JP7242292B2 - 作業車両 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された作業車両は、車両の周囲を撮影するカメラ素子と、カメラ素子の撮影方向の照度を検出する照度センサと、カメラ素子の撮影方向を照らす照明装置と、これらを制御するカメラモジュール制御部と、を備えている。カメラモジュール制御部は、照度センサの検出照度が所定の照度よりも低いとき、照明装置を自動的に点灯させる照明装置自動点灯手段を備えている。
また、前記制御装置は、前記走行車体の現在位置と前記目標走行経路に基づいて前記走行車体の移動先方向を取得する移動先取得部を備え、前記記憶部には、前記移動先方向と前記点灯パターンとを前記移動先方向を照射する照明灯が点灯するように対応付ける対応付けテーブルが記憶されており、前記点灯パターン選択部は、前記移動先取得部により取得される移動先方向に対応する点灯パターンを前記対応付けテーブルから選択する。
また、作業車両は、前記カメラで撮影された画像の鮮明度を評価する評価部を備え、前記制御装置は、前記評価部により評価された鮮明度に基づいて前記照明灯の点灯に関する制御の変更を行う。
また、前記制御装置は、前記評価部により評価された鮮明度に基づいて、前記カメラの撮影方向を照らす照明灯の照度を変更する。
また、前記照明灯は、前記走行車体の前部に取り付けられた複数の前照灯を含む。
また、前記表示装置は、前記走行車体から離れた位置に配置可能な携帯端末である。
図1は作業車両1の一実施形態を示す側面図であり、図2は作業車両1の一実施形態を示す平面図である。本実施形態の作業車両1はトラクタ1であるため、以下、作業車両1がトラクタ1であるとして説明する。但し、作業車両1はトラクタに限定されない。
以下、トラクタ1の運転席11に着座した運転者の前側(図1、図2の矢印A1方向)を前方、運転者の後側(図1、図2の矢印A2方向)を後方、運転者の左側(図2の矢印B1方向)を左方、運転者の右側(図2の矢印B2方向)を右方として説明する。また、トラクタ1の前後方向(図1、図2の矢印K1方向)に直交する方向である水平方向(図2の矢印K2方向)を車体幅方向として説明する。
とを有している。車体フレーム6は、車体3の前後方向に延びている。車体フレーム6には、原動機9が搭載されている。本実施形態の場合、原動機9はエンジン9である。クラッチハウジング7は、エンジン9の後部に連設されており、クラッチを収容している。ミッションケース8は、クラッチハウジング7の後部に連結されており、変速装置や後輪差動装置等を収容している。変速装置は、主変速装置と副変速装置とを含む。車体3の後方(ミッションケース8の後方)にはPTO軸10が突出している。
車体3には、運転席11と、運転席11を囲うキャビン12が搭載されている。運転席11の前方には、ステアリングハンドル13が設けられている。ステアリングハンドル13は、パワーステアリング機構を介して左右の前輪4Fと連携している。運転席11の周囲(右前方)には、表示装置14が設けられている。表示装置14は、例えば、タッチパネル式の液晶ディスプレイ(液晶モニタ)から構成される。
装着部5は、車体3の後部に設けられている。装着部5は、地面(圃場)に対して作業を行う対地作業機をトラクタ1の後部に連結するための部分である。対地作業機は、PTO軸10から伝達される駆動力によって駆動する。対地作業機としては、ロータリ耕耘機、草刈機、散布機(肥料、薬剤等の散布)、播種機等を例示することができるが、これらに限定されない。装着部5は、油圧シリンダ等のアクチュエータにより駆動して対地作業機を上昇又は下降させる昇降装置である。装着部5は、3点リンク機構から構成されている。
前照灯18は、走行車体2の前部に設けられている。前照灯18は、第1前照灯18Aと第2前照灯18Bとを含む。第1前照灯18Aは、ボンネット16の前部の左側に配置されており、トラクタ1の前方左側を照らすことができる。第2前照灯18Bは、ボンネット16の前部の右側に配置されており、トラクタ1の前方右側を照らすことができる。
