JP2023056857A - 作業車両の状態判断システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業機を有する作業車両の路上の安全走行を確保する。
【解決手段】情報端末１００は、画像認識で得られた画像上における作業車両全体の最外側の位置データと、カメラから作業車両全体の最前部までの距離データと、走行車体の最外側の灯火装置３１ｆの走行車体上の位置データとに基づいて、作業車両全体の最外側から、走行車体の最外側の灯火装置３１ｆとの間の距離を算出し、所定の距離を超えるかどうか判断し、超える場合は、撮影した画像において作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、走行車体のクラッチの接続を切る。
【選択図】図４

Description

本発明は、作業車両の状態判断システムに関する。

走行車体の後部に作業機を昇降自在に取りつけ、走行車体の位置を測位する車体測位装置と、作業機の位置を測位する作業機測位装置を備え、路上走行中であると判定されるとそれぞれの測位装置の検出値に基づいて、走行車体に対する作業機の位置が予め定められた安全な位置になるように、作業機を昇降する作業車両が公知である（特許文献１）。

一方、作業機を装着した走行車体などの作業車両が路上を走行する場合、安全に走行できるように、作業車両の全幅や、装備する灯火装置の取付け位置や、設置する反射材等の取付け状況について種々の規制が設けられている。

特開２０２１ー３６７８６号公報

本発明では、走行車体が作業機を装着した状態でも安全に路上走行できる作業車両の状態判断システムを提供することを目的とする。

第１の本発明は、
エンジンから駆動輪への動力伝達を入り切りするクラッチを有する走行車体と、前記走行車体に装着された作業機とを備えた作業車両の状態判断システムであって、
前記走行車体に設けられた灯火装置と、
カメラを有する情報端末と、を備え、
前記情報端末は、前記カメラから前記作業車両の全体の最後部および最前部までの距離を測定する距離測定手段を有し、
前記情報端末は、少なくとも前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置および後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データを有し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像２００のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データと、前記前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の前方の最外側の灯火装置との間の前方側距離を算出し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データと、前記後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の後方の最外側の灯火装置との間の後方側距離を算出し、
前記情報端末は、前記前方側距離および前記後方側距離が所定の距離を超えるかどうか判断し、
前記前方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、また
前記後方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、
前記走行車体のクラッチの接続が規制されることを特徴とする、作業車両の状態判断システムである。

第２の本発明は、
前記情報端末は、超えると判断した場合は、前記前方画像、前記後方画像のデータを前記走行車体の制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記それぞれの所定の色の表示の認識と、前記クラッチの接続を規制する、第１の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第３の本発明は、
前記所定の距離を超える場合は、
前記情報端末が、前記前方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合、または
前記情報端末が、前記後方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合は、
前記クラッチの接続を規制する旨の信号を前記走行車体へ送信し、
前記走行車体の制御装置は前記クラッチの接続を規制する、第１の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第４の本発明は、
さらに、前記後方画像において所定の図形の形状をした標識を検出しなければ、前記クラッチの接続を規制する、第１の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第５の本発明は、
エンジンから駆動輪への動力伝達を入り切りするクラッチを有する走行車体と、前記走行車体に装着された作業機とを備えた作業車両の状態判断システムであって、
前記走行車体に設けられた灯火装置と、
カメラを有する情報端末と、を備え、
前記情報端末は、前記カメラから前記作業車両の全体の最後部および最前部までの距離を測定する距離測定手段を有し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の左右の全幅データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データから、前記作業車両全体の前方側全幅を算出し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の左右の全幅データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データから、前記作業車両全体の後方側全幅を算出し、
前記情報端末は、前記前方側全幅または前記後方側全幅が所定の大きさを超えるかどうか判断し、超える場合は、
前記前方画像および後方画像の前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色彩パターンの表示が認識されなければ、前記クラッチの接続を規制する、作業車両の状態判断システムである。

第６の本発明は、
さらに、前記後方画像において所定の図形の形状をした標識を検出しなければ、前記クラッチの接続を規制する、第５の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第７の本発明は、
前記情報端末は、少なくとも前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置および後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データを有し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データと、前記前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の前方の最外側の灯火装置との間の前方側距離を算出し、
前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データと、前記後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の後方の最外側の灯火装置との間の後方側距離を算出し、
前記情報端末は、前記前方側距離および前記後方側距離が所定の距離を超えるかどうか判断し、
前記前方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、また
前記後方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、
前記走行車体のクラッチの接続が規制されることを特徴とする、第５の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第８の本発明は、
前記情報端末は、超えると判断した場合は、前記前方画像、前記後方画像のデータを前記走行車体の制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記それぞれの所定の色の表示の認識と、前記クラッチの接続を規制する、第７の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第９の本発明は、
前記所定の距離を超える場合は、
前記情報端末が、前記前方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合、または
前記情報端末が、前記後方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合は、
前記クラッチの接続を規制する旨の信号を前記走行車体へ送信し、
前記走行車体の制御装置は前記クラッチの接続を規制する、第７の本発明の作業車両の状態判断システムである。

