JP2017142585A - 建設機械の周囲障害物検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、車両にスリップが発生した場合でも、障害物検知の誤報又は失報を抑制できる建設機械の周囲障害物検知システムを提供することにある。【解決手段】車輪８１０，８１５により走行する建設機械２００の周囲を撮影する複数のカメラ２０５，２１０，２１５，２２０と、建設機械２００の走行速度及び操舵角から推定した速度ベクトルと前記カメラにより撮影された映像とを用いて建設機械２００の周囲に存在する移動物体を検知する移動物体検知部１３０と、を備えた建設機械の周囲監視システムにおいて、建設機械２００の車輪８１５のスリップを検知するスリップ検知部１２０と、スリップ検知部１２０によりスリップの発生が検知された場合に移動物体検知部１３０の検知感度が低くなるように調整する検知感度調整部１２５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、鉱山用ダンプトラックやホイールローダ、ホイールショベルなどの建設機械に適用可能な周囲障害物検知システムに関する。

建設機械の内、鉱山用ダンプトラックやホイールローダ、ホイールショベルなどの大型作業車両は、車両の大きさから死角が多く、事故発生のポテンシャルが高い。この大型作業車両における事故防止のため、周囲にカメラを装着することで周囲状況を映像で監視する映像周囲監視システムが有効である。

自動車向けには、自車周囲の移動する障害物の検知を行う機能を持たせ、移動障害物の検知時に警報をドライバに通知する周囲障害物警報システムがある。

この自動車向けの障害物警報システムでは、障害物を検知する際に、自車の旋回時や走行時など画像上移動量が大きい場合であっても、高精度且つ安定的なトラッキングができるようにすることを求められている。

特開２０１１−１９２２２６号公報（特許文献１）では、自車の操舵角や速度情報を用いて、画面上の対象物の動きを推定し、トラッキングを行う例が示されている。

特開２０１１−１９２２２６号公報

しかしながら、従来の周囲障害物検知システムでは、以下の課題があった。
（１）オフロード環境下では、車両がスリップするため、自車速度を正確に測定することができず、それにより地面などの静止物体を障害物と誤検知してしまう。
（２）誤報を避けるために、車両のスリップの発生時に合わせて検知感度を低く設定すると、障害物検知の失報が増加する。
（３）地面などの静止物体を障害物と誤報してしまう場合に、その原因がスリップによるものなのか、故障によるものなのかの原因切り分けができず、利便性が悪い。

本発明の目的は、車両にスリップが発生した場合でも、障害物検知の誤報又は失報を抑制できる建設機械の周囲障害物検知システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の建設機械の周囲障害物検知システムは、
車輪により走行する建設機械の周囲を撮影する複数のカメラと、
前記建設機械の走行速度及び操舵角を取得する車両情報取得部と、
前記建設機械の走行速度及び操舵角から推定した速度ベクトルと前記カメラにより撮影された映像とを用いて前記建設機械の周囲に存在する移動物体を検知する移動物体検知部と、
を備えた建設機械の周囲監視システムにおいて、
前記建設機械の車輪のスリップを検知するスリップ検知部と、前記スリップ検知部によりスリップの発生が検知された場合に前記移動物体検知部の検知感度を低くするように調整する検知感度調整部と、を備える。

本発明によれば、車両にスリップが発生した場合でも、障害物検知の誤報又は失報を抑制できる建設機械向け周囲障害物検知システムを提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１実施例における周囲障害物検知システムに関するシステム構成図である。 第１実施例における鉱山ダンプの概要を示す図である。 第１実施例における周囲障害物検知システムの障害物検知処理フローを示す図である。 第１実施例における周囲障害物検知システムによる障害物検知処理フローの変更例を示す図である。 本発明の第２実施例に係る周囲障害物検知システムに関するシステム構成図である。 第２実施例における周囲障害物検知システムの障害物検知処理フローを示す図である。 本発明の実施例に係る鉱山ダンプのスリップ発生の様子を説明する図である。 本発明の実施例に係る検知感度が高い場合の検知対象に対する検知の可否を説明する図である。 本発明の実施例に係る検知感度が低い場合の検知対象に対する検知の可否を説明する図である。 本発明の実施例に係る自車停止時と自車走行時の物体の速度ベクトルを説明する図である。 本発明の実施例に係る背景フローキャンセル処理を説明する図である。 本発明に係る俯瞰表示画面および移動物体検知時のマーカー表示の一実施例を説明する図である。 本発明の実施例に係るスリップ検知時の画面を説明する図である。 第３実施例におけるホイールローダの概要を示す図である。

