JP2022071349A

JP2022071349A - Work vehicle

Info

Publication number: JP2022071349A
Application number: JP2020180252A
Authority: JP
Inventors: 喜久石川; Yoshihisa Ishikawa; 宏之村岡; Hiroyuki Muraoka; 拡長田; Hiroshi Osada; 紘太朗松石; Kotaro Matsuishi
Original assignee: Yanmar Holdings Co Ltd
Current assignee: Yanmar Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2040-10-28
Also published as: JP7420694B2

Abstract

To provide a work vehicle allowing comfortable and safe operation to be carried out.SOLUTION: A work vehicle allows a first distance A10 between the work vehicle and a boundary C10 set upon intrusion of a detected object entering a monitoring area from an area beyond the monitoring area by passing through a boundary of the monitoring area and a second distance A11 between the work vehicle and a boundary C11 set upon exit of the detected object exiting from the monitoring area to the area beyond the monitoring area by passing through the boundary to be set in different distances.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、障害物検出装置を備える作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle provided with an obstacle detection device.

ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式の距離画像センサが検出する測距データと測定光の反射光の受光量により、周囲に設定した監視領域の中に障害物が侵入したことを検出し、警報を出力する油圧ショベルなどの作業車両が知られている。（特許文献１参照） Based on the distance measurement data detected by the TOF (Time-of-Fright) type distance image sensor and the amount of reflected light received from the measurement light, it is detected that an obstacle has entered the monitoring area set in the surrounding area, and an alarm is given. Work vehicles such as hydraulic excavators that output light are known. (See Patent Document 1)

特開２０２０－１０１４４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-101442

しかし、このような作業車両において、監視領域に侵入した人等の障害物が、監視領域の内外の境界付近に留まることがある。 However, in such a work vehicle, an obstacle such as a person who has invaded the monitoring area may stay near the boundary between the inside and outside of the monitoring area.

障害物が人である場合は、監視領域に対して侵入退出を繰り返してしまう。その際、障害物を検出するセンサの検出した値が判定の境界付近の内外に不規則に存在することになり、この結果警報は出力と停止を繰り返し、作業車両のオペレーターは煩わしさを感じるという問題が発生する。 If the obstacle is a person, it will repeatedly enter and leave the monitoring area. At that time, the values detected by the sensor that detects obstacles are irregularly present inside and outside the vicinity of the judgment boundary, and as a result, the alarm repeatedly outputs and stops, and the operator of the work vehicle feels annoyed. There is a problem.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、障害物検出装置を備える作業車両において障害物検知による警報の出力と停止を繰り返すような煩わしさをオペレーターに感じさせることなく、快適に安全な作業を実施できる作業車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is comfortable without causing the operator to feel the trouble of repeatedly outputting and stopping an alarm by detecting an obstacle in a work vehicle equipped with an obstacle detection device. The purpose is to provide a work vehicle capable of carrying out safe work.

上述した課題を解決するため本発明は、物体の位置を検出する第１検出手段と前記第１検出手段により検出された前記物体の位置に基づき設定された監視領域内に前記物体が存在するか否かを判定するコントローラと、を備える作業車両において、前記コントローラが、前記検出物が前記監視領域の内と外の境界を越えて前記監視領域外から前記監視領域内に侵入する際に設定した前記境界と作業車両の間の第１距離と、前記検出物が前記境界を越えて前記監視領域内から前記監視領域外に退出する際に設定した前記境界と前記作業車両の間の第２距離を異なる距離に設定することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention presents whether the object exists in the monitoring area set based on the position of the first detecting means for detecting the position of the object and the position of the object detected by the first detecting means. In a work vehicle provided with a controller for determining whether or not, the controller is set when the detected object crosses the boundary between the inside and the outside of the monitoring area and enters the monitoring area from outside the monitoring area. The first distance between the boundary and the work vehicle, and the second distance between the boundary and the work vehicle set when the detected object exits the monitoring area from the inside of the monitoring area beyond the boundary. Is characterized by setting different distances.

これにより、センサが検出した値が検出した対象物の状態を判定する判定の境界付近に在ることによる警報の発令や停止の繰り返しを少なくし、オペレーターが快適に安全な作業を実施することができる。 As a result, the operator can comfortably and safely perform the work by reducing the repetition of issuing and stopping the alarm due to the value detected by the sensor being near the boundary of the judgment for determining the state of the detected object. can.

本発明が適用される障害物検出装置を有する作業車両の代表例である油圧ショベルの側面図である。It is a side view of the hydraulic excavator which is a typical example of the work vehicle which has the obstacle detection apparatus to which this invention is applied. 障害物検出装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of an obstacle detection device. フレームごとの障害物検出装置の測距イメージセンサが受光する反射光の強度を表したグラフである。It is a graph showing the intensity of the reflected light received by the distance measuring image sensor of the obstacle detection device for each frame. 障害物検出装置の監視領域を示す図である。It is a figure which shows the monitoring area of an obstacle detection apparatus. ＴＯＦカメラが第２監視領域の中で障害物及び反射材付きのベストを着用した人を検知した時のモニタに表示される画像である。It is an image displayed on the monitor when the TOF camera detects an obstacle and a person wearing a vest with a reflective material in the second monitoring area. ＴＯＦカメラが第１監視領域の中で障害物及び反射材付きのベストを着用した人を検知した時のモニタに表示される画像である。It is an image displayed on the monitor when the TOF camera detects an obstacle and a person wearing a vest with a reflective material in the first monitoring area. 障害物検出装置の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of an obstacle detection apparatus.

以下、本発明に係る障害物検出装置を有する作業車両の実施形態について本発明が適用される油圧ショベル１００を例に挙げ図１を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a work vehicle having an obstacle detection device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 by taking a hydraulic excavator 100 to which the present invention is applied as an example.

