KR102319777B1 - 장해물 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

장해물 검출 장치는 초음파 센서와, 수신한 초음파의 강도가 임계값을 초과한 경우에 장해물 검출을 행하는 장해물 검출부와, 초음파 센서의 근방에 위치하는 단거리 검출 구역에 있어서의 장해물 검출에 사용되는 임계값으로서 단거리 임계값을 설정함과 아울러, 단거리 검출 구역보다 초음파 센서로부터 멀리 떨어진 장거리 검출 구역에 있어서의 장해물 검출에 사용되는 임계값으로서 단거리 임계값보다 낮은 장거리 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비한다. 단거리 검출 구역은 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 이상인 구역이며, 장거리 검출 구역은 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 미만인 구역이다.

Description

장해물 검출 장치
본 발명은 차체에 작업 장치를 장착한 작업차를 위한 장해물 검출 장치에 관한 것이다.
초음파는 환경 조건에 따라, 전파 방향 및 전파 방향에 직교하는 방향에서의 음압 분포가 변동한다. 이러한 변동에 대한 대책이, 초음파를 사용한 장해물 검출 장치에는 필요하다. 예를 들면, 외기의 온도나 습도에 의해 초음파의 감쇠가 다르다는 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에 의한 차량에 탑재되는 장해물 검출 장치에서는 외기 온도와 외기 습도에 따라 장해물 검출을 위한 임계값을 조정함으로써 외기의 온도나 습도에 좌우되지 않고 안정되게 장해물을 검출하려고 하고 있다.
또한, 특허문헌 2에 의한 차량에 탑재되는 장해물 검출 장치는 수신한 반사파의 신호 레벨이 소정의 임계값을 초과한 경우에 장해물을 검출하는 것이며, 차량이 후진으로부터 전진으로 변화한 경우, 차량 후방 코너부의 장해물 검출기의 임계값을 차량 후진시에 사용하는 임계값보다 낮게 하고, 차량이 전진으로부터 후진으로 변화한 경우, 차량 전방 코너부의 장해물 검출기의 임계값을 차량 전진시에 사용하는 임계값보다 낮게 하고 있다. 이것에 의해, 차량 후진시에 있어서는 차량의 전방 코너부에 의해 말려들게 할 가능성이 있는 장해물을 양호하게 검출하고, 차량 전진시에 있어서는 차량의 후방 코너부에 의해 말려들게 할 가능성이 있는 장해물을 양호하게 검출하려고 하고 있다.
초음파 센서에서는 그 발신원으로서 압전 소자 등의 진동자가 사용되고 있으며, 진동자로부터 멀리 떨어진 위치에서는 전파 방향 및 전파 방향에 직교하는 방향에 있어서의 음압 분포가 거의 똑같아지므로, 적정한 수신 신호의 증폭이나 임계값의 조정에 의해 양호하게 장해물을 검출할 수 있다. 그러나, 초음파 센서의 근방, 즉 진동자에 가까운 구역에서는 전파 방향 및 전파 방향에 직교하는 방향에 있어서의 음압 분포가 환경 조건 등에 의해 불규칙하게 흐트러지는 경우가 있다. 또한, 작업차와 같은 차체에, 차체폭을 초과하도록 작업 장치를 장착하고 있는 경우, 초음파 센서로부터 송신된 초음파가 작업 장치 및 작업 장치의 보조 기계에 의해 복잡하게 반사함으로써, 초음파 센서의 근방에서는 장해물 검출을 위해 송신된 초음파의 음장이 불규칙하게 흐트러진다. 이러한 음압 분포의 흐트러짐이 장해물의 오류 검출을 초래하지만, 이 문제는 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 의하는 바와 같은 임계값의 조정에서는 해결할 수 없다.
일본 특허 공개 2016-191614 공보 일본 특허 공개 2005-343426 공보
불규칙하게 흐트러진 음압 분포를 나타내는 단거리 구역과, 똑같은 음압 분포를 나타내는 원거리 구역을 포함시킨 장해물 검출 대상 구역에 있어서의 장해물 검출에 있어서 오류 검출이 억제되는 장해물 검출 장치가 요망되고 있다.