以下、本発明に係る実施例について説明する。以下の実施例では、車両として、鉱山で使用される鉱山用ダンプトラック（鉱山ダンプという）について説明している。本発明の対象となる車両は、鉱山ダンプに限らず、鉱山やそれ以外の土木現場、産廃現場等で使用されるホイールローダやホイールショベルなどの他の車両であってもよい。鉱山ダンプ及び鉱山で使用される他の車両、さらにそれ以外の現場で使用されるホイールローダやホイールショベルなどを含めて建設機械という。
［第１実施例］

本発明に係る第１実施例は、周囲障害物検知システムにおいて、自車が走行中に自動車や人などの移動障害物を検知するため、自車の速度や操舵などの走行状況に応じて、カメラ映像上の自車の動きを推定し、その動きを相殺（背景フローキャンセル）することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と検知しないようにする。すなわち、静止物体を検知対象から除外する。この処理において、鉱山ダンプが運行されるような路面が滑りやすいオフロード環境では、鉱山ダンプがスリップを生じやすい。鉱山ダンプがスリップした場合、速度情報を正確に計測できず、誤った背景フローキャンセル量を求めてしまうことになる。この場合、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知してしまうことになる。本実施例では、鉱山ダンプがスリップした場合に、静止物体を移動障害物と誤って検知することを抑制する例について説明する。

はじめに、背景フローキャンセル処理の概要について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の実施例に係る自車停止時と自車走行時の物体の速度ベクトルを説明する図である。図１１は、本発明の実施例に係る背景フローキャンセル処理を説明する図である。

まず、図１０を用いて説明する。図１０では、自車停止時１１５０と自車走行時１１６０とについて、移動物体と静止物体との映像上での移動量を説明している。自車が停止している場合１１５０のカメラ映像１１５５では、鉱山ダンプの周囲を移動する自動車や作業者などの移動物体１１０５は、その移動速度に応じた速度ベクトル１１２０が発生し、建物や地面などの静止物体１１１０は、静止しているために速度ベクトルが発生しない。一方、自車が走行している場合１１６０のカメラ映像１１６５では、移動物体１１０５は、移動物体１１０５の移動速度に鉱山ダンプの走行速度を加味した速度ベクトル１１２５が発生し、静止物体１１１０は鉱山ダンプの走行速度に応じた速度ベクトル１１３０が発生する。このため、自車走行時は、見かけ上、対地速度が発生し、地面や建物などの静止物体が移動物体として誤検知されてしまう。

そのため、背景フローキャンセル処理では、図１１に示すように、自車走行時の移動物体１１０５の移動ベクトル１１２５に対して、鉱山ダンプの走行速度に応じた自車の移動ベクトル１２１０を差し引くことで、移動物体１１０５の速度ベクトル１２２０（対地速度）を求める。これにより、移動物体１１０５の対地速度は正しく求められ、自車移動による誤報を抑制することができる。静止物体１１１０に対しても同様に背景フローキャンセル処理を行うことで、対地速度は正しく求められ、自車移動による誤報を抑制することができる。

本実施例のシステム構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施例における周囲障害物検知システムに関するシステム構成図である。

本実施例の周囲障害物検知システムは、鉱山ダンプ２００の前方を撮影する前方カメラ２０５と、鉱山ダンプの後方を撮影する後方カメラ２１０と、鉱山ダンプの左側を撮影する左カメラ２１５と、鉱山ダンプの右側を撮影する右カメラ２２０と、周囲障害物検知端末１００とから構成される。このために、前方カメラ２０５は鉱山ダンプの車体の前部に配置され、後方カメラ２１０は車体の後部に配置され、左カメラ２１５は車体の左側面に配置されている。図１では、右カメラ２２０は鉱山ダンプの車体の陰に隠れて見えないため、車体から離れた位置に記載しているが、鉱山ダンプの車体の右側面に配置されている。

周囲障害物検知端末１００は、周囲映像取得部１１０と、合成映像構築部１０５と、移動物体検知部１３０と、車両情報ネットワーク１６０と、車両情報取得部１１５と、スリップ検知部１２０と、検知感度切替部１２５と、入力部１４５と、表示部１３５と、報知部１４０と、スリップ発生報知部４１０とから構成される。

