DE102021112482A1

DE102021112482A1 - Hindernisdetektor für baufahrzeuge

Info

Publication number: DE102021112482A1
Application number: DE102021112482.4A
Authority: DE
Inventors: Ryohei Endo
Original assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-06-26
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP7296345B2; US20210404145A1; JP2022007283A

Abstract

Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs aufweisend: eine Mehrzahl an Millimeterwellen-Radaren, die nebeneinander auf einer vorderen Oberfläche und/oder einer hinteren Oberfläche des Baufahrzeugs angeordnet sind; und eine Steuerung, die die Existenz oder Nichtexistenz von Hindernissen auf der Grundlage von Messdaten feststellt, die von den Millimeterwellen-Radaren gemessen werden, wobei die Steuerung die Existenz oder Nichtexistenz der Hindernisse innerhalb eines Erfassungsbereichs feststellt, in dem sich die Abstrahlungsbereiche der Millimeterwellen-Radare einen im Voraus festgelegten Bereich überlappen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs.
HINTERGRUND
In letzter Zeit hat die technologische Entwicklung zur Verbesserung der Arbeitsumgebung für Arbeiter auf Baustellen einen positiven Verlauf genommen. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2019-203774 offenbart eine Technik bzgl. der Anwendung eines optischen Erkennungssystems zur Erkennung von Hindernissen unter Verwendung eines TOF-Sensors (Time of Flight, TOF) zum Beispiel an einem Baufahrzeug. Mit dieser Technik wird - wenn ein Hindernis erkannt wird - das Baufahrzeug automatisch gestoppt, z. B. durch eine Hydro Static Transmission (HST) Bremse oder dergleichen (Notbremse). Als Sensor zur Erkennung von Hindernissen wird ein optisches System wie z. B. ein TOF und ein Lidar oder ein Millimeterwellen-Radar verwendet.
Ein optisches Erkennungssystem wie ein TOF und ein Lidar verwendet eine Wellenlänge im nahen Infrarot (700 bis 1000 nm, Frequenz von 300 bis 430 THz). Dementsprechend hat das optische Erkennungssystem den Vorteil einer hohen Genauigkeit bei der Erkennung von Positionen von Hindernissen, hat aber auch den Nachteil der Erkennung von Dampf und Staub, wie es auf einer Baustelle üblich ist.
Ein Millimeterwellen-Radar verwendet eine große Wellenlänge von etwa 1 bis 15 mm (etwa eine Frequenz von 20 bis 300 GHz) und wird häufig für das automatisierte Fahren von Autos verwendet. Das Millimeterwellen-Radar hat eine große Wellenlänge, so dass Dampf und Staub mit kleiner Partikelgröße nicht registriert werden. Daher ist das Millimeterwellen-Radar gut für eine Rohbaustelle geeignet, auf der ein Baufahrzeug betrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Erkennungssystem unter Verwendung eines Millimeterwellen-Radars weist jedoch bei der Erkennung der Positionen von Hindernissen das Problem einer geringen Genauigkeit auf, verglichen mit einem optischen Erkennungssystem wie TOF oder Lidar. Insbesondere wenn mehrere Hindernisse nahe beieinander liegen, ist es für das Millimeterwellen-Radar schwierig, jedes Hindernis einzeln zu erkennen. Wenn aber die Genauigkeit der Erkennung von Positionen von Hindernissen verringert ist, kann ein Baufahrzeug Arbeiter, die unter normalen Umständen erkannt werden, nicht erkennen, so dass die Gefahr besteht, dass die Arbeiter während der Arbeit vom Baufahrzeug überfahren werden. Wenn aber die Genauigkeit der Positionserfassung von Hindernissen verringert ist, muß, wenn das Baufahrzeug die oben erwähnte Notbremse aufweist, das Fahrzeug unter Umständen häufig anhalten, obwohl gar kein Notfall vorliegt, was zu einer Verringerung der Arbeitseffizienz führt.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs bereitzustellen, der in der Lage ist, die Genauigkeit der Positionserkennung von Hindernissen durch Millimeterwellenradare zu verbessern.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst ein Aspekt eines Hindernisdetektors eines Baufahrzeugs, gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Mehrzahl an Millimeterwellen-Radaren, die nebeneinander auf einer vorderen Oberfläche und/oder einer hinteren Oberfläche des Baufahrzeugs angeordnet sind; und eine Steuerung, die die Existenz oder die Nichtexistenz von Hindernissen auf der Grundlage von Messdaten, die von den Millimeterwellen-Radaren gemessen werden, feststellt, wobei die Steuerung die Existenz oder die Nichtexistenz der Hindernisse innerhalb eines Erfassungsbereichs bestimmt, in dem die Abstrahlungsbereiche der Millimeterwellen-Radare einen im Voraus festgelegten vorgegebenen Bereich überlappen.
