CN114080578A - 作业车辆用的自动行驶系统 - Google Patents

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岩濑卓也
杉田士郎
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Abstract

作业车辆(1)用的自动行驶系统具有自动行驶控制部(23F)，该自动行驶控制部(23F)使具备检测障碍物的障碍物检测单元(80)的作业车辆自动行驶，障碍物检测单元(80)包括拍摄部(81～84)和有源传感器(86～88)，在障碍物检测单元(80)从拍摄部(81～84)的信息中检测出障碍物、且从有源传感器(86～88)的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，自动行驶控制部(23F)基于从有源传感器(86～88)的信息中获取到的与障碍物的分隔距离，来执行避免作业车辆与障碍物的碰撞的第一避免碰撞控制。

Description

作业车辆用的自动行驶系统
技术领域
本发明涉及能够进行作业车辆的自动行驶的作业车辆用的自动行驶系统。
背景技术
在作业车辆中，装备有周边监视装置，该周边监视装置构成为监视作业车辆的周边，起具备检测在作业车辆的周围存在的障碍物来获取该障碍物的相对位置的多个障碍物检测传感器、获取作业车辆的周围的图像的多个照相机、基于通过多个照相机获取的多个图像来获取作业车辆的周围的俯瞰图像的俯瞰图像获取部、设定需要对驾驶员警告障碍物的存在的警告区域的警告区域设定部、以及当在俯瞰图像上障碍物的相对位置位于警告区域内的情况下对驾驶员警告障碍物的存在的警告部(例如参照专利文献1)。
专利文献1：国际公开第2012/169361号公报
在上述专利文献1记载的周边监视装置中，作为障碍物检测传感器，采用了物体判别精度低的雷达装置。因此，当存在在上述警告区域中生长有高的草的情况、在警告区域中灰尘、粉尘等作为浮游物飞舞等情况下，障碍物检测传感器有可能将该生长高的草、浮游物等误检测为障碍物。如果产生这种误检测，则尽管对作业车辆的行驶带来妨碍的障碍物并不存在，警告部仍会对驾驶员警告在警告区域内存在障碍物。
而且，在能够自动行驶的作业车辆具备这种周边监视装置的情况下，当在警告区域中生长有高的草的情况、在警告区域中灰尘、粉尘等作为浮游物飞舞的情况下，因周边监视装置将它们误检测为障碍物，而自动行驶中的作业车辆会进行不必要的行驶停止等避免碰撞动作。
发明内容
鉴于该实际情况，本发明的主要课题在于提供能够精度良好地检测障碍物，使得作业车辆能够不进行不必要的避免碰撞动作地避免与障碍物的碰撞的作业车辆用的自动行驶系统。
本发明的第一特征结构的特征点在于，在作业车辆用的自动行驶系统中，
具有自动行驶控制部，该自动行驶控制部使具备检测障碍物的障碍物检测单元的作业车辆自动行驶，
上述障碍物检测单元包括自上述作业车辆拍摄规定方向的设定范围的拍摄部、和自上述作业车辆将与上述拍摄部相同的规定方向的设定范围作为测定对象的有源传感器，
在上述障碍物检测单元从上述拍摄部的信息中检测出上述障碍物、且从上述有源传感器的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，上述自动行驶控制部基于从上述有源传感器的信息中获取到的与上述障碍物的分隔距离，来执行避免上述作业车辆与上述障碍物的碰撞的第一避免碰撞控制。
根据本结构，能够精度良好地检测障碍物，作业车辆能够不进行不必要的避免碰撞动作地避免与障碍物的碰撞。
附图说明
图1是表示作业车辆用的自动行驶系统的简要结构的图。
图2是表示各照相机的拍摄范围的拖拉机的俯视图。
图3是表示各激光雷达传感器以及声纳的测定范围等的拖拉机的侧视图。
图4是表示各激光雷达传感器以及声纳的测定范围等的拖拉机的俯视图。
图5是表示自动行驶用的目标路径的一例的俯视图。
图6是表示作业车辆用的自动行驶系统的简要结构的框图。
图7是表示作业车辆用的障碍物检测单元的简要结构的框图。
图8是表示在前激光雷达传感器的距离图像中障碍物的检测范围和非检测范围的图。
图9是表示在后激光雷达传感器的距离图像中在作业装置下降状态下障碍物的检测范围和非检测范围的图。
图10是表示在后激光雷达传感器的距离图像中在作业装置上升状态下障碍物的检测范围和非检测范围的图。
图11是表示在图像处理中图像处理装置的处理顺序的流程图。
图12是表示各照相机的搭载位置与车体坐标原点以及距离计算基准点的位置关系等的俯视图。
图13是表示在检测状态判定控制中信息统一处理部的处理顺序的流程图。
图14是表示在障碍物未检测状态下前照相机的图像的图。
图15是表示在障碍物检测状态下前照相机的图像的图。
图16是表示在障碍物检测状态下前照相机的图像的图。
图17是表示在障碍物未检测状态下前激光雷达传感器的距离图像的图。
图18是表示在障碍物检测状态下前激光雷达传感器的距离图像的图。
图19是表示在障碍物检测状态下前激光雷达传感器的距离图像的图。
图20是表示因测定阻碍物而处于障碍物未检测状态下的前激光雷达传感器的距离图像的图。
图21是表示因测定阻碍物而处于障碍物未检测状态下的前激光雷达传感器的距离图像的图。
图22是表示在第一避免碰撞控制中自动行驶控制部的处理顺序的流程图。
图23是污垢附着判定，是表示在控制中自动行驶控制部的处理顺序的流程图。
具体实施方式
以下，作为用于实施本发明的实施方式的一例，基于附图说明将本发明的作业车辆用的自动行驶系统应用于作为作业车辆的一例的拖拉机的实施方式。此外，除拖拉机以外，例如，本发明的作业车辆用的自动行驶系统还能应用于乘用割草机、乘用插秧机、联合收割机、搬运车、除雪车、轮式装载机等乘用作业车辆、以及无人割草机等无人作业车辆。
如图1～4所示，在本实施方式中例示的拖拉机1的后部，经由三点连杆机构2以能够升降且能够翻滚的方式连结有作为作业装置的一例的旋耕装置3。由此，该拖拉机1构成为旋耕方式。拖拉机1通过使用作业车辆用的自动行驶系统，能够在作为作业地的一例的图5所示的田地A等中进行自动行驶。此外，能够取代旋耕装置3而在拖拉机1的后部连结有犁、圆盘犁、中耕机、心土铲、播种装置、撒布装置、割草装置等各种作业装置。
如图6所示，自动行驶系统包括搭载于拖拉机1的自动行驶单元4、和以能够与自动行驶单元4进行无线通信的方式进行了通信设定的作为无线通信设备的一例的便携式通信终端5。便携式通信终端5包括能够进行与自动行驶有关的各种信息显示、输入操作等的多点触控式的显示设备(例如液晶面板)50等。此外，对于便携式通信终端5，能够采用平板型的个人计算机、智能手机等。或者，对于无线通信，能够采用Wi－Fi(注册商标)等无线LAN(局域网：Local Area Network)、Bluetooth(蓝牙：注册商标)等近距离无线通信等。
如图1～3、图6所示，拖拉机1具备能够驱动且能够转向操纵的左右的前轮10、能够驱动的左右的后轮11、形成搭乘式的驾驶部12的驾驶室13、具有共轨系统的电子控制式的柴油发动机(以下称为发动机)14、覆盖发动机14等的发动机罩15、对来自发动机14的动力进行变速的变速单元16、对左右的前轮10进行转向操纵的全液压式的动力转向单元17、对左右的后轮11进行制动的制动单元18、对朝向旋耕装置3的传动进行断续的电子液压控制式的作业离合器单元19、对旋耕装置3进行升降驱动的电子液压控制式的升降驱动单元20、在滚动方向驱动旋耕装置3的电子液压控制式的翻滚单元21、检测拖拉机1中的各种设定状态、各部分的动作状态等的包含各种传感器、开关等的车辆状态检测设备22、以及具有各种控制部的车载控制单元23等。此外，对于发动机14，也可以采用具有电子调速器的电子控制式的汽油发动机等。或者，对于动力转向单元17，也可以采用具有转向操纵用的电动马达的电动式转向单元。
如图1、图3所示，驾驶部12具备手动转向操纵用的方向盘25、乘客用的座席26、和能够进行各种信息显示、输入操作等的多点触控式的液晶监视器27。图示省略，驾驶部12具备加速控制杆、变速控制杆等操作控制杆类、以及加速踏板、离合器踏板等操作踏板类等。