차체에 작업 장치를 장착한 작업차를 위한, 본 발명의 일 실시형태에 의한 장해물 검출 장치는 초음파를 송수신해서 장해물을 검출하는 초음파 센서와, 수신한 초음파의 강도가 임계값을 초과한 경우에 장해물이 존재한다고 판정하는 장해물 검출을 행하는 장해물 검출부와, 상기 초음파 센서의 근방에 위치하는 단거리 검출 구역에 있어서의 상기 장해물 검출에 사용되는 상기 임계값으로서 단거리 임계값을 설정함과 아울러, 상기 단거리 검출 구역보다 상기 초음파 센서로부터 멀리 떨어진 장거리 검출 구역에 있어서의 상기 장해물 검출에 사용되는 상기 임계값으로서 상기 단거리 임계값보다 낮은 장거리 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비하고, 상기 단거리 검출 구역은 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 이상인 구역이며, 상기 장거리 검출 구역은 상기 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 상기 소정값 미만인 구역이다.
이 구성에 의하면, 초음파 센서에 의해 장해물을 검출하는 검출 대상 구역은 단거리 검출 구역과 장거리 검출 구역으로 나누어져 있다. 단거리 검출 구역은 초음파 센서 자체의 구조적인 음장 착란 요인, 및 초음파 센서가 부착된 차체 근방의 작업 장치 등의 부재에서 초음파가 난반사함으로써 음장 착란 요인에 의거하여, 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 이상이 되는 구역이다. 장거리 검출 구역은 상기의 2개의 음장 착란 요인이 실질적으로 없어지고, 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 미만이 되는 구역이다. 장거리 검출 구역으로부터의 반사파를 나타내는 시간 구역에서는 표준적으로 정해져 있는 임계값(적정 환경에서 검출된 표준 반사체로부터의 수신 초음파의 강도에 의거하여 결정됨)이 그대로 장거리 임계값으로서 사용된다. 이에 대하여, 단거리 검출 구역에서는 장거리 임계값보다 높은값을 갖는 단거리 임계값이 사용된다. 이에 따라, 단거리 검출 구역에 있어서의 장해물의 오류 검출이 저감된다.
단거리 검출 구역과 원거리 검출 구역의 경계선은 반드시 명확하지 않고, 어느 정도의 폭이 있다. 이 때문에, 본 발명의 바람직한 실시형태에서는 상기 단거리 검출 구역과 상기 장거리 검출 구역 사이에 중거리 검출 구역이 할당되고, 상기 중거리 검출 구역에서는 상기 임계값으로서 상기 단거리 임계값과 상기 장거리 임계값 사이의 값을 갖는 중거리 임계값이 설정된다. 이에 따라, 단거리 검출 구역과 원거리 검출 구역의 경계가 명확하지 않아도, 그들의 사이에 이행 구역으로서의 중거리 검출 구역이 설정되어 중간의 경계값이 설정되므로, 단거리 검출 구역과 원거리 검출 구역 사이의 장해물 검출의 이행이 양호해진다.
초음파의 전파 방향에서의 음압 분포는 비교적 매끄러운 곡선으로 나타낼 수 있는 초음파의 거리 감쇠에 크게 의존하므로, 수신 신호의 시간축에 따른 증폭으로 간단하게 대처할 수 있다. 그러나, 송신 초음파의 전파 방향에 대한 직교 평면에서의 음압 분포는 주변으로부터의 노이즈(난반사 등)의 영향을 받기 쉽고, 미소 전파 시간의 사이에 있어서도 큰 변동이 생길 수 있다. 그러한 경우에는 거리 감쇠에 근거하여 수신 신호의 시간축에 따른 증폭에서는 대처할 수 없다. 이 때문에, 미소 전파 시간의 사이에 있어서의 직교 평면에 있어서의 음압 격차에 근거하여 단거리 검출 구역을 결정하는 것이 바람직하다.
단거리 검출 구역에 있어서의 음장은 상당히 흐트러져 있으므로, 장해물의 오류 검출을 회피하기 위해서는 충분히 큰 강도를 갖는 수신 신호만을 장해물의 존재와 관련 짓는 쪽이 낫다. 이 때문에, 본 발명의 바람직한 실시형태 중 1개에서는 상기 단거리 임계값은 상기 장거리 임계값의 3배 이상이고 4배 이하로 설정되어 있다.