Gemäß dieser Anordnung sind die mehreren Millimeterwellen-Radare nebeneinander angeordnet, so dass bei der Existenz mehrerer Hindernisse verhindert wird, dass die Hindernisse als ein einzelnes Objekt erkannt werden. Dementsprechend wird die Genauigkeit der Erkennung von Hindernissen bzw. deren Positionen verbessert.
Weiterhin identifiziert die Steuerung vorzugsweise ein Hindernis, das dem Baufahrzeug in Bewegungsrichtung des Baufahrzeugs am nächsten ist, als Referenzhindernis und sendet, basierend auf Positionsdaten des Referenzhindernisses, ein Steuersignal.
Gemäß dieser Anordnung sendet die Steuerung das Steuersignal ausschließlich basierend auf Messdaten des Referenzhindernisses, welches sich eben am nächsten zum Baufahrzeug befindet, so dass ein Anfahren des Hindernisses durch das Baufahrzeug zuverlässiger verhindert wird. Das Steuersignal kann z. B. ein Warnsignal sein, zur Warnung oder aber ein Bremssignal zur Notbremsung.
Des Weiteren ist eine Breitenabmessung des vorgegebenen Bereichs vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche wie eine Breitenabmessung des Baufahrzeugs.
Wenn das Fahrzeug z. B. möglichst nah an einer Wand betrieben oder gewendet wird, besteht die Gefahr einer Verringerung der Arbeitseffizienz, wenn ein Objekt, das nicht erkannt werden muss, als Hindernis betrachtet wird. Gemäß der oben beschriebenen Struktur wird jedoch, um eine Verringerung der Arbeitseffizienz zu verhindern, ein Objekt, das sich in einem Bereich außerhalb der Fahrzeugbreite befindet, nicht als Hindernis erkannt.
Weiterhin sind die Radarabstrahlungsachsen der Millimeterwellen-Radare parallel zueinander.
Gemäß dieser Anordnung können die Millimeterwellen-Radare die Hindernisse direkt vor ihnen leicht erkennen, so dass die Genauigkeit der Erkennung von Positionen von Hindernissen verbessert wird.
Ein in der vorliegenden Erfindung offenbarter Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs verbessert somit die Genauigkeit der Positionserkennung von Hindernissen durch Millimeterwellenradare.