Y3で示されている。第4作業灯19Dの照射方向及び照射範囲は符号Y4で示されている。第5作業灯19Eの照射方向及び照射範囲は符号Y5で示されている。第6作業灯19Fの照射方向及び照射範囲は符号Y6で示されている。但し、図3Aに示した照射方向及び照射範囲は、説明のための一例であって、適宜変更することができる。
図1、図2に示すように、トラクタ1は複数のカメラ20を備えている。複数のカメラ20は、走行車体2に設けられており、走行車体2の周囲を撮影する。カメラ20は、キャビン12のルーフ12aに設けられている。カメラ20は、例えば、広角の可視光用CCDカメラである。カメラ20は、第1カメラ20A、第2カメラ20B、第3カメラ20C、第4カメラ20Dを含む。各カメラ(第1カメラ20A、第2カメラ20B、第3カメラ20C、第4カメラ20D)は、撮影方向が斜め下向きとなる傾斜姿勢で配置されている。
また、本実施形態では、カメラ20の数は4台であるが、4台には限定されず、5台以上(例えば、6台や8台)とすることもできる。但し、カメラ20の数及び向きは、少なくともトラクタ1の前方、後方、左方、右方を撮影可能な数及び向きに設定される。
測位装置22は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)を利用して走行車体2(車体3)の位置及び方位を測定する。詳しくは、測位装置22は、GNSS衛星からの電波を受信して得た測位データと、基準局から送信された測位データとに基づいて、走行車体2(車体3)の位置及び方位を求める。
トラクタ1は、操作具27の1つとして手動運転モードと自動運転モードとを切り換え可能な切換スイッチを備えている。制御装置15は、切換スイッチが自動運転モードに切り換えられたときに、走行車体2の自動走行に関する制御を行う自動走行制御部15cを備えている。自動走行制御部15cは、走行車体2の自動走行に関する制御を行うための制御プログラムを有しており、当該制御プログラムに基づいて走行車体2の自動走行に関する制御を行う。
移動先方向取得部15dは、測位装置22により取得されたトラクタ1(走行車体2)の現在位置と目標走行経路R1に基づいて、トラクタ1の移動先方向を取得する。例えば、図5において、トラクタ1がA地点にあるとき、移動先方向取得部15dは「前方」をトラクタ1の移動先方向として取得する。トラクタ1がB地点にあるとき、移動先方向取得部15dは「右方」をトラクタ1の移動先方向として取得する。トラクタ1がC地点にあるとき、移動先方向取得部15dは「左方」をトラクタ1の移動先方向として取得する。
また、トラクタ1は、監視装置24を備えている。
図4に示すように、監視装置24は、カメラ20及び画像処理部25を有している。
表示装置14は、運転席11に作業者が座ってトラクタ1が走行する場合には運転席11の周囲に設けられる(図1参照)が、運転席11に作業者が座らずに作業車両1が走行する場合には、スマートフォン(多機能携帯電話)やタブレット端末等の携帯端末が表示装置14として使用される。この場合、表示装置14は、トラクタ1(走行車体2)から離れた位置に配置可能な携帯端末となる。表示装置14が携帯端末である場合、画像処理部25は無線通信によって生成した画像を表示装置14に送信して表示させる。これにより、作業者は、トラクタ1の外部にある携帯端末(表示装置14)を介してカメラ20により撮影された画像を見ることができ、トラクタ1の自動走行を離れた位置から監視(遠隔監視)することが可能となる。
照度であっても、第1照度センサ21Aで計測された照度と第2照度センサ21Bで計測された照度の差が予め定められた所定範囲外の差である場合、撮影方向とそれ以外の方向との明暗差が大きすぎるために、カメラ20により撮影されて表示装置14に表示される画像の画質は、撮影対象物を認識しにくい「不良」となる。
