的情况下,仅将判定对象的栅格的左右2个栅格作为比较对象。另外,在比较对象的栅格中不存在被检测为实测基准面的栅格的情况下,将被检测为该栅格的近前的实测基准面的栅格的高度数据识别为该栅格的高度数据。另外,在近前的所有栅格中都不存在被检测为实测基准面的栅格时,将被设定为上述假想基准面的高度数据设定为比较对象。
并且,在规定期间内创建的多个(例如5个)栅格地图中以规定的设定频度(例如5个中占3个的频度)以上的频度存在同一个障碍物候补的情况下,将该障碍物候补判定为是障碍物,并且将该障碍物候补以外的障碍物候补判定为不是障碍物。在这样判定的障碍物存在于上述的障碍物检测区域J内的情况下,设为障碍物检测状态,并执行碰撞避免控制。具体而言,参照图12,离拖拉机1最近的障碍物在第一障碍物检测区域J1中的情况下,通过碰撞避免控制来通知该区域J1中存在障碍物。另外,离拖拉机1最近的障碍物在第二障碍物检测区域J2中的情况下,通过碰撞避免控制来通知在该区域J2中存在障碍物,并将拖拉机1的车速减慢。另外,离拖拉机1最近的障碍物在第三障碍物检测区域J3中的情况下,通过碰撞避免控制来通知在该区域J3中存在障碍物,并使拖拉机1停止。
对于障碍物是否为同一个的判定,以如下方式进行。
如图22所示,在被判定为障碍物的栅格(在图22中加阴影的栅格)相邻配置有多个的情况下,将该相邻的多个栅格判定为是同一个障碍物O1、O2、O3。然后,求出各个障碍物O1、O2、O3的在俯视观察时的图心位置(重心位置)p,并将该图心位置p识别为各个障碍物O1、O2、O3的位置。此外,对于求出图心位置p的方法,可以采用现有方法。例如,能够计算构成障碍物O1、O2、O3的各栅格的规定原点处的截面一次矩的总和,利用该截面一次矩的总和除以总截面积而得的值为从原点到图心位置p为止的距离,来求出图心位置p。
进而,在连续生成的2个栅格地图中,参照障碍物的图心位置p的移动幅度,在该移动幅度在规定的设定移动幅度以下的情况下,将这些障碍物判定为是同一个障碍物。例如,如图23所示,在连续生成的栅格地图GM(-4)~GM(0)中的同一个栅格中示出了障碍物O的图心位置p(参照图22)的情况下,判定为这些障碍物O是同一个障碍物并且该障碍物已停止。另外,如图24、图25所示,即便在连续生成的2个栅格地图GM中的不同栅格中示出了障碍物O的图心位置p的情况下,在该2个栅格地图各自的障碍物O的图心位置p的移动幅度为上述设定移动幅度以下时,也判定为这些障碍物O是同一个障碍物并且该障碍物正在沿着图心位置p的移动方向移动。
此外,在图23、图24以及图25中,示出了在到当前时间点为止的规定期间创建的5个栅格地图GM(-4)~GM(0)的状态例,在这5个栅格地图GM(-4)~GM(0)中,示出了包括作为一例的障碍物O在内的栅格。另外,栅格地图GM(0)是在当前时间点创建的栅格地图。栅格地图GM(-1)是在栅格地图GM(0)的前一个时间点创建的栅格地图。栅格地图GM(-2)是在栅格地图GM(-1)的前一个时间点创建的栅格地图。栅格地图GM(-3)是在栅格地图GM(-2)的前一个时间点创建的栅格地图。栅格地图GM(-4)是在栅格地图GM(-3)的前一个时间点创建的栅格地图。
在上述的障碍物检测处理中,如图25所示,将当前时间点的栅格地图除外的到该当前时间点为止的栅格地图GM(-4)~GM(-1)中存在位于障碍物检测区域内的障碍物O,但有时在当前时间点的栅格地图GM(0)中,该障碍物O消失。这种情况下,到当前时间点为止的栅格地图GM(-4)~GM(-1)中确定的障碍物O有可能移动到了测量光照射不到的死角范围内。为此,在本实施方式的障碍物检测处理中,执行用于判定障碍物O的移动状态的移动判定处理。下面,对于该移动判定处理的详细内容,按照图17所示的处理流程加以说明。
此外,参照图12,上述死角范围为像发动机盖下部那样测量光被遮住而照射不到的范围、像车轮周边部等那样由于在比第三障碍物检测区域J3更靠近拖拉机1的范围内且比左右测距范围C1、D2更靠外侧的位置所以测量光照射不到的范围。
在移动判定处理中,参照到当前时间点为止的栅格地图GM(-4)~GM(-1)中检测到的障碍物O的移动方向、移动速度,由此来推定障碍物O在当前时间点的栅格地图GM(0)中的位置(图17的步骤#21)。然后,使用推定出的当前时间点的障碍物O的位置来判定该障碍物O是否移动到了上述死角范围内(图17的步骤#22)。然后,在判定为例如如图12中的箭头T所示那样障碍物O穿过第三障碍物检测区域J3而移动到了死角范围内的情况下(图17的步骤#22中为“是”),维持障碍物检测状态(图17的步骤#23)。这样一来,用于避免与该障碍物O发生碰撞的碰撞避免控制会继续执行,拖拉机1维持在行驶停止状态,从而能够避免拖拉机1与移动到死角范围的障碍物O发生碰撞。