Figurenliste

1A ist eine Draufsicht und 1B ist eine Seitenansicht eines Hindernisdetektors einer Reifenwalze gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht auf den Hindernisdetektor einer Reifenwalze gemäß der vorliegenden Ausführungsform, um einen Erfassungsbereich darzustellen;
3 zeigt ein erstes Anwendungsbeispiel, bei dem ein Hindernis von einem Millimeterwellen-Radar erfasst wird;
4 zeigt ein zweites Anwendungsbeispiel, bei dem ein Hindernis von dem einen Millimeterwellen-Radar erfasst wird;
5 zeigt ein drittes Anwendungsbeispiel, bei dem Hindernisse von dem einen Millimeterwellen-Radar erfasst werden;
6 veranschaulicht ein viertes Anwendungsbeispiel, bei dem Hindernisse von einem Millimeterwellen-Radar erfasst werden; und
7 zeigt ein fünftes Anwendungsbeispiel, bei dem Hindernisse von einem Millimeterwellen-Radar erfasst werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Wie in 1A und 1B dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform z. B. eine Reifenwalze 10 als Baufahrzeug verwendet. In der Beschreibung werden eine „Längsrichtung“, eine „seitliche (Breiten-)Richtung“ und eine „vertikale Richtung“ auf der Grundlage einer Position eines Benutzers der Reifenwalze 10 definiert. Außerdem kann die Querrichtung mit „X“ und die Längsrichtung mit „Y“ bezeichnet werden.
<Aufbau >
In den 1A und 1B ist ein Hindernisdetektor 1 eines Baufahrzeugs der vorliegenden Erfindung (im Folgenden einfach als „Hindernisdetektor 1“ bezeichnet) an einem Baufahrzeug wie einer Verdichtungsmaschine montiert, die eine Straße verdichtet, während sie sich mit niedriger Geschwindigkeit bewegt. 1A und 1B zeigen die Reifenwalze 10, die eine Asphaltstraße und dergleichen durch Reifen 11 verdichtet und mit dem Hindernisdetektor 1 ausgestattet ist. Der Hindernisdetektor 1 umfasst zwei in Breitenrichtung nebeneinander angeordnete Millimeterwellen-Radare 2 sowie eine Steuerung 3. Der Hindernisdetektor 1 in dieser Ausführungsform ist an eine Reifenwalze 10 montiert, kann aber auch an beliebig anderen Baufahrzeugen installiert werden.
Das Millimeterwellen-Radar 2 ist eine Vorrichtung, die eine Funkwelle im Millimeterwellenband in eine Umgebung sendet und eine an einem Hindernis G reflektierte Welle empfängt, um einen Abstand, einen Winkel, eine Relativgeschwindigkeit und dergleichen in Bezug auf das Hindernis G zu messen. Es können verschiedene Messtypen des Millimeterwellen-Radars 2 verwendet werden, einschließlich eines frequenzmoduliertenkontinuierlichen Wellen-Typs (FM-CW), eines Zweifrequenz- (Multifrequenz-) CW-Typs, eines Puls- (Pulsdoppler-) Typs und eines Spektrum-Diffusions-Typs, wobei der Typ nicht darauf beschränkt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Millimeterwellen-Radare 2 (2A, 2B) voneinander beabstandet auf einer hinteren Fläche des Fahrzeugs angeordnet. Ein Abstand zwischen den Millimeterwellen-Radaren 2A und 2B kann entsprechend eingestellt werden und beträgt z.B. 30 bis 150 cm. Die Radarstrahlungsachsen 2a der Millimeterwellen-Radare 2A und 2B sind so eingestellt, dass sie parallel zueinander liegen. Der Abstrahlbereich V jedes Millimeterwellenradars 2 ist in der Draufsicht im Wesentlichen fächerförmig.
Hier wird eine virtuelle Linie, die sich rückwärts entlang einer rechten Seitenfläche des Fahrzeugs der Reifenwalze 10 erstreckt, als virtuelle Linie C1, und eine virtuelle Linie, die sich rückwärts entlang einer linken Seitenfläche erstreckt, als virtuelle Linie C2 bezeichnet. Ferner wird eine virtuelle Linie, die parallel zur hinteren Oberfläche des Fahrzeugs verläuft und etwa 3 Meter vom Fahrzeug entfernt ist, als virtuelle Linie C3 bezeichnet. Ein Bereich, in dem sich ein von den virtuellen Linien C1, C2 und C3 umgebener Bereich (zuvor festgelegter Bereich) mit den Strahlungsbereichen V der Millimeterwellenradare 2A und 2B überschneidet, wird als Erfassungsbereich 4 definiert.