第１０の本発明は、
前記クラッチの接続の規制に代えて、エンジンの停止を行う、第１乃至９の何れかにの本発明の作業車両の状態判断システムである。

本発明により、作業機を装着した走行車体が路上走行しても安全かどうかを判定して、作業機を装着した状態でも安全に走行できる。

本発明の作業車両の状態判断システムの実施の形態にかかる作業車両の作業機が降りている状態の側面図 同作業車両の制御装置を中心とするブロック図 動作例１における同作業車両の正面図 動作例１における同作業車両の正面撮影の表示画面図 同作業車両の状態判断システムの情報端末のブロック図 動作例１における同作業車両の背面図 動作例１における同作業車両の背面撮影の表示画面図 動作例１における同作業車両の別の正面撮影の表示画面図 動作例１における同作業車両の別の背面撮影の表示画面図 動作例２における同作業車両の正面撮影の表示画面図 動作例２における同作業車両の背面撮影の表示画面図 動作例３における同作業車両の正面撮影の表示画面図 動作例３における同作業車両の背面撮影の表示画面図 動作例３における略示フローチャート

以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。

まず、図１を参照して実施の形態に係る作業車両１の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両１の説明図であり、作業車両１の概略左側面図である。なお、以下では、作業車両１としてトラクタを例に説明する。

作業車両であるトラクタ１は、自走しながら圃場などで作業を行う農業用トラクタである。また、トラクタ１は、操縦者（作業者ともいう。）が搭乗して圃場内を走行しながら所定の作業を実行する他、後述する制御装置４０（図２参照）を中心とする制御系による各部の制御により、圃場内を自動走行しながら所定の作業を実行する。

また、以下において、前後方向とは、トラクタ１の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。トラクタ１の進行方向とは、直進時において、後述する操縦席８からステアリングホイール９に向かう方向である。

左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。以下では、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、トラクタ１の操縦者が操縦席８に着座して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。

上下方向とは、鉛直方向に平行する方向である。前後方向、左右方向および上下方向は互いに直交する。なお、各方向は説明の便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、トラクタ１を指して「機体」という場合がある。

図１に示すように、作業車両の一例であるトラクタ１は、走行車体２と、作業機Ｗとを備える。走行車体２は、車体フレーム３と、前輪４と、後輪５と、ボンネット６と、エンジンＥと、操縦部７と、ミッションケース１０とを備える。車体フレーム３とミッションケース１０は、走行車体２のメインフレームである。

前輪４は、左右一対であり、主に操舵用の車輪（操舵輪）となる。後輪５は、左右一対であり、主に駆動用の車輪（駆動輪）となる。トラクタ１は、後輪５が駆動する二輪駆動（２ＷＤ）と、前輪４および後輪５が共に駆動する四輪駆動（４ＷＤ）とを切り替え可能に構成されてもよい。四輪駆動の場合、駆動輪は、前輪４および後輪５の両方である。なお、走行車体２は、車輪（前輪４および後輪５）に代えてクローラ装置を備えてもよい。この場合、走行クローラが駆動輪である。

ボンネット６は、走行車体２の前部において開閉自在に設けられる。ボンネット６は、
後部を回動中心として上下方向に回動（開閉）可能である。ボンネット６は、閉じた状態で、車体フレーム３上に搭載されたエンジンＥを覆う。エンジンＥは、トラクタ１の駆動源であり、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関である。

操縦部７は、操縦席８やステアリングホイール９などを備える。操縦部７は、走行車体２の上部に設けられたキャビン７ａに覆われている。

操縦席８は、操縦者の座席である。ステアリングホイール９は、操舵輪である前輪４を操舵する場合に操縦者により操作される。なお、操縦部７は、ステアリングホイール９の前方に、各種情報を表示するメータパネル１１（表示部）を備える。

また、操縦部７は、前後進レバー、アクセルレバー、主変速レバー、副変速レバーなどの各種操作レバー１４や、クラッチペダル１８、ブレーキペダル１５、アクセルペダル１９などの各種操作ペダルを備える。

ミッションケース１０は、トランスミッション（変速機構）を収容している。トランスミッションは、エンジンＥから伝達される動力（回転動力）を適宜減速して駆動輪である後輪５や、ＰＴＯ（Power Take-off）軸１６へ伝達する。通常クラッチ１０ａはこのミッションケース１０の中に装備されている。