油圧ショベル１００は、自走可能な下部走行体２００と、下部走行体２００上に旋回可能に支持された上部旋回体３００と、上部旋回体３００の前方に回動可能に支持された作業装置４００と、障害物検出装置５００と、を備えている。 The hydraulic excavator 100 includes a self-propellable lower traveling body 200, an upper swivel body 300 rotatably supported on the lower traveling body 200, and a work device 400 rotatably supported in front of the upper swivel body 300. And an obstacle detection device 500.

下部走行体２００は、センターフレーム（図示せず）とセンターフレームに左右対称に対をなし前後方向に延びるサイドフレーム２１０（左側のみ図示）を有しており、サイドフレーム２１０は、後方一端側には走行モータ（図示せず）により駆動する駆動輪２１１（左側のみ図示）が設置され、前方一端に向け複数の遊動輪２１２（左側のみ図示）が設置されている。そして駆動輪２１１と遊動輪２１２は、履帯２１３（左側のみ図示）が巻装されている。 The lower traveling body 200 has a side frame 210 (shown only on the left side) that is symmetrically paired with the center frame (not shown) and extends in the front-rear direction, and the side frame 210 is located on one rear end side. Is equipped with a drive wheel 211 (shown only on the left side) driven by a traveling motor (not shown), and a plurality of idle wheels 212 (shown only on the left side) toward one front end. The drive wheel 211 and the idle wheel 212 are wrapped with tracks 213 (only the left side is shown).

上部旋回体３００は、旋回ベアリング（図示せず）を介し、旋回モータ（図示せず）により旋回し、上部旋回体の上方には、キャビン６００が配置され、キャビン６００の内部には運転座席（図示せず）が配置されている。上部旋回体３００の後方には、運転座席を支持するシートマウント（図示せず）と、ボンネット３１０によって構成される機関室３１１が配置されている。機関室３１１内には、エンジン（図示せず）が配置されており、エンジンの出力軸に装着された油圧ポンプ（図示せず）によって、作業装置４００、下部走行体２００及び旋回モータを駆動させる。またキャビン６００の後方には、監視画像を撮像するためのカメラ５３０及びＴＯＦカメラ５２０が装着されている。 The upper swivel body 300 is swiveled by a swivel motor (not shown) via a swivel bearing (not shown), a cabin 600 is arranged above the upper swivel body, and a driver's seat (not shown) is inside the cabin 600. (Not shown) is arranged. Behind the upper swivel body 300, a seat mount (not shown) for supporting the driver's seat and an engine room 311 composed of a bonnet 310 are arranged. An engine (not shown) is arranged in the engine room 311, and a hydraulic pump (not shown) mounted on the output shaft of the engine drives a working device 400, a lower traveling body 200, and a swivel motor. .. Further, behind the cabin 600, a camera 530 and a TOF camera 520 for capturing a surveillance image are mounted.

作業装置４００は、上部旋回体３００の先端に設けられたスウイングポスト３２０に、支持されるスウイングブラケット４１０と、スウイングブラケット４１０に上下に回動可能に支持されたブーム４２０と、ブーム４２０の先端に上下に回動可能に装着されたアーム４３０と、アーム４３０の先端に回動可能に装着されたバケット４４０とからなり、作業装置４００は、上部旋回体３００の下方に設置されたスウイングシリンダ（図示せず）により水平方向に回動し、ブーム４２０の下方に設置された、ブーム４２０を動かすブームシリンダ４２１と、ブーム４２０の上方に設置され、アーム４３０を動かすアームシリンダー４３１と、アーム４３０の上方に設置され、バケットリンク４４1,４４２（左側のみ図示）を介してバケット４４０を動かすバケットシリンダ４４３と、を備えている。 The working device 400 is provided at the wing bracket 410 supported by the wing post 320 provided at the tip of the upper swing body 300, the boom 420 rotatably supported by the wing bracket 410, and the tip of the boom 420. The work device 400 is composed of an arm 430 rotatably mounted up and down and a bucket 440 rotatably mounted on the tip of the arm 430, and the working device 400 is a swing cylinder installed below the upper swivel body 300 (FIG. (Not shown), the boom cylinder 421 that moves the boom 420 installed below the boom 420, the arm cylinder 431 installed above the boom 420, and the arm cylinder 431 that moves the arm 430, and above the arm 430. It is equipped with a bucket cylinder 443 that moves the bucket 440 via a bucket link 441,442 (shown only on the left side).

図２は、障害物検出装置５００の制御ブロック図である。 FIG. 2 is a control block diagram of the obstacle detection device 500.

続いて図２に基づき障害物検出装置５００について説明する。障害物検出装置５００は、物体の位置を検出し、物体の反射する光の強度を測定するＴＯＦカメラ５２０と、ＴＯＦカメラ５２０の測定結果から物体が障害物もしくは、人であるか否か判定し、油圧ショベル１００の周辺に設定された監視領域内に障害物もしくは、人が存在するか否かを判定し警報信号を出力する障害物検出ＥＣＵ５１０と、油圧ショベルの周辺の監視画像を撮像するカメラ５３０と、警報信号に基づき警報音を鳴らすブザー５５０と、監視画像を表示し、監視画像に重ねて警告を表示するモニタ５４０と、から構成されている。 Subsequently, the obstacle detection device 500 will be described with reference to FIG. The obstacle detection device 500 detects the position of the object and determines whether the object is an obstacle or a person from the measurement results of the TOF camera 520 and the TOF camera 520 that measure the intensity of the reflected light of the object. , An obstacle detection ECU 510 that determines whether an obstacle or a person is present in the monitoring area set around the hydraulic excavator 100 and outputs an alarm signal, and a camera that captures a monitoring image around the hydraulic excavator. It is composed of a 530, a buzzer 550 that sounds an alarm sound based on an alarm signal, and a monitor 540 that displays a surveillance image and displays a warning on the surveillance image.