周囲映像取得部１１０は、前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５、右カメラ２２０から周囲映像を取得する。

合成映像構築部１０５は、周囲映像取得部１１０で取得した映像を鉱山ダンプを真上から見たような俯瞰映像に合成したり、俯瞰映像上に周囲移動物体の検知位置を重畳表示したりする。

移動物体検知部１３０は、周囲映像取得部１１０で取得した映像から、映像内の物体を動き量を算出し、周囲の移動物体を検知する検知する。

車両情報ネットワーク１６０は、鉱山ダンプ２００における車両の走行速度や操舵角やエンジン稼動状況など、鉱山ダンプの車両情報が流れているネットワークである。車両情報ネットワーク１６０は、鉱山ダンプに設けられたものを周囲障害物検知端末１００の一部としてそのまま利用することができる。

車両情報取得部１１５は、車両情報ネットワーク１６０からの走行速度や操舵角やエンジン稼動状況などの情報を取得する。

スリップ検知部１２０は、車両情報取得部１１５で取得した走行速度により、自車のスリップを検知する。

検知感度切替部１２５は、スリップ検知部１２０によりスリップが検知された場合に、移動物体検知部１３０における移動検知感度を切り替える。具体的には、検知感度切替部１２５はスリップが検知された場合に移動検知感度を抑制する。

入力部１４５は、鉱山ダンプのオペレータからの停止要求などを受け付ける。

表示部１３５は、合成映像構築部１０５で構築された映像を画面に表示する。

報知部１４０は、移動物体検知部１３０により移動物体が検知された場合に、検知された状況をオペレータに警報音や音声などで報知する。

スリップ発生報知部４１０は、スリップが発生したことを表示部１３５において画面に表示する。

図２を用いて鉱山ダンプの概要について説明する。図２は、第１実施例における鉱山ダンプの概要を示す図である。

鉱山ダンプ２００には、鉱山ダンプの操作や動作状態を確認できるコックピット２５０内に周囲障害物検知端末１００と、鉱山ダンプ２００の前方、後方、左側及び右側にそれぞれ前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０とが装備されている。前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０は、周囲障害物検知端末１００に接続されている。また、鉱山ダンプ２００の各所にある走行速度、操舵角、エンジン始動状態、エンジン油温、荷台の角度、自車重量などの車両情報を計測するセンサは、車両情報ネットワーク１６０に接続されており、車両情報ネットワーク１６０を介することで鉱山ダンプ２００内の様々な車両情報を取得することができる。この車両情報ネットワークは、例えば、自動車で一般的に使われるＣＡＮ（Control Area Network）などが用いられる。

図３を用いて、障害物検知処理フローについて説明する。図３は、第１実施例における周囲障害物検知システムの障害物検知処理フローを示す図である。

はじめにステップ３００では、周囲障害物検知端末１００、前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０などの起動状態を確認する初期設定処理を行う。

ステップ３０５では、周囲映像取得部１１０において、前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０からの映像を取得する。

ステップ３１０では、合成映像構築部１０５において、周囲映像取得部１１０で取得した前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０の映像を鉱山ダンプ２００の上方から見た視点に変換し、それらを繋ぎ合わせることで俯瞰映像を生成する。

図１２を用いて、本実施例の俯瞰映像について説明する。図１２は、本発明に係る俯瞰表示画面および移動物体検知時のマーカー表示の一実施例を説明する図である。

図１２における画面１３００では、前方カメラ２０５と、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０の映像を鉱山ダンプ２００の上方から見た視点に変換し、それら繋ぎ合わせた映像と、その映像の中心に鉱山ダンプの位置を示す鉱山ダンプアイコン１３３０を重畳した俯瞰映像を表示している。

ステップ３１５では、車両情報取得部１１５において、車両情報ネットワーク１６０を介して、鉱山ダンプ２００の前輪車速と後輪車速と操舵角とを取得する。前輪車速は、前輪の単位時間当たりの回転数（回転速度）を車両（鉱山ダンプ２００）の速度に換算した値である。後輪車速は、後輪の単位時間当たりの回転数（回転速度）を車両（鉱山ダンプ２００）の速度に換算した値である。

ステップ３１７では、スリップ検知部１２０において、鉱山ダンプのスリップの有無を検知する。

鉱山ダンプのスリップ検知について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施例に係る鉱山ダンプのスリップ発生の様子を説明する図である。

