JP2022548477A - 地表及び地表下の物体を検出するための検出システムを備えた車両及び車両の制御方法 - Google Patents

地表及び地表下の物体を検出するための検出システムを備えた車両及び車両の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022548477A
JP2022548477A JP2022507568A JP2022507568A JP2022548477A JP 2022548477 A JP2022548477 A JP 2022548477A JP 2022507568 A JP2022507568 A JP 2022507568A JP 2022507568 A JP2022507568 A JP 2022507568A JP 2022548477 A JP2022548477 A JP 2022548477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
instrument
detection
ground
tag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022507568A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7518895B2 (ja
Inventor
ライアン ダバーン マイケル
レイ バーグステン レックス
ハングビエト ホ チャールズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toro Co
Original Assignee
Toro Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toro Co filed Critical Toro Co
Publication of JP2022548477A publication Critical patent/JP2022548477A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7518895B2 publication Critical patent/JP7518895B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B45/00—Machines for treating meadows or lawns, e.g. for sports grounds
    • A01B45/02—Machines for treating meadows or lawns, e.g. for sports grounds for aerating
    • A01B45/023—Perforators comprising spiking tools actively driven in a reciprocating movement through a crankshaft or eccentric mechanism
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/005—Precision agriculture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W50/16—Tactile feedback to the driver, e.g. vibration or force feedback to the driver on the steering wheel or the accelerator pedal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B45/00—Machines for treating meadows or lawns, e.g. for sports grounds
    • A01B45/02—Machines for treating meadows or lawns, e.g. for sports grounds for aerating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/143—Alarm means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/146—Display means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)

Abstract

Figure 2022548477000001
動力付き地上保守車両と併用する検出システムであって、当該車両によって担持された地上保守器具と地表に関連付けられた物体との接触を検出して回避するように構成された検出システム。いくつかの実施形態では、当該検出システムは、当該器具が当該物体に接触する前に当該器具を地表から自動的に係合解除することができ、任意選択として、当該器具が物体を通過した後に自動的に当該器具を地表に再係合することができる。