ＴＯＦカメラ５２０は、測距イメージセンサと、赤外線光源がユニット化されており、測距イメージセンサとしては、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いることができ、赤外線光源としては、ＬＥＤを用いることができる。赤外線光源から赤外線が照射されると、油圧ショベル１００の周囲に物体が存在した場合、照射された赤外線は物体で反射され、その反射光を測距イメージセンサが受光し、対象物を検出することができる。その際照射した赤外線が検出した対象物に反射して戻ってくるまでの時間を計測することで、対象物までの距離を測定することができ、同時に受光した反射光の強度も測定することができる。そして受光した反射光の強度によって物体の種類を判別することができる。 The TOF camera 520 has a ranging image sensor and an infrared light source unitized. A CMOS sensor or a CCD sensor can be used as the ranging image sensor, and an LED can be used as the infrared light source. When infrared rays are emitted from an infrared light source, if an object exists around the hydraulic excavator 100, the irradiated infrared rays are reflected by the object, and the distance measuring image sensor receives the reflected light to detect the object. Can be done. By measuring the time it takes for the irradiated infrared rays to reflect off the detected object and return, the distance to the object can be measured, and at the same time, the intensity of the received reflected light can also be measured. can. Then, the type of the object can be discriminated by the intensity of the received reflected light.

ＴＯＦカメラ５２０は、油圧ショベル１００の周囲で作業する作業員に反射材付きのベストを着用させ、反射光の強度を恣意的に上昇させることにより、障害物検出ＥＣＵ５１０により対象物が作業員であると識別させることができる。 In the TOF camera 520, a worker working around the hydraulic excavator 100 is made to wear a vest with a reflective material, and the intensity of the reflected light is arbitrarily increased, so that the object is a worker by the obstacle detection ECU 510. Can be identified as.

ＴＯＦカメラ５２０は、オペレーターの最も視界の悪い車体後方を監視するためにキャビン６００の後方に一台配置されているが、それに限定されるものでなく、キャビン左右後方、もしくは側方に複数台配置することにより監視領域を広げることができる。また油圧ショベル１００の大きさによってキャビン６００に配置するだけでなく、上部体旋回体３００後方側方のボンネット３１０に配置することができ、オペレーターの死角になる部分の監視を行うことができる。 One TOF camera 520 is arranged behind the cabin 600 in order to monitor the rear of the vehicle body, which has the worst visibility of the operator, but the present invention is not limited to this, and a plurality of TOF cameras 520 are arranged on the left and right rear of the cabin or on the sides. By doing so, the monitoring area can be expanded. Further, depending on the size of the hydraulic excavator 100, it can be arranged not only in the cabin 600 but also in the bonnet 310 on the rear side of the upper body swivel body 300, and it is possible to monitor the portion that becomes the blind spot of the operator.

障害物検出ＥＣＵ５１０は、演算部５１１と、判定部５１２と、記憶部５１３を有しており、本機に設置された１２ボルト電池と接続し、障害物検ＥＣＵ５１０内の各ブロックに安定した電圧を供給する電源と、デジタル入力信号をマイコンに入力できる信号レベルに変換する入力バッファーと、アナログ信号をマイコンに入力できるデジタル値に変換するＡＤコンバータと、演算部５１１及び判定部５１２に該当し、各種入力信号から制御量を演算し出力するマイコンと、記憶部５１３に該当し、電源から電力が供給されなくなっても、データを記憶するメモリーであるＥＥＰＲＯＭ（ＥＬｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、マイコンの出力信号に従い、アクチュエータが駆動できる信号の形態に変換したり電圧を増幅したりする出力ドライバと、マイコンの出力データを通信規格にてきした通信信号に変換する通信ドライバと、他のＥＣＵが送信する信号をマイコンに入力できるレベルに変換する通信レシーバから構成される。 The obstacle detection ECU 510 has a calculation unit 511, a determination unit 512, and a storage unit 513, is connected to a 12-volt battery installed in this machine, and has a stable voltage in each block in the obstacle inspection ECU 510. The power supply, the input buffer that converts the digital input signal to the signal level that can be input to the microcomputer, the AD converter that converts the analog signal to the digital value that can be input to the microcomputer, and the calculation unit 511 and the determination unit 512. A microcomputer that calculates and outputs a control amount from various input signals, an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory), which is a memory that corresponds to the storage unit 513 and stores data even when power is not supplied from the power supply, and An output driver that converts the output data of the microcomputer into a signal form that can be driven by the actuator or amplifies the voltage according to the output signal of the microcomputer, a communication driver that converts the output data of the microcomputer into a communication signal that has come to the communication standard, and other ECUs. It consists of a communication receiver that converts the transmitted signal to a level that can be input to the microcomputer.

演算部５１１は、ＴＯＦカメラ５２０から送られてくる赤外線光源の発光及び測距イメージセンサの受光タイミングの位相差情報（発光/受光タイミングの位相差情報）に基づき、赤外線が検知した対象物の位置情報を演算する。又測距イメージセンサへの蓄電時間と測距イメージセンサの読み出し時間の和を1フレームの時間として、任意のフレームの間の反射光の強度の平均値を演算することができる。後述する判定部５１２で判定する値として反射光の強度の平均値を使用することにより、油圧ショベル１００の周辺に砂埃が不規則に巻き上がり、測定光の反射光の受光量が障害物で在るか否かを判定する受光量の境界を瞬間的に下回ったとしても、値の振れを吸収することができるため警報の発令や停止の繰り返しを少なくし、オペレーターが快適に安全に作業を実施することができる。 The calculation unit 511 is based on the phase difference information of the light emission of the infrared light source sent from the TOF camera 520 and the light reception timing of the ranging image sensor (phase difference information of light emission / light reception timing), and the position of the object detected by infrared rays. Compute the information. Further, the average value of the intensity of the reflected light between arbitrary frames can be calculated by setting the sum of the storage time in the distance measuring image sensor and the reading time of the distance measuring image sensor as the time of one frame. By using the average value of the intensity of the reflected light as the value to be determined by the determination unit 512 described later, dust is irregularly rolled up around the hydraulic excavator 100, and the amount of the reflected light received by the measurement light is an obstacle. Even if the amount of light received falls below the boundary of the amount of light received to determine whether or not the light is emitted, the fluctuation of the value can be absorbed, so the number of repeated issuance and stopping of alarms is reduced, and the operator can work comfortably and safely. can do.