鉱山ダンプ２００は、走行するための車輪（タイヤ）を備える。車輪は駆動輪と従動輪とで構成される。駆動輪は、内燃機関や電動機などの原動機が発生した力により駆動される車輪であり、鉱山ダンプ２００が走行する駆動力を発生する車輪である。従動輪は、駆動輪が発生する駆動力で鉱山ダンプ２００が走行することにより転動する車輪である。駆動輪は動輪、従動輪は従輪又は非駆動輪と呼ばれる場合もある。

鉱山ダンプ２００は、一般に後輪８１５がエンジンやモーターからの駆動力を与える駆動輪となっており、前輪８１０は駆動力がない従動輪となっている。駆動輪である後輪は、オフロードなど地面との摩擦が小さい路面ではスリップが発生しやすい。一方、従動輪である前輪は、スリップ量はゼロではないが後輪よりも比較的スリップが発生しにくい。そこで、前輪車速と後輪車速との差が発生している場合に、スリップ発生と判断することができる。例えば、図７のように、前輪速度が２０ｋｍ／ｈで、後輪車速も２０ｋｍ／ｈである場合には、スリップ無と判断でき、前輪速度が２０ｋｍ／ｈで、後輪車速が３０ｋｍ／ｈである場合には、スリップ有と判断できる。

また、鉱山ダンプ２００が後輪８１５をモーター駆動するタイプの場合、トルクを細やかに制御するために、モーター回転数を高い速度分解能で測定することができる。従って、後輪の方が前輪よりも速度分解能が高い。そのため背景フローキャンセルでは、高い精度で自車の挙動を推定できるように、後輪車速を使用するとよい。

ステップ３２０では、ステップ３１７におけるスリップの検知結果に基づいて、スリップの有無を判定する。スリップ無と判定された場合にはステップ３２５に進み、スリップ有と判定された場合にはステップ３３０に進む。

ステップ３２５では、移動物体検知における検知感度を高く設定する。一方、ステップ３３０では、移動物体検知における検知感度を低く設定する。

ここで、移動物体検知における検知感度について、図８と図９を用いて説明する。図８は、本発明の実施例に係る検知感度が高い場合の検知対象に対する検知の可否を説明する図である。図９は、本発明の実施例に係る検知感度が低い場合の検知対象に対する検知の可否を説明する図である。

背景キャンセルフローを用いて、映像から求めたオプティカルフロー、すなわち車両や人物等の周囲にある物体の速度ベクトルから、車両の車速情報から推定した鉱山ダンプの速度ベクトルにより生ずる映像上の見かけ上の速度ベクトルを差し引くことで物体の対地速度ベクトルを推定する。このため、車速情報の誤差は、車両、人物など周囲にある物体の速度ベクトルの推定量にも影響し、静止している車両や人物も移動物体として誤検知する可能性がある。ここで車速情報としては前輪速度および後輪速度、さらに車速情報の誤差は前後輪の速度差を含む。

検知感度とは移動物体か静止物体かを判定する基準であり、本実施例では基準以上の速度を有する物体を移動物体と検知する。例えば図８のように検知感度を０．５ｋｍ／ｈと高く設定した場合は、検知対象９００が移動速度３ｋｍ／ｈ（９１０）の場合（９２０）、及び検知対象９００が移動速度１ｋｍ／ｈ（９１５）の場合（９２５）の両方とも、検知対象９００を移動物体として検知する。

一方、図９のように検知感度を２ｋｍ／ｈと低く設定した場合、検知対象９００が移動速度３ｋｍ／ｈ（９１０）の場合は移動物体として検知し（１０２０）、検知対象９００が移動速度１ｋｍ／ｈ（９１５）の場合は移動物体として検知しない（１０２５）。

このように、背景フローキャンセル処理時に、スリップによる自車の前後輪の速度差により生ずる周囲にある物体の速度の誤差分を、検知感度を低くすることにより移動物体として検知しないことで、周囲の移動物体や静止物体の誤報を抑制することができる。

ステップ３３５では、移動物体検知部１３０において、周囲映像取得部１１０で取得した前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０で撮影した映像データから、オプティカルフローなどを利用して、移動している物体の移動ベクトルを計算する。

このオプティカルフローは、連続する映像のフレームを用いて映像内の動きベクトルを計算する手法であり、本実施例では、この映像内の動きベクトルの中から、障害物らしい大きさや速度を持つ対象を抽出し、それを移動障害物として検知する。