Die Steuerung 3 ist ein Gerät, das die An- oder Abwesenheit des Hindernisses G, wie z. B. einer Person oder eines Bauwerks, auf Basis der von den Millimeterwellen-Radaren 2 gewonnenen Messdaten feststellt. Die Steuerung 3 ist elektrisch mit den MillimeterwellenRadargeräten 2 verbunden und z.B. auf einem Bedienfeld angeordnet, das vom Benutzer bedient wird. Die Steuerung 3 rechnet die von den Millimeterwellenradargeräten 2 gewonnenen Messdaten in eine gemeinsame X-Y-Koordinate um, um eine Positionsangabe P (von den Millimeterwellenradargeräten 2 erkannte Objektposition) des Hindernisses G in Bezug auf das Fahrzeug zu ermitteln. Wenn festgestellt wird, dass die erhaltenen Positionsdaten P innerhalb des Erfassungsbereichs 4 liegen, entscheidet die Steuerung 3, dass das Hindernis G vorhanden ist.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Steuerung 3 ferner eine Bremsvorrichtung (nicht dargestellt), die das Fahrzeug unter einer vorgegebenen Bedingung abbremst, wenn die Steuerung 3 feststellt, dass das Hindernis G im Erfassungsbereich 4 vorhanden ist. Die Bremseinrichtung kann z.B. eine HST-Bremse sein. Eine Bedingung, nachdem die Steuerung 3 festgestellt hat, dass das Hindernis G vorhanden ist, bis ein Bremssignal ausgegeben wird, d.h. ein Zeitpunkt des Einleitens eines Bremsvorganges durch die Bremsvorrichtung, kann in Abhängigkeit von einem Abstand zum Hindernis G, einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und dergleichen geändert werden.
Die vorliegende Ausführungsform umfasst die Bremsvorrichtung, in Form einer Notbremse, kann aber auch eine Warnvorrichtung durch Ton oder Licht in Kombination mit oder anstelle der Bremsvorrichtung beinhalten.
Ferner identifiziert die Steuerung 3 in der vorliegenden Ausführungsform das Hindernis G, das in einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs dem Fahrzeug am nächsten ist, zum Beispiel unter einer Mehrzahl von Hindernissen G als ein „Referenzhindernis“, und überträgt ein Steuersignal (wie ein Bremssignal und ein Warnsignal) an die Bremsvorrichtung, die Warnvorrichtung oder dergleichen, basierend auf den Positionsdaten P des Referenzhindernisses. Wenn mehrere Hindernisse G vorhanden sind, identifiziert die Steuerung 3 ein Hindernis, das den kleinsten Wert in Y-Richtungs-Komponenten der Hindernisse G hat, als Referenzhindernis. Wenn nur ein einziges Hindernis G vorhanden ist, identifiziert die Steuerung 3 dieses Hindernis als Referenzhindernis.
Als nächstes wird ein Beispiel für den Betrieb des Hindernisdetektors 1 mit Bezug auf 2 beschrieben. In 2 sind die Objekte g hinter dem Fahrzeug vorhanden, die in Längsrichtung und in Querrichtung voneinander beabstandet sind.
Nachdem die Messdaten der Objekte g von den Millimeterwellen-Radaren 2A, 2B erhalten wurden, konvertiert die Steuerung 3 die Messdaten in eine gemeinsame X-Y-Koordinate, um die Positionsdaten P5 und P6 der Objekte g zu berechnen.
Als nächstes berechnet die Steuerung 3, ob die Positionsdaten P5 und P6 im Erfassungsbereich 4 enthalten sind. Wenn die Positionsdaten im Erfassungsbereich 4 enthalten sind, entscheidet die Steuerung 3, dass diese Objekte g Hindernisse sind (Hindernisse G1, G2).
