JP2022136564A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの死角を減らして監視エリアを広げることができる作業車両を提供する。【解決手段】運転部を覆うキャビン７と、車両の周囲を撮像するカメラ２４と、を備えるトラクタ１であって、キャビン７は、平面視で四隅に立設される４本の支柱８Ｆ、８Ｒと、４本の支柱８Ｆ、８Ｒで支持される屋根部９と、を備え、カメラ２４は、４本の支柱８Ｆ、８Ｒにそれぞれ取り付けられ、前後方向に並ぶカメラ２４は、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像する。【選択図】図１

Description

本発明は、トラクタなどの作業車両に関する。

特許文献１には、運転部を覆うキャビンに複数のカメラを設置し、車両周辺を複数のカメラで撮像する作業車両が記載されている。

特開２０２０－６６４０１号公報

しかしながら、特許文献１の作業車両では、各カメラを車両外方に向けて配置しているので、複数のカメラで撮像しても車両近傍下方に大きな死角が生じるという問題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、運転部を覆うキャビンと、車両の周囲を撮像するカメラと、を備える作業車両であって、前記キャビンは、平面視で四隅に立設される４本の支柱と、４本の前記支柱で支持される屋根部と、を備え、前記カメラは、４本の前記支柱にそれぞれ取り付けられ、前後方向に並ぶ前記カメラは、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の作業車両であって、前記カメラは、俯角を付けて前記支柱に取り付けられることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の作業車両であって、前記カメラは、カメラケースに収容された状態で前記支柱に取り付けられ、前記カメラケース内には、前記カメラの撮像を画像処理する画像処理部が配置されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、キャビンの支柱を利用して複数のカメラを設置することができる。また、前後方向に並ぶカメラは、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像するので、死角を減らして監視エリアを広げることができる。また、互いに向き合うことで撮像範囲が重なる領域では、画像の視差により距離検出も可能になるので、距離に応じた障害物の報知なども行うことができ、安全性の向上が図れる。
また、請求項２の発明によれば、カメラは、俯角を付けて支柱に取り付けられるので、車両近傍下方の死角をさらに減らすことができるだけでなく、直射日光、雨、ほこりなどからカメラを保護できる。
また、請求項３の発明によれば、カメラを収容するカメラケース内には、カメラの撮像を画像処理する画像処理部が配置されるので、作業車両側のメイン制御部で画像処理を行う場合に比べ、メイン制御部の処理負担を軽減できる。

本発明の一実施形態に係るトラクタの側面図である。 カメラの取付状態を示すトラクタの要部斜視図である。 カメラの取付構造を示すトラクタの要部分解斜視図である。 カメラの撮像範囲を示す平面図である。 カメラユニットの断面図である。 カメラユニットを正面側から見た分解斜視図である。 カメラユニットを背面側から見た分解斜視図である。 トラクタの制御構成を示すブロック図である。

［トラクタ］
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１はトラクタ（作業車両）であって、該トラクタ１は、エンジン（図示せず）が搭載されるエンジン搭載部２と、エンジン動力を変速するミッションケース３と、ミッションケース３から出力される動力で回転駆動する前輪４及び後輪５と、各種の作業機を連結可能な作業機連結部６と、エンジン搭載部２の後方に設けられ、運転部（図示せず）を覆うキャビン７と、を備える。

図１及び図２に示すように、キャビン７は、平面視で四隅に立設される４本の支柱８と、４本の支柱８で支持される屋根部９と、キャビン７の前面を覆うフロントガラス１０と、キャビン７の後面を覆うリヤガラス１１と、キャビン７の側面に設けられる乗降口１２を開閉可能に覆うドア１３と、キャビン７の側面後部を覆うサイドガラス１４と、を備える。

支柱８は、左右一対の前支柱８Ｆと、左右一対の後支柱８Ｒと、を含む。左右一対の前支柱８Ｆには、それぞれ、右左折時などに点滅される方向指示灯１５と、サイドミラー１６を支持するサイドミラーステー１７と、が取り付けられている。また、左右一対の後支柱８Ｒには、それぞれ、右左折時などに点滅される方向指示灯１９と、夜間作業時などに点灯される作業灯２０と、遠隔操作時や自動走行時に車両の状態を表示する表示灯２１と、が取り付けられている。また、左右一対の後支柱８Ｒの上端部間には、ＧＰＳアンテナ２２などが取り付けられるアンテナステー２３が架設されている。

［カメラの配置］
図１～図８に示すように、トラクタ１には、車両の周囲を撮像するカメラ２４がカメラケース２５に収容されたカメラユニット２６の形態で複数設けられている。カメラユニット２６は、キャビン７の４本の支柱８Ｆ、８Ｒにそれぞれ取り付けられる。図４に示すように、前後方向に並ぶカメラユニット２６は、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像する。