작업 장치의 폭이 차체폭보다 크고, 작업 장치의 일부가 차체로부터 측방으로 돌출되는 경우, 차체는 장해물을 회피할 수 있어도 작업 장치가 장해물에 충돌할 가능성이 있다. 따라서, 차체의 측단으로부터 작업 장치의 측단까지의 길이가 차체 주행에 의해 만들어 내는 작업차의 궤적폭이 된다. 이 궤적폭에 의해 만들어 내는 구역은 작업차의 주행시에, 차체는 회피할 수 있어도 작업 장치는 회피할 수 없는 장해물의 구역인 것으로부터, 장해물 검출의 중요한 검출 대상 구역이 된다. 게다가, 이 검출 대상 구역은 난반사가 많은 영역이며, 초음파 센서의 표준적인 임계값에서는 오류 검출이 생기기 쉬워진다. 이 것으로부터, 이 검출 대상 구역의 장해물 검출에는 본 발명에 의한 장해물 검출 장치의 적용이 바람직하다. 이 때문에, 본 발명의 바람직한 실시형태 중 1개에서는 상기 작업 장치의 폭은 차체폭보다 크고, 상기 초음파 센서는 상기 차체에 부착되고, 상기 초음파 센서의 검출 영역은 상기 작업 장치의 주행 궤적으로부터 상기 차체의 주행 궤적을 제외한 영역으로 되어 있다.
도 1은 본 발명에 의한 장해물 검출 장치를 탑재한 작업차의 일례인 트랙터의 측면도이다.
도 2는 트랙터에 배치된 장해물 검출 센서군을 나타내는 트랙터의 개략 평면도이다.
도 3은 트랙터의 제어계를 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 장해물 검출 처리 유닛의 기능 블록도이다.
도 5는 초음파 전파 방향에서의 단거리 검출 구역과 원거리 검출 구역을 설명하는 설명도이다.
도 6은 단거리 임계값과 중거리 임계값과 장거리 임계값의 관계를 나타내는 모식도이다.
다음에, 도면을 이용하여, 본 발명에 의한 자동 주행 작업차의 실시형태 중 1개를 설명한다. 또한, 본 명세서에서는 특별히 언급되지 않는 한, 「전」은 기체 전후 방향(주행 방향)에 관해서 전방을 의미하고, 「후」는 기체 전후 방향(주행 방향)에 관해서 후방을 의미한다. 또한, 좌우 방향 또는 횡 방향은 기체 전후 방향에 직교하는 기체 횡단 방향(기체 폭 방향)을 의미한다. 「상」 또는 「하」는 기체의 연직 방향(수직 방향)에서의 위치 관계이며, 지상 높이에 있어서의 관계를 나타낸다.
도 1에 나타내고 있는 바와 같이, 이 트랙터는 전륜(11)과 후륜(12)에 의해 지지된 차체(1)의 중앙부에 조종부(20)가 설치되어 있다. 차체(1)의 후방부에는 유압식의 승강 기구(31)를 통해서 로터리 경전 장치인 작업 장치(30)가 장착되어 있다. 전륜(11)은 조향륜으로서 기능하고, 그 조타각을 변경함으로써 트랙터의 주행 방향이 변경된다. 전륜(11)의 조타각은 조타 기구(13)의 동작에 의해 변경된다. 조타 기구(13)에는 자동 조타를 위한 조타 모터(14)가 포함되어 있다. 수동 주행시에는 전륜(11)의 조타는 조종부(20)에 배치되어 있는 스티어링휠(22)의 조작에 의해 가능하다. 트랙터의 캐빈(21)에는 GNSS(global navigation satellite system) 모듈로서 구성되어 있는 위성 측위 모듈(80)이 설치되어 있다. 위성 측위 모듈(80)의 구성 요소로서, GNSS 신호(GPS 신호를 포함)를 수신하기 위해 위성용 안테나가 캐빈(21)의 천장 영역에 부착되어 있다. 또한, 위성 항법을 보완하기 위해서, 위성 측위 모듈(80)에 자이로 가속도 센서나 자기 방향 센서를 조립한 관성 항법 모듈을 조합시키는 것도 가능하다. 물론, 관성 항법 모듈은 위성 측위 모듈(80)과는 다른 장소에 형성해도 좋다.