図3Aに示す点灯パターン1は、複数の照明灯17(前照灯18、作業灯19)の全てが点灯したパターンである。図3Bに示す点灯パターン2は、第1前照灯18A、第2前照灯18B、第1作業灯19A、第2作業灯19Bが点灯したパターンである。図3Cに示す点灯パターン3は、第2前照灯18B、第2作業灯19B、第4作業灯19D、第6作業灯19Fが点灯したパターンである。図3Dに示す点灯パターン4は、第1前照灯18A、第1作業灯19A、第3作業灯19C、第5作業灯19Eが点灯したパターンである。図3Eに示す点灯パターン5は、第1前照灯18A、第2前照灯18B、第1作業灯19A、第2作業灯19B、第5作業灯19E、第6作業灯19Fが点灯したパターンである。図3Fに示す点灯パターン6は、第1前照灯18A、第2前照灯18B、第1作業灯19A、第2作業灯19B、第3作業灯19C、第5作業灯19E、第6作業灯19Fが点灯したパターンである。図3Gに示す点灯パターン7は、第2作業灯19B、第4作業灯19D、第6作業灯19Fが点灯したパターンである。図3Hに示す点灯パターン8は、第1前照灯18A、第2前照灯18B、第2作業灯19B、第4作業灯19D、第6作業灯19Fが点灯したパターンである。
さらに、制御装置15の記憶部には、トラクタ1(走行車体2)の移動先方向と点灯パターンとを対応付ける対応付けテーブルT2(図7参照)が記憶されている。対応付けテーブルT2には、移動先方向取得部15dにより取得された「移動先方向」と点灯パターンテーブルT1に記憶された「点灯パターン」とが1対1で対応付けられて記憶されている。尚、図7に示した対応付けテーブルT2は、移動先方向と点灯パターンの対応付けの組み合わせのうち一部のみを例示したものである。
移動先方向である前方を照射する照明灯17が点灯する「点灯パターン2」(図3B参照)が対応付けられている。移動先方向の「右方」に対して、走行車体2の移動先方向である右方を照射する照明灯17が点灯する「点灯パターン3」(図3C参照)が対応付けられている。移動先方向の「左方」に対して、走行車体2の移動先方向である左方を照射する照明灯17が点灯する「点灯パターン4」(図3D参照)が対応付けられている。
灯することができる。
また、点灯パターン選択部15fは、画質予測部15gで予測される画質が撮影対象物の認識に適した画像となる所定条件を満たすように点灯パターンを選択する構成としてもよい。この場合、点灯パターン選択部15fは、目標走行経路に基づいて記憶部に記憶された点灯パターンのうち走行車体2の方向転換後の移動先方向を照らす点灯パターンであって、且つ、画質予測部15gで予測される画質が撮影対象物の認識に適した画像となる所定条件を満たすように点灯パターンを選択する。
また、この構成において、カメラ20により撮影されて表示装置14により表示される画像を撮影対象物の認識に適した画像とするために、制御装置15が照明灯17(前照灯18、作業灯19)の照度(明るさ)及び/又は照射方向を変更する制御を行うように構成してもよい。
ーン」として点灯パターン6(図3F参照)が対応付けられている。
画像の明るさに基づく評価では、画像全体の明るさが予め設定された適正範囲(以下、「第1適正範囲」という)内にあるか否かを判断する。コントラストに基づく評価では、画像の最も明るい部分と最も暗い部分の明るさの差が予め設定された適正範囲(以下、「第2適正範囲」という)内にあるか否かを判断する。具体的には、例えば、画像内に複数の領域を設定し、最も明るい領域と最も暗い領域の明るさの差が第2適正範囲内にあるか否かを判断する。
が適正範囲内にあるため、画像の鮮明度を「良」と評価する。この場合、表示装置14に表示される撮影画像G1は、撮影対象物の認識に適した画像であり、制御装置15による照明灯17の点灯に関する制御の変更は行われない。
方向を照らす照明灯17の照度を変更する。
以下、具体例を挙げて説明する。
撮影画像が図10Fに示す画像である場合、評価部15hは画像の鮮明度を「不良(左部明るさ過剰)」と評価する。制御装置15はこの評価に基づき、照明灯17の点灯に関する制御の変更を行う。具体的には、制御装置15は、第1カメラ20Aの撮影方向(前方)を照らす複数の照明灯(第1前照灯18A、第2前照灯18B、第1作業灯19A、第2作業灯19B)のうち、明るさが過剰な方向を照らす照明灯(例えば、第1作業灯19A)を点灯状態から消灯状態に変更する(図11B参照)。或いは、制御装置15は、明るさが過剰な方向を照らす照明灯(例えば、第1作業灯19A)の照度を暗くなるように変更する。これにより、撮影画像の左部が暗くなって、図10Aに示す適正な鮮明度を有する画像となる。