Description

本願は、２０１９年８月２０日出願の米国仮特許出願第６２／８８９，２５３号及び２０１９年８月６日出願の米国仮特許出願第６２／８８３，５２６号に対する優先権及び／又はその利益を主張し、それらの文書の各々が、その内容全体を参照により本明細書に援用される。
本開示の実施形態は、地上保守器具を運搬する車両に関し、より詳細には、地上保守作業中にスプリンクラーヘッド等の地表及び地表下の物体を検出しながら車両を制御するためのシステム及び方法に関する。
土壌及び芝生処理機械は、芝生の健康を促進することがよく知られている。例えば、芝生曝気装置は、芝生面に穿孔を形成するために使用される。そのような穿孔によって、水、空気、及び栄養素がより効果的に草の根に到達できる。曝気は、高圧縮土がよく見られる土壌域において特に有益である可能性がある。
土壌穿孔を形成する様々な方法が知られているが、１つの普及している方法は、動作時に土壌面に打ち込まれる１組の貫通コアリング歯の使用を含む。後退動作で土壌の「栓」を掘り出し、そこに穿孔を残す管状のコアリング歯を利用する曝気装置がある。土壌コアは掘削して芝生上に置かれ、そこで最終的に分解する。固体歯を利用する他の曝気装置もある。
これはその意図した目的に対しては非常に効果的であるが、コアリング歯は、芝生面又はその近傍の物品を損傷する可能性がある。例えば、灌水スプリンクラーヘッドは、コアリング歯が接触すると、相当な損傷を受ける可能性がある。したがって、曝気装置の運転者は、通常、曝気中には周囲の領域を監視して、スプリンクラーヘッドを横切って曝気歯で損傷することを防止する。そのような能動的な監視は、特に、運転者が経験不足であるか又はその特性に慣れていない場合には特に、曝気効率を低下させることがある。
本明細書に記載の実施形態は、車両に関連付けられた器具、例えば、曝気装置のコアリング歯と接触する可能性が生まれる前に地表又は地表下の物体を自動的に検出する検出システム及び方法を提供することができる。いくつかの実施形態では、このシステムは車両の他のシステムと通信して、車両がその器具と物体との接触を自動的に回避することを可能にする。
本開示の第１の態様によれば、動力付き地上保守車両が提供される。この車両は、地面接触部材によって地表に支持されたシャーシと、当該シャーシに装着された原動機と、当該原動機によって動力を供給され、当該地面接触部材の１つ以上に選択的に動力を供給して車両を地表で推進するように構成された牽引駆動システムとを含む。当該車両はまた、シャーシによって担持された保守器具と、当該器具前方の検出ゾーンを監視するように構成された検出システムとを含む。また、当該検出システムは、当該車両が地表を横切るときに当該検出ゾーンを通過する地表近傍の物体を検出するように構成されている。当該検出システムは、器具が物体に接触するのに先立って当該物体の位置を示す通知を発出するように構成されている。
第１の態様に記載の第２の態様では、当該車両は、当該検出システムと通信するように構成された電子制御装置をさらに含み、当該制御装置は、当該通知を発出するように構成されている。第１又は第２の態様に記載の第３の態様では、当該車両は、当該通知の受信に応答して、当該器具を当該地表から自動的に係合解除するように構成された器具係合システムをさらに含む。上記態様の何れか１つに記載の第４の態様では、当該通知は、当該車両を制御する運転者に対する視覚的、触覚的又は聴覚的通知の１つ以上を含む。
第５の態様では、地面接触部材によって地表に支持されたシャーシと、当該シャーシに装着された原動機と、当該原動機によって動力を供給され、当該地面接触部材の１つ以上に選択的に動力を供給して前記車両を地表で推進するように構成された牽引駆動システムと、当該シャーシによって担持された地上保守器具とを含む動力付き地上保守車両が提供される。当該車両は、当該器具を当該シャーシに接続する器具係合システムをさらに含み、当該係合システムは、選択的に、当該器具を地表に係合し、また当該器具を地表から係合解除するように構成されている。当該車両はまた、当該器具の前方の検出ゾーンを監視し、当該車両が地表を横切るときに当該検出ゾーンを通過する物体を検出するように構成された検出システムを含む。当該検出システムは、当該物体が当該検出ゾーン内に残っている間に、当該物体に関連付けられた物体情報を周期的に捕捉するようにさらに構成されている。当該車両はまた、当該シャーシによって支持され、当該検出システム及び当該係合システムの両方と通信する電子制御装置を含む。当該制御装置は、当該物体情報を受信し、車両の対地速度に基づいて、当該器具が物体に到達する時間を推定するように構成され、当該制御装置は、当該器具が物体に接触する前に当該器具を地表から係合解除することを命じる通知を発出するようにさらに構成されている。
第５の態様に記載の第６の態様では、当該制御装置は、当該器具係合システムに当該通知を発出するように構成されており、当該器具係合システムは、当該器具が当該物体と接触する前に、当該器具を地表から自動的に持ち上げるか、又は別の方法で係合解除するように構成されている。第５又は第６の態様に記載の第７の態様では、当該制御装置は、当該器具が物体を通過した後に、当該器具係合システムに対して、自動的に当該器具を下げるか、又は別の方法で地表に係合することを指令するように構成されている。第５から第７の態様の何れか１つに記載の第８の態様では、当該器具は芝生曝気装置を備える。第５から第８の態様の何れか１つに記載の第９の態様では、当該物体は灌漑用スプリンクラーヘッドを備える。第５から第９の態様の何れか１つに記載の第１０の態様では、当該検出システムは、車両に固定されたＲＦＩＤアンテナを備え、当該ＲＦＩＤアンテナは当該物体上又はその近傍に位置するＲＦＩＤタグを検出するように構成されている。第５から第９の態様の何れか１つに記載の第１１の態様では、当該検出システムはマイクロ波レーダを備える。
第１２の態様では、地上保守作業を実行する車両を制御する方法が提供される。この方法は、地表で順方向に当該車両を推進することを含み、当該車両は、シャーシと、当該シャーシに装着された地上保守器具とを含む。この方法は、当該器具を地表に係合することと、変換器を備える検出システムを用いて当該器具の前方の検出ゾーンを監視することと、当該検出ゾーンを通過する地表又はその近傍の物体を当該変換器を用いて検出することと、当該物体が当該検出ゾーンを通過している間、当該物体に関連付けられた物体情報を周期的に捕捉することとを含む。この方法はまた、当該物体情報に基づいて、当該器具が当該物体に到達するまでの期間を推定することと、当該制御装置を用いて、器具係合システムに対して、当該器具が当該物体に到達する前に当該器具を地表から自動的に持ち上げ、又は別の方法で係合解除することを命じる係合解除指令を発出することとをさらに含む。
第１２の態様に記載の第１３の態様では、当該方法は、当該器具が当該物体を通過した後に、当該制御装置を用いて、器具係合システムに対して、当該器具を地表に再係合することを命じる係合指令を発出することをさらに含む。第１２又は第１３の態様に記載の第１４の態様では、当該検出システムは、各々が検出領域を有する２つ以上の変換器を備える。第１２から第１４の態様の何れか１つに記載の第１５の態様では、当該物体を検出することは、スプリンクラーヘッドを検出することを含む。第１２から第１５の態様の何れか１つに記載の第１６の態様では、当該変換器を用いて当該物体を検出することは、マイクロ波レーダアンテナを用いて当該物体を検出することを含む。第１２から第１５の態様の何れか１つに記載の第１７の態様では、当該変換器を用いて当該物体を検出することは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）アンテナを用いて、当該物体に関連付けられたＲＦＩＤタグを検出することを含む。第１７の態様に記載の第１８の態様では、当該物体情報を捕捉することは、当該ＲＦＩＤタグに関連付けられた物体情報を捕捉し記憶することを含み、当該物体情報は、ＲＦＩＤタグの読み取り毎の、当該ＲＦＩＤアンテナのアイデンティティ、固有のタグ識別子、時間、受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）、当該ＲＦＩＤアンテナの周波数チャネル、当該ＲＦＩＤアンテナが送信した信号と受信した信号との間の移相、及び当該車両の対地速度の何れか１つ以上を含む。第１７の態様に記載の第１９の態様では、当該方法は、当該物体が当該検出ゾーン内でもはや検出されなくなった後に、１つ又は複数のタグ統計値を計算することをさらに含み、当該１つ又は複数のタグ統計値は、当該検出ゾーン内で当該物体が検出された存在期間、当該存在期間中に検出された最大受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）、当該存在期間中に検出された最小ＲＳＳＩ、当該存在期間中に検出されたＲＳＳＩの標準偏差、当該物体の最初の検出と当該最大ＲＳＳＩの時間との間の期間、当該最大ＲＳＳＩの検出と当該物体の最後の検出との間の期間、当該物体が検出された間の直線移動距離、当該最初の検出と当該最大ＲＳＳＩの時間との間の直線移動距離、及び当該最大ＲＳＳＩの時間と当該最後の検出との間の直線移動距離、から選択される何れか１つ以上の統計値を備える。
上記の概要は、各実施形態又はあらゆる実施態様を説明することを意図するものではない。例示的な実施形態のより完全な理解は、添付図面と併せて好ましい実施形態の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することによって明らかとなり、認識されるであろう。
図面を参照して、好ましい実施形態を詳述する。
本開示の実施形態による物体検出システムを組み込んだ例示的な車両及び対応する地上保守器具の斜視図である。 本開示の実施形態による物体検出システムの概略図である。 図１の車両の底面図である。 本開示の実施形態に従って動作する図１の車両の上面図である。 無線周波数識別（ＲＦＩＤ）アンテナの検出領域内の物体を検出する例示的なプロセスを示す図である。 本開示の実施形態によるＲＦＩＤアンテナアレイを示す図である。 本開示の一実施形態によるＲＦＩＤ検出システムを有する車両の操作方法を示すフローチャートである。 本開示の他の実施形態によるＲＦＩＤ検出システムを有する車両の操作方法を示すフローチャートである。 例示的なマイクロ波レーダ検出システムの概略図である。 図１の車両の運転室の部分斜視図である。 本開示の実施形態による手動又は半自動検出方法を示す車両の部分側面図である。
各図は、主として見やすいように描画されており、その結果、必ずしも縮尺通りに描かれていない。また、これに限定されないが、締結具、電気部品（例えば、配線、ケーブル）などを含む様々な構造／構成要素は、図示された実施形態の各態様をよりよく示すために、又はそのような構造／構成要素を含めることが本明細書に記載される様々な好ましい実施形態の理解にとって必要ではない場合に、概略を示し、又は図面の一部又は全部から除去されていることがある。しかしながら、特定の図におけるそのような構造／構成要素の図示／説明がないことは、決して様々な実施形態の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
以下の例示的な実施形態の詳細な説明では、本明細書の一部を成す添付図面を参照する。本明細書で説明及び／又は図示しない他の実施形態も確実に企図されていることを理解すべきである。
本明細書で提供される全ての見出し及び副見出しは、読者の便宜のためであり、そのように指定されない限り、見出し又は副見出しに続く任意の文章の意味を制限するために使用されるべきではない。また、特に断りのない限り、明細書及び特許請求の範囲における量を表す全ての数字、及び方向／向き（例えば、鉛直、水平、平行、垂直など）を表す全ての用語は、用語「ほぼ」によって修飾されていると理解されるべきである。用語「及び／又は」（使用される場合）は、列挙された要素の１つ若しくは全て、又は列挙された要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する。「ｉ．ｅ．」は、ラテン語句ｉｄ ｅｓｔの略語として使用され、「すなわち」を意味する。「ｅ．ｇ．」は、ラテン語句ｅｘｅｍｐｌｉ ｇｒａｔｉａの略語として使用され、「例えば」を意味する。