Als nächstes berechnet die Steuerung 3 den Minimalwert in den Y-Richtungskomponenten der Hindernisse G1, G2. Beispielsweise hat die Y-Richtungs-Komponente des Hindernisses G1 den Minimalwert, so dass das Hindernis G1 als „Referenzhindernis“ identifiziert wird.
Als nächstes sendet die Steuerung 3 ein Bremssignal unter einer vorgegebenen Bedingung basierend auf den Positionsdaten P5, die dem Hindernis G1 als Referenzhindernis entsprechen, insbesondere der Y-Richtungs-Komponente der Positionsdaten P5. Dementsprechend wird verhindert, dass die Hindernisse G1, G2 vom Fahrzeug angefahren werden.
Eine technische Bedeutung des Hindernisdetektors 1 der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf vergleichbare Beispiele beschrieben. Wie in 3 bis 7 dargestellt, umfasst jedes der ersten bis fünften vergleichbaren Beispiele ein Millimeterwellenradar 2 an der Rückseite der Reifenwalze 10 mittig zur Breitenrichtung. Es wird angenommen, dass sich die Reifenwalze 10 für den Verdichtungsvorgang nach hinten bewegt (in einer Richtung, die in den Zeichnungen durch einen offenen Pfeil angezeigt wird).
<Erstes Vergleichsbeispiel>
3 veranschaulicht das erste Vergleichsbeispiel, in dem ein Hindernis von einem Millimeterwellen-Radar erfasst wird. Wie in 3 dargestellt, ist im ersten Vergleichsbeispiel ein Hindernis G vorhanden. Ferner befindet sich das Hindernis G direkt vor dem Millimeterwellenradar 2 (auf der Radarabstrahlungsachse 2a), so dass die Steuerung 3 die Positionsdaten P an einer Position identifiziert, die im Wesentlichen mit einer tatsächlichen Position des Hindernisses G übereinstimmt.
<Zweites Vergleichsbeispiel>
4 veranschaulicht das zweite Vergleichsbeispiel, in dem ein Hindernis von einem Millimeterwellen-Radar erfasst wird. Wie in 4 dargestellt, ist im zweiten Vergleichsbeispiel ein Hindernis G vorhanden. Obwohl sich das Hindernis G außerhalb einer Position direkt vor dem Millimeterwellenradar 2 befindet (Position in Breitenrichtung von der Radarabstrahlungsachse 2a entfernt), identifiziert die Steuerung 3 die Positionsdaten P an einer Position, die im Wesentlichen mit einer tatsächlichen Position des Hindernisses G übereinstimmt.
< Drittes Vergleichsbeispiel >
5 illustriert das dritte Vergleichsbeispiel, in dem Hindernisse von einem ,Millimeterwellen-Radar erfasst werden. Wie in 5 dargestellt, sind im dritten Vergleichsbeispiel zwei Hindernisse G1, G2 vorhanden. Beide Hindernisse G1, G2 befinden sich außerhalb von Positionen direkt vor dem Millimeterwellen-Radar 2. Genauer gesagt befinden sich die Hindernisse G1, G2 an Positionen, die sich in Breitenrichtung in Bezug auf die Radarabstrahlungsachse 2a gegenüberliegen und auch in Längsrichtung voneinander entfernt sind. In diesem Fall identifiziert die Steuerung 3 die Positionsdaten P1, P2 an im Wesentlichen den gleichen Positionen wie den tatsächlichen Positionen der Hindernisse G1, G2 entsprechen. Mit anderen Worten, die Hindernisse G1, G2 sind in Breitenrichtung ausreichend weit voneinander entfernt, so dass die Steuerung 3 die Hindernisse nicht als ein einzelnes Objekt, sondern separat erkennt.