記憶部５１３には、判定部５１２で演算部５１１により算出された反射光の強度の平均値と比較するための閾値が記憶されている。 The storage unit 513 stores a threshold value for comparison with the average value of the intensity of the reflected light calculated by the calculation unit 511 in the determination unit 512.

図３は、フレームごとの障害物検出装置５００の測距イメージセンサが受光する反射光の強度を表したグラフであり、図３に基づいて記憶された閾値について説明する。 FIG. 3 is a graph showing the intensity of the reflected light received by the distance measuring image sensor of the obstacle detection device 500 for each frame, and the threshold value stored based on FIG. 3 will be described.

記憶された閾値は、閾値の大きさにより、赤外線が検出した対象物を障害物と判定するための第１閾値と、反射材付きのベストを着用した人なのかを判定するための第２閾値のほか、障害物もしくは、反射材付きのベストを着用した人であると判定した後に、赤外線が検出した対象物を障害物でないと判定するための第３閾値と、反射材付きのベストを着用した人でないと判定するための第４閾値が設定されている。第１閾値は第２閾値より小さく設定されており、第３閾値より大きく設定されている。第２閾値は第４閾値より大きく設定されている。 The stored thresholds are a first threshold for determining an object detected by infrared rays as an obstacle and a second threshold for determining whether the person is wearing a vest with a reflective material, depending on the size of the threshold. In addition, after determining that the person is wearing an obstacle or a vest with a reflective material, wear a third threshold value for determining that the object detected by infrared rays is not an obstacle, and a vest with a reflective material. A fourth threshold is set for determining that the person is not the person who did the work. The first threshold is set smaller than the second threshold and is set larger than the third threshold. The second threshold value is set to be larger than the fourth threshold value.

さらに記憶部５１３には、監視領域の位置情報が
記憶されている。 Further, the storage unit 513 stores the position information of the monitoring area.

図４は、障害物検出装置の監視領域を示す図であり、図４に基づいて記憶された監視領域について説明する。 FIG. 4 is a diagram showing a monitoring area of the obstacle detection device, and a monitoring area stored based on FIG. 4 will be described.

記憶された監視領域は、油圧ショベル１００の旋回中心から同心円状に複数設けられており旋回中心からの距離で定義されている。 A plurality of stored monitoring areas are concentrically provided from the turning center of the hydraulic excavator 100, and are defined by the distance from the turning center.

旋回中心から距離Ａ１０離れた地点と、距離Ｂ離れた地点の間の領域を第１監視領域として記憶しており、距離Ｂは、旋回中心から履帯２１３の端部までの距離である。旋回中心からＴＯＦカメラまでの間は赤外線の非検知領域であり、履帯２１３を障害物として検知することを防止するために旋回中心から距離Ｂ離れた地点の間の領域は、監視領域から除外される。 The area between the point separated by the distance A10 from the turning center and the point separated by the distance B is stored as the first monitoring area, and the distance B is the distance from the turning center to the end of the track 213. The area from the center of rotation to the TOF camera is an infrared non-detection area, and the area between points at a distance B from the center of rotation is excluded from the monitoring area in order to prevent the track 213 from being detected as an obstacle. To.

旋回中心から距離Ａ２０＋Ａ１０離れた地点と、距離Ａ１０離れた地点の間の領域を第２監視領域として記憶しており、第１監視領域と第２監視領域の境界Ｃ１０を記憶している。 The area between the point separated from the turning center by the distance A20 + A10 and the point separated by the distance A10 is stored as the second monitoring area, and the boundary C10 between the first monitoring area and the second monitoring area is stored.

旋回中心から距離Ａ１１離れた地点と、距離Ｂ離れた地点の間の領域を第１監視領域として記憶している。 The area between the point separated from the turning center by the distance A11 and the point separated by the distance B is stored as the first monitoring area.

旋回中心から距離Ａ２１＋Ａ１０離れた地点と、距離Ａ１１離れた地点の間の領域を第２監視領域として記憶しており、第１監視領域と第２監視領域の境界Ｃ１１を記憶している。 The area between the point separated from the turning center by the distance A21 + A10 and the point separated by the distance A11 is stored as the second monitoring area, and the boundary C11 between the first monitoring area and the second monitoring area is stored.

旋回中心から距離Ａ３０＋Ａ２０＋Ａ１０離れた地点と、距離Ａ２０＋Ａ１０離れた地点の間の領域を第３監視領域として記憶しており、第２監視領域と第３監視領域の境界Ｃ２０を記憶している。 The area between the point separated from the turning center by the distance A30 + A20 + A10 and the point separated by the distance A20 + A10 is stored as the third monitoring area, and the boundary C20 between the second monitoring area and the third monitoring area is stored.

旋回中心から距離Ａ３０＋Ａ２０＋Ａ１０離れた地点と、距離Ａ２１＋Ａ１０離れた地点の間の領域を第３監視領域として記憶しており、第２監視領域と第３監視領域の境界Ｃ２１を記憶している。 The area between the point separated from the turning center by the distance A30 + A20 + A10 and the point separated by the distance A21 + A10 is stored as the third monitoring area, and the boundary C21 between the second monitoring area and the third monitoring area is stored.

