JP2021090108A - 作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】少ない台数の撮像装置で、機体の周辺環境を確認することができる作業機を提供する。【解決手段】作業機は、走行可能な機体と、機体の周辺を撮影する撮像装置と、撮像装置の画角の範囲内に配置されるミラーであって、撮像装置の死角となる場所を映し且つ映った像を撮像装置に向けて反射させる少なくとも1つのミラーと、を備えている。また、撮像装置は、撮影方向を機体の前方として設置され、ミラーは、機体の後方を映す。【選択図】図1

Description

本発明は、作業機に関する。
従来、特許文献1に開示された作業機が知られている。
特許文献1に開示された作業機は、走行可能な機体を有している。機体には、複数台の撮像装置が取り付けられている。撮像装置は、機体の前部、機体の左側部、機体の右側部、機体の後部に配置されている。撮像装置によって機体の周辺の環境確認をすることができる。
特開2018−14554号公報
ところで、機体の周辺環境を確認するのに、撮像装置の台数は少ない方が作業機を安価に提供することができる。
そこで、本発明は、少ない台数の撮像装置で、機体の周辺環境を確認することができる作業機を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る作業機は、走行可能な機体と、前記機体の周辺を撮影する撮像装置と、前記撮像装置の画角の範囲内に配置されるミラーであって、前記撮像装置の死角となる場所を映し且つ映った像を前記撮像装置に向けて反射させる少なくとも1つのミラーと、を備えている。
また、前記撮像装置は、撮影方向を前記機体の前方として設置され、前記ミラーは、前記機体の後方を映す。
また、前記ミラーは、複数設けられ、前記複数のミラーは、前記機体の機体幅方向の一側に配置された第1サイドミラーと、前記機体の機体幅方向の他側に配置された第2サイドミラーと、前記第1サイドミラーと前記第2サイドミラーとの間に配置されたバックミラーとを含む。
また、前記撮像装置は、全方位カメラで構成され、前記ミラーは、前記機体の周囲に配置されている。
また、前記ミラーは、複数設けられ、前記複数のミラーは、前記機体の正面側を映す正面ミラーと、前記機体の背面側を映す背面ミラーと、前記機体の一側面側を映す第1側面ミラーと、前記機体の他側面側を映す第2側面ミラーとを含む。
また、前記撮像装置で撮影する画像全体のうち、一部の領域は高精度で認識し、他の領域は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている。
また、前記機体が前進する場合に、前記撮像装置が撮影した前記機体前方の画像である第1画像は高精度で認識し、前記撮像装置が撮影した前記ミラーに映る前記機体後方の画像である第2画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、前記機体が後進する場合に、前記第2画像は高精度で認識し、前記第1画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている。
また、前記画像処理部は、前記機体が前進しながら旋回する場合に、旋回する側に配置された前記ミラーを介して前記撮像装置が撮影する画像は高精度で認識する。
また、前記機体が前進する場合に、前記撮像装置から前方側における前記撮像装置が撮影した前記機体周辺の画像である第3画像は高精度で認識し、前記撮像装置から後方側における前記撮像装置が撮影した前記機体周辺の画像である第4画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、前記機体が後進する場合に、前記第4画像は高精度で認識し、前記第3画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている。
上記の作業機によれば、撮像装置単体で撮影した画像と、撮像装置が撮影したミラーに映る画像とから機体の周辺環境を確認することができる。これにより、少ない台数の撮像装置で、機体の周辺環境を確認することができる作業機を提供することができる。