도 2에 개략적으로 나타내고 있는 바와 같이, 트랙터의 차체(1)에는 주행의 장해가 되는 장해물을 검출하는 장해물 센서군(7)이 배치되어 있다. 장해물 센서군(7)에는, 장해물 센서로서 음파 탐지기라고 불리는 초음파 센서(71), 및 라이더라고 불리는 레이저 스캐너(72)가 포함되어 있다. 초음파 센서(71)는 차체(1)의 전후 좌우로 2개씩, 합계 8개 설치되어 있고, 차체(1)의 가까이 위치하는 장해물을 차체의 거의 전체 방향에서 검출한다. 레이저 스캐너(72)는 차체(1)의 전후로 1개씩, 합계 2개 설치되어 있고, 차체(1)의 전진 방향 및 후진 방향에서 멀리 떨어져 위치하는 장해물을 검출한다.
도 3에는 이 트랙터에 구축되어 있는 제어계가 나타내어져 있다. 이 제어계에서는 서로 차재 LAN을 통해서 접속되어 있는 제 1 제어 유닛(4)과 제 2 제어 유닛(5)이 구비되어 있다. 장해물 센서군(7)으로부터의 검출 신호는 입출력 인터페이스(6)를 통해서 제 1 제어 유닛(4)으로 보내진다. 장해물 검지 유닛으로서 기능하는 제 1 제어 유닛(4)에는 초음파 센서 신호 처리부(4A)와 레이저 스캐너 신호 처리부(4B)가 포함되어 있다. 초음파 센서 신호 처리부(4A)는 초음파 센서(71)로부터의 검출 신호에 의거하여 장해물을 검출하고, 입출력 인터페이스(6)를 통해서 장해물에 관한 장해물 정보를 제 2 제어 유닛(5)으로 보낸다. 마찬가지로, 레이저 스캐너 신호 처리부(4B)는 레이저 스캐너(72)로부터의 검출 신호에 의거하여 장해물을 검출하고, 장해물에 관한 장해물 정보를 제 2 제어 유닛(5)으로 보낸다. 위성 측위 모듈(80)도, 차재 LAN을 통해서 제 2 제어 유닛(5)에 접속되어 있다.
제 2 제어 유닛(5)에는 입출력 인터페이스(6)를 통해서 차량 주행 기기군(91), 작업 장치 기기군(92), 통지 디바이스(93), 자동/수동 스위칭 조작구(94), 주행 상태 검출 센서군(81), 작업 상태 검출 센서군(82)이 접속되어 있다. 차량 주행 기기군(91)에는 차량 주행을 위해 제어되는 변속 기구나 엔진 유닛 등에 부속되는 제어 기기가 포함되어 있다. 작업 장치 기기군(92)에는 작업 장치(30)(도 1 참조)나 승강 기구(31)(도 1 참조)를 구동하기 위한 제어 기기가 포함되어 있다. 통지 디바이스(93)에는 운전자나 감시자에게 작업 주행상의 주의를 촉구하기 위한 통지를 행하는 디스플레이나 램프나 스피커 등이 포함되어 있다.
자동/수동 스위칭 조작구(94)는 자동 조타로 주행하는 자동 주행 모드와 수동 조타로 주행하는 수동 조타 모드 중 어느 하나를 선택하는 스위치이다. 예를 들면, 자동 조타 모드에서 주행 중에 자동/수동 스위칭 조작구(94)를 조작함으로써 수동 조타에서의 주행으로 스위칭할 수 있고, 수동 조타에서의 주행 중에 자동/수동 스위칭 조작구(94)를 조작함으로써 자동 조타에서의 주행으로 스위칭할 수 있다. 주행 상태 검출 센서군(81)에는 조타각이나 엔진 회전수나 변속 상태 등의 주행 상태를 검출하는 센서가 포함되어 있다. 작업 상태 검출 센서군(82)에는 작업 장치(30)(도 1 참조)의 자세, 지상 높이, 사용 폭 등의 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 센서가 포함되어 있다.
제 2 제어 유닛(5)은 작업 주행 제어부(50), 주행 경로 설정부(53), 자차 위치 산출부(54), 작업 주행 지령 생성부(55), 장해물 회피부(56)를 구비하고 있다. 주행 경로 설정부(53)는 자동 주행의 주행 목표 경로가 되는 주행 경로를 판독가능한 메모리에 격납한다. 주행 경로는 트랙터측에서 생성되어도 좋고, 트랙터 외의 컴퓨터 상에서 생성되고 나서 이 제 2 제어 유닛(5)에 다운로드되어도 좋다. 자차 위치 산출부(54)는 GPS 등을 채용한 위성 측위 모듈(80)로부터의 측위 데이터에 의거하여 차체(1)(도 1 참조)의 지도상의 좌표 위치를 자차 위치로서 산출한다. 작업 주행 지령 생성부(55)는 자동 주행시에서 있어서, 자차 위치 산출부(54)에서 산출된 자차 위치와, 주행 경로 설정부(53)에서 설정된 주행 경로의 편차량을 구하고, 이 편차량을 작게 하기 위한 주행 지령(조타 지령이나 차속 지령을 포함)을 생성한다.