图示省略，变速单元16包括对来自发动机14的动力进行变速的电子控制式的无级变速装置、以及将通过无级变速装置变速后的动力切换为前进用和后退用的电子液压控制式的前进后退切换装置等。对于无级变速装置，采用了传动效率比静液压式无级变速装置(HST：Hydro Static Transmission)高的作为液压机械式无级变速装置的一例的I－HMT(Integrated Hydro－static Mechanical Transmission)。前进后退切换装置包括前进动力断续用的液压离合器、后退动力断续用的液压离合器、和控制油相对于上述离合器的流动的电磁阀。此外，对于无级变速装置，也可以取代I－HMT而采用作为液压机械式无级变速装置的一例的HMT(Hydraulic Mechanical Transmission)、静液压式无级变速装置或者带式无级变速装置等。或者，在变速单元16中，也可以取代无级变速装置，而包括具有多个变速用的液压离合器和控制油相对于上述离合器的流动的多个电磁阀的电子液压控制式的有级变速装置。
图示省略，制动单元18包含对左右的后轮11分别独立地进行制动的左右的制动器、与驾驶部12所具备的左右的制动踏板的踏入操作连动地使左右的制动器工作的脚刹系统、与驾驶部12所具备的驻车控制杆的操作连动地使左右的制动器工作的驻车制动系统、以及与左右的前轮10的设定角度以上的转向操纵连动地使转弯内侧的制动器工作的转弯制动系统等。
车辆状态检测设备22是拖拉机1的各部分所具备的各种传感器、开关等的统称。如图7所示，车辆状态检测设备22包括检测拖拉机1的车速的车速传感器22A、检测前进后退切换用的换向控制杆的操作位置的换向传感器22B、以及检测前轮10的转向操纵角的转向角传感器22C。或者，图示省略，车辆状态检测设备22包括检测发动机14的输出转速的旋转传感器、检测加速控制杆的操作位置的加速传感器、以及检测变速控制杆的操作位置的变速传感器等。
如图6～7所示，车载控制单元23包括进行与发动机14有关的控制的发动机控制部23A、进行与拖拉机1的车速、前进后退的切换有关的控制的车速控制部23B、进行与转向有关的控制的转向控制部23C、进行与旋耕装置3等作业装置有关的控制的作业装置控制部23D、进行与对液晶监视器27等的显示、报告有关的控制的显示控制部23E、进行与自动行驶有关的控制的自动行驶控制部23F、以及存储对应于在田地内被区分出的行驶区域而生成的自动行驶用的目标路径P(参照图5)等的非易失性的车载存储部23G等。各控制部23A～23F通过集成有微型控制器等的电子控制单元、各种控制程序等来构建。各控制部23A～23F经由CAN(控制器局域网：Controller Area Network)连接为能够相互通信。此外，对于各控制部23A～23F的相互通信，也可以采用除CAN以外的通信标准、下一代通信标准，例如车载Ethernet(以太网)、CAN－FD(CAN with Flexible Data rate：具有灵活数据速率的CAN)等。
发动机控制部23A基于来自加速传感器的检测信息和来自旋转传感器的检测信息，执行将发动机转速维持为与加速控制杆的操作位置对应的转速的发动机转速维持控制等。
车速控制部23B进行如下控制：基于来自变速传感器的检测信息和来自车速传感器22A的检测信息等，执行控制无级变速装置的工作的车速控制，以使拖拉机1的车速变更为与变速控制杆的操作位置对应的速度；以及基于来自换向传感器22B的检测信息，执行切换前进后退切换装置的传动状态的前进后退切换控制等。车速控制包括在变速控制杆被操作至零速位置的情况下将无级变速装置减速控制至零速状态而使拖拉机1的行驶停止的减速停止处理。
在作业装置控制部23D中，执行基于PTO开关的操作等控制作业离合器单元19的工作的作业离合器控制、基于升降开关的操作、高度设定拨盘的设定值等控制升降驱动单元20的工作的升降控制、以及基于侧摆角设定拨盘的设定值等控制翻滚单元21的工作的翻滚控制等。车辆状态检测设备22包含PTO开关、升降开关、高度设定拨盘、以及侧摆角设定拨盘。
如图6所示，拖拉机1具备测定拖拉机1的当前位置、当前方位等的定位单元30。定位单元30包括利用作为卫星定位系统的一例的GNSS(全球导航卫星系统：GlobalNavigation Satellite System)测定拖拉机1的当前位置和当前方位的卫星导航装置31、以及具有三轴的陀螺仪以及三个方向的加速度传感器等来测定拖拉机1的姿势、方位等的惯性测量装置(IMU：Inertial Measurement Unit)32等。在利用GNSS的定位方法中，存在DGNSS(Differential GNSS：相对定位方式)、RTK－GNSS(Real Time Kinematic GNSS：干扰定位方式)等。在本实施方式中，采用了适于移动体的定位的RTK－GNSS。因此，如图1所示，在田地周边的已知位置设置有能够进行利用RTK－GNSS的定位的基站6。
如图1、图6所示，拖拉机1和基站6分别具备接收从定位卫星7(参照图1)发送出的电波的GNSS天线33、60以及能够进行拖拉机1与基站6之间的包含定位信息在内的各信息的无线通信的通信模块34、61等。由此，定位单元30的卫星导航装置31能够基于拖拉机侧的GNSS天线33接收来自定位卫星7的电波而得到的定位信息、和基站侧的GNSS天线60接收来自定位卫星7的电波而得到的定位信息来高精度地测定拖拉机1的当前位置以及当前方位。或者，定位单元30通过具有卫星导航装置31和惯性测量装置32，能够高精度地测定拖拉机1的当前位置、当前方位、姿势角(横摆角、侧摆角、纵摆角)。
在该拖拉机1中，图1所示的天线单元35包含定位单元30的惯性测量装置32、GNSS天线33、以及通信模块34。天线单元35配置于驾驶室13的前表面侧的上部的左右中央部位。而且，拖拉机1中的GNSS天线33的安装位置成为利用GNSS测定拖拉机1的当前位置等时的定位对象位置。
如图6所示，便携式通信终端5具备具有集成了微型控制器等的电子控制单元、各种控制程序等的终端控制单元51等。终端控制单元51包括：显示控制部51A，其进行与对显示设备50等的显示、报告有关的控制；目标路径生成部51B，其生成自动行驶用的目标路径P；以及非易失性的终端存储部51C等，其存储由目标路径生成部51B生成的目标路径P等。作为用于生成目标路径P的各种信息，在终端存储部51C存储有拖拉机1的转弯半径、作业宽度等车体信息、以及从上述定位信息得到的田地信息等。田地信息包括在确定田地A的形状、大小等的基础上在使拖拉机1沿田地A的外周边行驶时利用GNSS获取到的在田地A中成为多个形状确定地点(形状确定坐标)的四个角部地点Ap1～Ap4(参照图5)、以及将这些角部地点Ap1～Ap4相连来确定田地A的形状、大小等的矩形的形状确定线AL(参照图5)等。
如图6所示，拖拉机1以及便携式通信终端5具备能够进行车载控制单元23与终端控制部3B之间的包含定位信息等在内的各信息的无线通信的通信模块28、52。在采用Wi－Fi进行与便携式通信终端5的无线通信的情况下，拖拉机1的通信模块28作为向CAN和Wi－Fi双向地变换通信信息的变换器而发挥功能。终端控制部3B能够通过与车载控制单元23的无线通信获取拖拉机1的包含当前位置、当前方位等在内的与拖拉机1有关的各种信息。由此，能够通过便携式通信终端5的显示设备3A显示拖拉机1相对于目标路径P的包含当前位置、当前方位等在内的各种信息。
目标路径生成部51B基于车体信息所包含的拖拉机1的转弯半径、作业宽度、以及田地信息所包含的田地A的形状、大小等生成目标路径P。例如，如图5所示，在矩形的田地A中，设定有自动行驶的开始地点p1和结束地点p2，在拖拉机1的作业行驶方向被设定为沿着田地A的短边的方向的情况下，首先，目标路径生成部51B基于上述四个角部地点Ap1～Ap4和矩形的形状确定线AL，将田地A区分为与田地A的外周边邻接的空白区域A1和位于空白区域A1的内侧的行驶区域A2。接下来，目标路径生成部51B基于拖拉机1的转弯半径、作业宽度等，在行驶区域A2生成在沿着田地A的长边的方向空开与作业宽度对应的规定间隔而并列配置的多条并列路径P1，并且生成行驶区域A2中的配置于各长边侧的外缘部按照拖拉机1的行驶顺序连接多条并列路径P1的多条转弯路径P2。之后，将行驶区域A2区分为在行驶区域A2中设定于各长边侧的外缘部的一对非作业区域A2a和设定于一对非作业区域A2a之间的作业区域A2b，并且将各并列路径P1区分为一对非作业区域A2a所包含的非作业路径P1a和作业区域A2b所包含的作业路径P1b。由此，目标路径生成部51B能够在图5所示的田地A中生成适于使拖拉机1自动行驶的目标路径P。