作業機の側面図である。 作業機の平面図である。 作業機の背面図である。 撮像装置及び制御装置を示したブロック図である。 撮像装置が撮影した前方側の画像であって第1画像を説明する図である。 撮像装置が撮影した前方側の画像であって第2画像を説明する図である。 他の実施形態に係る作業機の側面図である。 他の実施形態に係る作業機の平面図である。 他の実施形態に係る作業機の背面図である。 第3画像を示す図である。 第4画像を示す図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1、図2、図3は、作業機1として例示するトラクタを示している。図1は、作業機1の側面図を示し、図2は、作業機1の平面図を示し、図3は、作業機1の背面図を示している。
作業機1は、トラクタ以外にも、コンバイン、野菜移植機や田植え機などの移植機、自律走行し且つ自律作業を行うことのできる農業用ロボット等の農作業機であってもよいし、ドーザやローダ等を備える建設作業機であってもよい。
以下の説明において、図1、図2に、矢印A1で示す方向を前方、矢印A2で示す方向を後方、矢印A3で示す方向を前後方向として説明する。したがって、図2、図3に矢印B1で示す方向(図1の手前側)が左方であり、図2、図3に矢印B2で示す方向(図1の奥側)が右方である。また、前後方向A3に直交する水平方向を機体幅方向(図2、図3の矢印B3方向)として説明する。
図1、図2、図3に示すように、作業機1は、機体2を有している。機体2は、走行装置3によって支持されていて走行可能である。機体2は、走行装置3に支持された車体4と、車体4に搭載されたキャビン5とを有している。
図1に示すように、車体4は、原動機6と、前車軸フレーム7と、伝動ケース8とを有して構成されている。原動機6は、例えば、エンジン(ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等)によって構成されている。前車軸フレーム7は、原動機6の下部に取り付けられ且つ原動機6から前方に突出している。伝動ケース8は、原動機6の後方に配置され、例えば、原動機6に連結されたフライホイールハウジングと、フライホイールハウジングに連結されたクラッチハウジングと、クラッチハウジングに連結されたミッションケースとを有して構成される。また、機体2は、原動機6や、前車軸フレーム7に搭載されたバッテリ,ラジエータ等の機器を覆うボンネット9を有している。
図1、図2、図3に示すように、走行装置3は、機体2の前部の左に設けられた前輪10L及び右に設けられた前輪10Rと、機体2の後部の左に設けられた後輪11L及び右に設けられた後輪11Rとを有する4輪型の走行装置である。
図1に示すように、キャビン5は、車体4の後部に搭載されている。キャビン5は、前部の左及び右に設けられたフロントピラー12と、後部の左及び右に設けられたリヤピラー13と、フロントピラー12とリヤピラー13との間に設けられた中間ピラー(クォーターピラー)14とを有している。中間ピラー14は、左のフロントピラー12と左のリヤピラー13との間、及び右のフロントピラー12と右のリヤピラー13との間にそれぞれ配置されている。
左のフロントピラー12と右のフロントピラー12との間には、透光性を有するフロン
トガラス15が嵌め込まれている(図5、図6参照)。図3に示すように、左のリヤピラー13と右のリヤピラー13との間には、透光性を有するリヤガラス16が嵌め込まれている。図1に示すように、左のフロントピラー12と左の中間ピラー14との間及び右のフロントピラー12と右の中間ピラー14との間には、透光性を有するガラス等によって形成された乗降ドア17が設けられている。左の中間ピラー14と左のリヤピラー13との間及び右の中間ピラー14と右のリヤピラー13との間には、透光性を有するリヤサイドガラス18が嵌め込まれている。
図1に示すように、キャビン5の室内側の後部には、運転席19が設けられている。運転席19の前方には、機体2を操向操作するステアリングハンドル20が設けられている。また、キャビン5は、上部にルーフ21を有している。