走行車体２の後部には、圃場内で作業を行う作業機Ｗが連結され、作業機Ｗを駆動する動力を伝達するＰＴＯ軸１６がミッションケース１０から後方へ突出している。ＰＴＯ軸１６は、トランスミッションによって適宜減速された回転動力を、走行車体２の少なくとも後部に装着された作業機Ｗへ伝達する。

また、走行車体２の後部には、作業機Ｗを昇降させる昇降装置１２が設けられる。昇降装置１２は、作業機Ｗを上昇させることで、作業機Ｗを非作業位置に移動させる。非作業位置は、例えば、走行車体２が後退する場合や、走行車体２が旋回する場合に、作業機Ｗを上昇させる位置である。また、昇降装置１２は、作業機Ｗを下降させることで、作業機Ｗを対地作業位置に移動させる。昇降装置１２は、油圧式の昇降シリンダ１２１と、リフトアーム１２２と、リフトロッド１２３と、ロワリンク１２４と、トップリンク１２５とを備える。

リフトアーム１２２は、昇降シリンダ１２１に作動油が供給されると、回動支点となる軸Ｐｉまわりに作業機Ｗを上昇させるように回動し、昇降シリンダ１２１から作動油が排出されると、軸Ｐｉまわりに作業機Ｗを下降させるように回動する。なお、リフトアーム１２２の基部（軸Ｐｉ付近）には、リフトアーム１２２の回動角度を検知するリフトアームセンサ２６が設けられる。作業機Ｗの高さは、リフトアームセンサ２６の検知結果や、作業機Ｗに取り付けられた作業機測位装置により得られる作業機Ｗの高さと走行車体２に取り付けられた車体測位装置３０により得られる走行車体２の高さの比較に基づいて算出される。車体測位装置３０および作業機測位装置は、たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナであり、上空を周回している航法衛星Ｓａからの電波を受信して測位および計時を行うことができる。また、測位結果の履歴や電波のドップラー効果などから移動速度を算出することもできる。

また、リフトアーム１２２は、リフトロッド１２３を介してロワリンク１２４に連結される。このように、昇降装置１２は、ロワリンク１２４とトップリンク１２５とで、走行車体２に対して作業機Ｗを昇降可能に連結する。ロワリンク１２４はミッションケース１０の後部に取り付けられると共にドラフトセンサ２７によりロワリンク１２４に係る荷重が検出される。この荷重の検出により作業機装着の有無を判定することができる。

作業機Ｗは、圃場内で作業を行う機械である。図１に示す例では、作業機Ｗは、圃場において耕耘作業を行うロータリ耕耘機である。ロータリ耕耘機は、ＰＴＯ軸１６から伝達された動力によって耕耘爪６１が回転することで、圃場面（土壌）を耕耘する。

また、トラクタ１は、制御装置４０（図２参照）を備える。制御装置４０は、エンジンＥを制御するとともに、走行車体２の走行速度を制御する。また、制御装置４０は、作業機Ｗを昇降制御する。また、画像認識機能を持たせてもよい。

また、トラクタ１は、作業者による情報端末（タブレット端末などの携帯端末）１００の操作によって、特定の圃場における各種作業の設定などを行うことができる。制御装置４０はその通信のための通信装置Ｔを備える（図２参照）。

情報端末１００は、図５に示すように、カメラ１０１を有し、たとえば、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される記憶部１０２と、タッチパネルにより構成される表示部１００ａおよび操作部とを備える。なお、操作部として、各種キーやボタンなどが別に設けられてもよい。

この情報端末１００は、カメラ１０１から、作業機Ｗを備えた走行車体２の作業車両１の全体の最後部および最前部までの距離を測定する距離測定手段１０４を有する。例えば、超音波センサ、赤外線センサ、電波センサなどである。

また、トラクタ１は、障害物センサ２０を備える。障害物センサ２０は、前方センサ２１と、後方センサ２２とを備える。前方センサ２１は、たとえば、ボンネット６の前方に設けられたセンサ取付ステー１３に取り付けられるなど、走行車体２の前部に配置され、走行車体２の前方に存在する障害物（人や、物体）を検知する。

後方センサ２２は、たとえば、キャビン７ａの上部に取り付けられるなど、走行車体２の後部上側に配置され、走行車体２の後方に存在する障害物を検知する。なお、後方センサ２２は、図示しないモータによってキャビン７ａ、すなわち走行車体２に対する角度を変更することができる。

また、前方センサ２１および後方センサ２２は共に、中距離センサであり、好ましくは赤外線センサである。前方センサ２１および後方センサ２２は、赤外線ビームを放射し、障害物からの反射光を検知する。前方センサ２１は、前方に延びる検知領域を有する。また、後方センサ２２は、後方へ延びる検知領域を有する。