本開示の実施形態は、地表（例えば、芝生面）、その上方、又は下側の物体（例えば、灌漑スプリンクラーヘッド、ボックス、及び／又は関連部品）を検出するための検出システム及び方法、並びにそれを組み込んだ動力付き地上保守車両に関する。他の実施形態は、地上保守作業を実行する車両を制御する方法に関する。いくつかの実施形態では、車両は、アタッチメントを含んでいてもよい。用語「アタッチメント」は、本明細書では、地表又は芝生の保守作業を実行するための器具又は用具を担持する大半の任意の装置又は部品を指すために使用される。
本明細書で使用される、「物体」は、器具と接触した場合に損傷させやすい（又は損傷の原因となりやすい）、地表、その上方、又は下に配置された任意の物品を指すことができる。例えば、物体は、灌漑用スプリンクラーヘッドであってもよい。しかしながら、スプリンクラーヘッドは例示に過ぎず、例えば、灌注バルブボックス、電気（例えば、造園）ボックス、ゴルフカップ、暗渠排水口、公共施設バルブ開閉カバーなども本開示の範囲内として企図される。
本明細書に記載されるように、本開示の実施形態による検出システム及び方法は、車両がこれから物体と交差する経路又は進路上にあることを決定することができる。決定がなされると、検出システムは、器具が物体に接触して物体を損傷するおそれがある前に物体の位置を示す通知（例えば、係合解除通知）を発出することができる。いくつかの実施形態では、当該通知（例えば、係合解除通知）は、当該車両の運転者に、当該検出された物体に到達する前に当該器具の係合解除（例えば、持ち上げ）を手動で開始するように指示する当該運転者に対する視覚的、触覚的、及び／又は聴覚的通知の１つ以上を含んでいてもよい。
他の実施形態では、車両は、検出システムと通信するように構成された、本明細書に記載の電子制御装置を含むことができ、制御装置は、通知（例えば、係合解除通知）を発出するように構成されている。制御装置はまた、対地速度などの他の車両パラメータを監視してもよい。対地速度及び検出ゾーンと器具との間の距離のようなその他のパラメータを知って、制御装置は、物体（例えば、スプリンクラーヘッド）の検出の間又は後に、物体との接触を回避するためにいつ器具を地表から係合解除すればよいかを計算することができる。計算された時間になると、制御装置は車両に関連付けられた器具係合又は「持ち上げ」システムへの通知（例えば、指令）を発出することができる。器具係合システムは、器具を車両のシャーシに接続することができ、選択的に、器具を地表に係合し、また器具を地表から係合解除するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、器具係合システムは、器具が物体に接触する前に、係合解除通知の受信に応答して、器具を地表から自動的に係合解除することができる。本開示の実施形態による検出システム及び制御装置を組み込むことができる１つの例示的な芝生車両は、米国、ミネソタ州、ブルーミントンのトロ社から入手可能なアウトクロス芝生ユーティリティビークルである。本開示の実施形態による検出システム及び方法を組み込むことにより、そのような車両は、物体及び／又は器具の何れかの損傷を回避するために、そのアタッチメント／器具を自動的に持ち上げ、及び、下げるように構成することができる。
さらに他の実施形態では、器具を地表から係合解除することに加えて、又はその代わりに、制御装置は、代替策として、車両に関連付けられた自律航法システムと通信することができる。そのような構成によって、車両は効果的かつ自律的に迂回して経路を変更することができ、検出された物体との接触を回避することができる。
器具が地表から自動的に又は手動で係合解除されているか否かにかかわらず、検出システム（及び／又は車両制御装置）は、また、いつ器具が物体を超えて移動したかを決定し、器具が再び地表と係合できるという係合通知（例えば、運転者又は制御装置への）を発出できる。代替策として、器具は、車両の所与の対地速度及び物体の大きさに見合った所定の期間の経過のみに基づいて再係合されてもよい。さらに他の実施形態では、検出システムは、器具が地表と再係合する前にいつ物体を通過したかを能動的に検出するように構成されていてもよい。
したがって、本開示の実施形態は、自動又は半自動検出を可能にし、芝生処理中のスプリンクラーヘッド及び他の地表又は地表下の物体の回避を可能にし、その結果、潜在的なヘッド及び／又は器具の損傷、並びにその修理に関連付けられた相応の時間及びコストを減少させることができる。
図面を参照すると、図１は、本開示の実施形態による検出システム２００を組み込んだ例示的な車両１００（様々な構造が除去された）を示し、図２は、車両及び検出システムの一部の概略を示す。これらの図に示すように、車両１００は、後輪１０６及び前輪１０８などの１つ又は複数の地面接触部材（例えば、車輪、トラック、ローラなど）によって芝生又は地表１０３に支持されたシャーシ１０２を含んでいてもよい。前輪及び後輪の１つ以上は、地表１０３で車両を推進するように構成された牽引駆動システム１２６の一部を形成していてもよい。原動機１０４は、図１に示すように、車両の前端近傍でシャーシ１０２に装着されて（又は別の方法で担持されて）いてもよい。原動機１０４は、牽引駆動システム１２６の１つ又は複数の車輪１０６、１０８に動力を供給して、地表１０３で車両を推進することができる。また原動機１０４（内燃機関、電動機、又は他の動力源として構成できる）は、他の車両システム及び任意の車両アタッチメントに動力を供給することができる。
シャーシ１０２は、着座した運転者を支持するように構成された座席１１３を有する運転室１１２を画定する搭乗プラットフォームをさらに画定することができる。運転室１１２は、様々な車両制御装置を含み、そのいくつかを以下に詳述する。例えば、運転室１１２は、車両速度を足で制御するアクセルペダルとブレーキペダルとを含んでいてもよい。周知の方法で運転者による車両の方向の制御を可能にするステアリングホイール１１４が提供されてよい。運転室１１２内に、例えばダッシュボード１１５又はセンタコンソール１１６上に、その他の制御装置及び計器が提供されてよい。
車両１００は、シャーシ１０２に接続され、シャーシによって地上保守器具を担持するためのアタッチメントシステム１０５をさらに含んでいてもよい。アタッチメントシステム１０５は、車両１００の後端部でアタッチメント部１１０を支持するように構成されているが、車両の前側又は横側の近傍、さらに車両の下でアタッチメントを支持できるアタッチメントシステムも企図される。アタッチメント１１０は、芝生曝気装置を形成する複数のコアリング歯１０９（図３参照）によって画定される器具１１１を含んでいてもよい。曝気装置として説明されてはいるが、大半の任意の地上保守用具を提供するアタッチメントが本開示の範囲内で企図されている。例えば、本明細書に記載するように、カッティングリール、回転芝刈り機ヘッド、レーキ、散布機、噴霧器、デサッチャーなどを含むアタッチメントを、アタッチメントシステム１０５を介して車両に搭載し、制御することができる。
いくつかの実施形態では、アタッチメントシステム１０５は、シャーシ１０２の後部に担持された従来の３点リンク機構１１７を形成してもよい。リンク機構１１７は、上部中央リンクと、シャーシ１０２に枢動可能に連結された一対の下部の短手方向に離間したリンクとを含んでいてもよい。上部及び下部リンクの後端部は、様々なアタッチメントを直接に又は何らかのタイプの簡単着脱搭載システムによってそこに搭載するための枢動接続部を有する。３点リンク機構１１７に連結され、車両１００上の油圧システム（図示せず）によって動力を供給される１つ又は複数の油圧シリンダ（図示せず）を用いて、アタッチメント／器具を係合又は作業位置（器具が地表１０３に係合された位置）まで下げ、係合解除又は搬送位置（器具が地表から係合解除された位置）まで持ち上げることができる。また、シャーシ１０２の後部にドローバーを提供して、車両１００の後方で何らかのタイプのアタッチメントを牽引することができる。
アタッチメントを下げ、また持ち上げて器具を個別に地表に係合し、また係合解除する構成として本明細書で図示され説明されてはいるが、そのような構成は例示に過ぎず、器具への動力供給を終了するなどの他の動作によって他の器具を係合し、また係合解除することができる。
パワーテイクオフシャフト（ＰＴＯ）１１９（図２に概略を示し、図３に破線で示す）もまた、シャーシ１０２の後部に担持されている。ＰＴＯ１１９は、３点リンク機構１１７に搭載されるとアタッチメントに動力を供給するか又はそれを駆動するために使用できる機械的動力源を提供する（例えば、原動機１０４を介して）。何らかのタイプのアタッチメントを操作する際、ＰＴＯ１１９は、運転室内のＰＴＯスイッチ（例えば、図１のコンソール１１６上の）を用いて、運転者が手動で係合及び係合解除することができる。手動での制御以外に、ＰＴＯ１１９は、シャーシ１０２によって支持された電子制御装置１３０（図２参照）によって自動的に係合及び係合解除することができる。
本発明の例示的な車両１００の態様は、米国特許出願公開第２０１９／０３８９５１９号にさらに記載されている。さらに、本開示による実施形態は、着脱可能な器具を備えた汎用の乗用ユーティリティ車両として記載されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、専用の器具（例えば、立ち乗り型曝気装置）を備えて構成された車両だけでなく、歩行型又は立ち乗り型車両にも同様に適用される。さらに、本明細書に記載の検出システムは、遠隔及び自律制御車両にも適用することができる。
図２に示すように、検出システム２００は、器具の前方の検出ゾーン２０５を監視し、車両１００が地表を横切るときに検出ゾーンを通過する地表１０３又はその近傍の物体を検出するように構成されている。例えば、検出システム２００は、変換器の検出領域２０７内の物体を検出するように構成された１つ又は複数のセンサ又は変換器２０４を含んでいてもよい。変換器２０４は、車両１００の前方（例えば、方向１０７）、短手方向、及び／又は下側の位置、並びにアタッチメント１１０（器具１１１）の前方の位置で、シャーシ１０２上に配置されていてもよい。例えば、図１に示すように、変換器２０４は、車両の前端近傍の位置１２０に配置することができる。或いは、変換器２０４は、車両の横側（及び下側）の、概ね、位置１２２（図３も参照）に配置されてもよい。その他の位置も可能である。例えば、変換器２０４は、器具ハウジング自体に直接装着可能である。
変換器２０４は、車両１００がヘッドの所定の範囲内に入ると（すなわち、ヘッドが検出ゾーン２０５に入ると）、物体、例えば、スプリンクラーヘッド３００を検出する能力がある。例えば、図４に示すように、検出システム２００は、磁気（磁力計）変換器、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）又は近距離無線通信（ＮＦＣ）変換器、ビジョンベースの変換器、マイクロ波レーダ変換器、及びリアルタイムキネマチックＧＰＳ（ＲＴＫ ＧＰＳ）変換器から選択できる１つ又は複数の変換器２０４を含んでいてもよい。本明細書で使用する「変換器」及び「センサ」は、検出された物体（例えば、スプリンクラーヘッド）に関連付けられた１つ又は複数のパラメータの検出及び／又は測定と、各パラメータを表す電気信号の生成とを可能にする任意のデバイス、モジュール、アンテナ、送信機、受信機、送受信機、及び関連付けられた構成要素を指すために交換可能に使用される。
概して、ＲＦＩＤ技術は、電波を用いて、物体上又はその近傍に位置する（例えば、スプリンクラーヘッド３００に装着された）無給電タグ３０３に電流を誘導し、任意選択として、そのタグに記憶された情報を読み取る。一方、磁力計は、磁気波を測定する。こうして、各スプリンクラーヘッド３００上に既知の磁気タグ３０３を配置することによって、ヘッド位置を検出できる。一方、マイクロ波レーダは、スプリンクラーヘッド３００から受信したエコー又は戻り信号の大きさ及び周波数を決定し、ドップラー偏移法の原理を適用して相対距離を推定することができる。マイクロ波レーダではスプリンクラーヘッドのタグ付けは必要ないが、何らかのタイプの物体（ヘッド）の特徴付けが最初に必要になる場合がある。変換器２０４は、パターン認識アルゴリズムを活用して連続する画像内のスプリンクラーヘッド３００の位置を検出するように構成されたディジタル撮像センサを含むこともできる。そして、ＲＴＫ ＧＰＳは、物体の位置と車両のリアルタイムの位置が既知である周辺領域のマップを利用することができる。