判定部５１２は、演算部５１１の情報と、記憶部５１３に記憶された情報を比較して判定結果に基づく指令をモニタＥＣＵ５４１及びブザー５５０に発信する。 The determination unit 512 compares the information of the calculation unit 511 with the information stored in the storage unit 513, and sends a command based on the determination result to the monitor ECU 541 and the buzzer 550.

判定部５１２は、演算部５１１により算出された反射光の強度の平均値を記憶部５１３に記憶された第１閾値と比較して第１閾値より大きい場合は、対象物を障害物と判定する。そして対象物を障害物と判定した後反射光の強度の平均値が第３閾値より下回ると対象物は障害物でないと判定する。 The determination unit 512 compares the average value of the intensity of the reflected light calculated by the calculation unit 511 with the first threshold value stored in the storage unit 513, and if it is larger than the first threshold value, determines that the object is an obstacle. .. After determining that the object is an obstacle, if the average value of the intensity of the reflected light is lower than the third threshold value, it is determined that the object is not an obstacle.

ここで対象物の周辺に砂埃が不規則に巻き上がり、反射光の強度の平均値が障害物で在るか否かを判定する受光量の境界付近に留まったとしても、対象物を障害物と判定した場合、第１閾値より第３閾値を小さく設定しているため、砂埃による値の振れを安全側に吸収することができ警報の発令や停止の繰り返しを少なくするこができる。その結果オペレーターが快適にかつ安全に作業をすることができる。 Here, even if dust is irregularly rolled up around the object and the average value of the reflected light intensity stays near the boundary of the light receiving amount for determining whether or not the object is an obstacle, the object is an obstacle. When it is determined that the value is set to be smaller than the first threshold value, the fluctuation of the value due to dust can be absorbed on the safe side, and the repetition of issuing and stopping the alarm can be reduced. As a result, the operator can work comfortably and safely.

判定部５１２は、反射光の強度の平均値が第２閾値より大きい場合は、障害物を反射材付きのベストを着用した人として判定する。そして障害物を反射材付きのベストを着用した人として判定した後反射光の強度の平均値が第４閾値より下回ると反射材付きのベストを着用した人でないと判定する。 When the average value of the intensity of the reflected light is larger than the second threshold value, the determination unit 512 determines the obstacle as a person wearing a vest with a reflective material. Then, after determining the obstacle as a person wearing a vest with a reflective material, if the average value of the intensity of the reflected light is lower than the fourth threshold value, it is determined that the person is not wearing the vest with a reflective material.

ここで対象物の周辺に砂埃が不規則に巻き上がり、反射光の強度の平均値が反射材付きのベストを着用した人で在るか否かを判定する受光量の境界付近に留まったとしても、障害物を反射材付きのベストを着用した人と判定した場合、第２閾値より第４閾値を小さく設定しているため、砂埃による値の振れを安全側に吸収することができ警報の発令や停止の繰り返しを少なくすることができる。その結果オペレーターが快適に作業をすることができる。 Here, it is assumed that dust is irregularly rolled up around the object and the average value of the intensity of the reflected light stays near the boundary of the light receiving amount for determining whether or not the person is wearing a vest with a reflective material. However, when it is determined that the obstacle is a person wearing a vest with a reflective material, the fourth threshold value is set smaller than the second threshold value, so that the fluctuation of the value due to dust can be absorbed to the safe side and an alarm is given. It is possible to reduce the number of repeated issuances and suspensions. As a result, the operator can work comfortably.

続いて判定部５１２は、演算部５１１により算出された対象物の位置情報から対象物が第３監視領域から境界Ｃ２０を超えた場合、対象物が第２監視領域に存在すると判定する。 Subsequently, the determination unit 512 determines that the object exists in the second monitoring area when the object exceeds the boundary C20 from the third monitoring area from the position information of the object calculated by the calculation unit 511.

判定部５１２は、演算部５１１により算出された対象物の位置情報から対象物が第２監視領域から境界Ｃ２１を超えた場合、対象物が第３監視領域に存在すると判定する。 The determination unit 512 determines that the object exists in the third monitoring area when the object exceeds the boundary C21 from the second monitoring area from the position information of the object calculated by the calculation unit 511.

ここで境界Ｃ２１は、境界Ｃ２０よりショベル１００から離れた距離に設定されるため、監視領域に侵入した対象物が、監視領域の内外の境界付近に留まり監視領域に対して侵入退出を繰り返しても、警報の発令や停止の繰り返しを少なくし、オペレーターが快適にかつ安全に作業をすることができる。 Here, since the boundary C21 is set at a distance away from the excavator 100 from the boundary C20, even if an object that has invaded the monitoring area stays near the boundary inside and outside the monitoring area and repeatedly invades and exits the monitoring area. , It is possible for the operator to work comfortably and safely by reducing the repetition of issuing and stopping alarms.

判定部５１２は、演算部５１１により算出された対象物の位置情報から対象物が第２監視領域から境界Ｃ１０を超えた場合、対象物が第１監視領域に存在すると判定する。 The determination unit 512 determines that the object exists in the first monitoring area when the object exceeds the boundary C10 from the second monitoring area from the position information of the object calculated by the calculation unit 511.

判定部５１２は、演算部５１１により算出された対象物の位置情報から対象物が第１監視領域から境界Ｃ１１を超えた場合、対象物が第２監視領域に存在すると判定する。 The determination unit 512 determines that the object exists in the second monitoring area when the object exceeds the boundary C11 from the first monitoring area from the position information of the object calculated by the calculation unit 511.