図1、図2、図3に示すように、作業機1は、複数のミラー22を有している。複数のミラー22は、キャビン5に取り付けられている。複数のミラー22は、第1サイドミラー22Aと、第2サイドミラー22Bと、バックミラー22Cとを含む。第1サイドミラー22Aは、機体2の機体幅方向B3の一側(左側)に配置され、機体2(作業機1)の左側方及び左側の後方を映す。本実施形態では、第1サイドミラー22Aは、キャビン5の左側面の前部且つ上部に配置されている。第2サイドミラー22Bは、機体2の機体幅方向B3の他側(右側)に配置され、機体2(作業機1)の右側方及び右側の後方を映す。本実施形態では、第2サイドミラー22Bは、キャビン5の右側面の前部且つ上部に配置されている。バックミラー22Cは、第1サイドミラー22Aと第2サイドミラー22Bとの間に配置され、機体2(作業機1)の背面後方を映す。本実施形態では、バックミラー22Cは、キャビン5の室内であってフロントガラス15の上部の機体幅方向B3の中央部後方に配置され、リヤガラス16を透して作業機1の背面後方を映す。
上記した各ミラー22の配置は、キャビン5が搭載された作業機1に配置した場合を例示しており、限定されない。即ち、キャビン5が搭載されていないトラクタや、他の作業機1にミラー22を配置する場合は、上記した配置構造と異なる場合がある。ミラー22は、少なくとも1つあればよい。即ち、ミラー22の数は、1つまたは2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
図1、図2、図3に示すように、作業機1は、機体2の周辺を撮影する撮像装置23を有している。この図1〜図3に示す撮像装置23は、一方向の撮影が可能なカメラによって構成されている。撮像装置23は、撮影方向を機体2の前方として設置されている。本実施形態では、撮像装置23は、ルーフ21(キャビン5室内の天井部)の下面近傍であってルーフ21の前後方向A3及び機体幅方向B3の中途部(略中央部)に配置されている。撮像装置23は、第1サイドミラー22A、第2サイドミラー22B及びバックミラー22C(ミラー22に映った像)を撮影可能である。つまり、第1サイドミラー22A、第2サイドミラー22B及びバックミラー22Cは、撮像装置23の画角(視野角)V1の範囲内に配置され、撮像装置23の死角(撮像装置23単体では、撮影できない領域)となる場所を映し且つ映った像を撮像装置23に向けて反射させる。
なお、撮像装置23は、1台に限定されることはなく、複数台設けてもよい。また、上記した撮像装置23の配置は、キャビン5が搭載された作業機1に配置した場合を例示しており、限定されない。即ち、キャビン5が搭載されていないトラクタや、他の作業機1にミラー22を配置する場合は、上記した配置構造と異なる場合がある。
本実施形態にあっては、第1サイドミラー22A、第2サイドミラー22B及びバックミラー22Cを撮像装置23に映り込むように設置することで、撮像装置23単体では撮影することのできない領域(死角)を撮像装置23で撮影することができる。これにより、撮像装置23によって機体2の周辺の環境を確認する場合に、機体2(作業機1)の側方及び後方を撮影する撮像装置23を省略することができる。つまり、少ない台数の撮像装置23で機体2の周辺環境を確認することができる。本実施形態では、1台(又は少数台)の撮像装置23で、人間が作業機1を運転するのと同程度の複数方向の環境確認ができる。
図4に示すように、作業機1は、該作業機1を制御する制御装置24を有している。制
御装置24には、撮像装置23が接続されている。つまり、制御装置24は、撮像装置23が撮影した画像を取得可能である。制御装置24は、例えば、前輪10L、10Rを操舵する操舵装置を制御して機体2を基準ラインに沿って走行するように自動操舵するオートステアリング制御や、障害物との干渉を避けるために機体2を自動的に制動する自動ブレーキ制御を行う。
図4に示すように、制御装置24は、画像処理部25を有している。画像処理部25は、図5に斜線で示す第1画像27と、図6に斜線で示す第2画像28とから機体2の周辺環境を認識する。図5、図6は、撮像装置23で撮影した画像(撮像装置23がキャビン5の室内から前方側を撮影した画像)26の簡略図を示している。
図5に斜線で示すように、第1画像27は、画像26のうち、撮像装置23が撮影した機体2前方の画像である。言い換えると、第1画像27は、撮像装置23が撮影したミラー22に映る画像以外の画像であって、キャビン5の室内側から機体2前方を撮影した画像である。具体的には、第1画像27は、フロントガラス15及び乗降ドア17を透して撮影される画像である。