本開示の実施形態は、使用される変換器に関わらず、物体を検出し、器具／物体の接触の可能性及びその結果としての損傷を最小限にする動作を開始することができる（例えば、運転者に持ち上げを開始するように通知するか又は器具を自動的に持ち上げることによって）検出システムを提供できる。物体を超えて移動した後、器具に指令して、再度下げること、又は別の方法で地表１０３と係合することによって通常の動作を再開させてもよい。
図２は、例示的な検出システム２００を組み込んだ車両１００の部分概略図である。この図に示すように、車両は、様々な車両機能を監視し制御するように構成された電子制御装置１３０を含んでいてもよい。例示的な制御装置１３０は、プロセッサ１３２及びメモリ１３４を含み、プロセッサ１３２は各種入力を受信し、メモリ１３４に記憶された１つ又は複数のコンピュータプログラム又はアプリケーションを実行する。メモリ１３４は、例えばプロセッサ１３２によって実行されると制御装置１３０に各種計算を実行させ、且つ／又は各種指令を発出させるコンピュータ可読命令又はアプリケーションを含んでいてもよい。すなわち、プロセッサ１３２及びメモリ１３４は共に、入力データを処理し、１つ又は複数の構成要素／デバイスへの所望の出力を生成するように動作可能な計算装置を画定することができる。
検出システム２００からの入力の受信に加えて、制御装置は、車両の動作に関する様々なその他の入力を受信してもよい。例えば、制御装置は、対地速度センサ１４１からの入力又は信号１４０を受信することができ、そのような信号は車両の対地速度を表す。その他の入力１４０は、エンジン回転速度、エンジン温度、ペダル又はハンドルの位置、ＰＴＯスイッチの位置、パドルコントロール１２３（図１０参照）の位置などに関する信号又はデータを含んでいてもよい。さらに、制御装置１３０は、他の車両システム及び構成要素へ各種指令及び／又はデータを送信してもよい。例えば、制御装置１３０は、アタッチメントシステム１０５に関連付けられた器具係合システム１５０へ各種指令を送信できる。そのような指令は、器具を地表から係合解除する「持ち上げ」指令と、器具を地表との係合位置に戻す「下げ」指令とを含んでいてもよい。言うまでもないが、制御装置１３０は、例として、牽引駆動システム１２６などの車両制御システム、ＰＴＯ１１９、運転インジケータなどに、その他の出力１４４を提供してもよい。実際、いくつかの実施形態では、制御装置は、様々な車両パラメータと一部又は全部の運転者入力が制御装置に提供され、制御装置がそれに基づいて適切な出力を生成する「電子制御方式による運転システム」の一部を形成していてもよい。
したがって、制御装置１３０は、検出システム２００と器具係合システム１５０の両方と通信可能であり、物体情報を受信し、車両の対地速度に基づいて、当該器具が物体に到達する時間を推定するように構成されている。制御装置は、器具が物体に接触する前に器具を地表から係合解除することを命じる通知を発出するようにさらに構成されている。
図２にさらに示すように、検出システムは、変換器２０４と、変換器からの情報を含む様々な情報を記憶して処理し、結果としての電気信号を車両制御装置１３０へ送信する１つ又は複数の関連付けられた電子処理モジュール２０６とを含んでいてもよい。例えば、検出システムがＲＦＩＤ技術を利用している場合、変換器２０４は１つ又は複数の処理モジュール２０６にデータを提供するＲＦＩＤアンテナであってもよい。次いで処理モジュール２０６はアンテナデータを処理して、制御装置１３０に提供される電気信号を生成してもよい。この場合、車両制御装置１３０は検出システム２００の一部を形成していてもよく、或いは、検出システムは制御装置１３０とは別体の制御装置を含んでいてもよい。
制御装置１３０の機能は、当業者に周知の任意の方法で実施できる。例えば、メモリ１３４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、及び／又は任意のその他のディジタル媒体などの、任意の揮発性、不揮発性、磁気的、光学的、及び／又は電気的媒体を含んでいてもよい。メモリ１３４及びプロセッサ１３２は、共に制御装置１３０に組み込まれたものとして示されているが、別々のモジュールに含まれていてもよい。
プロセッサ１３２は、マイクロプロセッサ、制御装置、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は同等の離散又は集積論理回路の何れか１つ以上を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ１３２は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、１つ又は複数の制御装置、１つ又は複数のＤＳＰ、１つ又は複数のＡＳＩＣ、及び／又は１つ又は複数のＦＰＧＡ、並びにその他の離散又は集積論理回路の任意の組み合わせのような複数の構成要素を含んでいてもよい。本明細書に記載の制御装置／プロセッサに帰せられる機能は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせとして具体化できる。少なくとも１つの実施形態では、上述した車両１００の様々なサブシステムは、例えば、直接相互接続することで、無線方式で、バスアーキテクチャ（例えば、制御装置エリアネットワーク（ＣＡＮ）バス）を介して、又は、車両の様々な構成要素とシステムとの間でデータ及び／又は電力を送信可能にする任意のその他の接続構成などの大半の任意の方法で接続することができる。
図３は、車両１００の底面図である。この図に示され、上述したように、検出システム２００は、器具の前方、車両の前端部（位置「Ａ」）、又は長手方向の前後輪１０８、１０６の間（位置「Ｂ」）に位置する変換器２０４のアレイを含んでいてもよい。
図４は、地表１０３の器具の運転中の図３の車両１００の上面図であり、当該器具は様々な場所にスプリンクラーヘッド３００を含む。この図に示すように、検出システム２００（例えば、変換器２０４）は、検出ゾーン２０５内に進入するスプリンクラーヘッド３００を連続的に走査することができる。器具１１１とヘッド３００との接触を最小限にするために、検出ゾーン２０５は、器具の前方に配置されることに加えて、好ましくは、器具の幅を越えて短手方向外方に延びる。
検出ゾーン２０５を通過する各ヘッド３００を追跡することによって、検出システム２００は、ヘッド３００が移動中の器具の経路内にあるか否かを決定することができる。図２に示すように、ヘッド３００が経路内にある場合、システム２００は（例えば、制御装置１３０を介して）、係合解除通知、例えば、解除指令１４５を発出してもよい。上記のように、係合解除通知を器具係合システム１５０に提供して、器具が物体／ヘッドと接触する前に、器具を地表１０３から自動的に持ち上げるか、又は別の方法で係合解除するようにシステム１５０に指令することができる。器具が検出されたヘッド３００を通過した後（その通過は車両の速度と対応する期間の経過とに基づいて推定されてもよい）、制御装置は、器具を自動的に下げるか、又は別の方法で器具を地表と係合する（例えば、器具を地表に係合した動作位置に戻す）ように器具係合システム１５０に指令することができる。
本明細書に記載のシステム及び方法は、様々な地上保守アタッチメント／器具及び異なる地表又は地表下の物体のこれに対応する検出用途を有していてよいが、以下の好ましい実施形態は、芝生コア曝気装置１１０と、地下灌漑システムに関連付けられたスプリンクラーヘッド３００の損傷を検出し、これを回避するように構成された検出システム２００の文脈で説明される。したがって、用語「曝気装置」、「器具」、及び「アタッチメント」は、用語「物体」、「ヘッド」及び「スプリンクラーヘッド」がそうであるように、本明細書では交換可能に使用できる。
［超高周波ＲＦＩＤ］
いくつかの実施形態では、超高周波（ＵＨＦ）ＲＦＩＤ（例えば、９００～９１５メガヘルツ（ＭＨｚ）範囲の）がスプリンクラーヘッド３００の各々に装着されているか又は別の方法で関連付けたタグ３０３（図４参照）を検出するために使用できる。タグは、汎用の識別子を含んでいてもよく、又は各タグ／ヘッドの組み合わせは、その特定の地理的位置に一意に結合されていてもよい。
各ＲＦＩＤ変換器又はアンテナ２０４は、図１～４に示すように、車両シャーシ１０２上の前方位置に配置され、下向き（地表１０３に対して垂直）に向けられる。図４に示す実施形態では、３つの変換器アレイは、車両中心線１３１の近傍にアンテナを配置し、その各々の横側にアンテナを配置してもよい。その結果、各アンテナ２０４は、図５に示すように、地表にある概ね円形又は横長形状の独立した検出領域２０７を形成することができ、検出領域２０７の有効径は、地表１０３上方のアンテナ２０４の標高に依存する。組み合わせ領域２０７は図４に示す検出ゾーン２０５を形成できる。図示のように、３アンテナＲＦＩＤアレイ検出ゾーン２０５は、以下に詳述するように、カバレッジ及び検出能力を向上させるために互いに重複する検出領域２０７を有していてもよい。図２に示すように、アンテナ２０４は、各々がＲＦＩＤ処理モジュール２０６にデータを提供することができ、ＲＦＩＤ処理モジュール２０６は制御装置１３０と通信することができる。なお、３つのアンテナ２０４が図示されているが、１つ、２つ、又は４つ以上のアンテナを使用する実施形態も企図されている。
本明細書で使用される用語「前方」は、器具の動作方向に対する検出ゾーンの位置を指すために使用されてもよい。したがって、変換器及び検出ゾーンは、器具の操作中に車両が順方向（図４の方向１０７）に移動するときに器具の前方に位置していてもよい。ただし、他の実施形態では、変換器及び検出ゾーンは、本開示の範囲から逸脱することなく、車両が逆方向に移動するときに器具が動作するように意図されている場合には実際に器具の「背後」にあってよい。
曝気中、車両１００は、０．４メートル／秒（ｍ／ｓ）から１．２メートル／ｓ（例えば、０．９マイル（１．４４８４１キロメートル）／時（ｍｐｈ）～２．７ｍｐｈ）の速度で、前方（例えば、順方向１０７）に推進することができる。車両のこの前進動作中、検出システム２００の各アンテナ２０４はタグ３０３を連続的に走査することができる。アンテナの１つがタグ３０３を検出すると、システムは受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）を処理モジュールのメモリ内に記憶された値の「指紋」データベースと比較することができる。
タグ情報の経時的な変化を観測し、どのアンテナ２０４がタグ３０３を検出するかを監視することによって、検出システム２００は、タグ３０３の位置を推定し、したがって、車両／器具に対するスプリンクラーヘッド３００の位置を推定して、タグ／ヘッドが移動中の曝気装置１１０の経路内にあるか否かを決定することができる。上記のように、検出システム２００は、車両制御装置（例えば、図２の制御装置１３０を参照）と通信可能であり、車両制御装置は、上記のように、車両の対地速度を表す信号を受信することもできる。次いで検出システムは、制御装置１３０を介して、車両の対地速度と、アンテナによって検出されたタグ情報とに基づいて、ヘッド３００がこのままではいつ曝気装置１１０と接触する可能性があるかを計算し、器具係合システム１５０に対して、スプリンクラーヘッド３００との接触を回避するために適切な時間に曝気装置を自動的に持ち上げることを命じる係合解除通知を発出することができる。
器具がスプリンクラーヘッドを通過した後に、制御装置１３０は、器具係合システム１５０に対して曝気装置１１０を下げることを命じる係合通知を発出することができる。いくつかの実施形態では、例えば、車両の速度に基づいて、所定の（又は計算された）期間が経過した後に、指令を発出してもよい。他の実施形態では、同じか又は異なる変換器２０４はいつ曝気装置１１０がスプリンクラーヘッドを通過したかを能動的に検出して、制御装置１３０に通知でき、その後、曝気装置を再び下げることができる。