ここで境界Ｃ１１は、境界Ｃ１０よりショベル１００から離れた距離に設定されるため、監視領域に侵入した対象物が、監視領域の内外の境界付近に留まり監視領域に対して侵入退出を繰り返しても、警報の発令や停止の繰り返しを少なくし、オペレーターが快適にかつ作業をすることができる。 Here, since the boundary C11 is set at a distance away from the excavator 100 from the boundary C10, even if an object that has invaded the monitoring area stays near the boundary inside and outside the monitoring area and repeatedly invades and exits the monitoring area. , It is possible for the operator to work comfortably by reducing the repetition of issuing and stopping alarms.

モニタ５４０は、モニタＥＣＵ５４１と表示部５４２から構成されており、モニタＥＣＵ５４１は、障害物検出ＥＣＵ５１０の指令を基に、カメラ５３０の撮像画像に対象物が障害物又は反射材付きのベストを着用した人である旨の警告を表示部５４２に表示させる。 The monitor 540 is composed of a monitor ECU 541 and a display unit 542, and the monitor ECU 541 wears a vest with an obstacle or a reflective material on the image captured by the camera 530 based on the command of the obstacle detection ECU 510. A warning to the effect that the person is a person is displayed on the display unit 542.

図５を使ってＴＯＦカメラ５２０が第２監視領域の中で障害物及び反射材付きのベストを着用した人を検知したことによりモニタ５４０の表示部５４２に表示される画像を説明する。 An image displayed on the display unit 542 of the monitor 540 when the TOF camera 520 detects an obstacle and a person wearing a vest with a reflective material in the second monitoring area will be described with reference to FIG.

表示部５４２には、カメラ５３０の撮像画像５４３が表示されており、作業員５４３Ｃに対応する反射材付きのベストを着用した人の存在を警告するためのアイコン５４３Ａが赤色に彩色され表示されている。その隣には、柱５４３Ⅾに対応する障害物の存在を警告するアイコン５４３Ｂが黄色く彩色され表示されている。又作業員５４３Ｃが監視領域２から監視領域３に移動した場合アイコン５４３Ａは消失する。 The image captured by the camera 530 is displayed on the display unit 542, and the icon 543A for warning the presence of a person wearing a vest with a reflective material corresponding to the worker 543C is colored and displayed in red. There is. Next to it, the icon 543B, which warns of the existence of an obstacle corresponding to the pillar 543 Ⅾ, is colored in yellow and displayed. Further, when the worker 543C moves from the monitoring area 2 to the monitoring area 3, the icon 543A disappears.

続いて図６を使ってＴＯＦカメラ５２０が第１監視領域の中で障害物及び反射材付きのベストを着用した人を検知したことによりモニタ５４０の表示部５４２に表示される画像を説明する。 Subsequently, using FIG. 6, the image displayed on the display unit 542 of the monitor 540 when the TOF camera 520 detects an obstacle and a person wearing a vest with a reflective material in the first monitoring area will be described.

表示部５４２には、カメラ５３０の撮像画像５４４が表示されており、作業員５４４Ｃに対応する反射材付きのベストを着用した人の存在を警告するためのアイコン５４４Ａが赤色に彩色され点滅し表示されている。又アイコン５４４Ａを拡大して表示してもよい。そして５４４Ａの隣にはカラーコーン５４４Ⅾに対応する障害物の存在を警告するアイコン５４４Ｂが黄色く彩色され点滅し表示されている。又作業員５４４Ｃが監視領域１から監視領域２に移動した場合アイコン５４４Ａの点滅は、停止し、アイコン５４３Ａが表示される。なお監視領域２に存在する柱５４３Ｅに対応するアイコン５４３Ｂは、表示部５４２に表示されないが、表示させてもよい。 The image 544 of the camera 530 is displayed on the display unit 542, and the icon 544A for warning the existence of a person wearing a vest with a reflective material corresponding to the worker 544C is colored in red and blinks and displayed. Has been done. Further, the icon 544A may be enlarged and displayed. Next to 544A, the icon 544B warning of the existence of an obstacle corresponding to the traffic cone 544 Ⅾ is colored yellow and blinks. When the worker 544C moves from the monitoring area 1 to the monitoring area 2, the blinking of the icon 544A is stopped and the icon 543A is displayed. Although the icon 543B corresponding to the pillar 543E existing in the monitoring area 2 is not displayed on the display unit 542, it may be displayed.

ブザー５５０は、ＴＯＦカメラ５２０が第１監視領域の中で反射材付きのベストを着用した人を検知したことにより、ブザー音を断続的に鳴らす。又第１監視領域の中に油圧ショベル１００により近い監視領域を設けて、ＴＯＦカメラ５２０がその領域内で反射材付きのベストを着用した人を検知した場合、ブザー音を断続的に鳴らしてもよい。なお第１監視領域で検知されたベストを着用した人が第２監視領域で検知されるとブザー音は停止する。 The buzzer 550 sounds the buzzer intermittently when the TOF camera 520 detects a person wearing a vest with a reflective material in the first monitoring area. Further, if a monitoring area closer to the hydraulic excavator 100 is provided in the first monitoring area and the TOF camera 520 detects a person wearing a vest with a reflective material in that area, the buzzer sound may be emitted intermittently. good. The buzzer sound stops when a person wearing a vest detected in the first monitoring area is detected in the second monitoring area.

続いて図７を参照して、障害物検出装置の制御フローについて説明する。 Subsequently, the control flow of the obstacle detection device will be described with reference to FIG. 7.

ステップＳ１では、ＴＯＦカメラ５２０が検知した物体の位置情報に基づき判定部５１２は、検知した対象物が第２監視領域に侵入したか否か判定する。対象物が第２監視領域に侵入したと判定すると、ステップＳ１は、ステップＳ２に進み、対象物が第２監視領域に侵入しないと判定するとフローは終了する。 In step S1, the determination unit 512 determines whether or not the detected object has invaded the second monitoring area based on the position information of the object detected by the TOF camera 520. If it is determined that the object has invaded the second monitoring area, step S1 proceeds to step S2, and if it is determined that the object does not invade the second monitoring area, the flow ends.