前方センサ２１および後方センサ２２は、たとえば、赤外線ビームを放射した後、障害物からの反射光を検知するまでの時間を測定することで、障害物までの距離を検知することができる。赤外線センサである前方センサ２１および後方センサ２２は、障害物を２次元的に検知し、たとえば、数メートルから数１０メートル程度の検知領域である。なお、障害物センサ２０として、赤外線センサ以外のソナーやミリ波レーダーなど他の中距離センサを用いることやその併用も可能である。

さらに、走行車体２には複数個の灯火装置３１が装備されている。

次に、図２は、制御装置４０を中心とする作業車両（トラクタ）１の制御系の一例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置４０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１と、走行系ＥＣＵ４２と、作業機昇降系ＥＣＵ４３とを備える。エンジンＥＣＵ４１は、エンジンＥの回転数を制御する。走行系ＥＣＵ４２は、駆動輪の回転を制御することで、走行車体２（図１参照）の走行速度を制御する。作業機昇降系ＥＣＵ４３は、昇降装置１２を制御して作業機Ｗを昇降制御する。Ｔは情報端末１００との通信装置である。

制御装置４０は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部をはじめ、各種プログラムや圃場ごとに予め設定された走行車体２の予定走行経路などの必要なデータ類が記憶される記憶部などを備える。

図２に示すように、制御装置４０には、車体測位装置３０、障害物センサ２０（前方センサ２１および後方センサ２２）、リフトアームセンサ２６、などの各種センサ類や、モード選択スイッチ２２３、公道走行ボタン９１、上げ高さダイヤル９０などの各種スイッチ類が接続される。

次に、本発明のシステムの動作の例１について説明する。

図３は作業車両１を実際に前方から見た略示正面図であり、図４はカメラ１０１で前方から撮像した画像を情報端末１００の表示部１００ａに表示した画面図である。図６は作業車両１を実際に後方から見た略示正面図であり、図７はカメラ１０１で後方から撮像した画像を情報端末１００の表示部１００ａに表示した画面図である。なお、図５は情報端末１００の機能構成図である。

情報端末１００は、予め、少なくとも前方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｆの走行車体２上の位置データＤ１ｆおよび後方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｒの走行車体２上の位置データＤ１ｒがその記憶部１０２に格納されている。例えば、走行車体２の中心線から左右方向に１００ｃｍなどである（図３、図６参照。図３、図６のＣは走行車体２の中心線を示す）。

図４は上述したようにカメラ１０１によって作業車両１の前方から撮影した前方画像２００が記憶部１０２に記憶され、さらに表示部１００ａに表示されている画像を示す。

図５は情報端末１００の画像認識の流れを示すブロック図であり、前方画像２００はカメラ１０１の制御部１０３へ入力され、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆの位置を認識特定する。例えば図４において、画像上の中心線Ｃから画像上の最外側ｐ１ｆまでの画像上の距離、例えばｄ＝２ｃｍと認識特定する（撮像素子上のピクセル数、ドット数、或いは画像表示メモリ上のピクセル数、ドット数に対応する）。

更に、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆの中心線からの距離ｄ（２ｃｍ）と、距離測定手段１０４で得られた、カメラ１０１から作業車両１の全体の最前部までの距離データ（例えば５ｍ）と、予め格納している上記前方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｆの走行車体２上の位置データＤ１ｆ（１ｍ）とに基づいて、作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆから、走行車体２の前方の最外側の灯火装置３１ｆとの間の実際の前方側距離Ｄを算出する。すなわち、例えばカメラ１０１から作業車両１の全体の最前部まで５ｍである条件下で、画像上の距離ｄ（２ｃｍ）が撮影されているのでそれに対応する実際の距離Ｄ２ｆは１．８ｍとそのカメラ１０１の機能から光学的に演算出来、その１．８ｍから１ｍを引くと、作業車両１の最外側ｐ１ｆから最外側の灯火装置３１ｆまでの前方側距離Ｄが８０ｃｍとなる。

同様に、図７は上述したようにカメラ１０１によって作業車両１の後方から撮影した後方画像２０１が記憶部１０２に記憶され、さらに表示部１００ａに表示されている画像を示す。

情報端末１００の画像認識の流れは図５に示すとおりである。後方画像２０１はカメラ１０１の制御部１０３へ入力され、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒの位置を認識特定する。例えば図７において、画像上の中心線Ｃから画像上の最外側ｐ１ｒまでの画像上の距離、例えばｄ’＝１．９ｃｍと認識特定する。