ステップ３４０では、移動物体検知部１３０において、車両情報取得部１１５で取得した車両の走行速度や操舵角を用いて、映像上の自車の動きベクトル（速度ベクトル）を推定する。一般に、車速と操舵角がわかれば車両挙動モデル（アッカーマンステアリングモデル）などを用いて自車の動きを推定することができる。この車両挙動を映像上の動きに変換することで、映像上の自車の動きベクトルを推定し、背景フローキャンセル量を算出することができる。

ステップ３４５では、移動物体検知部１３０において、ステップ３２５あるいはステップ３３０で設定された検知感度と、ステップ３３５で計算した物体の移動ベクトルと、ステップ３４０で推定した映像上の自車の動きベクトルから移動物体を検知する。すなわち、移動物体検知部１３０は、前方カメラ２０５、後方カメラ２１０、左カメラ２１５及び右カメラ２２０で撮影した映像から、推定した自車の動きを相殺することで、自車の周囲の静止物体を検知対象から除外し、自車の周囲に存在する移動物体を検知する。

ステップ３５０では、表示部１３５において、ステップ３４５で検知した移動物体の検知結果をモニタに重畳表示する。図１２における俯瞰表示画面１３００上では、移動物体１３０５に対して、ステップ３４５で検知した移動物体の位置を表示する検知マーカー１３１５を重畳表示する。また、別の移動物体１３１０に対しても同様に、ステップ３４５で検知した移動物体の位置を表示する検知マーカー１３２０を重畳表示する。

俯瞰表示画面１３００上には、自車を示す鉱山ダンプアイコン１３３０や移動物体１３０５，１３１０のほか、背景となる静止物体も表示される。移動物体１３０５，１３１０に検知マーカー１３１５，１３２０を重畳表示することにより、移動物体１３０５，１３１０を静止物体と区別して素早く認識することができる。

こうすることで、鉱山ダンプ２００の位置を示す鉱山ダンプアイコン１３３０と、移動物体の位置を示す検知マーカー１３１５あるいは検知マーカー１３２５から、鉱山ダンプ２００に対する移動物体１３０５，１３１０の接近度合いを、直感的に把握することができる。

ステップ３５５では、報知部１４０において、ステップ３４５で移動物体を検知した場合や、あるいは、ステップ３４５の検知結果において、自車からの距離が一定距離以内になった場合に、周囲に移動障害物があることを報知するため、警報音や音声などで発報する。

ステップ３６０では、オペレータによる入力部１４０を介した終了命令があったり、車両情報取得部１１５を介して取得した鉱山ダンプ２００のエンジン停止情報があった場合には、ステップ３６５に進み、そうでない場合にはステップ３０５に戻る。

ステップ３６５では終了処理を行い、この終了処理により一連の処理を終了する。

図３の障害物検知処理フローでは、自車がスリップした場合、スリップ状態を検知し移動物体の検知感度を低く設定することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知してしまうことを抑制することができる。例えば後輪速度を自車速度として背景フローキャンセルに用いており、スリップした場合の検知感度を０．５ｋｍ／ｈから６ｋｍ／ｈであると仮定する。前輪速度が２０ｋｍ／ｈ（実際の対地速度）、後輪速度が２５ｋｍ／ｈとなってこれら速度差からスリップであるとスリップ検知部１２０が検知したとする。検知感度切替部１２５による検知感度切替がなかったとすると、オプティカルフローで求められる速度が２０ｋｍ／ｈ、自車速度が２５ｋｍ／ｈであるから、これらを差し引いた背景キャンセルフローから周囲の静止物体は５ｋｍ／ｈの移動物体と移動物体検知部１３０は見做してしまう。検知感度切替部１２５を備える事で検知感度を６ｋｍ／ｈと低く切替え、移動物体検知部１３０は６ｋｍ／ｈ未満を移動物体と見做すことはなく、静止物体として除外することができる。これにより、誤報を少なくして移動物体の警報を行うことができる。

なお、図３の障害物検知処理フローでは、図１に示すスリップ発生報知部４１０を使用していない。スリップ発生報知部４１０を使用し、障害物検知処理フローを図４に示すように実施してもよい。図４の障害物検知処理フローでは、自車のスリップを検知した場合に、スリップが発生していることを鉱山ダンプのオペレータに報知することで、誤報の理由を明確にし、周囲障害物検知システムの使い勝手を良くすることができる。