図５は、アンテナ２０４の１つの例示的な検出領域２０７を示す図である。下記のように、アンテナ２０４によって検出されたタグ情報を用いて、検出システム２００は、任意の所与の時間にスプリンクラーヘッド３００／タグ３０３が検出領域２０７の範囲のどこにあるかを推定することができる。例えば、検出システム２００は、検出領域２０７にタグが進入しつつあること、例えば、検出領域の外側範囲すなわち「リング」４にタグが進入しつつあることを決定できる。次の読み取りでは、タグはリング４内のリング３内にあると推定できる（例えば、ＲＳＳＩに基づいて）。その後の読み取り値がリング３に残っており、最終的にやはりリング４内に残っている場合、検出システム２００は、線３１０又は線３１２に示すように、タグ３０３／ヘッド３００の相対的な経路又は移動が検出領域２０７の外周に沿っていると決定できる。すなわち、一連のタグの読み取りを分析することによって、この場合、アンテナ２０４に対するヘッド経路の具体的な位置が線３１０又は線３１２沿いにあることを概ね識別できる。同様に、読み取り値がリング４からリング３、さらにリング２及び１のタグの通過を示す場合、読み取りのタイミング及び識別子情報を用いて、タグの相対的な移動が例えば概ね線３１４又は３１６沿いにあることを示すことができる。なお、検出領域２０７は本明細書では４つの別個の範囲又はリングを備えるものとして示されているが、そのような実施形態は専ら例示的なものであり、例えば、任意の数の「リング」が企図されている。タグ情報（例えば、信号移相など）も用いてタグ／ヘッド位置及び検出領域２０７の通過を推定できることは当然である。
単一のアンテナ２０４に対するタグ／ヘッドの位置を推定するだけでは、ヘッドが曝気装置１１０の経路内にあるかどうかを決定するには充分ではないことが理解されよう。例えば、図６に示すように、タグ識別子情報が類似しているために、右側のアンテナ２０４－３は、一連の読み取り値に基づいて、ヘッド３００の経路がアンテナの短手方向外側にある（図６の線３１０で表される）か、又はタグ識別子情報として短手方向内側にある（線３１２）かを決定できない可能性がある。外側（線３１０）に沿って通過する場合に、ヘッド３００が曝気装置の先まで短手方向に通過するため、曝気装置１１０の持ち上げは不要としてもよい。ただし、ヘッドがアンテナ２０４－３の検出領域２０７の内側に沿って通過する（線３１２に沿って）場合、ヘッドは曝気装置１１０の経路内に位置していてもよい。
どのヘッド／タグ経路が正しいかを決定するために、他のアンテナ（図６に中央アンテナ２０４－１及び左側アンテナ２０４－２として示す）からの検出を使用できる。例えば、ヘッド３００が経路３１２に沿って移動する場合、アンテナ２０４－１もその検出領域２０７を通過するヘッド／タグを読み取る。実際、２つの検出領域が重複しているため、２つの検出領域２０７内で同時に任意のヘッド３００を検出することができる。ただし、ヘッド／タグ経路が線３１０に沿っている場合、アンテナ２０４－１（アンテナ２０４－２も）は、タグを登録しない。この場合、検出システム２００は、経路３１０が実際のヘッド経路であることを正確に決定することができる。
タグが一連のタグ読み取りによって識別されると、処理モジュール２０６は、いつタグがもはや検出されなくなったかに関して、車両制御装置１３０（図２参照）に通知し、タグ／ヘッドが該当する検出領域２０７を完全に通過したことを示すことができる。このイベントに基づいて、制御装置１３０は、車両速度と検出ゾーン２０５から曝気装置１１０までの距離２１１（図４参照）とに基づいて、いつ器具係合システム１５０に対して曝気装置を地表から係合解除することを命じる係合解除通知を発出するかを決定できる。さらに、制御装置１３０は、曝気装置１１０がヘッドを通過した後に、器具係合システムに対して、曝気装置を地表に再係合することを命じる係合通知を自動的に発出してもよい。
図７は、図５～６を参照して説明した方法を用いて車両１００を操作する例示的なプロセス４００を示す。このプロセスは４０２から始まる。４０３で決定されるように、器具が動作中で地表に係合されていると決定されると、車両は、地表１０３で順方向（例えば、図４の方向１０７を参照）に推進することができる。変換器（アンテナ２０４）は、４０４でタグ３０３を走査することによって器具前方の検出ゾーン２０５を監視することができる。４０５でタグ（例えば、「タグＩＤ ｘ」が検出された（例えば、タグが検出ゾーンを通過した）場合、検出システム２００は、４０６で、検出ゾーン２０５のタグの検出領域２０７の範囲（例えば、図５のリング１～４を参照）の１つの内にタグを推定し又は「配置」することができ。タグ３０３の推定位置は、４０８で、例えばタグ識別子情報、他のアンテナ２０４による検出などに基づいて例えば、タグ識別子情報の変化、他のアンテナ２０４による検出などに基づいて、４０８で更新でき、その後、制御は４０４に戻る。
４０５でタグが検出されない場合、検出システム２００は、タグＩＤ ｘが以前に検出されたか否かを４１０で決定する。タグＩＤ ｘが以前に検出されなかった場合、制御は４０４に戻る。一方、４１０でタグＩＤ ｘが以前に検出された場合（タグが特定のアンテナ２０４の該当する検出領域２０７を完全に通過したことを示す）、検出システム２００及び／又は車両制御装置１３０は、４１２で、車両１００の対地速度と検出ゾーンから曝気装置までの距離２１１とに基づいて、スプリンクラーヘッドの損傷を回避するために曝気装置を持ち上げなければなると満了することができる。４１３でＴｄｅｌａｙが満了すると、制御装置１３０は、４１４で、係合解除通知（例えば、器具係合システム（図２のシステム１５０など）に対して器具／曝気装置を地表から係合解除するか又は持ち上げることを命じる指令）を発出することができる。次いで、プロセス４００は、任意選択として、４１６で、器具が物体／スプリンクラーヘッドを通過したか否かを決定できる。もしそうである場合、検出システム（制御装置１３０を介した）は、４１８で、係合通知（例えば、器具係合システム１５０に対して器具／曝気装置を地表に係合するか又は下げることを命じる指令）を発出することができる。４２０で決定されたように、曝気装置がまだ動作していると仮定して、プロセスは４０４に戻る。４２０で曝気装置が停止している（例えば、もはや動作していない）場合、プロセスは４２２で終了する。
上記のように、図７のプロセス４００は、指紋データベースを用いて、タグ位置を関連付ける（特定のアンテナに対して）ことに頼ってもよい。特定のどの実施形態にも縛られることを意図していないが、指紋データベースは、特定のアンテナの周囲の様々な位置にタグデータをロギングし、タグ情報（例えば、ＲＳＳＩ、周波数、位相）をそれらの対応する位置に記録することによって、経験的に（例えば、車両操作の前に）データを記入することができる。次いで、機械学習アルゴリズムを用いて、そのアンテナに対するタグの位置（例えば、図５の１～４のどの範囲内か）を計算する決定木を生成することができる。
そのような方法は、有効とはいえ、その精度は、読み取り時のアンテナに対する特定のタグの向きにいくらか左右されることがある。したがって、器具係合解除（持ち上げ）タイミング計算のばらつきが生じる場合がある。そのような問題に対処するために、車両１００を操作する代替プロセス５００を図８に示す。プロセス５００は、本明細書で既に説明したのと同じ車両１００及びＲＦＩＤアンテナアレイを使用することができる。ただし、タグ移動経路は、以下に示すように、追加のタグ情報（例えば、指紋データベースの代わりに）を評価することによって、よりよく推定することができる。
プロセス５００は、５０２から始まる。５０４で器具が動作中で地表１０３に係合している（例えば、動力付き曝気装置と地表との係合）と判断されると、車両は地表を順方向に推進され、検出システム２００は、変換器（ＲＦＩＤアンテナ２０４）を用いて、５０６で、検出ゾーン２０５に物体がないか監視（例えば、スプリンクラーヘッド３００／ＲＦＩＤタグ３０３の走査）を始めることができる。特定の物体／タグ（スプリンクラーヘッドに装着されたタグＩＤ ｘ）が、５０８で、アンテナの１つを介して検出された、又は「読み出された」場合（例えば、物体が検出ゾーンを通過しているところが検出された場合）、検出システムは、５１０で、これがタグＩＤ ｘの最初の検出であるか否かを決定することができる。そうである場合、検出システムは、タグＩＤ ｘをタグデータベースに追加し、さらにタグＩＤ ｘの現在のタグ情報をタグデータベースに５１２で記録することができる。プロセスは５０６に戻る。一方、システムが５１０でこれがタグＩＤ ｘの最初の検出ではない（すなわち、タグＩＤ ｘが既にタグデータベース内にある）と決定した場合、タグＩＤ ｘの現在のタグ情報は、５１４で、タグデータベース内に記録され、その後、プロセスは再び５０６に戻る。
本明細書で使用される、タグ（タグＩＤ ｘ）の「最初の検出」という語句は、タグＩＤ ｘが検出ゾーンに入って最初に検出されたタグ読み取りを指す。タグＩＤ ｘが検出ゾーンを一旦抜けると、タグＩＤ ｘの後続の何れかの読み取りは、別の最初の検出として登録される。また、本明細書で使用される、用語「タグデータベース」は、現在検出されているタグのタグＩＤ及びその関連タグ（物体）情報を含むデータセットを指す（以下に説明するように、現在検出されていないが、タグの検出ゾーン通過を示す以前の期間内に検出されたタグを含めて）。
網羅的なリストではないが、「タグ情報」（本明細書では「物体情報」とも呼ばれる）は、各タグ読み取りについて、特定の検出アンテナのアイデンティティと、固有のタグ識別子と、時間（タグ読み取りの）と、受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）、検出器／アンテナの周波数チャネルと、検出器／アンテナによって送受信される信号間の移相と、車両の対地速度（図２のセンサ１４１から制御装置１３０に提供される）との任意の１つ以上を含んでいてもよい。
タグＩＤ ｘが５０８で検出されなかった場合、プロセス５００は、５１６で、タグＩＤ ｘが以前に検出されたか否かを決定する。そうでない場合、プロセスは５０６に戻る。ただし、タグＩＤ ｘが５１６で以前に検出されたと決定された場合、プロセスは５２２で過去ｙ秒の間にタグが検出されたか否かを決定できる。タグＩＤ ｘが過去ｙ秒の間に検出された場合、プロセスは５０６に戻ることができる。一方、５２２における決定がタグＩＤ ｘが過去ｙ秒の間に検出されなかったという内容の場合、検出システムは、５２４で、読み出し継続期間にわたってタグＩＤ ｘの様々な物体又はタグの統計値を計算することができる。こうして、検出システムが、物体が検出ゾーン内に残っている間に物体（スプリンクラーヘッド）に関連付けられた物体又はタグの情報を周期的に捕捉する（例えば、タグを読み取るたびに）ように構成できることが理解されよう。
５２２で使用されるｙの値は、タグＩＤ ｘの検出がなかったことが一定のアンテナ周波数での無線干渉又は検出の欠如のような外的要因によるものではないことを保証するように選択可能である。ｙの例示的な値は、０．５秒（ｓｅｃ）から１ｓｅｃの範囲内である。例えば、タグが検出ゾーンを通過したと誤って結論することなく潜在的な検出の見逃しを可能にするのに０．７５秒で充分であることが分かっている。
網羅的ではないが、５２４で計算されるタグ統計値は、タグ／物体が検出ゾーン内で検出された存在期間（タグ／物体が検出ゾーン内にあった期間）と、存在期間中に検出された最大ＲＳＳＩと、検出された最小ＲＳＳＩと、存在期間中に検出されたＲＳＳＩの標準偏差と、物体の最初の検出と最大ＲＳＳＩの時間との間の期間と、最大ＲＳＳＩの検出と物体の最後の検出との間の期間と、物体が検出されている間に移動した直線距離と、当該最初の検出と最大ＲＳＳＩの時間との間に移動した直線距離と、最大ＲＳＳＩの時間と最後の検出との間に移動した直線距離と、の何れか１つ以上を含むことができる。