更に、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒの中心線からの距離ｄ’（１．９ｃｍ）と、距離測定手段１０４で得られた、カメラ１０１から作業車両１の全体の最後部までの距離データ（例えば６ｍ）と、予め格納している上記後方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｒの走行車体２上の位置データＤ１ｒ（１．１ｍ）とに基づいて、作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒから、走行車体２の後方の最外側の灯火装置３１ｒとの間の後方側距離Ｄ’を算出する（図６参照）。すなわち、例えばカメラ１０１から作業車両１の全体の最後部まで６ｍである条件下で、画像上の距離ｄ’（１．９ｃｍ）が撮影されているのでそれに対応する実際の距離は１．９ｍとそのカメラ１０１の機能から光学的に演算出来、その１．９ｍから１．１ｍを引くと、作業車両１の最外側ｐ１ｒから最外側の灯火装置３１ｒまでの後方側距離Ｄ’が８０ｃｍとなる。

次に、情報端末１００の制御部１０３は、前方側距離Ｄおよび後方側距離Ｄ’が所定の距離（例えば４０ｃｍ）を超えるかどうか判断する。

制御部１０３は超えると判断した場合はさらに以下のような画像認識を実行する。

すなわち、前方側距離Ｄが所定の距離を超えると判断した場合は、さらに、カメラ１０１によって作業車両１の前方から撮影した前方画像２００において作業機Ｗの左右両端位置近傍に所定の白色の表示Ｍが認識されるかどうか（図４参照）、制御部１０３が画像認識機能を用いてチェックする。

更に、後方側距離Ｄ’が所定の距離を超えると判断した場合は、カメラ１０１によって作業車両１の後方から撮影した後方画像２０１において作業機Ｗの左右両端位置近傍に所定の赤色の表示Ｎが認識されるかどうか（図７参照）、制御部１０３が画像認識機能を用いてチェックする。

その結果、白色の表示Ｍと赤色の表示Ｎのいずれかが認識できない場合は、制御部１０３は走行車体２のクラッチ１０ａの接続を切らせる信号を走行車体２へ送る。

走行車体２においてはその接続切りの信号を受けて、制御装置４０がクラッチ１０ａを切る。

以上の例では、情報端末１００の制御部１０３が画像認識機能を用いて所定の白色表示と赤色表示を認識したが、より確実にするため、次のようにしてもよい。

図８は、前方側距離が所定の距離を超える場合についての表示部１００ａの図である。

すなわち、前記所定の距離を超える場合は、情報端末１００の制御部１０３が、前方画像２００において、少なくとも、作業機Ｗの左右両端位置近傍の領域を含む画像データを情報端末１００の表示部１００ａに、図８のように表示し、作業者がそれを確認出来るようにする。すなわち作業機Ｗの左右両端位置近傍の領域に図のような吹き出し図柄Ｐを追加表示する。図８ではその領域に白色反射板があるかどうかの問いの形の表示をする。作業者はその図８の画面を見てその領域に白色反射板が存在すると分かれば、例えばＹＥＳの部分を指でタッチする。このような操作によって予め決められた場所に所定の白色の表示（白色反射板）が装着されていることが確実に認識される。

また、作業者が見て白色反射板であることを確認する操作が行われない場合（ＮＯの部分がタッチされた場合）は、制御部１０３はクラッチ１０ａの接続を規制する旨の信号を走行車体２へ送信し、 走行車体２の制御装置４０はクラッチ１０ａの接続を規制する。

また、図９は、後方側距離が所定の距離を超える場合についての表示部１００ａの図である。

すなわち、前記所定の距離を超える場合は、情報端末１００の制御部１０３が、後方画像２０１において、少なくとも、作業機Ｗの左右両端位置近傍の領域を含む画像データを情報端末１００の表示部１００ａに、図９のように表示し、作業者がそれを確認出来るようにする。すなわち作業機Ｗの左右両端位置近傍の領域に図のような吹き出し図柄Ｐ’を追加表示する。図９ではその領域に赤色反射板があるかどうかの問いの形の表示をする。作業者はその図９の画面を見てその領域に赤色反射板が存在すると分かれば、例えばＹＥＳの部分を指でタッチする。このような操作によって予め決められた場所に所定の赤色の表示（赤色反射板）が装着されていることが確実に認識される。

また、作業者が見て赤色反射板であることを確認する操作が行われない場合（ＮＯの部分がタッチされた場合）は、制御部１０３はクラッチ１０ａの接続を規制する旨の信号を走行車体２へ送信し、 走行車体２の制御装置４０はクラッチ１０ａの接続を規制する。

なお、画像認識動作を走行車体２の制御装置４０に任せることも可能である。その場合は情報端末１００は、前方画像２００、後方画像２０１のデータを走行車体２の制御装置４０に送信し、制御装置４０が、前記所定の白色の表示の認識と、前記所定の赤色の認識と、前記クラッチの接続を規制することになる。情報端末１００の制御部１０３の能力が劣っている場合なのに適切である。