<Viertes Vergleichsbeispiel>
6 illustriert das vierte Vergleichsbeispiel, in dem Hindernisse von einem Millimeterwellen-Radar erfasst werden. Wie in 6 dargestellt, sind im vierten Vergleichsbeispiel zwei Hindernisse G1, G2 vorhanden. Das Hindernis G1 befindet sich auf der Radarabstrahlungsachse 2a. Andererseits befindet sich das Hindernis G2 in Breitenrichtung von der Radarstrahlungsachse 2a entfernt und hinter dem Hindernis G1. In diesem Fall liegen die Hindernisse G1, G2 nahe beieinander, so dass die Steuerung 3 dazu neigt, die Hindernisse als ein einziges Objekt zu erfassen. Das Hindernis G1 befindet sich jedoch auf der Radarstrahlungsachse 2a und vor dem Hindernis G2, so dass die Steuerung 3 das erfasste Objekt als Positionsdaten P3 identifiziert. Im vierten Vergleichsbeispiel erkennt die Steuerung 3 die beiden Hindernisse als ein einzelnes Objekt und erkennt die Position des näher am Fahrzeug befindlichen Hindernisses G1 als Positionsdaten P3. Daher besteht kein Problem hinsichtlich der Hinderniserkennung. Das heißt, solange die Position des Hindernisses G1, das dem Fahrzeug am nächsten ist, erkannt wird, besteht wenig Gefahr, dass beide Hindernisse G1, G2 vom Fahrzeug angefahren werden.
<Fünftes Vergleichsbeispiel>
7 illustriert das fünfte Vergleichsbeispiel, in dem Hindernisse von einem Millimeterwellen-Radar erfasst werden. Wie in 7 dargestellt, sind im fünften Vergleichsbeispiel zwei Hindernisse G1, G2 vorhanden. Das Hindernis G1 befindet sich an einer in Breitenrichtung von der Radarabstrahlungsachse 2a entfernten Position. Das Hindernis G2 hingegen befindet sich auf der Radarstrahlungsachse 2a und hinter dem Hindernis G1. In diesem Fall neigt die Steuerung 3 dazu, die Hindernisse als ein einzelnes Objekt zu erkennen. Das Hindernis G2 liegt auf der Radarstrahlungsachse 2a, so dass die Steuerung 3 das einzelne Objekt als Position P4 identifiziert. Das heißt, die Steuerung 3 neigt dazu, das Hindernis G2 auf der Radarstrahlachse 2a zu gewichten, so dass die Position P4 des Einzelobjekts an einem Ort hinter dem Hindernis G1 identifiziert wird. Im fünften Vergleichsbeispiel befindet sich das Hindernis G1 vor der von der Steuerung 3 erkannten Position P4 des Einzelobjekts, so dass das Hindernis G1 vom Fahrzeug angefahren werden kann.
Wie oben beschrieben besteht in dem Fall, in dem ein Millimeterwellen-Radar 2 auf dem Fahrzeug montiert ist, wenn ein Hindernis G vorhanden ist, kein Problem bezüglich der Genauigkeit bei der Erfassung der Position des Hindernisses (erstes und zweites Vergleichsbeispiel). Auch wenn mehrere Hindernisse G vorhanden sind, besteht kein Problem bei der Erfassung der Genauigkeit der Hindernisposition (drittes und viertes Vergleichsbeispiel). In einem Fall wie dem fünften Vergleichsbeispiel aber, ist die Genauigkeit der Positionserfassung mit einem Millimeterwellen-Radar 2 jedoch vermindert, um ein Problem darzustellen. Das heißt, das Millimeterwellenradar 2 hat eine hohe Genauigkeit bei der Erkennung einer Position des Hindernisses G, das sich direkt in einem relativ kurzen Abstand vor dem Millimeterwellenradar 2 befindet. Andererseits, wenn sich ein Hindernis G in einer Position direkt links oder rechts in einer relativ kurzen Entfernung vor dem Millimeterwellen-Radar 2 befindet und sich ein anderes Hindernis G hinter dem einen Hindernis G sowie direkt vor dem Millimeterwellen-Radar 2 befindet, besteht die Gefahr, dass die Genauigkeit der Positionserfassung verringert ist.