작업 주행 제어부(50)에는 주행 제어부(51)와 작업 제어부(52)가 포함되어 있다. 주행 제어부(51)는 자동 주행 제어 기능(자동 주행 모드)과 수동 주행 제어 기능(수동 주행 모드)을 갖는다. 자동 주행 모드가 선택되면, 주행 제어부(51)는 작업 주행 지령 생성부(55)로부터의 주행 지령에 의거하여 차량 주행 기기군(91)에 제어 신호를 준다. 작업 제어부(52)는 작업 주행 지령 생성부(55)로부터의 작업 지령에 의거하여 작업 장치 기기군(92)에 제어 신호를 준다. 수동 주행 모드가 선택되면, 운전자에 의한 스티어링휠(22)(도 1 참조)의 조작에 근거하여 수동 주행이 행해진다. 마찬가지로, 작업 제어부(52)도 작업 장치 기기군(92)을 자동적으로 동작시키는 자동 작업 제어 기능과, 각종 조작구를 이용하여 수동으로 작업 장치 기기군(92)을 제어하는 수동 작업 제어 기능을 갖는다.
장해물 회피부(56)는 제 1 제어 유닛(4)으로부터 보내져 오는 장해물 정보에 의거하여 장해물과 차체(1)(도 1 참조) 및 작업 장치(30)(도 1 참조)의 접촉을 회피하기 위한 회피 지령을 생성하여, 작업 주행 지령 생성부(55) 또는 주행 제어부(51)에 준다. 회피 지령에는 긴급 제동, 엔진 정지, 작업 장치 정지, 주행 정지, 자동 주행 정지, 주행 경로 변경 등이 포함되어 있다. 또한, 장해물 회피부(56)는 제 1 제어 유닛(4)에 의한 장해물의 검지를 통지 디바이스(93)를 통해서 통지한다.
초음파 센서(71)와 조합하여, 장해물 검출 장치를 구성하는 초음파 센서 신호 처리부(4A)의 구성이 도 4에 나타내어져 있다. 초음파 센서 신호 처리부(4A)에는 송신부(41), 수신부(42), 증폭부(43), 장해물 검출부(44), 임계값 설정부(45), 장해물 정보 출력부(46)가 포함되어 있다.
초음파 센서(71)에는 압전 소자가 장착되어 있다. 송신부(41)는 초음파 센서(71)에 조립되어 있는 압전 소자에 펄스 전압을 보낸다. 펄스 전압에 의해 여기 된 압전 소자로부터 초음파가 송신된다. 송신된 초음파는 장해물 등 차량 주위에 존재하는 물체에 반사되고, 반사파로서 초음파 센서(71)의 압전 소자에 수신된다. 수신부(42)는 수신된 초음파의 신호(초음파 신호)를 전처리한다. 증폭부(43)는 전처리된 초음파 신호의 강도(진폭)를 시간축에 따라 증폭한다. 이 증폭은 초음파의 전파 시간(전파 거리)과 함께 감쇠하는 강도를 보상하도록 증폭 곡선에 의거하여 행해진다. 이에 따라, 초음파 신호의 강도(진폭)는 초음파 센서(71)로부터의 거리가 다르더라도 반사 특성이 같으면, 실질적으로 동일하게 되도록 고안되어 있다.