なお、さらに、図９に示すように、後方画像２０１において所定の図形の形状をした標識Ｑ（走行制限を受けた車両であることを示す印。この場合は赤い逆三角形）を検出しなければ、クラッチ１０ａの接続を規制することも可能である。

次に、本発明のシステムの動作の例２について図１０、図１１を参照して説明する。

情報端末１００は、カメラ１０１によって作業車両１の前方から撮影した前方画像２００のデータについて、画像上における作業車両１の全体の左右の全幅データを画像認識によって獲得する。

そこで、情報端末１００はその画像上の全幅データｙ（図１０参照）と、上述したカメラ１０１から作業車両全体の最前部までの距離データから、実際の作業車両１の全体の前方側全幅を算出する。例えば、その距離データが５ｍとし、画像上の全幅データｙが４ｃｍとすると、光学的に実際の作業車両１の全体の前方側全幅が４ｍと判別できる。

同様に、情報端末１００は、カメラ１０１によって作業車両１の後方から撮影した後方画像２０１のデータについて、画像上における作業車両１の全体の左右の全幅データｋを画像認識によって獲得する。

そこで、情報端末１００はその画像上の全幅データｋ（図１１参照）と、上述したカメラ１０１から作業車両全体の最後部までの距離データから、実際の作業車両１の全体の後方側全幅を算出する。通常は、前方側全幅と同じ数値になる。

そこで、情報端末１００は、前方側全幅または後方側全幅が所定の大きさ（２．５ｍ）を超えるかどうか判断する。

情報端末１００はいずれかでも超える場合、前方画像２００および後方画像２０１の作業機の左右両端位置近傍に所定の色彩パターン（例えば外側表示板である）の表示が認識されなければ、クラッチ１０ａの接続を規制する。

図１０は前方画像２００を示し、Ｒはその所定の色彩パターンであり、図１１は後方画像２０１を示し、Ｒ’はその所定の色彩パターンである。

さらに、図１１に示すように、後方画像２０１において所定の図形の形状をした標識を検出しなければ、クラッチ１０ａの接続を規制することも可能である。例えば赤色の逆三角形の図柄である。

次に、本発明のシステムの動作の例３について説明する。この例３は上述した例２の場合の条件（全幅が２．５ｍを超えるなど）に、さらに別の条件を追加して判断する場合である。

そのさらなる追加条件は、上述した例１と同様なものである。すなわち、例１の場合の図３、４と、図６，７を参照しながら説明すると、情報端末１００は、予め、少なくとも前方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｆの走行車体２上の位置データＤ１ｆおよび後方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｒの走行車体２上の位置データＤ１ｒがその記憶部１０２に格納されている。

制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆの位置を認識特定する。例えば図４において、画像上の中心線Ｃから画像上の最外側ｐ１ｆまでの画像上の距離、例えばｄ＝２ｃｍと認識特定する。

更に、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆの中心線からの距離ｄ（２ｃｍ）と、距離測定手段１０４によって得られた、カメラ１０１から作業車両１の全体の最前部までの距離データ（例えば５ｍ）と、予め格納している上記前方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｆの走行車体２上の位置データＤ１ｆ（１ｍ）とに基づいて、作業車両１の全体の最外側ｐ１ｆから、走行車体２の前方の最外側の灯火装置３１ｆとの間の前方側距離Ｄを算出する。

同様に、後方画像２０１はカメラ１０１の制御部１０３へ入力され、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒの位置を認識特定する。更に、制御部１０３は、その画像上における作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒの中心線からの距離ｄ’（１．９ｃｍ）と、距離測定手段１０４によって得られた、カメラ１０１から作業車両１の全体の最後部までの距離データ（例えば６ｍ）と、予め格納している上記後方から見た走行車体２の最外側の灯火装置３１ｒの走行車体２上の位置データＤ１ｒ（１．１ｍ）とに基づいて、作業車両１の全体の最外側ｐ１ｒから、走行車体２の後方の最外側の灯火装置３１ｒとの間の後方側距離Ｄ’を算出する。

次に、情報端末１００の制御部１０３は、前方側距離Ｄおよび後方側距離Ｄ’が所定の距離（例えば４０ｃｍ）を超えるかどうか判断する。

制御部１０３は超えると判断した場合はさらに以下のような画像認識を実行する。

すなわち、前方側距離Ｄが所定の距離を超えると判断した場合は、さらに、カメラ１０１によって作業車両１の前方から撮影した前方画像２００において作業機Ｗの左右両端位置近傍に所定の白色の表示Ｍ（例えば白色灯火器）が認識されるかどうか（図４参照）、制御部１０３が画像認識機能を用いてチェックする。

更に、後方側距離Ｄ’が所定の距離を超えると判断した場合は、カメラ１０１によって作業車両１の後方から撮影した後方画像２０１において作業機Ｗの左右両端位置近傍に所定の赤色の表示Ｎ（例えば赤色灯火器）が認識されるかどうか（図６参照）、制御部１０３が画像認識機能を用いてチェックする。