在图5所示的田地A中，空白区域A1是为了防止当拖拉机1在行驶区域A2的外周部进行自动行驶时旋耕装置3等与同田地A邻接的田埂等其他物体接触而在田地A的外周边与行驶区域A2之间确保的区域。各非作业区域A2a是用于在拖拉机1处于田地A的田埂时从当前的作业路径P1b转弯移动至接下来的作业路径P1b的田埂转弯区域。
在图5所示的目标路径P中，各非作业路径P1a和各转弯路径P2是拖拉机1不进行耕耘作业而自动行驶的路径，上述各作业路径P1b是拖拉机1边进行耕耘作业边自动行驶的路径。各作业路径P1b的始端地点p3是拖拉机1开始耕耘作业的作业开始地点，各作业路径P1b的终端地点p4是拖拉机1停止耕耘作业的作业停止地点。各非作业路径P1a是用于在拖拉机1的作业行驶方向使拖拉机1在转弯路径P2中进行转弯行驶之前的作业停止地点p4、和拖拉机1在转弯路径P2中进行转弯行驶之后的作业开始地点p3对齐的位置对齐路径。在各并列路径P1与各转弯路径P2的各连接地点p5、p6之中，各并列路径P1中的终端侧的连接地点p5是拖拉机1的转弯开始地点，各并列路径P1中的始端侧的连接地点p6是拖拉机1的转弯结束地点。
此外，图5所示的目标路径P只是一例，目标路径生成部51B能够基于根据拖拉机1的机种、作业的种类等而不同的车体信息、以及根据田地A而不同的田地A的形状、大小等田地信息等，生成适于它们的各种目标路径P。
目标路径P在与车体信息、田地信息等建立有关联的状态下存储于终端存储部51C，能够通过便携式通信终端5的显示设备50来显示。目标路径P包含在各并列路径P1中拖拉机1的目标车速、在各转弯路径P2b中拖拉机1的目标车速、在各并列路径P1中前轮转向操纵角、以及在各转弯路径P2b中前轮转向操纵角等。
终端控制单元51对应于来自车载控制单元23的发送要求指令，将存储于终端存储部51C的田地信息、目标路径P等发送至车载控制单元23。车载控制单元23将接收到的田地信息、目标路径P等存储于车载存储部23G。关于目标路径P的发送，例如，终端控制单元51也可以在拖拉机1开始自动行驶之前的阶段中，将全部目标路径P从终端存储部51C一举发送至车载控制单元23。或者，终端控制单元51也可以将目标路径P分割为每隔规定距离的多个分割路径信息，从拖拉机1开始自动行驶之前的阶段开始，每当拖拉机1的行驶距离到达规定距离，将与拖拉机1的行驶位次对应的规定量的分割路径信息从终端存储部51C依次发送至车载控制单元23。
在车载控制单元23中，来自车辆状态检测设备22所包含的各种传感器、开关等的检测信息经由车速控制部23B、转向控制部23C等被输入自动行驶控制部23F。由此，自动行驶控制部23F能够监视拖拉机1中的各种设定状态、各部分的动作状态等。
在通过乘客、管理员等用户进行用于满足各种自动行驶开始条件的手动操作从而拖拉机1的行驶模式被切换为自动行驶模式的状态下，便携式通信终端5的显示设备50被操作而指令开始自动行驶的情况下，自动行驶控制部23F边通过定位单元30获取拖拉机1的当前位置、当前方位等，边根据目标路径P开始使拖拉机1自动行驶的自动行驶控制。
自动行驶控制部23F在执行自动行驶控制的过程中，例如在通过用户操作便携式通信终端5的显示设备50而指令了结束自动行驶的情况下、在通过搭乘于驾驶部12的用户操作了方向盘25、加速踏板等手动操作工具的情况下，则结束自动行驶控制且将行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式。这样，在自动行驶控制结束之后使自动行驶控制再次开始的情况下，首先，用户坐进驾驶部12，将拖拉机1的行驶模式从自动行驶模式切换为手动行驶模式。接下来，进行用于满足各种自动行驶开始条件的手动操作之后，将拖拉机1的行驶模式从手动行驶模式切换为自动行驶模式。之后，通过在该状态下操作便携式通信终端5的显示设备50指令开始自动行驶，由此能够使自动行驶控制再次开始。
由自动行驶控制部23F进行的自动行驶控制包含将与发动机14有关的自动行驶用的控制指令发送至发动机控制部23A的发动机用自动控制处理、将与拖拉机1的车速、前进后退的切换有关的自动行驶用的控制指令发送至车速控制部23B的车速用自动控制处理、将与转向有关的自动行驶用的控制指令发送至转向控制部23C的转向用自动控制处理、以及将与旋耕装置3等作业装置有关的自动行驶用的控制指令发送至作业装置控制部23D的作业用自动控制处理等。
自动行驶控制部23F在发动机用自动控制处理中，将基于目标路径P所包含的设定转速等而指示发动机转速的变更的发动机转速变更指令等发送至发动机控制部23A。发动机控制部23A对应于从自动行驶控制部23F发送出的与发动机14有关的各种控制指令，执行自动地变更发动机转速的发动机转速变更控制等。
自动行驶控制部23F在车速用自动控制处理中，将基于目标路径P所包含的目标车速而指示无级变速装置的变速操作的变速操作指令、以及基于目标路径P所包含的拖拉机1的行进方向等而指示前进后退切换装置的前进后退切换操作的前进后退切换指令等，发送至车速控制部23B。车速控制部23B对应于从自动行驶控制部23F发送出的与无级变速装置、前进后退切换装置等有关的各种控制指令，执行自动地控制无级变速装置的工作的自动车速控制、以及自动地控制前进后退切换装置的工作的自动前进后退切换控制等。自动车速控制例如包含在目标路径P所包含的目标车速是零速的情况下将无级变速装置减速控制至零速状态而使拖拉机1的行驶停止的自动减速停止处理等。
自动行驶控制部23F在转向用自动控制处理中，将基于目标路径P所包含的前轮转向操纵角等而指示左右的前轮10的转向操纵的转向操纵指令等，发送至转向控制部23C。转向控制部23C对应于从自动行驶控制部23F发送出的转向操纵指令，执行控制动力转向单元17的工作来对左右的前轮10进行转向操纵的自动转向操纵控制、以及在左右的前轮10被转向操纵至设定角度以上的情况下使制动单元18工作而使转弯内侧的制动器工作的自动制动转弯控制等。
自动行驶控制部23F在作业用自动控制处理中，将基于目标路径P所包含的作业开始地点p3而指示旋耕装置3向作业状态切换的作业开始指令、以及基于目标路径P所包含的作业停止地点p4而指示旋耕装置3向非作业状态切换的作业停止指令等，发送至作业装置控制部23D。作业装置控制部23D对应于从自动行驶控制部23F发送出的与旋耕装置3有关的各种控制指令，执行控制作业离合器单元19和升降驱动单元20的工作而使旋耕装置3下降至作业高度来工作的自动作业开始控制、以及使旋耕装置3停止并上升至非作业高度的自动作业停止控制等。
即，上述自动行驶单元4包括动力转向单元17、制动单元18、作业离合器单元19、升降驱动单元20、翻滚单元21、车辆状态检测设备22、车载控制单元23、定位单元30、以及通信模块28、34等。而且，通过它们恰当地工作，能够精度良好地使拖拉机1按照目标路径P自动行驶，并且能够恰当地进行由旋耕装置3进行的耕耘。
如图6～7所示，拖拉机1具备监视拖拉机1的周围来检测在其周围存在的障碍物的障碍物检测单元80。障碍物检测单元80检测的障碍物包括在田地A中进行作业的工作人员等人、其他作业车辆、以及田地A中现存的电线杆、树木等。
如图1～4、图7所示，障碍物检测单元80包括拍摄拖拉机1的周围的拍摄单元80A、测定至在拖拉机1的周围存在的测定对象物的距离的有源传感器单元80B、以及对来自拍摄单元80A的信息和来自有源传感器单元80B的测定信息统一进行处理的信息统一处理部80C。
拍摄单元80A包括驾驶室13前方的第一拍摄范围Ri1被设定为拍摄范围的前照相机(拍摄部的一例)81、驾驶室13后方的第二拍摄范围Ri2被设定为拍摄范围的后照相机(拍摄部的一例)82、驾驶室13右方的第三拍摄范围Ri3被设定为拍摄范围的右照相机(拍摄部的一例)83、驾驶室13左方的第四拍摄范围Ri4被设定为拍摄范围的左照相机(拍摄部的一例)84、以及处理来自各照相机81～84的图像的图像处理装置85。