장해물 검출부(44)는 증폭부(43)에서 증폭된 수신 초음파의 강도가 임계값을 초과한 경우에, 장해물이 존재하고 있으면 판정하는 장해물 검출을 행한다. 장해물 검출의 판정 조건이 되는 임계값으로서, 임계값 설정부(45)는 단거리 임계값을 설정함과 아울러 단거리 임계값보다 낮은 장거리 임계값을 설정한다. 단거리 임계값은 초음파 센서(71)의 근방에 위치하는 단거리 검출 구역에 있어서의 장해물 검출에 사용된다. 장거리 임계값은 초음파 센서(71)로부터 멀리 떨어진 장거리 검출 구역에 있어서의 장해물 검출에 사용된다. 또한, 이 실시형태에서는 도 5에 나타내고 있는 바와 같이 단거리 검출 구역과 장거리 검출 구역 사이에 중거리 검출 구역이 더 할당되고, 이 중거리 검출 구역에서는 임계값으로서 단거리 임계값과 장거리 임계값 사이의 값을 갖는 중거리 임계값이 설정되어 있다. 도 5에서는 단거리 검출 구역은 초음파 센서(71)로부터 초음파 전파 시간(거리)에서 T1(ms: 마이크로초)까지의 구역으로 되어 있다. 중거리 검출 구역은 초음파 전파 시간(거리)에서 T1(ms)로부터 초음파 전파 시간(거리)에서 T2(ms)까지의 구역으로 되어 있고, 장거리 검출 구역은 초음파 전파 시간(거리)에서 T2(ms) 이후의 구역으로 되어 있다. 단거리 검출 구역에서 사용되는 단거리 임계값은 N-Th로 나타내어지고, 중거리 검출 구역에서 사용되는 중거리 임계값은 M-Th로 나타내어지고, 장거리 검출 구역에서 사용되는 장거리 임계값은 L-Th로 나타내어지고 있다. 임계값은 진폭 전압으로 나타내지만, 이 실시형태에서는 N-Th(단거리 임계값)는 L-Th(장거리 임계값)의 3배 이상 4배 이하로 설정되고, M-Th(중거리 임계값)는 L-Th(장거리 임계값)의 2배 이상 3배미만으로 설정되어 있다. 또한, 단거리 검출 구역의 길이(T1에 대응함)는 약 0.7m로, 중거리 검출 구역의 길이(T2-T1에 대응함)는 약 0.3m로 설정되어 있다. 또한, 중거리 검출 구역은 필수가 아니라, 단거리 검출 구역의 직후에 장거리 검출 구역을 설정해도 좋다.
단거리 검출 구역과 장거리 검출 구역은 사용되고 있는 초음파 센서(71)가 만들어 내는 음장에 있어서의 음압의 편차에 의거하여 결정된다. 즉, 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 이상인 구역이 단거리 검출 구역이라고 하고, 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 미만인 구역이 장거리 검출 구역이라고 한다. 중거리 검출 구역은 단거리 검출 구역으로부터 장거리 검출 구역으로의 이행 구역으로서, 적당히 결정할 수 있다. 도 6에, 이것이 모식적으로 나타내어져 있다. 초음파 전파 방향인 전파 시간축의 각 시점에 있어서의 초음파 전파 방향에 직교하는 면(직교 평면)에서의 음압 분포(중심점은 초음파 전파 중심으로 하고 있음)를 측정하고, 그 측정 결과로부터 각 초음파 센서(71)에 적용되는 단거리 검출 구역과 중거리 검출 구역과 장거리 검출 구역 및 단거리 임계값과 중거리 임계값과 장거리 임계값이 설정된다.
단거리 검출 구역을 구하기 위한 구체예의 1개는 초음파 센서(71)의 실제의 설치 위치에서의 측정에 의해 얻어진, 도 6에서 나타낸 바와 같은 다수의 음압 분포로부터 미소 전파 시간 간격에서의 2개의 음압 분포에 있어서의 유사도를 연산하고, 그 유사도가 작아져서 음압 분포의 변동이 매끄러워지는 시점을 단거리 검출 구역의 종료점으로 하는 것이다. 유사도의 연산 알고리즘은 여러가지 알려져 있으므로, 적절한 연산 알고리즘을 선택한다. 또한, 단거리 검출 구역을 판정하기 위해 적절한 판정 유사도(소정값)를 결정할 때에는 장해물의 오류 검출이 적은, 충분히 긴 전파 거리를 가진 구역에 있어서의 유사도와 비교해서, 장해물의 오류 검출이 빈번히 생기는 것와 같은 구역의 유사도를 찾아내고, 상기 유사도에 의거하여 판정 유사도를 결정해도 좋다.
레이저 스캐너(72)와 조합하여, 장해물 검출 장치를 구성하는 레이저 스캐너 신호 처리부(4B)의 구성은 공지의 것이 채용되고 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.