現在の車両速度と、ある種の車両パラメータ（例えば、後者は器具を地表から係合解除する（例えば、持ち上げる）のに必要な距離２１１（図４参照）と時間を含む）とに関する情報を用いて、車両制御装置１３０は、器具が物体に到達するまでの期間を推定することができる。この推定値に基づいて、制御装置は、５２６で、物体との接触を回避するために地表１０３からの器具の係合解除が必要になると満了する遅延時間（Ｔｄｅｌａｙ）を計算することができる。５２８でＴｄｅｌａｙが満了すると、検出システム（例えば、制御装置１３０）は、５３０で、器具を地表から係合解除することを命じる係合解除通知を発出することができる。
Ｔｄｅｌａｙは、変化することがある（例えば、異なる実施形態、異なる車両構成、異なる車両速度に応じて）が、いくつかの実施形態では、Ｔｄｅｌａｙは、器具が物体と接触することにならずに物体に接近するまで動作を継続することを保証するように選択される。
いくつかの実施形態では、係合解除通知は、器具係合システム１５０（図２参照）へ送信される、器具を適切な時間（例えば、物体に到達する前）に地表１０３から自動的に持ち上げ又は別の方法で係合解除することを命じる指令又は信号１４５であってもよい。他の実施形態では、係合解除通知１４５は、運転者制御コンソール（例えば、図２及び図１０に示すディスプレイ１２４）に提供される視覚的、触覚的及び／又は聴覚的警報であってよい。そのような通知を受信すると、運転者は、以下に詳述するように、パドルコントロール１２３（図１０）を用いて、器具を地表から手動で係合解除することができる。
いくつかの実施形態では、プロセス５００は、図８に示すように、追加のステップ５３２及び５３４を含んでいてもよい。具体的には、器具を地表から係合解除することを命じる係合解除指令又は通知の発出に加えて、検出システム（例えば、制御装置１３０）は、５３２で、いつ器具が物体から離れたか又は物体を通過したかを決定し、器具を地表と係合又は再係合することを命じる係合指令又は通知を５３４で発出することができる。５３４の後で、プロセスは、器具が５３６でまだ動作していると決定されたか否かに応じて、５０６に戻ってもよく、又は５３８で終了してもよい。
器具係合解除通知と同様に、器具係合通知は、器具が物体から離れた後で自動的に地表に再係合するように自動化することができる。例えば、係合通知は、持ち上げシステム１５０へ送信される、適切な時間に器具を自動的に下げる信号であってもよい。いくつかの実施形態では、係合通知は係合解除通知に続く特定の時間に送信されてもよく、そのような時間は固定されているか又は車両速度及び／又はその他のパラメータに基づいて可変である。さらに他の実施形態では、変換器（例えば、ＲＦＩＤアンテナの別のセット）を提供して器具の背後の領域を監視し、物体／タグが器具を通過した（背後で）ことが検出されると係合通知を発出することができる。さらに他の実施形態では、係合通知を運転者に提供でき、その時点で、運転者は、器具に対して地表と再係合することを手動で指令することができる。
［マイクロ波レーダ］
上記のＲＦＩＤ方法と同様に、他の実施形態では、レーダを用いてスプリンクラーヘッド、さらには埋設物などの物体を検出し、ヘッド／物体が曝気装置に向かう経路内にあると決定されたときに、車両運転者にヘッド／物体の存在を通知する（又はヘッド／物体との接触を回避するために自動的に器具／曝気装置を持ち上げる）ことができる。レーダ検出は、最初にタグ又は他の標的をスプリンクラーヘッドに固定する必要なしにヘッドを回避できるという付加的な利益を含み得る。
例えば、いくつかの実施形態では、検出システム２００は、それぞれ１メートル（ｍ）から１ミリメートル（ｍｍ）の波長範囲に対応する３００ＭＨｚから３００ギガヘルツ（ＧＨｚ）のマイクロ波周波数帯域範囲（例えば、８ＧＨｚから１２ＧＨｚのＸ帯域周波数）でエネルギーを送信するように構成された図９に示す送受信アンテナ２０４を有するマイクロ波レーダを含んでいてもよい。そのような送信源を用いて、検出システム２００は、曝気装置１１０の接近経路内にある物体（例えば、スプリンクラーヘッド）の位置を推定するためにドップラーシフトの原理に依拠してもよい。当技術分野で知られているように、「ドップラーシフト」は、波源に対して移動している検出器／観察者に関する波の周波数又は波長の変動を指す。
したがって、マイクロ波レーダを利用する検出システム２００は、上記の周波数及び範囲でエネルギーを放射し、戻り信号（例えば、ドップラーシフト）の反射波の大きさ及び周波数を測定するアンテナ（２０４）を利用することができる。ドップラーシフトの大きさは、送信されたエネルギーの反射に比例し、ドップラーシフトの周波数は、車両１００／アンテナ２０４に対する物体の速度に比例する。この関係は、以下の式１に示すように数学的に表現することができる。
Ｆd＝２＊（ｖ／ｃ）＊Ｆt＊Ｃｏｓ（ａ） （式１）
ただし、
Ｆd＝ドップラー反射波（「エコー」）周波数
ｖ＝標的の速度（例えば、物体に対する車両の速度）
ｃ＝光の速度（定数３×１０8メートル／秒（ｍ／ｓ））
Ｆt＝変換器／アンテナの送信周波数
ａ＝物体の相対移動方向とレーダアンテナモジュールの軸線とがなす角度
実際の運用では、ドップラーレーダアンテナ２０４を車両１００の上（例えば、図１の位置１２１）に装着してよい。アンテナは、例えば１０．５２５ＧＨｚのＸ帯域で前方にマイクロ波エネルギーを送信することができる。様々な誘電率（絶縁定数）の材料は、エネルギーの大きさ及び周波数データを反射してドップラーレーダアンテナへ戻す。したがって、スプリンクラーヘッドは、周囲の芝生とは異なるレーダ反射を提供する。
図９に示すように、検出された物体（スプリンクラーヘッド３００）からのデータは、レーダアンテナ２０４によって受信される。これらのデータは、機械学習（ＭＬ）ソフトウェア環境２３０に供給され、機械学習（ＭＬ）ソフトウェア環境２３０は、処理モジュール２０６（又は制御装置１３０）内で実行され、データ内のパターン及び規則を発見するための埋め込みシステム上のニューラルネットワーク（ＮＮ）人工知能（ＡＩ）モデルの推論を行うことができる。これらの推論されたデータは、事後の詳細分析のためにメモリ２２８に記憶され、機械制御（ＭＣ）のためのオブジェクト識別情報のローカルライブラリ２２９と比較される。処理モジュール２０６は、上記のＲＦＩＤ処理モジュールと同様に、車両制御装置１３０を介して器具係合システム１５０と通信することができる。したがって、上記のＲＦＩＤ検出システムと同様に、マイクロ波レーダ検出システムは、スプリンクラーヘッド３００を識別し、器具係合システム１５０に対する、曝気装置１１０とヘッド３００との意図しない接触を低減又は解消することを命じる通知又は指令を発出する（例えば、車両制御装置１３０を用いて）ことができる。
［手動及び半自動制御］
上記の実施形態は、器具の持ち上げの自動化について記載しているが、検出システム２００はまた、そのような作業を自動化できる車両制御装置（例えば、制御装置１３０）を含まない車両と併用することが企図されている。そのような場合、検出システム２００は、適切な時間に、当該器具を持ち上げる、聴覚的、触覚的、又は視覚的な合図を介して、運転者に通知するだけでよい。例えば、図１０は、車両１００の例示的な運転室１１２の部分斜視図である。この図に示すように、運転室１１２は、パドルコントロール１２３及び１つ又は複数のディスプレイ１２４を含む各種コントロールを含んでいてもよい。車両１００には制御装置１３０がないため、図８の５３０での係合解除通知は、ディスプレイ１２４への視覚的な通知であってよく、そのような通知は、赤、緑、及び黄色の光を提供する。本明細書で既に説明したように、検出ゾーンを通過したスプリンクラーヘッドが検出されると、通知は緑から黄色に変化して接近するヘッドを示し、器具の持ち上げを開始せよと指示することができる。さらに時間が経過すると、光は赤に変化し、ヘッドが曝気装置の下にあり、曝気装置を下げてはならないことを示す。充分な時間が経過すると、光は再び緑色に変化し、曝気装置を再度下げて操作できることを示す。
いくつかの実施形態では、運転者は、パドルコントロール１２３を引き寄せることによって、係合解除通知（例えば、黄色の光）に応答できる。そのようなパドルコントロールの操作によって、器具係合解除システム１５０に器具を持ち上げさせることができる。同様に、ディスプレイ１２４は、図８の５３４で識別される係合通知を表示してもよい（例えば、緑の光を用いて）。係合通知を確認した運転者は、パドルコントロール１２３を押し、器具係合システム１５０に、今一度器具を押し下げ又は別の方法で地表と係合することができる。
車両制御装置がない車両の場合には、車両の対地速度が分からなくても通知を発出することができる。したがって、通知は、比較的高い対地速度を想定して持ち上げを間違いなく指示し、低速の対地速度を想定して器具の持ち上げを指示するように構成されていてもよい。そのような動作は、曝気装置がヘッド周囲の所望の領域へ侵入することを回避できるが、スプリンクラーヘッドの接触／損傷の機会も減らすことができる。
他の実施形態では、車両には本明細書に記載の検出システムがなくてもよいが、車両制御装置１３０は含む。そのような実施形態では、解除／係合指令を運転者が確認し運転者が手動で開始することへの信頼が必要になり得る。例えば、図１１は、上記の車両１００と大半の点で同様であるが、関連付けられた検出システムがない車両９００の部分側面図を示す。運転者は、器具（図示せず）の操作に先立って、車両に装着された（例えば、車両のフードの端部に装着された）車両サイト９０２を通して自分の視線９０４を較正することができる。そのような較正は、例えば、サイト又は運転席１１３の高さを調整することによって実行できる。操作中、物体３００のサイト９０２との位置合わせ（運転者の視線９０４に沿った）は、運転者に対する、器具を地表から係合解除することを命じる係合解除通知として機能できる。次いで、運転者は、物体３００の存在を示すコントロールを起動する（例えば、パドルコントロール１２３を引き寄せる）ことができる。
視線９０４は物体３００と器具との間の具体的な距離に対応するため、制御装置１３０は、パドルコントロール１２４の作動時に遅延タイマを開始するように構成されていてもよい（例えば、特定のエンドユーザによってプログラムされてもよい）。この遅延タイマが満了した後で、制御装置１３０は、システム１５０に対する、器具を持ち上げることを命じる解除指令を送信することができる。遅延タイマは、可能な限り長期間（車速に基づいて）器具が地表と係合した状態にあり、物体３００との接触の前に持ち上げられることを保証するように設定されてもよい。本明細書に記載の他の実施形態と同様に、制御装置１３０はまた、器具が物体を通過すると、適切な時間（例えば、期間の満了後）に、器具を再度下げて地表に再び係合するように構成することができる。
本明細書で引用した特許、特許文献、及び刊行物の完全な開示は、各々が個々に援用されているかのように、その内容全体を参照により本明細書に援用される。本出願の開示とその内容を参照により本明細書に援用される任意の文書の開示との間に矛盾が存在する場合、本出願の開示が優先するものとする。
例示的な実施形態を説明し、それらの可能な変形形態について言及してきた。これら及びまたその他の変形形態、組み合わせ形態、及び修正形態は、当業者には明らかであり、特許請求の範囲は、本明細書に記載の例示的な実施形態に限定されないことを理解されたい。
器具係合解除通知と同様に、器具係合通知は、器具が物体から離れた後で自動的に地表に再係合するように自動化することができる。例えば、係合通知は、器具係合システム（持ち上げシステム）１５０へ送信される、適切な時間に器具を自動的に下げる信号であってもよい。いくつかの実施形態では、係合通知は係合解除通知に続く特定の時間に送信されてもよく、そのような時間は固定されているか又は車両速度及び／又はその他のパラメータに基づいて可変である。さらに他の実施形態では、変換器（例えば、ＲＦＩＤアンテナの別のセット）を提供して器具の背後の領域を監視し、物体／タグが器具を通過した（背後で）ことが検出されると係合通知を発出することができる。さらに他の実施形態では、係合通知を運転者に提供でき、その時点で、運転者は、器具に対して地表と再係合することを手動で指令することができる。