如图1、图3～4、图7所示，有源传感器单元80B包含驾驶室13前方的第一测定范围Rm1被设定为测定范围的前激光雷达传感器(有源传感器的一例)86、驾驶室13后方的第二测定范围Rm2被设定为测定范围的后激光雷达传感器(有源传感器的一例)87、以及驾驶室13右方的第三测定范围Rm3和驾驶室13左方的第四测定范围Rm4被设定为测定范围的声纳(有源传感器的一例)88。各激光雷达传感器86、87包含使用作为测定光的一例的激光(例如脉冲状的近红外激光)进行在第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的测定的测定部86A、87A、和基于来自测定部86A、87A的测定信息进行距离图像的生成等的激光雷达控制部86B、87B。声纳88包含右超声波传感器88A、左超声波传感器88B、和单一的声纳控制部88C。
信息统一处理部80C、图像处理装置85、各激光雷达控制部86B、87B、以及声纳控制部88C通过集成有微型控制器等的电子控制单元、各种控制程序等来构建。信息统一处理部80C、图像处理装置85、各激光雷达控制部86B、87B、以及声纳控制部88C经由CAN与车载控制单元23连接为能够相互通信。
前照相机81以及后照相机82配置于拖拉机1的左右中心线上。前照相机81以从斜上侧俯视拖拉机1的前侧的前低后高姿势配置于驾驶室13的前端侧的上部的左右中央部位。由此，在前照相机81中，拖拉机1的将左右中心线作为对称轴的车体前侧的规定范围被设定为第一拍摄范围Ri1。后照相机82以从斜上侧俯视拖拉机1的后侧的前高后低姿势配置于驾驶室13的后端侧的上部的左右中央部位。由此，在后照相机82中，拖拉机1的将左右中心线作为对称轴的车体后侧的规定范围被设定为第二拍摄范围Ri2。右照相机83以从斜上侧俯视拖拉机1的右侧的左高右低姿势配置于驾驶室13的右端侧的上部的前后中央部位。由此，在右照相机83中，车体右侧的规定范围被设定为第三拍摄范围Ri3。左照相机84以从斜上侧俯视拖拉机1的左侧的左低右高姿势配置于驾驶室13的左端侧的上部的前后中央部位。由此，在左照相机84中，车体左侧的规定范围被设定为第四拍摄范围Ri4。
在各激光雷达传感器86、87中，各测定部86A、87A通过基于照射出的激光到达测距点后返回的往复时间来测定至测距点的距离的TOF(飞行时间：Time Of Flight)方式，测定从各测定部86A、87A至第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的各测距点(测定对象物的一例)的距离。各测定部86A、87A通过遍及第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的整体，以高速纵横地扫描激光，依次测定每个扫描角(坐标)的至测距点的距离，从而在第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2中进行三维测定。各测定部86A、87A依次测定在遍及第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的整体以高速纵横地扫描了激光时得到的来自各测距点的反射光的强度(以下称为反射强度)。各测定部86A、87A实时地反复测定至第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的各测距点为止的距离、各反射强度等。各激光雷达控制部86B、87B根据各测定部86A、87A测定出的至各测距点为止的距离、针对各测距点的扫描角(坐标)等测定信息，生成距离图像，且从上述测定信息中提取被推定为障碍物的测距点组，将与提取出的测距点组有关的测定信息，作为与候补障碍物有关的测定信息，发送至信息统一处理部80C。
各激光雷达控制部86B、87B判定各测定部86A、87A测定出的各测距点的距离值是否满足无效条件，将满足无效条件的距离值作为无效值发送至信息统一处理部80C。具体而言，各激光雷达控制部86B、87B利用在距离各激光雷达传感器86、87极近距离存在的所谓的各激光雷达传感器86、87中的传感器表面的污垢的特征，将具有该特征的测距点的距离值设为无效值。由此，防止了与传感器表面的污垢有关的测距点的距离值在信息统一处理部80C中作为与障碍物有关的信息来使用的情况。各激光雷达控制部86B、87B利用在各激光雷达传感器86、87的近距离存在且反射强度非常弱的所谓的灰尘、雾等浮游物的特征，将具有该特征的测距点的距离值设为无效值。由此，防止了与浮游物有关的测距点的距离值在信息统一处理部80C中作为与障碍物有关的信息来使用的情况。
如图1、图3～4所示，前激光雷达传感器86以及后激光雷达传感器87与前照相机81以及后照相机82相同，配置于拖拉机1的左右中心线上。前激光雷达传感器86以从斜上侧俯视拖拉机1的前侧的前低后高姿势配置于驾驶室13的前端侧的上部的左右中央部位。由此，在前激光雷达传感器86中，拖拉机1的将左右中心线作为对称轴的车体前侧的规定范围被设定为通过测定部86A测定的第一测定范围Rm1。后激光雷达传感器87以从斜上侧俯视拖拉机1的后侧的前高后低姿势配置于驾驶室13的后端侧的上部的左右中央部位。由此，在后激光雷达传感器87中，拖拉机1的将左右中心线作为对称轴的车体后侧的规定范围被设定为通过测定部87A测定的第二测定范围Rm2。
对于前激光雷达传感器86以及后激光雷达传感器87而言，在变速单元16的前进后退切换装置被切换为前进传动状态的拖拉机1的前进行驶时，与该切换连动地，前激光雷达传感器86成为工作状态，后激光雷达传感器87成为工作停止状态。或者，在变速单元16的前进后退切换装置被切换为后退传动状态的拖拉机1的后退行驶时，与该切换连动地，前激光雷达传感器86成为工作停止状态，后激光雷达传感器87成为工作状态。
如图1、图3～4、图7所示，在声纳88中，声纳控制部88C基于由左右的超声波传感器88A、88B进行的超声波的发送接收，判定在第三测定范围Rm3或第四测定范围Rm4中测定对象物是否存在。声纳控制部88C通过基于发送出的超声波到达测距点并返回为止的往复时间来测定至测距点的距离的TOF(飞行时间：Time Of Flight)方式，来测定从各超声波传感器88A、88B至测定对象物的距离，将至测定出的测定对象物的距离和测定对象物的方向，作为与候补障碍物有关的测定信息而发送至信息统一处理部80C。
图示省略，右超声波传感器88A以朝向车体右外侧姿势安装于在右侧的前轮10与右侧的后轮11之间配置的右侧的上下车台阶。由此，在右超声波传感器88A中，车体右外侧的规定范围被设定为第三测定范围Rm3。如图1～3所示，左超声波传感器88B以朝向车体左外侧姿势安装于在左侧的前轮10与左侧的后轮11之间配置的左侧的上下车台阶24。由此，在左超声波传感器88B中，车体左外侧的规定范围被设定为第四测定范围Rm4。
如图4、图8～10所示，各激光雷达控制部86B、87B通过对各测定部86A、87A的测定范围Rm1、Rm2实施基于车体信息等的切割处理和屏蔽处理，来设定有将上述候补障碍物作为检测对象的第一检测范围Rd1和第二检测范围Rd2。各激光雷达控制部86B、87B在切割处理中，通过与车载控制单元23的通信，获取包含旋耕装置3在内的车体的最大左右宽度(在本实施方式中为旋耕装置3的左右宽度)，通过在该车体的最大左右宽度上加上规定的安全带域，来设定候补障碍物的检测对象宽度Wd。而且，将第一测定范围Rm1以及第二测定范围Rm2中的检测对象宽度Wd之外的左右的范围设定为由切割处理而得的第一非检测范围Rnd1，并将其从各检测范围Rd1、Rd2排除。各激光雷达控制部86B、87B在屏蔽处理中，将在拖拉机1的前端侧进入第一测定范围Rm1的范围上以及在旋耕装置3的后端侧进入第二测定范围Rm2的范围上加上规定的安全带域而得到的范围，设定为由屏蔽处理而得的第二非检测范围Rnd2，并将其从各检测范围Rd1、Rd2排除。由此，通过各激光雷达传感器86、87检测的候补障碍物的检测对象范围被限制在第一检测范围Rd1和第二检测范围Rd2。而且，通过该限制避免了如下情况，即：各激光雷达传感器86、87因检测处于检测对象宽度Wd之外而无需担忧与拖拉机1碰撞的候补障碍物而导致检测负荷增大、将进入第一测定范围Rm1或第二测定范围Rm2的拖拉机1的前端侧、旋耕装置3等的拖拉机1的后端侧误检测为候补障碍物。