进而,在判定为障碍物O移动到了死角范围的情况下(图17的步骤#22中为“是”),判定该障碍物O是否移动到了与拖拉机1的周围分开足够距离的安全范围内(图17的步骤#24)。具体而言,移动到安全范围内的判定可以根据上述推定的当前时间点的障碍物O的位置是否移动到了拖拉机1的后方来进行。另外,也可以在从例如障碍物O移动到死角范围内的时间点起的经过时间达到了规定的设定时间的情况下,判定为障碍物O移动到了安全范围内。然后,在判定为障碍物O移动到了安全范围内的情况下(图17的步骤#24中为“是”),解除障碍物检测状态(图17的步骤#25)。随之,碰撞避免控制停止,拖拉机1加速或重新开始行驶。
〔其他实施方式〕
对本发明的其他实施方式进行说明。此外,下文中说明的各实施方式的构成并不限于分别单独应用的情况,也可以与其他实施方式的构成进行组合应用。
(1)能够对作业车辆的构成进行各种变更。
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。
(2)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在上下方向上配置在与车顶35相对应的位置,但对于配置位置可以进行适当变更。例如,可以将前激光雷达传感器101配置在发动机盖8的前方侧端部,将后激光雷达传感器102配置在与车顶35相对应的位置。另外,对于激光雷达传感器的数量、各个激光雷达传感器的测量范围等也可以进行适当变更。
(3)在上述实施方式中,障碍物检测部110基于激光雷达传感器101、102的测量信息进行了障碍物检测处理,但激光雷达传感器101、102也可以具备控制部,由该控制部来进行障碍物检测处理。这样,对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,是可以进行适当变更的。
(4)在上述实施方式中,示出了由拖拉机1具备障碍物检测部110、碰撞避免控制部111的示例,但例如也可以由便携式通信终端3等不同于拖拉机1的装置来具备障碍物检测部110、碰撞避免控制部111。
工业上的可利用性。
本发明能够适当地用于障碍物检测系统,该障碍物检测系统搭载于作业车辆,能够在抑制障碍物的误检测的同时,避免该障碍物的误检测所引起的作业车辆的不必要停止等。
附图标记说明
1…拖拉机(作业车辆);100…障碍物检测系统;101、102…激光雷达传感器(测距部);110…障碍物检测部(障碍物检测部);111…碰撞避免控制部(碰撞避免控制部);J…障碍物检测区域;O…障碍物。
Claims (4)
1.一种障碍物检测系统,所述障碍物检测系统搭载于作业车辆,并具备:
测距部,其向周围照射测量光并且接受所述测量光的反射光,来测量到所述测量光被反射的测距点为止的距离;以及
障碍物检测部,其基于所述测距部的测量结果来检测处于规定的障碍物检测区域内的障碍物,
所述障碍物检测部使用由所述测距部接受到的来自所述测距点的反射光的强度以及由所述测距部测量出的到所述测距点为止的距离中的至少一方,来判定所述测距点是否为非障碍物。
2.根据权利要求1所述的障碍物检测系统,其中,
所述障碍物检测部执行悬浮物判定处理,在所述悬浮物判定处理中,将由所述测距部测量到的距离处于从规定的第一设定距离到大于所述第一设定距离的规定的第二设定距离为止的范围内并且由所述测距部接受到的反射光的强度小于规定的设定强度的所述测距点判定为作为所述非障碍物的悬浮物。
3.根据权利要求1或2所述的障碍物检测系统,其中,
所述障碍物检测部执行污垢判定处理,在所述污垢判定处理中,将由所述测距部测量到的距离小于规定的第一设定距离的所述测距点判定为作为所述非障碍物的所述测距部的污垢。
4.根据权利要求3所述的障碍物检测系统,其中,
所述障碍物检测部将判定为所述测距部的污垢的所述测距点所占的比例作为污垢比例来求出,并在所述污垢比例为规定的设定污垢比例以上的情况下,输出规定的污垢警报。
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