Im Gegensatz dazu sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, im Hindernisdetektor 1 die mehreren Millimeterwellen-Radare 2 (2A, 2B) nebeneinander angeordnet. Wenn mehrere Hindernisse G1, G2 vorhanden sind, detektiert daher jeder der Millimeterwellenradare 2A, 2B mit hoher Wahrscheinlichkeit eines der sich direkt vor den Millimeterwellenradaren 2A, 2B befindlichen Hindernisse G1, G2, was verhindert, dass die Hindernisse G1, G2 als ein einzelnes Objekt erkannt werden. Dementsprechend wird die Genauigkeit der Positionserkennung von Hindernissen verbessert.
Weiterhin identifiziert die Steuerung 3 der vorliegenden Ausführungsform ein Hindernis G, das dem Fahrzeug in einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs am nächsten ist, als „Referenzhindernis“ und sendet ein Steuersignal, wie z. B. ein Bremssignal, basierend auf Positionsdaten des Referenzhindernisses. Auf diese Weise erkennt die Steuerung 3 eine Position eines dem Fahrzeug am nächsten liegenden Hindernisses korrekt. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass ein Hindernis G von einem Baufahrzeug angefahren wird. Mit anderen Worten: Die vorliegende Ausführungsform verhindert, dass Positionsdaten (Positionsdaten P4) eines dem Fahrzeug am nächsten liegenden Hindernisses (Hindernis G1) an einer Position hinter dem einen Hindernis erkannt werden, wie im fünften Vergleichsbeispiel.
Ferner kann, wie in 1A dargestellt, in einem Fall, in dem die Abstrahlungsbereiche V der Millimeterwellen-Radare 2 als Erfassungsbereiche verwendet werden, wenn das Fahrzeug so nah wie möglich an einer Wand betrieben oder gewendet wird, festgestellt werden, dass ein Hindernis G vorhanden ist, was dazu führt, dass das Fahrzeug unnötigerweise anhält, obwohl eine Kollisionsgefahr gering ist. Folglich wird die Arbeitseffizienz verringert. In der vorliegenden Ausführungsform ist daher die Breitenabmessung eines vorbestimmten Bereichs (vorgegebener Bereich, der im Voraus festgelegt wurde) so eingestellt, dass sie mit der Breitenabmessung W der Reifenwalze 10 identisch ist. Dementsprechend wird die Arbeitseffizienz verbessert. Weiterhin ist die virtuelle Linie C3 am hinteren Ende des Erfassungsbereichs 4 eingestellt, um zu verhindern, dass das Fahrzeug unnötig angehalten wird, so dass die Arbeitseffizienz verbessert wird.
Es ist zu beachten, dass die Breitenrichtung des Erfassungsbereichs 4 (Breitenabmessung des vorgegebenen Bereichs) auf einer inneren oder äußeren Seite der virtuellen Linien C1, C2 um einen vorbestimmten Abstand eingestellt werden kann.
Weiterhin sind die Millimeterwellen-Radare 2A, 2B der vorliegenden Ausführungsform auf der hinteren Oberfläche des Fahrzeugs nebeneinander angeordnet, und ihre Radarabstrahlungsachsen 2a sind parallel zueinander. Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Radarstrahlungsachsen 2a nicht parallel zueinander sind, erkennt daher sehr wahrscheinlich jedes der Millimeterwellen-Radare 2A, 2B ein sich direkt vor den Millimeterwellen-Radaren 2A, 2B im Erfassungsbereich 4 befindendes Hindernis. Dadurch wird die Genauigkeit der Erkennung von Positionen von Hindernissen innerhalb des verkleinerten Erfassungsbereichs 4, weiter verbessert.
