JP2013153413A - 自律刈取り機の知覚の教師無し適合を行うシステム、方法、および、装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】刈取り機の動作速度を適合させることによってカメラの検出制限を緩和する。また、カメラ制御は、草セグメンテーションの草マスクを用いて草ピクセルのみから露出値、ゲイン値、および絞り値の更新値を算出することにより、草の視認性を最適化する。草セグメンテーションは、照明の違いによって引き起こされる草色の変化を監視する。任意選択として、本システムは、ヘッドライトを備え、これを用いることにより、カメラパラメータおよび刈取り機の移動速度の制御を行うと共にカメラの信号品質をさらに向上させる。
【選択図】図1
Description
1c カメラ
1i 赤外線センサ
1s ソナーセンサ
2 モータ
3 照明手段
10 制御システム
11 草検出モジュール
12 センサ制御モジュール
13 刈取り機制御モジュール
HDR 高ダイナミックレンジ
Claims (20)
- 少なくとも1つのセンサがカメラ(1c)である複数のセンサ(1)と、少なくとも1つのモータ(2)とが備えられる自律刈取り機のための制御システム(10)であって、
前記複数のセンサ(1)のパラメータおよび前記少なくとも1つのモータ(2)のコマンドの複合制御を行なうように適合されるとともに、前記少なくとも1つのカメラ(1c)によって得られる画像に関して計算を行なうように適合される制御システム(10)。 - 前記少なくとも1つのカメラ(1c)からの画像を使用して、該画像中のピクセルを草であるか又は草でないものとして分類し、それにより、草マップを生成する草検出モジュール(11)と、
前記草マップと現在のセンサデータとを組み合わせて前記複数のセンサ(1)の前記パラメータを改善するセンサ制御モジュール(12)であって、草としてマークされたピクセルの強度が前記少なくとも1つのカメラ(1c)の前記パラメータを調整するために使用されるセンサ制御モジュール(12)と、
前記草マップに従って前記少なくとも1つのモータ(2)により前記自律刈取り機の移動を制御するモータ制御モジュール(13)であって、前記センサ制御モジュール(12)により変更可能な前記複数のセンサ(1)のパラメータの影響を受けるモータ制御モジュール(13)と
を備え、
前記センサ制御モジュール(12)は、前記センサデータを改善するため、前記モータ制御モジュール(13)のパラメータを変更するように適合される、請求項1に記載の制御システム(10)。 - 前記自律刈取り機には照明手段(3)が設けられ、
前記センサ制御モジュール(12)は、前記少なくとも1つのカメラ(1c)が動作限界に達する場合には前記照明手段(3)をONに切り換えるように適合される、請求項2に記載の制御システム(10)。 - 前記照明手段(3)を調光するように適合される、請求項3に記載の制御システム(10)。
- 前記草検出モジュール(11)は、色セグメンテーションによって前記草検出を行なうように適合される、請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 変化する照明状態、草状態、または、異なる草タイプに起因する草色の僅かな変化を監視するため、時間経過と共にパラメータを調整するように適合される、請求項5に記載の制御システム(10)。
- 前記センサ制御モジュール(12)は、前記少なくとも1つのカメラ(1c)の、少なくとも露出、ゲイン、および/または、絞り、を含むパラメータを調整するように適合される、請求項2ないし請求項6のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記センサ制御モジュール(12)は、ダイナミックレンジを均等化することによりカメラ画像の平均強度を最適化するように適合される、請求項7に記載の制御システム(10)。