Claims (19)

  1. 動力付き地上保守車両であって、
    地面接触部材によって地表に支持されたシャーシと、
    前記シャーシに装着された原動機と、
    前記原動機によって動力を供給され、前記地面接触部材の１つ以上に選択的に動力を供給して前記車両を前記地表で推進するように構成された牽引駆動システムと、
    前記シャーシによって担持された保守器具と、
    前記器具前方の検出ゾーンを監視し、前記車両が前記地表を横切るときに前記検出ゾーンを通過する前記地表又はその近傍の物体を検出するように構成された検出システムであって、器具が物体に接触するのに先立って前記物体の位置を示す通知を発出するように構成された検出システムと、
    を備える動力付き地上保守車両。
  2. 前記車両が前記検出システムと通信するように構成された電子制御装置をさらに含み、前記制御装置が前記通知を発出するように構成された、請求項１に記載の車両。
  3. 前記通知の受信に応答して、前記器具を前記地表から自動的に係合解除するように構成された器具係合システムをさらに備える、請求項１に記載の車両。
  4. 前記通知が、前記車両を制御する運転者に対する視覚的、触覚的又は聴覚的通知の１つ以上を含む、請求項１から２の何れか一項に記載の車両。
  5. 動力付き地上保守車両であって、
    地面接触部材によって地表に支持されたシャーシと、
    前記シャーシに装着された原動機と、
    前記原動機によって動力を供給され、前記地面接触部材の１つ以上に選択的に動力を供給して前記車両を前記地表で推進するように構成された牽引駆動システムと、
    前記シャーシによって担持された地上保守器具と、
    前記器具を前記シャーシに接続する器具係合システムであって、選択的に、前記器具を前記地表に係合し、また前記器具を前記地表から係合解除するように構成された器具係合システムと、
    前記器具前方の検出ゾーンを監視し、前記車両が前記地表を横切るときに前記検出ゾーンを通過する物体を検出するように構成された検出システムであって、前記物体が前記検出ゾーン内に残っている間に、前記物体に関連付けられた物体情報を周期的に捕捉するようにさらに構成された検出システムと、
    前記シャーシによって支持され、前記検出システムと前記係合システムの両方と通信する電子制御装置であって、前記物体情報を受信し、車両の対地速度に基づいて、前記器具が物体に到達する時間を推定するように構成され、前記器具が前記物体に接触する前に前記器具を前記地表から係合解除することを命じる通知を発出するようにさらに構成された電子制御装置と、
    を含む動力付き地上保守車両。
  6. 前記制御装置が前記器具係合システムに前記通知を発出するように構成され、前記器具係合システムが、前記器具が前記物体と接触する前に、前記器具を前記地表から自動的に持ち上げるか、又は別の方法で係合解除するように構成された、請求項５に記載の車両。
  7. 前記制御装置が、前記器具が前記物体を通過した後に、前記器具係合システムに自動的に前記器具を下げるか、又は別の方法で前記地表に係合することを指令するように構成された、請求項６に記載の車両。
  8. 前記器具が芝生曝気装置を備える、請求項５に記載の車両。
  9. 前記物体が灌漑用スプリンクラーヘッドを備える、請求項５から８の何れか一項に記載の車両。
  10. 前記検出システムが前記車両に固定されたＲＦＩＤアンテナを備え、前記ＲＦＩＤアンテナが前記物体上又はその近傍に位置するＲＦＩＤタグを検出するように構成された、請求項５から８の何れか一項に記載の車両。
  11. 前記検出システムがマイクロ波レーダを含む、請求項５から８の何れか一項に記載の車両。
  12. 地上保守作業を実行する車両を制御する方法であって、前記方法が、
    地表で順方向に前記車両を推進することであって、前記車両が、シャーシと、前記シャーシに装着された地上保守器具とを備えることと、
    前記器具を前記地表に係合する、ことと、
    変換器を備える検出システムを用いて前記器具の前方の検出ゾーンを監視することと、
    前記検出ゾーンを通過する前記地表又はその近傍の物体を前記変換器を用いて検出することと、
    前記物体が前記検出ゾーンを通過している間、前記物体に関連付けられた物体情報を周期的に捕捉することと、
    前記物体情報に基づいて、前記器具が前記物体に到達するまでの期間を推定することと、
    前記制御装置を用いて、器具係合システムに対して、前記器具が前記物体に到達する前に前記器具を前記地表から自動的に持ち上げ、又は別の方法で係合解除することを命じる係合解除指令を発出することと、
    を含む、方法。
  13. 前記器具が前記物体を通過した後に、前記制御装置を用いて前記器具係合システムに対して、前記器具を前記地表に再係合することを命じる係合指令を発出することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記検出システムが、各々が検出領域を有する２つ以上の変換器を備える、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記物体を検出することが、スプリンクラーヘッドを検出することを含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記変換器を用いて前記物体を検出することが、マイクロ波レーダアンテナを用いて前記物体を検出することを含む、請求項１２から１５の何れか一項に記載の方法。
  17. 前記変換器を用いて物体を検出することが、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）アンテナを用いて、前記物体に関連付けられたＲＦＩＤタグを検出することを含む、請求項１２から１５の何れか一項に記載の方法。
  18. 前記物体情報を捕捉することが、前記ＲＦＩＤタグに関連付けられた物体情報を捕捉し記憶することを含み、前記物体情報が、ＲＦＩＤタグの読み取り毎の、前記ＲＦＩＤアンテナのアイデンティティ、固有のタグ識別子、時間、受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）、前記ＲＦＩＤアンテナの周波数チャネル、前記ＲＦＩＤアンテナが送信した信号と受信した信号との間の移相、及び前記車両の対地速度の何れか１つ以上を含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記物体が前記検出ゾーン内でもはや検出されなくなった後に、１つ又は複数のタグ統計値を計算することをさらに含み、前記１つ又は複数のタグ統計値が、前記検出ゾーン内で前記物体が検出された存在期間、前記存在期間中に検出された最大受信信号強度の指標（ＲＳＳＩ）、前記存在期間中に検出された最小ＲＳＳＩ、前記存在期間中に検出されたＲＳＳＩの標準偏差、前記物体の最初の検出と前記最大ＲＳＳＩの時間との間の期間、前記最大ＲＳＳＩの検出と前記物体の最後の検出との間の期間、前記物体が検出された間の直線移動距離、前記最初の検出と前記最大ＲＳＳＩの前記時間との間の直線移動距離、及び前記最大ＲＳＳＩの前記時間と前記最後の検出との間の直線移動距離、から選択される何れか１つ以上の統計値を備える、請求項１７に記載の方法。
JP2022507568A 2019-08-06 2020-07-30 地表及び地表下の物体を検出するための検出システムを備えた車両及び車両の制御方法 Active JP7518895B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962883526P 2019-08-06 2019-08-06
US62/883,526 2019-08-06
US201962889253P 2019-08-20 2019-08-20
US62/889,253 2019-08-20
PCT/US2020/044165 WO2021025933A1 (en) 2019-08-06 2020-07-30 Vehicle with detection system for detecting ground surface and sub-surface objects, and method for controlling vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022548477A true JP2022548477A (ja) 2022-11-21
JP7518895B2 JP7518895B2 (ja) 2024-07-18