ステップＳ２では、ＴＯＦカメラ５２０が検知した物体の反射光の強度に基づき判定部５１２は、検知した対象物が障害物か否か判定する。検知した対象物が障害物であると判定するとステップＳ２は、ステップＳ３に進み、検知した対象物が障害物でないと判定するとフローは終了する。 In step S2, the determination unit 512 determines whether or not the detected object is an obstacle based on the intensity of the reflected light of the object detected by the TOF camera 520. If it is determined that the detected object is an obstacle, step S2 proceeds to step S3, and if it is determined that the detected object is not an obstacle, the flow ends.

ステップＳ３では、モニタ５４０に、カメラ５３０で撮像された油圧ショベル１００の周辺の監視画像に重ねて、障害物の存在を警告するアイコンを表示する。そしてステップＳ３は、ステップＳ４に進む。 In step S3, an icon warning of the presence of an obstacle is displayed on the monitor 540 on the monitoring image around the hydraulic excavator 100 captured by the camera 530. Then, step S3 proceeds to step S4.

ステップＳ４では、ステップＳ３で障害物と判定された対象物をＴＯＦカメラ５２０が検知した物体の反射光の強度に基づき判定部５１２で、反射材付きのベストを着用した人であるか否かを判定する。対象物が反射材付きのベストを着用した人であると判定した場合はステップＳ５に進む。対象物が反射材付きのベストを着用した人でないと判定した場合はステップＳ６に進む。 In step S4, the determination unit 512 determines whether or not the object is a person wearing a vest with a reflective material based on the intensity of the reflected light of the object detected by the TOF camera 520 as an object determined to be an obstacle in step S3. judge. If it is determined that the object is a person wearing a vest with a reflective material, the process proceeds to step S5. If it is determined that the object is not a person wearing a vest with a reflective material, the process proceeds to step S6.

ステップＳ５では、ステップＳ３で表示されたアイコンの隣に反射材付きのベストを着用した人の存在を警告するためのアイコンをモニタ５４０に表示する。そしてステップＳ５は、ステップＳ７に進む。 In step S5, an icon for warning the presence of a person wearing a vest with a reflective material is displayed on the monitor 540 next to the icon displayed in step S3. Then, step S5 proceeds to step S7.

ステップＳ６では、ステップＳ４で反射材付きのベストを着用した人でないと判定した対象物をＴＯＦカメラ５２０で検知した物体の位置情報に基づき判定部５１２で第３監視領域に侵入したか否か判定する。対象物が第３監視領域に侵入したと判定すると、対象物が第２監視領域を退出したとして、ステップＳ６はステップＳ１４に進み、モニタ５４０の表示はリセットされ、カメラ５３０で撮像された油圧ショベル１００の周辺の監視画像を表示し、フローは終了する。対象物が第３監視領域に侵入していないと判定すると、対象物が第２監視領域内にいるとしてステップＳ６は、ステップＳ４に戻る。 In step S6, the determination unit 512 determines whether or not the object determined not to be the person wearing the vest with the reflective material in step S4 has invaded the third monitoring area based on the position information of the object detected by the TOF camera 520. do. If it is determined that the object has entered the third monitoring area, step S6 proceeds to step S14, the display on the monitor 540 is reset, and the hydraulic excavator imaged by the camera 530 is taken, assuming that the object has left the second monitoring area. The monitoring image around 100 is displayed, and the flow ends. If it is determined that the object has not invaded the third monitoring area, step S6 returns to step S4 assuming that the object is in the second monitoring area.

ステップＳ７では、ステップＳ４で反射材付きのベストを着用した人であると判定した対象物をＴＯＦカメラ５２０で検知した物体の位置情報に基づき判定部５１２で第３監視領域に侵入したか否か判定する。対象物が第３監視領域に侵入したと判定すると、対象物が第２監視領域を退出したとして、ステップＳ６はステップＳ１４に進み、モニタ５４０の表示はリセットされ、カメラ５３０で撮像された油圧ショベル１００の周辺の監視画像を表示し、フローは終了する。対象物が第３監視領域に侵入していないと判定すると、対象物が第２監視領域内にいるとしてステップＳ７は、ステップＳ８に進む。 In step S7, whether or not the object determined to be the person wearing the vest with the reflective material in step S4 has entered the third monitoring area by the determination unit 512 based on the position information of the object detected by the TOF camera 520. judge. If it is determined that the object has entered the third monitoring area, step S6 proceeds to step S14, the display on the monitor 540 is reset, and the hydraulic excavator imaged by the camera 530 is taken, assuming that the object has left the second monitoring area. The monitoring image around 100 is displayed, and the flow ends. If it is determined that the object has not invaded the third monitoring area, step S7 proceeds to step S8 assuming that the object is in the second monitoring area.

ステップＳ８では、ステップＳ４で反射材付きのベストを着用した人であると判定した対象物をＴＯＦカメラ５２０で検知した物体の位置情報に基づき判定部５１２で第１監視領域に侵入したか否か判定する。対象物が第１監視領域に侵入したと判定すると、ステップＳ８は、ステップＳ９に進む。対象物が第１監視領域に侵入していないと判定すると、ステップＳ８は、ステップＳ７に戻る。 In step S8, whether or not the object determined to be the person wearing the vest with the reflective material in step S4 has entered the first monitoring area by the determination unit 512 based on the position information of the object detected by the TOF camera 520. judge. If it is determined that the object has entered the first monitoring area, step S8 proceeds to step S9. If it is determined that the object has not invaded the first monitoring area, step S8 returns to step S7.