上記作業車両1によれば、以下に述べる効果を奏する。
作業車両1は、目標走行経路R1に沿って自動走行する走行車体2と、走行車体2に設けられ且つ夫々異なる方向を照らす複数の照明灯17と、自動走行時に照明灯17の点灯に関する制御の変更を行う制御装置15と、を備えている。
また、制御装置15は、走行車体2が方向転換する前に、目標走行経路R1に基づいて複数の照明灯17のうち方向転換後の移動先方向を照らす照明灯を点灯する。
また、作業車両1は、走行車体2に設けられ且つ走行車体2の周囲を撮影するカメラ20と、カメラ20で撮影された画像の鮮明度を評価する評価部15hと、カメラ20で撮影された画像を表示する表示装置14と、を備え、制御装置15は、評価部15hにより評価された鮮明度に基づいて照明灯17の点灯に関する制御の変更を行う。
また、制御装置15は、評価部15hにより評価された鮮明度に基づいて、カメラ20の撮影方向を照らす複数の照明灯のうち1又は複数の照明灯を選択して点灯する。
また、制御装置15は、評価部15hにより評価された鮮明度に基づいて、カメラ20の撮影方向を照らす照明灯17の照度を変更する。
また、制御装置15は、複数の照明灯17のうち点灯する照明灯と消灯する照明灯との組み合わせを定めた複数の点灯パターンを記憶する記憶部と、目標走行経路に基づいて記憶部に記憶された点灯パターンのうち走行車体2の方向転換後の移動先方向を照らす点灯パターンを選択する点灯パターン選択部15fと、を有している。
また、走行車体2の周囲の照度を計測する照度センサ21を備え、点灯パターン選択部15fは、照度センサ21で計測された照度に基づいて点灯パターンを選択する。
また、走行車体2に設けられ且つ走行車体2の周囲を撮影するカメラ20と、カメラ20で撮影された画像を表示する表示装置14と、を備え、制御装置15は、照度センサ21で計測された照度に基づいて表示装置14に表示される画像の画質を予測する画質予測部15gを有し、点灯パターン選択部15fは、画質予測部15gで予測される画質が撮影対象物の認識に適した画像となる所定条件を満たすように点灯パターンを選択する。
また、走行車体2に搭載されたキャビン12を備え、照明灯17は、キャビン12の上部に取り付けられた複数の作業灯19を含む。
また、照明灯17は、走行車体2の前部に取り付けられた複数の前照灯18を含む。
この構成によれば、キャビン12の上部に取り付けられた複数の作業灯19と走行車体2の前部に取り付けられた複数の前照灯18によって方向転換後の移動先方向を照らすことができるため、確実に移動先方向を照らすことができる。
この構成によれば、作業者は、走行車体2から離れた位置において表示装置(携帯端末)14を介してカメラ20により撮影された画像を見ることができる。そのため、適切な照明により鮮明な画像が表示された表示装置14を見て、トラクタ1の自動走行を離れた位置から監視(遠隔監視)することが可能となる。
2 走行車体
12 キャビン
14 表示装置
15 制御装置
15f 点灯パターン選択部
15g 画質予測部
15h 評価部
17 照明灯
18 前照灯
19 作業灯
20 カメラ
21 照度センサ
R1 目標走行経路
Claims (9)
- 予め設定された目標走行経路に沿って自動走行する走行車体と、
前記走行車体に設けられ且つ夫々異なる方向を照らす複数の照明灯と、
前記自動走行時に前記照明灯の点灯に関する制御の変更を行う制御装置と、
前記走行車体に設けられ且つ前記走行車体の周囲を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像を表示する表示装置と、
前記走行車体の周囲の照度を計測する照度センサと、
を備え、
前記照度センサは、前記カメラの撮影方向の照度を計測する第1照度センサと、前記カメラの撮影方向以外の照度を計測する第2照度センサと、を含み、
前記制御装置は、前記走行車体が方向転換する前に、前記目標走行経路に基づいて前記複数の照明灯のうち方向転換後の移動先方向を照らす照明灯を点灯する制御を行うものであって、