此外，图8所示的第二非检测范围Rnd2是适于左右的前轮10、发动机罩15所在的车体的前部侧的非检测范围的一例。图9所示的第二非检测范围Rnd2是适于使车体的后部侧的旋耕装置3下降至作业高度为止的作业状态的非检测范围的一例。图10所示的第二非检测范围Rnd2是适于使车体的后部侧的旋耕装置3上升至退避高度为止的非作业状态的非检测范围的一例。车体后部侧的第二非检测范围Rnd2与旋耕装置3的升降连动地恰当地进行切换。
与第一检测范围Rd1、第二检测范围Rd2、第一非检测范围Rnd1、以及第二非检测范围Rnd2有关的信息包含于上述距离图像中，和上述距离图像一起被发送至信息统一处理部80C。
如图4所示，各激光雷达传感器86、87的检测范围Rd1、Rd2基于碰撞预测时间成为设定时间(例如3秒)的碰撞判定处理，被划分为停止控制范围Rsc、减速控制范围Rdc和报告控制范围Rnc。停止控制范围Rsc被设定为从各激光雷达传感器86、87至碰撞判定处理的判定基准位置的范围。减速控制范围Rdc被设定为从判定基准位置至减速开始位置的范围。报告控制范围Rnc被设定为从减速开始位置至激光雷达传感器86、87的测定极限位置的范围。各判定基准位置被设定于从包含旋耕装置3在内的车体的前端或者后端在车体前后方向隔开一定的分隔距离L(例如2000mm)的位置。
图像处理装置85对从各照相机81～84依次发送的图像进行图像处理。此外，图像处理装置85实施用于将在田地A中作业的工作人员等人、其他作业车辆、以及田地A中存在的电线杆、树木等识别为障碍物的学习处理。
以下，基于图11所示的流程图说明在图像处理中图像处理装置85的处理顺序。
针对从各照相机81～84依次发送的图像，首先，图像处理装置85进行全方位图像生成处理，合成来自全部照相机81～84的图像，由此生成拖拉机1的全方位图像(例如环景)(步骤#1)，图像处理装置85进行图像发送处理，将生成的全方位图像、来自各照相机81～84的图像发送至拖拉机侧的显示控制部23E、便携式通信终端侧的显示控制部51A(步骤#2)。由此，能够将全方位图像生成部86A生成的全方位图像、拖拉机1的行驶方向的图像等在拖拉机1的液晶监视器27、便携式通信终端5的显示设备50等进行显示。而且，通过该显示，能够使用户视觉确认拖拉机1的周围的状况、行驶方向的状况。
接下来，图像处理装置85基于从各照相机81～84依次发送的图像(参照图14～16)进行障碍物判别处理，判别在各照相机81～84中的任一个的拍摄范围Ri1～Ri4中对拖拉机1的行驶造成影响的障碍物O是否存在(步骤#3)。在障碍物O存在的情况下，进行坐标计算处理，求出在障碍物O存在的图像上障碍物O的坐标(图15所示的坐标x，y)(步骤#4)，并进行坐标变换处理，基于各照相机81～84的搭载位置、搭载角度等，将求出的障碍物O的坐标变换为以车体坐标原点为基准的坐标(步骤#5)。然后，进行距离计算处理，求出该变换后的坐标与预先设定的距离计算基准点之间的直线距离，作为从距离计算基准点至障碍物O的距离(步骤#6)，并进行障碍物信息发送处理，将变换后的坐标和至求出的障碍物O的距离，作为与障碍物O有关的信息，将其发送至信息统一处理部80C(步骤#7)。之后，返回至步骤#1。另一方面，在障碍物O不存在的情况下，进行将未检测出障碍物O这一情况发送至信息统一处理部80C的未检测出发送处理(步骤#8)，之后，返回至步骤#1。
这样，在各照相机81～84的拍摄范围Ri1～Ri4中的任一范围中存在障碍物的情况下，由于图像处理装置85将与障碍物有关的信息发送至信息统一处理部80C，信息统一处理部80C通过接收与该障碍物有关的信息而能够把握在各照相机81～84的任一拍摄范围Ri1～Ri4中存在障碍物，并且能够获取该障碍物的位置以及至障碍物的距离。或者，在各照相机81～84的拍摄范围Ri1～Ri4中的任一范围中均不存在障碍物的情况下，由于图像处理装置85将未检测出障碍物这一情况发送至信息统一处理部80C，信息统一处理部80C能够把握在各照相机81～84的拍摄范围Ri1～Ri4中的任一范围中均不存在障碍物这一情况。
上述坐标变换处理中的车体坐标原点以及距离计算处理中的距离计算基准点对应于各照相机81～84的搭载位置来进行设定。具体而言，如图12所示，对应于前照相机81的搭载位置设定有车体坐标原点O1和距离计算基准点Rp1。对应于后照相机82的搭载位置设定有车体坐标原点O2和距离计算基准点Rp2。对应于右照相机83的搭载位置设定有车体坐标原点O3和距离计算基准点Rp3。对应于左照相机84的搭载位置设定有车体坐标原点O4和距离计算基准点Rp4。
由此，例如，在前照相机81的第一拍摄范围Ri1中存在障碍物的情况下，图像处理装置85求出在障碍物存在的前照相机81的图像上障碍物的坐标(坐标计算处理)，基于前照相机81的搭载位置、搭载角度等，将求出的障碍物的坐标变换为以图12所示的车体坐标原点O1为基准的坐标(x，y)(坐标变换处理)，求出变换后的坐标(x，y)与距离计算基准点Rp1之间的直线距离作为从距离计算基准点Rp1至障碍物O为止的距离La(距离计算处理)。
此外，上述车体坐标原点O1～O4、距离计算基准点Rp1～Rp4、以及各照相机81～84的搭载位置的关系能够进行各种设定变更。
图像处理装置85在上述障碍物判别处理中，对从各照相机81～84依次发送的图像，以每秒数十帧(例如30帧)的超高速判别障碍物是否存在。图像处理装置85以时序分割方式进行针对各照相机81～84的障碍物判别处理。图像处理装置85对应于拖拉机1的行驶方向和车速来变更时序分割方式中的针对各照相机81～84的每单位时间内的处理对象周期。
由此，图像处理装置85无延迟且迅速地依次进行针对来自处理负荷大的各照相机81～84的图像的障碍物判别处理。或者，图像处理装置85能够对应于拖拉机1的行驶方向，提前针对将拖拉机1的行驶方向作为拍摄范围的各照相机81～84的每单位时间内的处理对象周期，并推迟针对没有将拖拉机1的行驶方向作为拍摄范围的各照相机81～84的每单位时间内的处理对象周期。由此，能够不增大处理负荷地重点地进行在拖拉机1的行驶方向上是否存在障碍物的判别。并且，图像处理装置85能够在拖拉机1的车速越快的情况下，越是提前针对将拖拉机1的行驶方向作为拍摄范围的各照相机81～84的每单位时间内的处理对象周期，并越是推迟针对没有将拖拉机1的行驶方向作为拍摄范围的各照相机81～84的每单位时间内的处理对象周期。由此，能够不增大处理负荷地，在拖拉机1的车速越快的情况下，越是重点地进行在拖拉机1的行驶方向上是否存在障碍物的判别。其结果是，能够容易避免与障碍物的碰撞。
此外，如图7所示，图像处理装置85经由车速控制部23B获取车速传感器22A检测的拖拉机1的车速。图像处理装置85基于经由车速控制部23B得到的换向控制杆的操作位置、和经由转向控制部23C得到的前轮10的转向操纵角，判别拖拉机1的行驶方向。
信息统一处理部80C基于来自测距精度低但物体的判别精度高的拍摄单元80A的信息和来自物体的判别精度低但测距精度高的有源传感器单元80B的测定信息，执行判定由拍摄单元80A以及有源传感器单元80B检测的障碍物的检测状态的检测状态判定控制。
以下，基于图13所示的流程图以及图14～21说明在检测状态判定控制中信息统一处理部80C的控制工作。此外，这里，仅说明在基于来自拍摄单元80A的信息和来自有源传感器单元80B的测定信息来判定由拍摄单元80A的前照相机81以及有源传感器单元80B的前激光雷达传感器86检测的障碍物的检测状态的情况下的、信息统一处理部80C的控制工作。而且，在除此之外的判定由后照相机82以及后激光雷达传感器87检测的障碍物的检测状态、由右照相机83以及右超声波传感器88A检测的障碍物的检测精度、以及由左照相机84以及左超声波传感器88B检测的障碍物的检测精度的情况下，信息统一处理部80C的控制工作也与判定由前照相机81以及前激光雷达传感器86检测的障碍物的检测精度的情况相同，因此省略说明在这些情况下信息统一处理部80C的控制工作。