キャビン７の左前支柱８Ｆに取り付けられるカメラユニット２６を左前カメラユニット２６、キャビン７の左後支柱８Ｒに取り付けられるカメラユニット２６を左後カメラユニット２６、キャビン７の右前支柱８Ｆに取り付けられるカメラユニット２６を右前カメラユニット２６、キャビン７の右後支柱８Ｒに取り付けられるカメラユニット２６を右後カメラユニット２６とすると、左前カメラユニット２６は、後左側方を向き、左後カメラユニット２６の死角である左後カメラユニット２６の下方領域を撮像範囲に含み、左後カメラユニット２６は、前左側方を向き、左前カメラユニット２６の死角である左前カメラユニット２６の下方領域を撮像範囲に含み、右前カメラユニット２６は、後右側方を向き、右後カメラユニット２６の死角である右後カメラユニット２６の下方領域を撮像範囲に含み、右後カメラユニット２６は、前右側方を向き、右前カメラユニット２６の死角である右前カメラユニット２６の下方領域を撮像範囲に含む。

このようなカメラユニット２６の配置構成によれば、キャビン７の支柱８Ｆ、を利用して複数のカメラユニット２６を設置することができる。また、前後方向に並ぶカメラユニット２６は、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像するので、死角を減らして監視エリアを広げることができる。

また、各カメラユニット２６に収容されるカメラ２４は、俯角を付けて配置されている。これにより、車両近傍下方の死角をさらに減らすことができるだけでなく、直射日光の影響を低減できる。また、障害物検出などにおいて無駄な画像領域（例えば、水平よりも上方の画像領域）を減らすことができるので、画像処理の負担を軽減できる。

［カメラユニットの取付構造］
左前カメラユニット２６及び右前カメラユニット２６は、サイドミラーステー１７を介して前支柱８Ｆに取り付けられ、左後カメラユニット２６及び右後カメラユニット２６は、アンテナステー２３を介して後支柱８Ｒに取り付けられている。

図２及び図３に示すように、サイドミラーステー１７は、前支柱８Ｆに突設されるサイドミラーブラケット２７と、基端部がサイドミラーブラケット２７に前後回動可能に支持され、前端部にサイドミラー１６が角度調節可能に取り付けられる逆Ｕ字状のステー部材２８と、を備える。ステー部材２８上部には、カメラユニット２６の背面をボルト固定可能な前カメラ取付プレート２９が設けられている。前カメラ取付プレート２９は、ステー部材２８に溶着されるベース部材３０に図示しない支軸を介して左右回動自在に支持される。これにより、サイドミラーステー１７を利用してカメラユニット２６を取り付けられるだけでなく、カメラユニット２６の左右の向きを調節することが可能になる。

図２及び図３に示すように、アンテナステー２３は、左右の後支柱８Ｒに突設される一対のアンテナブラケット３１と、各アンテナブラケット３１にボルト固定され、アンテナブラケット３１から上方に延出する左右一対の縦ステー部材３２と、左右の縦ステー部材３２にボルト固定され、左右の縦ステー部材３２間に架設される横ステー部材３３と、を備え、横ステー部材３３にＧＰＳアンテナ２２などが取り付けられる。カメラユニット２６の背面をボルト固定可能な後カメラ取付プレート３４は、側面視コ字形状を有し、縦ステー部材３２の上下を固定する一対のボルト３５に共締めされている。これにより、アンテナステー２３を利用してカメラユニット２６を取り付けられるだけでなく、ボルト３５を支点とする回動でカメラユニット２６の左右の向きを調節することが可能になる。

［カメラユニットの構成］
図５～図７に示すように、カメラユニット２６は、カメラ２４が設けられるカメラ基板３６と、カメラ２４の撮像を画像処理する画像処理基板３７（画像処理部）と、カメラ基板３６及び画像処理基板３７を収容するカメラケース２５と、を備える。

カメラケース２５は、カメラ基板３６及び画像処理基板３７が取り付けられるケース本体３８と、カメラ基板３６及び画像処理基板３７を覆うようにケース本体３８に固定されるケースカバー３９と、を備える。

ケース本体３８は、カメラ基板３６が取り付けられるカメラ基板取付部３８ａと、画像処理基板３７が取り付けられる画像処理基板取付部３８ｂと、を備える。カメラ基板取付部３８ａは、ケース本体３８から前方に突出する一対の基板支持部３８ｃを備え、一対の基板支持部３８ｃの先端対向部には、カメラ基板３６を上方からスライド状に取り付ける取付溝３８ｄが形成されている。取付溝３８ｄは、上側ほど前方に張り出す傾斜を有し、この傾斜によってカメラ２４に俯角が付与される。画像処理基板取付部３８ｂは、ケース本体３８から前方に突出する複数のネジ固定部３８ｅを備え、これらのネジ固定部３８ｅの先端部間に、図示しないネジを介して画像処理基板３７が取り付けられる。

画像処理基板３７は、ケーブル４０を介してカメラ基板３６と接続されており、カメラ基板３６から入力される撮像を画像処理する。画像処理は、例えば、人、障害物などの認識処理、画像トリミング処理、画像圧縮処理などを含む。このようなカメラユニット２６によれば、トラクタ１側の制御部５０（図８参照）で画像処理を行う場合に比べ、トラクタ１側の制御部５０の処理負担を軽減できる。