- 前記センサ制御モジュール(12)は、前記自律刈取り機が障害物に近づく場合には、前記自律刈取り機をさらにゆっくりと走行させるように前記モータ制御モジュール(13)に指示を与えるよう適合される、請求項2ないし請求項8のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記センサ制御モジュール(12)は、さらに長い露出時間および/またはカメラ露出を適合させるためのさらに長い時間が前記少なくとも1つのカメラ(1c)によって必要とされる場合には、前記自律刈取り機をさらにゆっくりと走行させるように前記モータ制御モジュール(13)に指示を与えるよう適合される、請求項2ないし請求項9のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記センサ制御モジュール(12)は、前記自律刈取り機を特定の時間にわたって停止させるように前記モータ制御モジュール(13)に指示を与えるよう適合される、請求項2ないし請求項10のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記自律刈取り機にはソナーセンサ(1s)が設けられ、
前記センサ制御モジュール(12)は、前記複数のセンサ(1)のうちの1つが所定の閾値を超える風を検出する場合には、前記自律刈取り機をさらにゆっくりと走行させるように前記モータ制御モジュール(13)に指示を与えるよう適合される、請求項2ないし請求項11のいずれか一項に記載の制御システム(10)。 - 前記自律刈取り機には赤外線センサ(1i)と赤外光源(4)とが設けられ、
前記センサ制御モジュール(12)は、前記赤外線センサ(1i)が所定の閾値を下回る赤外光放射を検出すると前記赤外光源(4)をON/OFF切り換えするあるいは調光するよう適合される、請求項2ないし請求項12のいずれか一項に記載の制御システム(10)。 - 前記自律刈取り機は少なくとも2つのカメラ(1c)を有し、好ましくは前記少なくとも2つのカメラ(1c)のうちの一方は前記自律刈取り機の後方に面する、請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記少なくとも2つのカメラ(1c)はステレオカメラであり、この場合には両方のカメラは同じ方向に面し、好ましくは前方に面している、請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載の制御システム(10)。
- 前記少なくとも2つのカメラ(1c)のうちの少なくとも一つはRGBカメラであり、少なくとも1つは近赤外線カメラである、請求項14または請求項15に記載の制御システム(10)。
- 前記照明状態が通常状態であるときには前記少なくとも2つのカメラ(1c)に同じパラメータを設定するよう適合され、
前記照明状態が強いコントラストを示すときには前記少なくとも2つのカメラ(1c)に異なるパラメータを設定するよう適合され、
また、前記少なくとも2つのカメラの画像を組み合わせて高ダイナミックレンジ画像を生成するよう適合される、
請求項14ないし請求項16のいずれか一項に記載の制御システム(10)。 - 複数のセンサ(1)、好ましくはソナーセンサ(1s)および/または赤外線センサ(1i)と、
少なくとも1つのカメラ(1c)と、
少なくとも1つのモータ(2)と、
好ましくは照明手段(3a)および/または赤外光源(4)と、
請求項1ないし請求項16のいずれか一項に記載の制御システム(10)と
を備える自律刈取り機。 - 少なくとも1つのセンサがカメラ(1c)である複数のセンサ(1)と、少なくとも1つのモータ(2)とが備えられる自律刈取り機のための制御方法(10)であって、
前記複数のセンサ(1)のパラメータと前記少なくとも1つのモータ(2)のコマンドとの複合制御を行なうステップと、前記少なくとも1つのカメラ(1c)により得られる画像に関して計算を行なうステップと、を含む制御方法(10)。 - 前記少なくとも1つのカメラ(1c)からの画像を使用して該画像中のピクセルを草又は草でないものとして分類し、それにより草マップを作成する草検出ステップと、
前記複数のセンサ(1)の前記パラメータを改善するために前記草マップと現在のセンサデータとを組み合わせるセンサ制御ステップであって、草としてマークされたピクセルの強度を用いて前記少なくとも1つのカメラ(1c)の前記パラメータを調整するセンサ制御ステップと、
前記草マップに従って前記少なくとも1つのモータ(2)により前記自律刈取り機の移動を制御するためのモータ制御ステップであって、前記センサ制御ステップにおいて変化させることのできる前記複数のセンサ(1)のパラメータの影響を受けるモータ制御ステップと
を含み、
前記センサ制御ステップは、前記センサデータを改善するために、前記モータ制御ステップで使用されるパラメータを修正する、請求項19に記載の制御方法(10)。
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