図４は、第１実施例における周囲障害物検知システムによる障害物検知処理フローの変更例を示す図である。

図４の障害物検知処理フローでは、図３の障害物検知処理フローから、スリップ状況に応じた検知感度の設定に関わる処理であるステップ３１７からステップ３３０を削除し、その代わりに、ステップ３５０からステップ３６０までの間に、スリップ発生の報知に関わる処理を追加している。それ以外は図３の障害物検知処理フローと同じである。また、ステップ５１０のスリップ検知はステップ３１７のスリップ検知と同様に実施することができる。

図４の障害物検知処理フローのステップ３５０において、移動物体をモニタに重畳表示した後、ステップ５１０では、図３のステップ３１７と同様に、スリップ検知部１２０において、鉱山ダンプ２００のスリップの有無を検知する。さらにステップ５１１で、スリップ無と判断された場合にはステップ３５５に進み、スリップ有と判断された場合にはステップ５１５に進む。

ステップ３５５では、図３の障害物検知処理フローと同様に、報知部１４０において、ステップ３４５で移動物体を検知した場合や、あるいは、ステップ３４５の検知結果において、自車からの距離が一定距離以内になった場合に、周囲に移動障害物があることを報知するため、警報音や音声などで発報する。

ステップ５１５では、スリップ発生報知部４１０において、スリップが発生したことを表示部１３５において画面に表示する。

この表示について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施例に係るスリップ検知時の画面を説明する図である。

スリップ発生報知部４１０は、スリップ有と判断された場合に、図１３に示すようにスリップが発生していることを示す“スリップ発生中”アイコン１４１０を画面中央に重畳し、この画面を表示部１３５において表示する。

このように図４の障害物検知処理フローでは、自車がスリップした場合、スリップ状態を検知し、スリップしたことをオペレータに報知することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知していることを知らせることができる。これにより、オペレータは誤報の理由を明確に把握でき、周囲障害物検知システムの使い勝手を良くすることができる。

図３の障害物検知処理フローと図４の障害物検知処理フローとを融合し、検知感度の変更（ステップ３２５，３３０）と、移動物体を検知したことの報知（ステップ３５５）及びスリップしたことのオペレータへの報知（ステップ５１５）とを併せ実行するようにしてもよい。
［第２実施例］

次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例は、自車のスリップを検知した場合に、スリップ率を計算し、そのスリップ率に応じて検知感度を設定することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知してしまうことを抑制する例である。

第１実施例の場合には、スリップ検知により検知感度を高くあるいは低く設定していたが、本実施例では、スリップ率に応じて段階的に検知感度を設定する。例えば、スリップ率が小さい場合には検知感度を比較的高めに設定し、スリップ率が大きい場合には検知感度を比較的低めに設定し、スリップ率がその中間である場合には、検知感度もその中間程度に設定する。これにより、スリップ発生時に抑制される感度をできるだけ低くしないようにし、第１実施例よりも失報を抑制することができる。

図５を用いて、第２実施例のシステム構成について説明する。図５は、本発明の第２実施例に係る周囲障害物検知システムに関するシステム構成図である。

本実施例の周囲障害物検知システムは、第１実施例のシステム構成に対して、スリップ検知部１２０の代わりに、スリップ率測定部６１０を設け、検知感度切替部１２５の代わりに検知感度調整部６２０を設けている。それ以外は第１実施例の周囲障害物検知システムと同じ構成である。

このスリップ率測定部６１０はスリップの発生度合いを計算し、検知感度調整部６２０は、スリップ率測定部６１０により計算したスリップ率に基づき検知感度を設定する。

図６を用いて、本実施例における周囲障害物検知システムの障害物検知処理フローについて説明する。図６は、第２実施例における周囲障害物検知システムの障害物検知処理フローを示す図である。

本実施例における障害物検知処理フローでは、第１実施例の障害物検知処理フローから、スリップ状況に応じた検知感度の設定に関わる処理であるステップ３１７からステップ３３０を削除し、その代わりに、スリップ率の計算（ステップ７１０）と、スリップ率に基づく検知感度を設定する処理（ステップ７１５）に置換えている。それ以外は第１実施例の障害物検知処理フローと同じである。