図6に斜線で示すように、第2画像28は、撮像装置23が撮影した前方側の画像26のうち、撮像装置23が撮影するミラー22に映る部分(斜線部分)の画像、即ち、機体2後方の画像である。言い換えると、第2画像28は、撮像装置23がキャビン5の室内から前方を撮影した画像のうちの、フロントガラス15及び乗降ドア17を透して撮影される画像及びキャビン5の室内を撮影した画像以外の画像、即ち、第1サイドミラー22A、第2サイドミラー22B及びバックミラー22Cに映る画像である。詳しくは、第2画像28は、第1サイドミラー22Aに映る機体2の左側方及び左側後方の画像、第2サイドミラー22Bに映る機体2の右側方及び右側後方の画像、リヤガラス16を通してバックミラー22Cに映る画像である。
以上のように、制御装置24は、第1画像27と第2画像28とを画像認識することで、機体2の周辺環境を認識(確認)することができる。そして、この画像認識による周辺環境の認識を制御に利用することができる。例えば、撮像装置23をセンサーとして使用し、該撮像装置23で撮影した画像を解析して走行制御に必要な各種の情報を抽出し、この情報をオートステアリング制御や自動ブレーキ制御に利用することができる。
また、撮像装置23で撮影する画像26のうち、制御目的に重要な一部の領域は高精度で認識し、他の領域は低精度で認識するか又は認識しない(廃棄する)画像処理をしてもよい。
具体的には、画像処理部25は、機体2が前進する場合に、第1画像27は高精度で認識し、第2画像28は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、機体2が後進する場合に、第2画像28は高精度で認識し、第1画像27は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする。即ち、前進する場合は機体2前方の画像を集中的に処理し、後進する場合は機体2後方の(第1サイドミラー22A、第2サイドミラー22B及びバックミラー22Cに映る)画像を集中的に処理することにより、画像処理速度を向上させることができる。
また、機体2が前進しながら旋回する場合には、画像処理部25は、旋回する側に配置されたミラー22(第1サイドミラー22A又は第2サイドミラー22B)を介して撮像装置23が撮影する画像を高精度で認識するようにしてもよい。
図7〜図11は、他の実施形態を示している。
この他の実施形態にあっては、撮像装置23は、全方位(360°)カメラによって構成されており、少なくとも機体2の水平方向(前方、後方、左方及び右方)の全方位を撮影可能である。
図7、図8、図9に示すように、撮像装置23は、ルーフ21の下面近傍であってルーフ21(キャビン5)の前後方向A3及び機体幅方向B3の中途部(略中央部)に配置されている。したがって、撮像装置23は、フロントガラス15、リヤガラス16、乗降ドア17及びリヤサイドガラス18を透して機体2の周辺を撮影する。
この他の実施形態にあっても、撮像装置23の画角V1の範囲に入るように機体2の周
囲に複数のミラー22が配置され、撮像装置23は、ミラー22に映った像を撮影することができる。複数のミラー22は、正面ミラー22Dと、背面ミラー22Eと、第1側面ミラー22Fと、第2側面ミラー22Gとを含む。正面ミラー22Dは、機体2(ボンネット9)の前方に配置され、機体2(ボンネット9及び前車軸フレーム7)の正面側を映す。背面ミラー22Eは、機体2(キャビン5及び車体4)の後方に配置され、機体2(キャビン5及び車体4)の背面側を映す。第1側面ミラー22Fは、機体2の一側方(左方)に配置され、機体2の一側面側(左側面)を映す。第2側面ミラー22Gは、機体2の他側方(右方)に配置され、機体2の他側面側(右側面)を映す。また、各ミラー22は、機体2の下部側を映すことができるように、斜め下向き(下方に向かうにつれて機体2から遠ざかる方向に移行する傾斜状)に配置されている。各ミラー22は、凸面鏡であってもよいし、平面鏡であってもよい。
この他の実施形態にあっても、画像処理部25は、撮像装置23単体で撮影した画像と、撮像装置23がミラー22(正面ミラー22D、背面ミラー22E、第1側面ミラー22F、第2側面ミラー22G)に映った像を撮影した画像とから機体2の周辺環境を認識する。ミラー22は、少なくとも1つあればよい。即ち、ミラー22の数は、1つ、2つ又は3つであってもよく、また、5つ以上あってもよい。