Weiterhin befinden sich auf einer Baustelle mit einem Baufahrzeug, insbesondere einem Verdichter wie in der vorliegenden Ausführungsform, Arbeiter, Sicherheitspersonal, Bauwerke und dergleichen in einem kleinen Bereich. Ein Kontakt mit diesen, eine Kollision, ein Zusammenstoß und dergleichen muss vermieden werden. Gleichzeitig ist es erwünscht, das Fahrzeug an einem Punkt zu stoppen, der unter dem Gesichtspunkt der Arbeitseffizienz sehr nahe am Fahrzeug liegt, wenn das Fahrzeug wie bei der vorliegenden Ausführungsform mit der Notbremse ausgestattet ist. In dieser Hinsicht wird in der vorliegenden Ausführungsform die Genauigkeit der Positionserfassung innerhalb eines geringen Abstands vom Fahrzeug verbessert, so dass die Arbeitsumgebung und die Arbeitseffizienz verbessert werden.
In einem Fall, in dem ein Millimeterwellen-Radar 2 vorhanden ist, wie im Fall von 4, und das Hindernis G sich z.B. außerhalb einer Position direkt davor befindet, kann ein weiteres Baufahrzeug hinter der Reifenwalze 10 betrieben werden. Das heißt, es können mehrere Baufahrzeuge in geringem Abstand voneinander betrieben werden.
In einem solchen Fall neigt das Millimeterwellen-Radar 2 dazu, stark auf metallische Hindernisse zu reagieren. Daher besteht auch das Problem, dass die Steuerung 3 zwar ein anderes Baufahrzeug erkennt, aber das Hindernis G, das sich in 4 in einem geringeren Abstand zur Reifenwalze 10 befindet, nicht erkennt. In der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch die beiden Millimeterwellen-Radare 2 in Breitenrichtung nebeneinander angeordnet, so dass das Millimeterwellen-Radar 2A das Hindernis G und das Millimeterwellen-Radar 2B ein anderes Baufahrzeug erkennen kann. Außerdem wird in diesem Fall das Hindernis G, das sich in relativ geringerem Abstand zur Reifenwalze 10 befindet, als „Referenzhindernis“ identifiziert, wodurch verhindert wird, dass das Hindernis G von der Reifenwalze 10 angefahren wird.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, das Konzept kann aber nach Bedarf geändert werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Millimeterwellen-Radare 2 vorgesehen, es können aber auch drei oder mehr Millimeterwellen-Radare 2 vorgesehen sein. Ferner kann die Mehrzahl der Millimeterwellen-Radare, anstelle in Breitenrichtung der Reifenwalze 10, in vertikaler Richtung nebeneinander angeordnet sein.
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform die Millimeterwellen-Radare 2 auf der hinteren Oberfläche des Fahrzeugs angeordnet, können aber auch auf der vorderen Oberfläche und/oder der hinteren Oberfläche des Fahrzeugs angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019203774 [0002]

Claims

Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs, aufweisend: eine Mehrzahl an Millimeterwellen-Radaren, die nebeneinander auf einer vorderen Oberfläche und/oder einer hinteren Oberfläche des Baufahrzeugs angeordnet sind; und eine Steuerung, die die Existenz oder Nichtexistenz von Hindernissen auf der Grundlage von Messdaten bestimmt, die von den Millimeterwellen-Radaren gemessen werden, wobei die Steuerung die Existenz oder Nichtexistenz der Hindernisse innerhalb eines Erfassungsbereichs feststellt, in dem sich die Abstrahlbereiche der Millimeterwellen-Radare mit einem im Voraus festgelegten Bereich überschneiden.
Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ein Hindernis, das dem Baufahrzeug in einer Bewegungsrichtung des Baufahrzeugs am nächsten ist, als Referenzhindernis identifiziert und basierend auf Positionsdaten des Referenzhindernisses ein Steuersignal sendet.
Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Breitenabmessung des vorgegebenen Bereichs im Wesentlichen gleich einer Breitenabmessung des Baufahrzeugs ist.
Hindernisdetektor eines Baufahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Radarstrahlungsachsen der Millimeterwellen-Radare parallel zueinander liegen.