信息统一处理部80C进行第一判定处理，基于来自拍摄单元80A的信息，判定是否从前照相机81的图像中检测出障碍物O(步骤#11，参照图14～16)。此外，在图14中，例示出未从前照相机81的图像中检测出障碍物O的状态。在图15中，例示出从前照相机81的图像中检测出障碍物(人)O的状态。在图16中，例示出从前照相机81的图像中检测出与作物、草等混杂在一起的状态的障碍物(人)O的状态。
信息统一处理部80C进行第二判定处理，基于来自有源传感器单元80B的测定信息，判定是否在前激光雷达传感器86的距离图像中包含候补障碍物Oc(步骤#12)。
信息统一处理部80C在通过第一判定处理而从前照相机81的图像中检测出障碍物O(参照图15)且通过步骤#2的第二判定而处理判定为在前激光雷达传感器86的距离图像中包含候补障碍物Oc(参照图18)的情况下，进行第三判定处理，判定上述障碍物O的位置与候补障碍物Oc的位置是否一致(步骤#13)。
信息统一处理部80C在障碍物O的位置与候补障碍物Oc的位置一致的情况下，进行恰当状态认定处理，认定为由前照相机81以及前激光雷达传感器86检测出的障碍物O(候补障碍物Oc)的检测状态是双方恰当地检测出相同的障碍物O(候补障碍物Oc)的恰当检测状态(步骤#14)，并且，信息统一处理部80C进行恰当信息输出处理，输出将前激光雷达传感器86测定出的候补障碍物Oc的距离信息应用于从前照相机81的图像中检测出的障碍物O的恰当的障碍物检测信息(步骤#15)。
信息统一处理部80C在障碍物O的位置与候补障碍物Oc的位置不一致的情况下，进行第四判定处理，判定在候补障碍物Oc的距离信息中，与前照相机81的图像中的障碍物O的位置对应的位置的测定值是否有效(步骤#16)。
信息统一处理部80C在通过第四判定处理判定为上述测定值有效的情况下，进行准恰当状态认定处理，认定为由前照相机81以及前激光雷达传感器86检测出的障碍物O(候补障碍物Oc)的检测状态是准恰当检测状态，在该准恰当检测状态下，虽然从前照相机81的图像中恰当地检测出障碍物O，且恰当地进行了由前激光雷达传感器86进行的测定，但例如如图19所示那样障碍物(人)几乎与周围的作物、草等混杂在一起，从而从前激光雷达传感器86的距离图像中，无法将该障碍物确定为候补障碍物Oc(步骤#17)。而且，信息统一处理部80C进行准恰当信息输出处理，输出对从前照相机81的图像中检测出的障碍物O(参照图16)应用了前激光雷达传感器86针对与前照相机81示出的障碍物O的位置相当的测定对象物Om(在图19中由方框围起的测定对象物(人)Om)测定的距离信息的障碍物检测信息(步骤#18)。由此，在准恰当信息输出处理中，输出了位于障碍物O的周边的测定对象物Om的距离信息。
信息统一处理部80C在通过第四判定处理判定为上述测定值并非有效的情况下，进行单独检测状态认定处理，认定为由前照相机81以及前激光雷达传感器86检测出的障碍物O(候补障碍物Oc)的检测状态是由前照相机81检测的单独检测状态，因为虽然从前照相机81的图像中恰当地检测出障碍物O，但在前激光雷达传感器86的距离图像中，例如因如图20所示那样在与前照相机81示出的障碍物O的位置相当的测定对象位置产生灰尘、雾等浮游物、或者在前激光雷达传感器86的传感器表面附着游污垢，而针对与前照相机81示出的障碍物O的位置相当的测定对象物Om测定的测定值无效(步骤#19)。然后，信息统一处理部80C进行照相机信息输出处理，输出将根据前照相机81的图像算出的针对障碍物O的距离信息应用于从前照相机81的图像中检测出的障碍物O(参照图16)的障碍物检测信息(步骤#20)。
自动行驶控制部23F基于来自信息统一处理部80C的障碍物检测信息，执行避免与障碍物的碰撞的避免碰撞控制。具体而言，自动行驶控制部23F在获取到来自信息统一处理部80C的恰当信息输出处理或者由准恰当信息输出处理输出的障碍物检测信息的情况下，作为避免碰撞控制，执行第一避免碰撞控制。自动行驶控制部23F在获取到来自信息统一处理部80C的由照相机信息输出处理输出的障碍物检测信息的情况下，作为避免碰撞控制，执行第二避免碰撞控制，其避免碰撞率比第一避免碰撞控制高。
以下，基于图22所示的流程图说明在第一避免碰撞控制中自动行驶控制部23F的控制工作。此外，这里，例示障碍物位于前激光雷达传感器86的第一检测范围Rd1的情况进行说明。
自动行驶控制部23F基于障碍物检测信息所包含的与障碍物的距离，进行判定障碍物是否位于图4所示的第一检测范围Rd1之中的报告控制范围Rnc的第五判定处理、判定障碍物是否位于减速控制范围Rdc的第六判定处理、和判定障碍物是否位于停止控制范围Rsc的第七判定处理(步骤#21～23)。这里，针对障碍物检测信息所包含的与障碍物的距离，通过恰当信息输出处理输出的与障碍物的距离成为前激光雷达传感器86测定出的候补障碍物Oc的距离信息。与此相对，通过准恰当信息输出处理输出的与障碍物的距离成为前激光雷达传感器86测定出的位于障碍物O的周边的测定对象物Om的距离信息。
自动行驶控制部23F在通过第五判定处理检测到障碍物位于第一检测范围Rd1的报告控制范围Rnc的情况下，进行第一报告指令处理，将用于通过拖拉机1的液晶监视器27、便携式通信终端5的显示设备50来报告障碍物位于报告控制范围Rnc的报告指令，指令给车载控制单元23的显示控制部23E和终端控制单元51的显示控制部51A(步骤#24)。由此，能够将障碍物位于相对于拖拉机1的第一检测范围Rd1的报告控制范围Rnc这一情况通知给驾驶部12的乘客、车外的管理员等用户。
自动行驶控制部23F在通过第六判定处理检测到障碍物位于第一检测范围Rd1的减速控制范围Rdc的情况下，进行第二报告指令处理，将用于通过拖拉机1的液晶监视器27、便携式通信终端5的显示设备50来报告障碍物位于减速控制范围Rdc的报告指令，指令给车载控制单元23的显示控制部23E和终端控制单元51的显示控制部51A(步骤#25)。或者，自动行驶控制部23F进行减速指令处理，将用于使拖拉机1的车速随着位于减速控制范围Rdc的障碍物越接近拖拉机1而越降低的减速指令，指令给车速控制部23B(步骤#26)。由此，能够将障碍物位于相对于拖拉机1的第一检测范围Rd1的减速控制范围Rdc这一情况，通知给驾驶部12的乘客、车外的管理员等用户。或者，能够通过车速控制部23B的控制工作，使拖拉机1的车速随着拖拉机1接近障碍物而恰当地降低。
自动行驶控制部23F在通过第七判定处理检测到障碍物位于第一检测范围Rd1的停止控制范围Rsc的情况下，进行第三报告指令处理，将用于通过拖拉机1的液晶监视器27、便携式通信终端5的显示设备50来报告障碍物位于停止控制范围Rsc的报告指令，指令给车载控制单元23的显示控制部23E和终端控制单元51的显示控制部51A(步骤#27)。或者，自动行驶控制部23F进行减速停止指令处理，在障碍物位于停止控制范围Rsc期间，将用于使拖拉机1减速停止的减速停止指令，指令给车速控制部23B(步骤#28)。由此，能够将障碍物位于相对于拖拉机1的第一检测范围Rd1的停止控制范围Rsc这一情况，通知给驾驶部12的乘客、车外的管理员等用户。或者，能够通过车速控制部23B的控制工作，在障碍物位于停止控制范围Rsc期间，使拖拉机1减速停止，由此，能够避免拖拉机1与障碍物碰撞的危险。
接下来，说明在第二避免碰撞控制中自动行驶控制部23F的控制工作，相比上述第一避免碰撞控制的情况，自动行驶控制部23F以上述第一检测范围Rd1的从判定基准位置至减速控制范围Rdc与停止控制范围Rsc的边界为止的距离、以及从判定基准位置至报告控制范围Rnc与减速控制范围Rdc的边界为止的距离延长的方式，在减速控制范围Rdc以及停止控制范围Rsc的前后长度延长的状态下，进行与第一避免碰撞控制中的步骤#21～28的控制处理相同的控制处理。由此，第二避免碰撞控制成为用于在早于第一避免碰撞控制的时刻避免与障碍物的碰撞的避免碰撞控制。