また、他の実施形態にあっては、画像処理部25は、機体2が前進する場合に、図10に斜線で示す第3画像29は高精度で認識し、図11に斜線で示す第4画像30は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、機体2が後進する場合に、第4画像30は高精度で認識し、第3画像29は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする。図10、図11は、全方位撮像装置23で撮影した画像31を簡略的に示している。
図10に示すように、第3画像29は、画像31のうち、撮像装置23から前方側における撮像装置23が撮影した機体2周辺の画像である。図11に示すように、第4画像30は、画像31のうち、撮像装置23から後方側における撮像装置23が撮影した機体2周辺の画像である。本実施形態にあっては、第3画像29は、撮像装置23が撮影した画像であってキャビン5の前後方向A3中央部よりも前方側の機体2周辺の画像であり、第4画像30は、撮像装置23が撮影した画像であってキャビン5の前後方向A3中央部よりも後方側の機体2周辺の画像である。
その他の構成は、図1〜図6に示す実施形態と同様に構成される。
上記の作業機1は、走行可能な機体2と、機体2の周辺を撮影する撮像装置23と、撮像装置23の画角V1の範囲内に配置されるミラー22であって、撮像装置23の死角となる場所を映し且つ映った像を撮像装置23に向けて反射させる少なくとも1つのミラー22と、を備えている。
この構成によれば、撮像装置23単体で撮影した画像と、撮像装置23が撮影したミラー22に映る画像とから機体2の周辺環境を確認することができる。これにより、少ない台数の撮像装置23で、機体2の周辺環境を確認することができる作業機1を提供することができる。
また、撮像装置23は、撮影方向を機体2の前方として設置され、ミラー22は、機体2の後方を映す。
この構成によれば、機体2の前方を撮影する撮像装置23によって機体2の後方も撮影することができる。
また、ミラー22は、複数設けられ、複数のミラー22は、機体2の機体幅方向B3の一側に配置された第1サイドミラー22Aと、機体2の機体幅方向B3の他側に配置された第2サイドミラー22Bと、第1サイドミラー22Aと第2サイドミラー22Bとの間に配置されたバックミラー22Cとを含む。
この構成によれば、機体2の前方を撮影する撮像装置23によって、機体2の一側方及び一側後方、機体2の他側方及び他側後方及び機体2の背面後方も撮影することができる。
また、撮像装置23は、全方位カメラで構成され、ミラー22は、機体2の周囲に配置されている。
この構成によれば、全方位カメラ単独では撮影することができない機体2の周囲をミラー22を介して撮影することができる。
また、ミラー22は、複数設けられ、複数のミラー22は、機体2の正面側を映す正面ミラー22Dと、機体2の背面側を映す背面ミラー22Eと、機体2の一側面側を映す第1側面ミラー22Fと、機体2の他側面側を映す第2側面ミラー22Gとを含む。
この構成によれば、ミラー22を介して機体2の正面側、背面側、一側面側及び他側面側を撮影することができる。
また、撮像装置23で撮影する画像全体のうち、一部の領域は高精度で認識し、他の領域は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部25を備えている。
この構成によれば、画像処理速度を向上させることができる。
また、機体2が前進する場合に、撮像装置23が撮影した機体2前方の画像である第1画像27は高精度で認識し、撮像装置23が撮影したミラー22に映る機体2後方の画像である第2画像28は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、機体2が後進する場合に、第2画像28は高精度で認識し、第1画像27は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部25を備えている。
この構成によっても、画像処理速度を向上させることができる。