ステップ３１５において、車両情報ネットワーク１６０を介して、鉱山ダンプ２００の前輪車速と後輪車速と操舵角とを取得した後、ステップ７１０において、スリップ率計算部６１０により、鉱山ダンプ２００のスリップ率を計算する。ここでは、駆動輪である後輪速度と従動輪である前輪速度の差に対し、駆動輪である後輪速度を除算することでスリップ率を求める。例えば、前輪車速が２０ｋｍ／ｈで後輪車速が２０ｋｍ／ｈの場合はスリップ率は（２０−２０）／２０ ＝ ０％（スリップ無）となり、前輪車速が２０ｋｍ／ｈで後輪車速が３０ｋｍ／ｈの場合はスリップ率＝（３０−２０）／３０＝３３％となる。

ステップ７１５では、検知感度調整部６２０において、スリップ率計算部６１０で計算したスリップ率に基づき、スリップ率が小さい場合には検知感度を比較的高めに設定し、スリップ率が大きい場合には検知感度を比較的低めに設定し、スリップ率がその中間である場合には、検知感度もその中間程度に設定する。すなわち、検知感度を複数段階に分け、スリップ率が大きいほど検知感度が小さくなるように、スリップ率に応じて検知感度を設定する。

ステップ７１５の処理後に、ステップ３３５に進み、移動物体検知部１３０において、移動している物体の移動ベクトルを計算する。

このように本実施例では、自車がスリップした場合、スリップ率に応じて段階的に検知感度を設することで、スリップ発生時に抑制される感度をできるだけ小さくしないようにすることで、スリップによる誤報を抑えつつ、また失報も抑制することができる。

本実施例の障害物検知処理フローを図４の障害物検知処理フローと融合し、スリップ率に応じて検知感度を段階的に設定すると共に、スリップ率が０％よりも大きくなった場合に、図４のステップ５１５のように、スリップしたことをオペレータに報知するようにしてもよい。

本実施例のスリップ率測定部６１０は、スリップを検知していることに変わりはなく、広義にはスリップ検知部である。或いは、第１実施例のスリップ検知部１２０にスリップ率の測定機能を持たせたものが本実施例のスリップ率測定部６１０である。また、本実施例の検知感度調整部６２０は、検知感度を複数段階に切り替えていることに変わりはなく、検知感度切替部である。或いは、第１実施例の検知感度切替部１２５及び本実施例の検知感度調整部６２０は、検知感度を調整しており、広義には検知感度調整部と言うことができる。

第１実施例及び第２実施例で説明した周囲障害物検知システムは、ＣＰＵを有する処理装置が図３、図４又は図６の障害物検知処理フローを実行することにより、実現される。ＣＰＵを有する処理装置は、当業者に知られている種々の形態のものを用いることができる。
［第３実施例］

次に、本発明の第３実施例を図１４を用いて説明する。図１４は、第３実施例におけるホイールローダの概要を示す図である。第３実施例における、第１実施例及び第２実施例との相違は、周囲障害物検知システムを鉱山ダンプ２００の代わりにホイールローダ７００に適用した点である。

本実施例のシステム構成は図１４に示すように、ホイールローダ７００は、車体前部７７０と車体後部７７５が連結ピン７８０で結合されたアーテキュレート構造である。車体前部７７０には油圧駆動の作業機７９０と前輪７３０が装備されており、車体後部７７５には操作や動作状態を確認できる運転席７５０と後輪７３５とが装備されている。運転席７５０内に周囲障害物検知端末１００を装備し、ホイールローダ７００の前方、後方、左側及び右側には各側を撮影する前方カメラ７０５、後方カメラ７１０、左カメラ７１５及び右カメラ７２０を装備している。前方カメラ７０５、後方カメラ７１０、左カメラ７１５及び右カメラ７２０は周囲障害物検知端末１００に接続している。またホイールローダ７００の各所にある走行速度、操舵角、エンジン稼働状態、エンジン油温、等の車両情報を計測するセンサは、車両情報ネットワーク７６０に接続されており、車両情報ネットワーク７６０を介しホイールローダ７００内の様々な車両情報を習得できる。この車両情報ネットワークは、例えばＣＡＮなどが用いられる。

このような構成により第１実施例、第２実施例と同様の作用効果が得られる。

以上に説明したように、本発明に係る周囲障害物検知システムの実施例は、以下のように構成される。
（１）建設機械のタイヤのスリップを検知するスリップ検知手段と、スリップ検知手段によりスリップ発生と検知された場合に、移動体検知手段の検知感度を緩和するように切替えする検知感度切替手段とを設けた。
（２）建設機械のタイヤのスリップ率を測定するスリップ率測定手段と、スリップ率測定手段により測定されたスリップ率に基づき、スリップ率が大きいときに検知感度を大きく緩和し、スリップ率が小さい場合には、検知感度を小さく緩和するように感度を調整する検知感度調整手段とを設けた。
（３）建設機械のタイヤのスリップを検知するスリップ検知手段と、スリップ検知手段によりスリップ発生と検知された場合に、スリップ発生を報知するスリップ発生報知手段とを設けた。