由此，自动行驶控制部23F在基于测距精度比来自有源传感器单元80B的测定信息低的、来自拍摄单元80A的测定信息来避免与障碍物的碰撞的第二避免碰撞控制中，在避免碰撞率比第一避免碰撞控制高的状态下，避免与障碍物的碰撞。其结果是，能够良好地进行基于测距精度低的来自拍摄单元80A的测定信息来避免与障碍物的碰撞。
在自动行驶控制部23F的自动行驶控制中，包含在各激光雷达传感器86、87的传感器表面检测到污垢附着的情况下使拖拉机1的自动行驶停止的污垢附着判定处理。
以下，基于图23所示的流程图说明在污垢(测定阻碍物)附着判定处理中自动行驶控制部23F的控制工作。此外，这里，也例示前激光雷达传感器86的情况来进行说明。
自动行驶控制部23F进行第八判定处理，判定来自激光雷达传感器86的测定信息所包含的因为污垢等测定阻碍物而产生的无效值相对于前激光雷达传感器86的测定范围Rm1所占的比例是否为50％以上(步骤#31)。
自动行驶控制部23F在通过第八判定处理而判定为无效值所占的比例为50％以上的情况下(在满足预先设定的污垢附着判定用的规定条件的情况下)，进行超减速指令处理，将用于使拖拉机1的车速降低至能够维持拖拉机1的超低速行驶状态的超低速为止的超减速指令，指令给车速控制部23B(步骤#32)。
自动行驶控制部23F在通过第八判定处理而判定为无效值所占的比例并非为50％以上的情况下，进行车速维持指令处理，将用于将拖拉机1的车速维持为当前车速的车速维持指令，指令给车速控制部23B(步骤#33)。
自动行驶控制部23F在进行超减速指令处理之后，进行第九判定处理，判定拖拉机1的超低速行驶状态是否持续了规定时间(步骤#34)。而且，自动行驶控制部23F在超低速行驶状态持续了规定时间之前的期间，进行上述第八判定处理(步骤#35)，在通过该第八判定处理而判定为无效值所占的比例降低至小于50％的情况下，判定为并非是在前激光雷达传感器86的传感器表面附着有污垢，而仅是灰尘、雾等浮游物在前激光雷达传感器86的周边飞舞，从而进行车速恢复指令处理，将用于使拖拉机1的车速恢复为降低至超低速之前的原来的车速的车速恢复指令，指令给车速控制部23B(步骤#36)，之后，返回至步骤#31。
自动行驶控制部23F在超低速行驶状态持续了规定时间的情况下，判定为在前激光雷达传感器86的传感器表面附着有污垢，进行行驶停止指令处理，将用于立即使拖拉机1行驶停止的行驶停止指令，指令给车速控制部23B(步骤#37)。
通过以上结构，在拖拉机1通过自动行驶控制部23F的自动行驶控制而自动行驶的情况下，障碍物检测单元80从各照相机81～84的信息中检测出障碍物，并且从前后的激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，自动行驶控制部23F基于从前后的激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中获取到的与障碍物的分隔距离，执行第一避免碰撞控制，避免拖拉机1与障碍物碰撞。
即，障碍物检测单元80能够从物体判别精度高的各照相机81～84的信息中精度良好地作为障碍物而检测出在作业地存在的人、树木等。或者，障碍物检测单元80能够从测距精度高的前后的激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中高精度地获取与该检测出的人、树木等障碍物的分隔距离。由此，障碍物检测单元80成为上述恰当检测状态。而且，自动行驶控制部23F能够基于从前后的激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中获取到的精度高的与人、树木等障碍物的分隔距离，来精度良好地避免拖拉机1与这些障碍物碰撞的危险。
其结果是，能够在能够精度良好地检测出障碍物的基础上，拖拉机1能够精度良好地避免与障碍物的碰撞而不进行不必要的避免碰撞动作。
或者，在障碍物检测单元80从各照相机81～84的信息中检测出障碍物，而相对地，障碍物检测单元80无法从前后的激光雷达传感器86、87或者声纳88中获取与该障碍物的分隔距离的情况下(上述单独检测状态)，自动行驶控制部23F基于从各照相机81～84的信息中获取到的与障碍物的分隔距离，执行避免碰撞率比第一避免碰撞控制高的第二避免碰撞控制。
由此，即便在例如因为在各激光雷达传感器86、87等的传感器表面附着有污垢等测定阻碍物、在各激光雷达传感器86、87等的周边灰尘、尘埃等测定阻碍物飞起而无法从各激光雷达传感器86、87等的信息中获取与障碍物的分隔距离的情况下，自动行驶控制部23F也能够基于从各照相机81～84的信息中获取的与障碍物的分隔距离来避免拖拉机1与障碍物碰撞的危险。
或者，因为从各照相机81～84的信息中获取的与障碍物的分隔距离相比从各激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中获取的与障碍物的分隔距离精度低，所以自动行驶控制部23F通过执行避免碰撞率比第一避免碰撞控制高的第二避免碰撞控制，能够弥补测距精度的降低且适宜地避免拖拉机1与障碍物碰撞的危险。
并且，在障碍物检测单元80从各照相机81～84的信息中检测出障碍物，而相对地，障碍物检测单元80无法从各激光雷达传感器86、87或者声纳88的信息中获取与障碍物的分隔距离，而是获取到与障碍物周边的分隔距离的情况下(上述准恰当检测状态)，自动行驶控制部23F基于障碍物检测单元80获取到的与上述障碍物周边的分隔距离，执行第一避免碰撞控制。
由此，在因为例如从各照相机81～84的信息中检测出的障碍物与周边的草等混杂在一起等原因，各激光雷达传感器86、87或者声纳88无法测定与该障碍物的距离，而是测定出与位于该障碍物的周边的草等测定对象物的距离的情况下，自动行驶控制部23F能够基于同与该障碍物的分隔距离大致相等的、与障碍物周边的测定对象物的分隔距离，来避免拖拉机1与障碍物碰撞的危险。其结果是，能够以比较高的精度避免拖拉机1与障碍物碰撞的危险。
以上，在污垢等测定阻碍物相对于各激光雷达传感器86、87等的传感器表面的附着率(因为污垢等测定阻碍物而产生的无效值所占的比例)满足规定条件(50％以上)的情况下，自动行驶控制部23F使将上述拖拉机1的车速降低至超低速状态为止的超低速行驶状态持续规定时间。之后，在规定时间经过之前的期间附着率不再满足规定条件的情况下，自动行驶控制部23F使拖拉机1的车速从超低速状态恢复为原来的车速，或者在规定时间经过之前的期间附着率持续满足规定条件的情况下，使拖拉机1的自动行驶停止。
由此，不是简单地在测定阻碍物相对于各激光雷达传感器86、87或者声纳88的传感器表面的附着率满足规定条件的情况下使拖拉机1的自动行驶停止，而是通过附加了附着率满足规定条件的状态持续规定时间的条件，从而能够判定满足规定条件的测定阻碍物是相对于传感器表面的污垢等附着物，还是在各激光雷达传感器86、87或者声纳88的周边飞起的灰尘、尘埃等浮游物，由此能够根据该判定结果来控制拖拉机1的行驶。
并且，因为从附着率满足规定条件开始至经过规定时间为止的期间，使拖拉机1以超低速行驶状态行驶，所以和简单地使其以低速行驶状态行驶的情况比较，能够延长从附着率满足规定条件开始的规定时间，即，能够延长判定是否存在附着物的时间。由此，在满足规定条件的测定阻碍物是灰尘、尘埃等浮游物的情况下，能够抑制拖拉机1停止这样的不好状况的产生。
或者，通过使拖拉机1以超低速行驶状态行驶，能够抑制在是否存在附着物的判定中拖拉机1与障碍物碰撞这样的不好状况的产生。
〔其他实施方式〕
说明本发明的其他实施方式。此外，以下说明的各其他实施方式的结构不限定于分别单独应用，也能与另外的其他实施方式的结构组合来应用。
(1)作业车辆的结构能够进行各种变更。例如，作业车辆也可以构成为取代左右的后轮11而具备左右的履带的半履带方式。例如，作业车辆也可以构成为取代左右的前轮10以及左右的后轮11而具备左右的履带的全履带方式。例如，作业车辆也可以构成为取代发动机14而具备电动马达的电动方式。例如，作业车辆也可以构成为具备发动机14和行驶用的电动马达的混动方式。