また、画像処理部25は、機体2が前進しながら旋回する場合に、旋回する側に配置されたミラー22を介して撮像装置23が撮影する画像は高精度で認識する。
この構成によれば、旋回する側の画像認識を高めることができる。
また、機体2が前進する場合に、撮像装置23から前方側における撮像装置23が撮影した機体2周辺の画像である第3画像29は高精度で認識し、撮像装置23から後方側における撮像装置23が撮影した機体2周辺の画像である第4画像30は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、機体2が後進する場合に、第4画像30は高精度で認識し、第3画像29は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部25を備えている。
この構成によっても、画像処理速度を向上させることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 機体
22 ミラー
22A 第1サイドミラー
22B 第2サイドミラー
22C バックミラー
22D 正面ミラー
22E 背面ミラー
22F 第1側面ミラー
22G 第2側面ミラー
23 撮像装置
25 画像処理部
27 第1画像
28 第2画像
29 第3画像
30 第4画像
V1 画角
B3 機体幅方向

Claims (9)

  1. 走行可能な機体と、
    前記機体の周辺を撮影する撮像装置と、
    前記撮像装置の画角の範囲内に配置されるミラーであって、前記撮像装置の死角となる場所を映し且つ映った像を前記撮像装置に向けて反射させる少なくとも1つのミラーと、
    を備えている作業機。
  2. 前記撮像装置は、撮影方向を前記機体の前方として設置され、
    前記ミラーは、前記機体の後方を映す請求項1に記載の作業機。
  3. 前記ミラーは、複数設けられ、
    前記複数のミラーは、前記機体の機体幅方向の一側に配置された第1サイドミラーと、前記機体の機体幅方向の他側に配置された第2サイドミラーと、前記第1サイドミラーと前記第2サイドミラーとの間に配置されたバックミラーとを含む請求項2に記載の作業機。
  4. 前記撮像装置は、全方位カメラで構成され、
    前記ミラーは、前記機体の周囲に配置されている請求項1に記載の作業機。
  5. 前記ミラーは、複数設けられ、
    前記複数のミラーは、前記機体の正面側を映す正面ミラーと、前記機体の背面側を映す背面ミラーと、前記機体の一側面側を映す第1側面ミラーと、前記機体の他側面側を映す第2側面ミラーとを含む請求項4に記載の作業機。
  6. 前記撮像装置で撮影する画像全体のうち、一部の領域は高精度で認識し、他の領域は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている請求項1〜5のいずれか1項に記載の作業機。
  7. 前記機体が前進する場合に、前記撮像装置が撮影した前記機体前方の画像である第1画像は高精度で認識し、前記撮像装置が撮影した前記ミラーに映る前記機体後方の画像である第2画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、
    前記機体が後進する場合に、前記第2画像は高精度で認識し、前記第1画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている請求項2又は3に記載の作業機。
  8. 前記画像処理部は、前記機体が前進しながら旋回する場合に、旋回する側に配置された前記ミラーを介して前記撮像装置が撮影する画像は高精度で認識する請求項7に記載の作業機。
  9. 前記機体が前進する場合に、前記撮像装置から前方側における前記撮像装置が撮影した前記機体周辺の画像である第3画像は高精度で認識し、前記撮像装置から後方側における前記撮像装置が撮影した前記機体周辺の画像である第4画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をし、
    前記機体が後進する場合に、前記第4画像は高精度で認識し、前記第3画像は低精度で認識するか又は認識しない画像処理をする画像処理部を備えている請求項4または5に記載の作業機。
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