상술한 초음파 센서(71)를 사용한 장해물 검출 장치는 음압 분포가 흩어지고 있는 단거리 검출 구역과 음압 분포가 똑같은 원거리 검출 구역의 양자를 검출 구역으로 하는 개소에 설치된다. 특히, 도 1에서 나타낸 바와 같은 차체폭보다 폭이 넓은 작업 장치(30)를 장착한 트랙터에서는 작업 장치(30)의 주행 궤적으로부터 차체(1)의 주행 궤적을 제외한 내영역과 그 외측의 외영역을 검출 영역으로 하는 초음파 센서를 위해, 본 발명에 의한 장해물 검출 장치는 유효하다. 그 경우, 내영역이 단거리 검출 구역으로서, 외영역이 원거리 검출 구역으로서 설정된다.
〔다른 실시형태〕
(1) 단거리 임계값, 중거리 임계값, 장거리 임계값은 평행 직선(일정값)이어도 좋고, 사선(선형)이어도 좋고, 곡선(비선형)이어도 좋다. 또한, 그들의 임의의 조합이어도 좋다.
(2) 상술한 실시형태에서는 본 발명에 의한 장해물 검출 장치를 탑재하는 작업차로서, 경전 장치를 장착한 트랙터를 다루고 있지만, 경전 장치 이외의 작업 장치(30)를 장착한 트랙터, 또한 콤바인이나 이앙기 등의 농작업기나 건기 등에도 본 발명은 적용가능하다.
(3) 상술한 실시형태에서는 제 1 제어 유닛(4)과 제 2 제어 유닛(5)은 차재 LAN으로 접속되어 있고, 트랙터에 구비되어 있었지만, 제 1 제어 유닛(4)은 관리자에 의해 휴대되어, 트랙터의 제어계와 무선으로 데이터 교환되는 태블릿 컴퓨터나 노트형 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 장치에 조립하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 제어 유닛(4)은 제 2 제어 유닛(5)에 조립해도 좋다.
(4) 도 4에 나타내어진 초음파 센서 신호 처리부(4A)의 기능 블록도에 있어서의 각 기능부의 구분은 설명을 알기 쉽게 하기 위한 일례이며, 다양한 기능부를 통합하거나 단일의 기능부를 복수로 분할하거나 하는 것은 자유이다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은 다양한 타입의 작업차에 탑재가능하다.
1: 차체 30: 작업 장치
4: 제 1 제어 유닛 4A: 초음파 센서 신호 처리부
41: 송신부 42: 수신부
43: 증폭부 44: 장해물 검출부
45: 임계값 설정부 46: 장해물 정보 출력부
4B: 레이저 스캐너 신호 처리부 5: 제 2 제어 유닛
7: 장해물 센서군 71: 초음파 센서
72: 레이저 스캐너

Claims (4)

  1. 차체에 작업 장치를 장착한 작업차를 위한 장해물 검출 장치로서,
    초음파를 송수신해서 장해물을 검출하는 초음파 센서와,
    수신한 초음파의 강도가 임계값을 초과한 경우에 장해물이 존재한다고 판정하는 장해물 검출을 행하는 장해물 검출부와,
    상기 초음파 센서의 근방에 위치하는 단거리 검출 구역에 있어서의 상기 장해물 검출에 사용되는 상기 임계값으로서 단거리 임계값을 설정함과 아울러, 상기 단거리 검출 구역보다 상기 초음파 센서로부터 멀리 떨어진 장거리 검출 구역에 있어서의 상기 장해물 검출에 사용되는 상기 임계값으로서 상기 단거리 임계값보다 낮은 장거리 임계값을 설정하는 임계값 설정부를 구비하고,
    상기 단거리 검출 구역은 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 소정값 이상인 구역이며, 상기 장거리 검출 구역은 상기 송신 초음파의 음압 분포의 편차가 상기 소정값 미만인 구역이고,
    상기 음압 분포의 편차는 미소 전파 시간의 사이에 있어서의, 상기 송신 초음파의 전파 방향에 대한 직교 평면에서의 음압 분포의 편차인 장해물 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단거리 검출 구역과 상기 장거리 검출 구역 사이에 중거리 검출 구역이 할당되고, 상기 중거리 검출 구역에서는 상기 임계값으로서 상기 단거리 임계값과 상기 장거리 임계값 사이의 값을 갖는 중거리 임계값이 설정되는 장해물 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단거리 임계값은 상기 장거리 임계값의 3배 이상이고 4배 이하로 설정되어 있는 장해물 검출 장치.
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