これにより本発明の周囲障害物検知システムの実施例は、以下の効果を奏する。
（１）自車がスリップした場合、スリップ状態を検知し移動物体の検知感度を低く設定することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知してしまうことを抑制することができる。これにより、誤報の少ない移動物体の警報を行うことができる。
（２）自車がスリップした場合、スリップ率に応じて段階的に検知感度を設定し、スリップ発生時に抑制される感度をできるだけ小さくしないようにすることで、スリップによる誤報を抑えつつ、また失報も抑制することができる。
（３）自車がスリップした場合、スリップ状態を検知しスリップしたことをオペレータに報知することで、地面や建物などの静止物体を移動障害物と誤って検知していることを知らせることができる。これにより、誤報の理由を明確に把握でき周囲障害物検知システムの使い勝手を良くすることができる。

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００…周囲障害物検知端末、１０５…合成映像構築部、１１０…周囲映像取得部、１１５…車両情報取得部、１２０…スリップ検知部、１２５…検知感度切替部、１３０…移動物体検知部、１３５…表示部、１４０…報知部、１４５…入力部、１６０，７６０…車両情報ネットワーク、２００，７００…建設機械（鉱山ダンプ２００，ホイールローダ７００）、２０５，７０５…前方カメラ、２１０，７１０…後方カメラ、２１５，７１５…左カメラ、２２０，７２０…右カメラ、４１０…スリップ発生報知部、６１０…スリップ率測定部、６２０…検知感度調整部、７３０，８１０…前輪（従動輪）、７３５，８１５…後輪（駆動輪）、１３００…俯瞰表示画面、１３０５…移動物体（検知対象）、１３１０…移動物体（検知対象）、１３１５…検知マーカー、１３２０…検知マーカー、１３３０…鉱山ダンプアイコン、１４１０…“スリップ発生中”アイコン。

Claims (6)

1. 車輪により走行する建設機械の周囲を撮影する複数のカメラと、
   前記建設機械の走行速度及び操舵角を取得する車両情報取得部と、
   前記建設機械の走行速度及び操舵角から推定した速度ベクトルと前記カメラにより撮影された映像とを用いて前記建設機械の周囲に存在する移動物体を検知する移動物体検知部と、
   を備えた建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記建設機械の車輪のスリップを検知するスリップ検知部と、前記スリップ検知部によりスリップの発生が検知された場合に前記移動物体検知部の検知感度を低くするように調整する検知感度調整部と、を備えたことを特徴とする建設機械の周囲監視システム。
2. 請求項１に記載の建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記移動物体検知部は、前記カメラで撮影される映像上における前記建設機械の動きを前記建設機械の速度ベクトルに応じて推定し、推定した前記建設機械の動きを前記カメラで撮影される映像から相殺することで、前記建設機械の周囲の静止物体を検知対象から除外することを特徴とする建設機械の周囲監視システム。
3. 請求項１に記載の建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記スリップ検知部は、スリップ率を測定するスリップ率測定機能を有し、
   前記検知感度調整部は、前記スリップ検知部により測定されたスリップ率に基づいて、スリップ率が大きいほど前記検知感度が小さくなるように、検知感度を調整することを特徴とする建設機械の周囲監視システム。
4. 請求項３に記載の建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記建設機械と前記移動物体検知部で検知した移動物体とを俯瞰表示する表示部を備え、
   前記表示部は、前記移動物体の位置を表示する検知マーカーを、俯瞰表示した前記移動物体に重畳して表示することを特徴とする建設機械の周囲監視システム。
5. 請求項１に記載の建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記スリップ検知部によりスリップの発生が検知された場合に、スリップの発生を報知するスリップ発生報知部を備えたことを特徴とする建設機械の周囲監視システム。
6. 請求項１に記載の建設機械の周囲監視システムにおいて、
   前記建設機械の車輪は、従動輪と駆動輪とで構成され、
   前記スリップ検知部は、前記従動輪と前記駆動輪との速度差に基づいてスリップの発生を検知することを特徴とする建設機械の周囲監視システム。

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