前記複数の照明灯のうち点灯する照明灯と消灯する照明灯との組み合わせを定めた複数の点灯パターンを記憶する記憶部と、
前記目標走行経路に基づいて前記記憶部に記憶された点灯パターンのうち走行車体の方向転換後の移動先方向を照らす点灯パターンを選択する点灯パターン選択部と、
前記照度センサで計測された照度に基づいて前記表示装置に表示される画像の画質を予測する画質予測部と、
を有し、
前記点灯パターン選択部は、前記照度センサで計測された照度に基づいて、前記画質予測部で予測される画質が撮影対象物の認識に適した画像となる所定条件を満たすように前記点灯パターンを選択し、
前記所定条件は、前記第1照度センサで計測された照度が予め定められた所定範囲内の照度であって、且つ、前記第1照度センサで計測された照度と前記第2照度センサで計測された照度の差が予め定められた所定範囲内の差である、という条件である作業車両。 - 前記制御装置は、前記走行車体の現在位置と前記目標走行経路に基づいて前記走行車体
の移動先方向を取得する移動先取得部を備え、
前記記憶部には、前記移動先方向と前記点灯パターンとを前記移動先方向を照射する照
明灯が点灯するように対応付ける対応付けテーブルが記憶されており、
前記点灯パターン選択部は、前記移動先取得部により取得される移動先方向に対応する
点灯パターンを前記対応付けテーブルから選択する請求項1に記載の作業車両。 - 予め設定された目標走行経路に沿って自動走行する走行車体と、
前記走行車体に設けられ且つ夫々異なる方向を照らす複数の照明灯と、
前記自動走行時に前記照明灯の点灯に関する制御の変更を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記走行車体が方向転換する前に、前記目標走行経路に基づいて前記複数の照明灯のうち方向転換後の移動先方向を照らす照明灯を点灯する制御を行うものであって、
前記複数の照明灯のうち点灯する照明灯と消灯する照明灯との組み合わせを定めた複数の点灯パターンを記憶する記憶部と、
前記目標走行経路に基づいて前記記憶部に記憶された点灯パターンのうち走行車体の方向転換後の移動先方向を照らす点灯パターンを選択する点灯パターン選択部と、
前記走行車体の現在位置と前記目標走行経路に基づいて前記走行車体の移動先方向を取得する移動先取得部と、
前記走行車体の後部に装着される対地作業機により行われた作業跡の方向である作業跡方向を取得する作業跡方向取得部と、
を有し、
前記記憶部には、前記移動先方向と前記点灯パターンとを前記移動先方向を照射する照明灯が点灯するように対応付ける対応付けテーブルが記憶されており、
前記対応付けテーブルは、前記移動先方向と前記作業跡方向との組み合わせに対して前記点灯パターンが対応付けられており、
前記点灯パターン選択部は、前記移動先取得部により取得される移動先方向に対応する点灯パターンであって、前記照明灯が前記移動先方向と前記作業跡方向の両方を照らす点灯パターンを前記対応付けテーブルから選択する作業車両。 - 前記カメラで撮影された画像の鮮明度を評価する評価部を備え、
前記制御装置は、前記評価部により評価された鮮明度に基づいて前記照明灯の点灯に関する制御の変更を行う請求項1に記載の作業車両。 - 前記制御装置は、前記評価部により評価された鮮明度に基づいて、前記カメラの撮影方向を照らす複数の照明灯のうち1又は複数の照明灯を選択して点灯する請求項4記載の作業車両。
- 前記制御装置は、前記評価部により評価された鮮明度に基づいて、前記カメラの撮影方向を照らす照明灯の照度を変更する請求項4に記載の作業車両。
- 前記走行車体に搭載されたキャビンを備え、
前記照明灯は、前記キャビンの上部に取り付けられた複数の作業灯を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の作業車両。 - 前記照明灯は、前記走行車体の前部に取り付けられた複数の前照灯を含む請求項7に記載の作業車両。
- 前記表示装置は、前記走行車体から離れた位置に配置可能な携帯端末である請求項1,2,4~6のいずれか1項に記載の作業車両。
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