ステップＳ９では、ステップＳ３で表示されたアイコンとステップＳ５で表示されたアイコンを点滅させ、オペレーターに危険を認知させる。そしてステップＳ９はステップＳ１０に進む。 In step S9, the icon displayed in step S3 and the icon displayed in step S5 are blinked to make the operator aware of the danger. Then, step S9 proceeds to step S10.

ステップＳ１０では、ブザー５５０は、警報音を鳴らし、さらにオペレーターに危険を認識させる。ステップＳ１０はステップＳ１１に進む。 In step S10, the buzzer 550 sounds an alarm and further makes the operator aware of the danger. Step S10 proceeds to step S11.

ステップＳ１１では、ステップＳ４で反射材付きのベストを着用した人であると判定した対象物をＴＯＦカメラ５２０で検知した物体の位置情報に基づき判定部５１２で第２監視領域に侵入したか否か判定する。対象物が第２監視領域に侵入していないと判定した場合、対象物は第１監視領域内に存在するとして、再びステップＳ１１を繰り返す。また対象物が第２監視領域に侵入していると判定した場合、対象物は第１監視領域内から退出したとして、ステップＳ１１は、ステップＳ１２に進む。 In step S11, whether or not the object determined to be the person wearing the vest with the reflective material in step S4 has entered the second monitoring area by the determination unit 512 based on the position information of the object detected by the TOF camera 520. judge. If it is determined that the object has not invaded the second monitoring area, it is assumed that the object exists in the first monitoring area, and step S11 is repeated again. If it is determined that the object has invaded the second monitoring area, it is assumed that the object has left the first monitoring area, and step S11 proceeds to step S12.

ステップＳ１２では、ブザー５５０は、警報音を停止する。そしてステップＳ１２は、ステップＳ１３に進む。 In step S12, the buzzer 550 stops the alarm sound. Then, step S12 proceeds to step S13.

ステップＳ１３では、ステップＳ９で点滅させたアイコンの点滅を停止させ、ステップＳ１３は、ステップＳ７に進み上記の処理を繰り返す。 In step S13, the blinking of the icon blinked in step S9 is stopped, and step S13 proceeds to step S7 and repeats the above process.

以上のように障害物検出ＥＣＵ５１０は、監視領域に侵入する際の監視領域の内と外の境界Ｃ１０，Ｃ２０から油圧シ
ョベル１００の旋回中心までの距離を監視領域退出する際の監視領域の内と外の境界Ｃ１１，Ｃ２１から油圧ショベル１００の旋回中心までの距離を異なる距離に設定することにより、センサが検出した値が検出した対象物の状態を判定する境界付近に在るような状態に相当する監視領域に侵入した対象物が、監視領域の内外の境界付近に留まり監視領域に対して侵入退出を繰り返す状態であっても、警報の発令や停止の繰り返しを少なくし、オペレーターが快適にかつ安全に作業をすることができる。 As described above, the obstacle detection ECU 510 determines the distance from the boundaries C10 and C20 inside and outside the monitoring area when entering the monitoring area to the turning center of the hydraulic excavator 100 inside and outside the monitoring area when leaving the monitoring area. By setting the distances from the outer boundaries C11 and C21 to the turning center of the hydraulic excavator 100 at different distances, the value detected by the sensor corresponds to the state near the boundary for determining the state of the detected object. Even if the object that has invaded the monitoring area stays near the boundary between the inside and outside of the monitoring area and repeatedly invades and exits the monitoring area, the number of times the alarm is issued and stopped is reduced, and the operator is comfortable. You can work safely.

そして本発明は、油圧ショベルに限定されるものでなく、ホイルローダ及びトラクターなどの作業車両に適用でき、本発明は、説明した上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更をすることができる。 The present invention is not limited to the hydraulic excavator, and can be applied to work vehicles such as wheel loaders and tractors. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and does not deviate from the gist of the present invention. It can be changed as appropriate within the range.

本発明は、障害物検出装置を備える作業車両に関するものであり産業上の利用可能性を有する。 The present invention relates to a work vehicle equipped with an obstacle detection device and has industrial applicability.

Ｃ１０境界（監視領域外から監視領域内に侵入する際に設定された境界）Ｃ１１境界（監視領域内から監視領域外に退出する際に設定された境界）Ａ１０距離（第１距離）Ａ１１距離（第２距離） C10 boundary (boundary set when entering the monitoring area from outside the monitoring area) C11 boundary (boundary set when leaving the monitoring area from inside the monitoring area) A10 distance (first distance) A11 distance ( 2nd distance)

Claims

It includes a first detecting means for detecting the position of an object, and a controller for determining whether or not the object exists in a monitoring area set based on the position of the object detected by the first detecting means. In the work vehicle, the first position between the boundary and the work vehicle set by the controller when the detected object crosses the boundary between the inside and the outside of the monitoring area and enters the monitoring area from outside the monitoring area. It is characterized in that the distance and the second distance between the boundary and the work vehicle set when the detected object crosses the boundary and exits from the monitoring area to the outside of the monitoring area are set to different distances. Work vehicle

The work vehicle according to claim 1, wherein the first distance is shorter than the second distance.

1 or claim 1, wherein the first detection means is a means for measuring the position of the object by irradiating the object with the measurement light and measuring the time until the reflected light is received. Item 2 The work vehicle

The work vehicle has a second detection means for detecting the intensity of the reflected light, the controller has a threshold value to be compared with the intensity of the reflected light, and the intensity of the reflected light is said. When the threshold value is exceeded, a command for detecting the presence of the object is output, and after the command is output, if the intensity of the reflected light is lower than the other threshold value, the command is stopped and the other threshold value is the threshold value. The work vehicle according to claim 3, characterized by being smaller.

4. The controller is characterized in that the average value of the intensity of pre-reflected light in an arbitrarily determined frame section of the first detection means is compared with at least one of the threshold value or the other threshold value. Work vehicle described