(2)作为有源传感器86～88，也可以取代激光雷达传感器86、87或声纳88而采用雷达传感器。或者，也可以对全部有源传感器86～88采用激光雷达传感器。
(3)有源传感器86～88也可以构成为：在它们的测定范围Rm1～Rm4中通过图像处理装置85检测出障碍物的情况下，测定至障碍物为止的距离。基于该结构，有源传感器86～88无需始终进行在上述测定范围Rm1～Rm4的测定，而仅在上述测定范围Rm1～Rm4中通过图像处理装置85检测到障碍物的情况下，测定至障碍物为止的距离，因此能够实现测距所需的负荷的减轻，且能够提高对障碍物的测距的精度。
(4)对于拍摄部81～84，也可以采用立体照相机等。或者，作为拍摄部81～84，也可以不仅具备上述前照相机81、后照相机82、右照相机83、左照相机84，而且还具备视角与前照相机81不同的前照相机。
[发明的附记]
本发明的第一特征结构的特征点在于，在作业车辆用的自动行驶系统中，
自动行驶控制部，该自动行驶控制部使具备检测障碍物的障碍物检测单元的作业车辆自动行驶，
上述障碍物检测单元包括自上述作业车辆拍摄规定方向的设定范围的拍摄部、和自上述作业车辆将与上述拍摄部相同的规定方向的设定范围作为测定对象的有源传感器，
在上述障碍物检测单元从上述拍摄部的信息中检测出上述障碍物、且从上述有源传感器的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，上述自动行驶控制部基于从上述有源传感器的信息中获取到的与上述障碍物的分隔距离，来执行避免上述作业车辆与上述障碍物的碰撞的第一避免碰撞控制。
根据本结构，障碍物检测单元能够从物体判别精度高的拍摄部的信息中精度良好地作为障碍物而检测出在作业地存在的人、树木等。或者，障碍物检测单元能够从测距精度高的有源传感器的信息中以高精度获取与该检测出的人、树木等障碍物的分隔距离。而且，自动行驶控制部能够基于从有源传感器的信息中获取到的精度高的与人、树木等障碍物的分隔距离，来精度良好地避免作业车辆与这些障碍物碰撞的危险。
其结果是，能够提供一种作业车辆用的自动行驶系统，能够精度良好地检测障碍物，作业车辆能够避免与障碍物的碰撞而不进行不必要的避免碰撞动作。
本发明的第二特征结构的特征点在于，
在上述障碍物检测单元从上述拍摄部的信息中检测出上述障碍物，而相对地，上述障碍物检测单元无法从上述有源传感器的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，上述自动行驶控制部基于从上述拍摄部的信息中获取到的与上述障碍物的分隔距离，来执行避免碰撞率比上述第一避免碰撞控制高的第二避免碰撞控制。
根据本结构，即便在例如因在有源传感器的传感器表面附着有污垢等测定阻碍物、在有源传感器的周边灰尘、尘埃等测定阻碍物飞起而无法从有源传感器的信息中获取与障碍物的分隔距离的情况下，自动行驶控制部也能够基于从拍摄部的信息中获取的与障碍物的分隔距离，来避免作业车辆与障碍物碰撞的危险。
或者，因为从拍摄部的信息中获取的与障碍物的分隔距离相比从有源传感器的信息中获取的与障碍物的分隔距离精度低，所以自动行驶控制部通过执行避免碰撞率比第一避免碰撞控制高的第二避免碰撞控制，能够弥补测距精度的降低，且适宜地避免作业车辆与障碍物碰撞的危险。
此外，例如能够通过延长作业车辆开始减速或者停止时的与障碍物的分隔距离、或者降低避免碰撞时的车速等手段来提高避免碰撞率。
本发明的第三特征结构的特征点在于，
在上述障碍物检测单元从上述拍摄部的信息中检测出上述障碍物，而相对地，上述障碍物检测单元无法从上述有源传感器的信息中获取到与上述障碍物的分隔距离，而是能够获取到与上述障碍物周边的分隔距离的情况下，上述自动行驶控制部基于上述有源传感器获取到的与上述障碍物周边的分隔距离，来执行上述第一避免碰撞控制。
根据本结构，在例如因从拍摄部的信息中检测出的障碍物与周边的草等混杂在一起等原因，有源传感器无法测定与该障碍物的距离，而是能够测定出与位于该障碍物的周边的草等测定对象物的距离的情况下，自动行驶控制部能够基于同与该障碍物的分隔距离大致相等的与障碍物周边的测定对象物的分隔距离，来避免作业车辆与障碍物碰撞的危险。由此，能够以比较高的精度避免作业车辆与障碍物碰撞的危险。
本发明的第四特征结构的特征点在于，
在测定阻碍物相对于上述有源传感器的附着率满足规定条件的情况下，上述自动行驶控制部将使上述作业车辆的车速降低至超低速状态的超低速行驶状态持续规定时间，在直至经过规定时间为止的期间上述附着率不再满足上述规定条件的情况下，上述自动行驶控制部使上述作业车辆的车速从超低速状态恢复为原来的车速，另一方面，在直至经过规定时间为止的期间上述附着率持续满足上述规定条件的情况下，上述自动行驶控制部使上述作业车辆的自动行驶停止。
根据本结构，不是简单地在测定阻碍物相对于有源传感器的附着率满足规定条件的情况下使作业车辆的自动行驶停止，而是通过附加了附着率满足规定条件的状态持续规定时间的条件，从而能够判定满足规定条件的测定阻碍物是相对于有源传感器的污垢等附着物还是在有源传感器的周边飞起的灰尘、尘埃等浮游物，由此能够根据该判定结果来控制作业车辆的行驶。
并且，因为从附着率满足规定条件开始至经过规定时间为止的期间，使作业车辆以超低速行驶状态行驶，所以和简单地使其以低速行驶状态行驶的情况比较，能够延长从附着率满足规定条件开始的规定时间，即、能够延长判定是否存在附着物的时间。由此，在满足规定条件的测定阻碍物是灰尘、尘埃等浮游物的情况下，能够抑制作业车辆停止这样的不好状况的产生。
或者，通过使作业车辆以超低速行驶状态行驶，能够抑制在是否存在附着物的判定中作业车辆与障碍物碰撞这样的不好状况的产生。

Claims (4)

1.一种作业车辆用的自动行驶系统，其特征在于，
所述自动行驶系统具有自动行驶控制部，该自动行驶控制部使具备检测障碍物的障碍物检测单元的作业车辆自动行驶，
所述障碍物检测单元包括自所述作业车辆拍摄规定方向的设定范围的拍摄部、和自所述作业车辆将与所述拍摄部相同的规定方向的设定范围作为测定对象的有源传感器，
在所述障碍物检测单元从所述拍摄部的信息中检测出所述障碍物、且从所述有源传感器的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，所述自动行驶控制部基于从所述有源传感器的信息中获取到的与所述障碍物的分隔距离，来执行避免所述作业车辆与所述障碍物的碰撞的第一避免碰撞控制。
2.根据权利要求1所述的作业车辆用的自动行驶系统，其特征在于，
在所述障碍物检测单元从所述拍摄部的信息中检测出所述障碍物，而相对地，所述障碍物检测单元无法从所述有源传感器的信息中获取到与该障碍物的分隔距离的情况下，所述自动行驶控制部基于从所述拍摄部的信息中获取到的与所述障碍物的分隔距离，来执行避免碰撞率比所述第一避免碰撞控制高的第二避免碰撞控制。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆用的自动行驶系统，其特征在于，
在所述障碍物检测单元从所述拍摄部的信息中检测出所述障碍物，而相对地，所述障碍物检测单元无法从所述有源传感器的信息中获取到与所述障碍物的分隔距离，而是能够获取到与所述障碍物周边的分隔距离的情况下，所述自动行驶控制部基于所述有源传感器获取到的与所述障碍物周边的分隔距离，来执行所述第一避免碰撞控制。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的作业车辆用的自动行驶系统，其特征在于，
在测定阻碍物相对于所述有源传感器的附着率满足规定条件的情况下，所述自动行驶控制部将使所述作业车辆的车速降低至超低速状态的超低速行驶状态持续规定时间，在直至经过规定时间为止的期间所述附着率不再满足所述规定条件的情况下，所述自动行驶控制部使所述作业车辆的车速从超低速状态恢复为原来的车速，另一方面，在直至经过规定时间为止的期间所述附着率持续满足所述规定条件的情况下，所述自动行驶控制部使所述作业车辆的自动行驶停止。
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