その結果、白色の表示Ｍと赤色の表示Ｎのいずれかが認識できない場合は、制御部１０３は走行車体２のクラッチ１０ａの接続を切らせる信号を走行車体２へ送る。

走行車体２においてはその接続切りの信号を受けて、制御装置４０がクラッチ１０ａを切る。

図１４は上記例３の動作についての略示フローチャートである。

以上の例では、情報端末１００の制御部１０３が画像認識機能を用いて所定の白色表示と赤色表示を認識したが、より確実にするため、上述したように作業者の確認を求める画面を図１２，図１３に示すように表示し（白色灯火器、赤色灯火器の確認Ｓ，Ｓ’を求める）、作業者の確認が無ければ、制御部１０３はクラッチ１０ａの接続を規制する旨の信号を走行車体２へ送信し、 走行車体２の制御装置４０はクラッチ１０ａの接続を規制するようにしてもよい。

なお、本実施例でも画像認識動作を走行車体２の制御装置４０に任せることも可能である。その場合は情報端末１００は、前方画像２００、後方画像２０１のデータを走行車体２の制御装置４０に送信し、制御装置４０が、前記所定の白色の表示の認識と、前記所定の赤色の認識と、前記クラッチの接続を規制することになる。情報端末１００の制御部１０３の能力が劣っている場合なのに適切である。

なお、さらに、上述した図７に示すように、後方画像２０１において所定の図形の形状をした標識Ｑ（走行制限を受けた車両であることを示す印。この場合は赤い逆三角形）を検出しなければ、クラッチ１０ａの接続を規制することも可能である。

ここにトラクタ１は、圃場を走行する圃場モード（作業走行モード）と、路上を走行する路上モードとをモード選択スイッチ２２３によって手動で切り替え可能に構成されている。圃場モードとは、圃場で作業を行う際に選択される制御モードであり、例えば、車速が低速（１～１０ｋｍ／ｈ）でのみ走行するように制御される。また、路上モードとは、例えば、圃場までの路上を走行する際に選択される制御モードであり、例えば、車速が高速（１５ｋｍ／ｈ以上）で走行できるように制御される。

また、図１では、作業機Ｗがロータリ耕運機である場合を例に挙げたが、例えば、作業機Ｗは、ハロー（砕土機）や、ブロードキャスタ（施肥機）、牽引作業機等であってもよい。

また、本発明は、白色、赤色などの色に限られないことは言うまでもない。

また、前記クラッチの接続の規制に代えて、エンジンの停止を行うようにしてもよい。

なお、本発明に関連した発明のプログラムは、上述された本発明の実施の形態の全部または一部の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明に関連した発明の記録媒体は、上述された本発明に実施の形態の全部または一部の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、読取られたプログラムがコンピュータと協働して利用されるコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

また、本発明に関連した発明のプログラムの一利用形態は、インターネット、光、電波または音波などのような伝送媒体の中を伝送され、コンピュータにより読取られ、コンピュータと協働して動作するという形態であってもよい。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）などが含まれる。

また、コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのような純然たるハードウェアに限らず、ファームウェア、ＯＳ（Operating System）、そしてさらに周辺機器を含んでもよい。

なお、上述されたように、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現されてもよいし、ハードウェア的に実現されてもよい。

本発明における作業車両の状態判断システムは、作業機を装着した走行車体が路上走行しても良い状態であるか否かを判定して、作業機を装着した状態でも安全に走行でき、耕運機を搭載したトラクタなどのような作業車両に有用である。

１ トラクタ（作業車両）
２ 走行車体
３ 車体フレーム
４、５ 前輪、後輪
７ 操縦部
８ 操縦席
９ ステアリングホイール
１０ミッションケース
１０ａクラッチ
１１ メータパネル
１２ 昇降装置
２６ リフトアームセンサ
３０ 車体測位装置
３１ 灯火装置
３１ｆ 前方の灯火装置
３１ｒ 後方の灯火装置
４０ 制御装置
４４ 灯火装置
９０ 上げ高さダイヤル
９１ 公道走行ボタン
１００ 情報端末
１００ａ 表示画面
１０１ カメラ
１０２ 記憶部
１０３ 制御部
１０４ 距離測定手段
２００ 前方画像
２０１ 後方画像
２２３ モード選択スイッチ
Ｅ エンジン
Ｍ、Ｎ、Ｒ、Ｒ’ 表示
Ｐ、Ｐ’、Ｓ、Ｓ’ 吹き出し画像
Ｓａ 航法衛星
Ｗ 作業機

Claims (10)