Family

ID=72145479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022507568A Active JP7518895B2 (ja) 2019-08-06 2020-07-30 地表及び地表下の物体を検出するための検出システムを備えた車両及び車両の制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220248589A1 (ja)
EP (2) EP4256914A3 (ja)
JP (1) JP7518895B2 (ja)
AU (1) AU2020324976B2 (ja)
ES (1) ES2961284T3 (ja)
WO (1) WO2021025933A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11680384B2 (en) * 2021-03-03 2023-06-20 Built Robotics, Inc. Autonomous operation by earth-moving vehicle based on triggering conditions
US12096708B2 (en) * 2021-05-10 2024-09-24 Deere & Company Automatic guidance assist system using ground pattern sensors
US20230036607A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 The Toro Company Turf aerator

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080257571A1 (en) * 2007-03-13 2008-10-23 William Anthony Keane Frame Orientation Control Device for an Aeration Apparatus
JP2011062115A (ja) 2009-09-16 2011-03-31 Iseki & Co Ltd 作業車両
WO2016009688A1 (ja) * 2014-07-16 2016-01-21 株式会社リコー システム、機械、制御方法、プログラム
DE102016103853A1 (de) * 2016-03-03 2017-09-07 Novokraft Ag Bodenbehandlungsvorrichtung, Bodenbehandlungssystem sowie Rohrleitung und/oder elektrische Leitung
US11383703B2 (en) * 2017-01-20 2022-07-12 Kubota Corporation Work vehicle
JP2018121594A (ja) 2017-02-02 2018-08-09 ヤンマー株式会社 自律走行作業車両
GB2611442B (en) 2017-02-07 2023-07-12 The Toro Co Outdoor power equipment vehicle adapted for performing work operations on turf surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
EP4009760B1 (en) 2023-10-04
EP4256914A3 (en) 2023-12-13
AU2020324976A1 (en) 2022-01-20
WO2021025933A1 (en) 2021-02-11
ES2961284T3 (es) 2024-03-11
JP7518895B2 (ja) 2024-07-18
EP4009760A1 (en) 2022-06-15
EP4256914A2 (en) 2023-10-11
US20220248589A1 (en) 2022-08-11
AU2020324976B2 (en) 2024-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7518895B2 (ja) 地表及び地表下の物体を検出するための検出システムを備えた車両及び車両の制御方法
EP3406123B1 (en) Aerial vehicle systems and methods
US11856883B2 (en) Moisture and vegetative health mapping
US10583832B2 (en) Obstacle detection system for a work vehicle
US8527197B2 (en) Control device for one or more self-propelled mobile apparatus
US8576056B2 (en) Vehicle guidance system
EP2441330B1 (en) Undesired matter detection system and method
WO2020137135A1 (ja) 作業車両用の障害物検知システム
US20110190931A1 (en) Pheromone for robotic boundary
JP7349277B2 (ja) 作業車両用の自動走行システム
JP7402608B2 (ja) 作業車両用の衝突回避システム
JP2021026674A (ja) 作業車両用の自動走行システム
JP7399680B2 (ja) 作業支援システム
WO2024219416A1 (ja) 農業機械の支援システム
WO2024004486A1 (ja) 作業車両、制御方法および制御システム
US20230280757A1 (en) Automatic Traveling Method, Automatic Traveling System, And Automatic Traveling Program
WO2023106071A1 (ja) 農道識別システム、制御システムおよび農業機械
WO2023119996A1 (ja) 障害物検出システム、農業機械および障害物検出方法
US20240004397A1 (en) Systems and methods for improved operation of a working vehicle
WO2023238827A1 (ja) 農業管理システム
WO2023127557A1 (ja) 農業機械、農業機械に用いるセンシングシステムおよびセンシング方法
JP2022010871A (ja) 作業車両の制御システム
AU5952900A (en) A locating system and method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220531

A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529

Effective date: 20220204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221109

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230525

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240229

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240312

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7518895

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150