ケースカバー３９は、カメラ２４と対向する撮像窓３９ａと、撮像窓３９ａの外面側の上部に形成され、撮像窓３９ａの雨の流れ込みを防ぐ庇部３９ｂと、撮像窓３９ａを覆うガラス４２と、図示しないパッキンを介してガラス４２を押さえる押さえ板４３と、を備える。ケースカバー３９は、パッキン４４を挟んだ状態でケース本体３８に嵌合され、複数のネジ４５を介してケース本体３８に固定される。

［トラクタの制御構成］
図８に示すように、トラクタ１は、各種の制御を行う制御部５０を備える。制御部５０の入力側には、前述したカメラユニット２６の他に、ＧＰＳ信号に基づいてトラクタ１の位置を検出するＧＰＳ５１と、車両周辺の障害物を検出する障害物センサ５２と、リモコン５３ａからの遠隔操作信号を受信するリモコン受信部５３と、車速を検出する車速センサ５４と、自動走行制御を入切する自動操作入切スイッチ５５と、が接続されている。

また、制御部５０の出力側には、前述した表示灯２１の他に、自動走行制御や遠隔操作制御においてメインクラッチを操作するためのクラッチバルブ５６と、自動走行制御や遠隔操作制御において作業動力を入切するためのＰＴＯクラッチバルブ５７と、警報音を出力するホーン５８と、自動走行制御や遠隔操作制御において変速スイッチを操作するための変速油圧バルブ５９と、自動走行制御や遠隔操作制御においてエンジン回転数を変更するためのインジェクションポンプ６０と、自動走行制御や遠隔操作制御においてエンジンを緊急停止させるためのエンジン停止リレー６１と、が接続されている。

制御部５０は、自動走行制御や遠隔操作制御を実行するにあたり、カメラ２４の撮像に基づいて障害物の有無などを判断し、緊急停止などの対応動作を行わせる。また、カメラ２４の撮像は、キャビン７内に配置される図示しないモニタに表示させてもよい。モニタは、フロントガラス１０の内側上部、図示しないステアリングハンドル、図示しないメータパネル内などに設置することができる。フロントガラス１０の内側上部に設置する場合は、前方視界を遮る可能性があるため、不要なときは折り畳んで格納したり、取り外してオーディオユニット（図示せず）内に収納できるようにすることが好ましい。また、サイドミラー１６の代わりにカメラ２４を設け、カメラ２４の撮像をキャビン７内のモニタに表示させるようにしてもよい。

また、カメラ２４の撮像データを無線送信する送信部（図示せず）を設け、監視者のパソコン、スマートフォン、タブレットなど視聴できるようにしてもよい。この場合、画像処理後の撮像データを送信すれば、監視者の負担を軽減できる

［実施形態の効果］
叙述の如く構成された本実施形態によれば、運転部を覆うキャビン７と、車両の周囲を撮像するカメラ２４と、を備えるトラクタ１であって、キャビン７は、平面視で四隅に立設される４本の支柱８Ｆ、８Ｒと、４本の支柱８Ｆ、８Ｒで支持される屋根部９と、を備え、カメラ２４は、４本の支柱８Ｆ、８Ｒにそれぞれ取り付けられ、前後方向に並ぶカメラ２４は、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像するので、キャビン７の支柱８Ｆ、８Ｒを利用して複数のカメラ２４を設置できるだけでなく、死角を減らして監視エリアを広げることができる。また、互いに向き合うことで撮像範囲が重なる領域では、画像の視差により距離検出も可能になるので、距離に応じた障害物の報知なども行うことができ、安全性の向上が図れる。

また、カメラ２４は、俯角を付けて支柱８Ｆ、８Ｒに取り付けられるので、車両近傍下方の死角をさらに減らすことができるだけでなく、直射日光、雨、ほこりなどの影響を低減できる。

また、カメラ２４は、カメラケース２５に収容された状態で支柱８Ｆ、８Ｒに取り付けられ、カメラケース２５内には、カメラ２４の撮像を画像処理する画像処理基板３７が配置されるので、トラクタ１側の制御部５０で画像処理を行う場合に比べ、制御部５０の処理負担を軽減できる。

１ トラクタ
７ キャビン
８ 支柱
８Ｆ 前支柱
８Ｒ 後支柱
９ 屋根部
１６ サイドミラー
１７ サイドミラーステー
２３ アンテナステー
２４ カメラ
２５ カメラケース
２６ カメラユニット
２７ サイドミラーブラケット
３６ カメラ基板
３７ 画像処理基板
５０ 制御部

Claims (3)

1. 運転部を覆うキャビンと、
   車両の周囲を撮像するカメラと、を備える作業車両であって、
   前記キャビンは、
   平面視で四隅に立設される４本の支柱と、
   ４本の前記支柱で支持される屋根部と、を備え、
   前記カメラは、４本の前記支柱にそれぞれ取り付けられ、
   前後方向に並ぶ前記カメラは、互いに向き合うように配置され、互いの死角を撮像することを特徴とする作業車両。
2. 前記カメラは、俯角を付けて前記支柱に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記カメラは、カメラケースに収容された状態で前記支柱に取り付けられ、
   前記カメラケース内には、前記カメラの撮像を画像処理する画像処理部が配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。

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