1. エンジンから駆動輪への動力伝達を入り切りするクラッチを有する走行車体と、前記走行車体に装着された作業機とを備えた作業車両の状態判断システムであって、
   前記走行車体に設けられた灯火装置と、
   カメラを有する情報端末と、を備え、
   前記情報端末は、前記カメラから前記作業車両の全体の最後部および最前部までの距離を測定する距離測定手段を有し、
   前記情報端末は、少なくとも前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置および後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データを有し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像２００のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データと、前記前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の前方の最外側の灯火装置との間の前方側距離を算出し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データと、前記後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の後方の最外側の灯火装置との間の後方側距離を算出し、
   前記情報端末は、前記前方側距離および前記後方側距離が所定の距離を超えるかどうか判断し、
   前記前方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、また
   前記後方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、
   前記走行車体のクラッチの接続が規制されることを特徴とする、作業車両の状態判断システム。
2. 前記情報端末は、超えると判断した場合は、前記前方画像、前記後方画像のデータを前記走行車体の制御装置に送信し、
   前記制御装置は、前記それぞれの所定の色の表示の認識と、前記クラッチの接続を規制する、請求項１記載の作業車両の状態判断システム。
3. 前記所定の距離を超える場合は、
   前記情報端末が、前記前方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合、または
   前記情報端末が、前記後方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合は、
   前記クラッチの接続を規制する旨の信号を前記走行車体へ送信し、
   前記走行車体の制御装置は前記クラッチの接続を規制する、請求項１記載の作業車両の状態判断システム。
4. さらに、前記後方画像において所定の図形の形状をした標識を検出しなければ、前記クラッチの接続を規制する、請求項１に記載の作業車両の状態判断システム。
5. エンジンから駆動輪への動力伝達を入り切りするクラッチを有する走行車体と、前記走行車体に装着された作業機とを備えた作業車両の状態判断システムであって、
   前記走行車体に設けられた灯火装置と、
   カメラを有する情報端末と、を備え、
   前記情報端末は、前記カメラから前記作業車両の全体の最後部および最前部までの距離を測定する距離測定手段を有し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の左右の全幅データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データから、前記作業車両全体の前方側全幅を算出し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の左右の全幅データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データから、前記作業車両全体の後方側全幅を算出し、
   前記情報端末は、前記前方側全幅または前記後方側全幅が所定の大きさを超えるかどうか判断し、超える場合は、
   前記前方画像および後方画像の前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色彩パターンの表示が認識されなければ、前記クラッチの接続を規制する、作業車両の状態判断システム。
6. さらに、前記後方画像において所定の図形の形状をした標識を検出しなければ、前記クラッチの接続を規制する、請求項５に記載の作業車両の状態判断システム。
7. 前記情報端末は、少なくとも前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置および後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データを有し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最前部までの距離データと、前記前方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の前方の最外側の灯火装置との間の前方側距離を算出し、
   前記情報端末は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像のデータの画像認識で得られた、画像上における前記作業車両全体の最外側の位置データと、前記カメラから前記作業車両全体の最後部までの距離データと、前記後方から見た前記走行車体の最外側の灯火装置の前記走行車体上の位置データとに基づいて、前記作業車両全体の最外側から、前記走行車体の後方の最外側の灯火装置との間の後方側距離を算出し、
   前記情報端末は、前記前方側距離および前記後方側距離が所定の距離を超えるかどうか判断し、
   前記前方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の前方から撮影した前方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、また
   前記後方側距離が超える場合は、前記カメラによって前記作業車両の後方から撮影した後方画像において前記作業機の左右両端位置近傍に所定の色の表示が認識されなければ、
   前記走行車体のクラッチの接続が規制されることを特徴とする、請求項５記載の作業車両の状態判断システム。
8. 前記情報端末は、超えると判断した場合は、前記前方画像、前記後方画像のデータを前記走行車体の制御装置に送信し、
   前記制御装置は、前記それぞれの所定の色の表示の認識と、前記クラッチの接続を規制する、請求項７記載の作業車両の状態判断システム。
9. 前記所定の距離を超える場合は、
   前記情報端末が、前記前方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合、または
   前記情報端末が、前記後方画像において、少なくとも、前記作業機の左右両端位置近傍の領域を含む画面を前記情報端末に表示して作業者が左右両端位置近傍の状態を確認出来るようにし、その後、その作業者によって予め決められた位置に所定の色の表示があることを確認する操作が行われない場合は、
   前記クラッチの接続を規制する旨の信号を前記走行車体へ送信し、
   前記走行車体の制御装置は前記クラッチの接続を規制する、請求項７記載の作業車両の状態判断システム。
10. 前記クラッチの接続の規制に代えて、エンジンの停止を行う、請求項１乃至９の何れかに記載の作業車両の状態判断システム。

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