WO2013136566A1 - 障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法 - Google Patents

障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法 Download PDF

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radars
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obstacle detection
radar
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栗原　毅
大 坪根
正臣 町田
幸宏 中西
富和 田貫
光田　慎治
雅徳 遠嶋
光広 龍満
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株式会社小松製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a dump truck with an obstacle detection mechanism capable of detecting an obstacle around a vehicle using a plurality of radars provided around the vehicle and an obstacle detection method thereof.
  • Dump trucks used for mining work have a significantly larger vehicle width (for example, about 9 m) and vehicle height (for example, about 7 m) than general trucks and buses. Since the cab where the driver is located is provided at the left position on the upper deck in the front part of the vehicle, it may be difficult for the driver to check in the right direction.
  • the radar for detecting the obstacle behind the vehicle body is mounted at a high position above the rear axle, so that it is difficult to detect the obstacle in the area behind the rear wheel. .
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a dump truck with an obstacle detection mechanism and an obstacle detection method thereof capable of detecting an obstacle behind a vehicle body including a region behind a rear wheel.
  • the purpose is to do.
  • the dump truck with an obstacle detection mechanism can detect obstacles around the vehicle using a plurality of radars provided around the vehicle.
  • a dump truck with an object detection mechanism provided with a radar disposed with respect to a vehicle center plane at a rear side of a rear axle case and between a joint portion with a rear suspension cylinder, and a vertical irradiation central axis is predetermined. It is arrange
  • the radar comprises a pair of radars arranged symmetrically with respect to the center plane of the rear axle case, and is irradiated from the pair of radars.
  • the irradiated central axis intersects at the vehicle center plane.
  • the dump truck with an obstacle detection mechanism is characterized in that, in the above invention, the plurality of radars including the pair of radars are surrounded by a protective member that protects the radar around the mounting of the radar.
  • the dump truck with an obstacle detection mechanism is characterized in that, in the above invention, the protection member has a cover through which an irradiation signal is transmitted on the front surface in the irradiation direction.
  • the dump truck with an obstacle detection mechanism and the obstacle detection method provide a dump truck with an obstacle detection mechanism that can detect an obstacle around the vehicle using a plurality of radars provided around the vehicle.
  • This obstacle detection method is arranged with respect to the vehicle center plane at the rear side of the rear axle case and between the joints with the rear suspension cylinder so that the vertical irradiation center axis has a predetermined depression angle.
  • the obstacle information in the preset vehicle area indicating the vehicle itself is excluded from the obstacle information detected by the radar that is arranged in the vehicle and detects the obstacle behind the vehicle.
  • the radar disposed with respect to the vehicle center plane is provided on the rear side of the rear axle case and between the joint portion with the rear suspension cylinder, and the vertical irradiation center axis has a predetermined depression angle. Since the obstacles behind the vehicle are detected, obstacles behind the vehicle body including the area behind the rear wheel can be detected, and as a result, obstacles around the entire vehicle body can be detected. it can.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dump truck according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the driver's seat.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the periphery monitoring device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement position of each camera provided in the dump truck.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an imaging range of each camera.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement position of each radar provided in the dump truck.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a detection range of each radar.
  • FIG. 8 is a diagram showing a specific arrangement of radars that detect the front of the vehicle.
  • FIG. 9 is a diagram showing a specific arrangement of radars that detect the left side of the vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dump truck according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the driver's
  • FIG. 10 is a diagram showing a specific arrangement of radars that detect the right side of the vehicle.
  • FIG. 11 is a diagram showing a specific arrangement of radars that detect the rear of the vehicle.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the irradiation state of the left side surface of the vehicle and the radar.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the rear of the vehicle and the irradiation state of the radar.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an obstacle detection processing procedure based on radar detection data.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of a protective member for protecting the radar.
  • FIG. 16 is a side view showing another example of a protective member for protecting the radar.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another arrangement example of the radar that detects the rear of the vehicle.
  • front and rear are defined as “front” in a direction based on the direction toward the front of the cab, and the opposite direction is “rear”.
  • Left and right refer to the respective directions with reference to the vehicle center plane C, which will be described later, and the direction toward the “front” direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dump truck according to an embodiment of the present invention.
  • the dump truck 1 is a super-large vehicle for work used for mining work or the like, and has a vehicle width exceeding 9 m.
  • the size of the dump truck 1 can be easily understood by comparing with the pickup truck 300 shown in FIG.
  • the dump truck 1 mainly includes a body frame 2, a cab 3, a pair of left and right front wheels 5, a pair of left and right rear wheels 6 that form a pair, a base 7 on which a pantograph for power feeding is installed, and a surrounding monitoring device 10 (see FIG. 3).
  • the body frame 2 supports a power mechanism such as a diesel engine and a transmission, and other auxiliary machines. Further, the body frame 2 supports a pair of left and right front wheels 5 at the front portion, and supports a pair of left and right rear wheels 6 at the rear portion of the vehicle.
  • the vehicle body frame 2 has a lower deck 2A provided on the front side and near the ground, and an upper deck 2B provided above the lower deck 2A.
  • a pair of movable ladders 2C for getting on and off is provided between the lower deck 2A and the ground. Between the lower deck 2A and the upper deck 2B, there is provided an oblique ladder 2D for going back and forth between the lower deck 2A and the upper deck 2B.
  • a front fender 2E extending from the lower deck 2A to the upper deck 2B is disposed near the front wheel 5.
  • the cab 3 is arranged on the left side on the upper deck 2B. As shown in FIG. 2, the cab 3 forms a protection structure at the time of the fall by four columns 3 a, 3 b, 3 c, 3 d.
  • the cab 3 there are a driver's seat 31, a handle 32, a dash cover 33, a radio device 34, a radio receiver 35, a retarder 36, a shift lever 37, a controller 100 (see FIG. 3), a monitor 50, an accelerator pedal, a brake pedal, and the like. Is provided.
  • the vessel 4 is a loading platform for loading heavy objects such as crushed stone, and is pivotally connected to the rear end portion of the vehicle body frame 2 via a pivot shaft at the rear bottom.
  • the actuator such as a hydraulic cylinder
  • the vessel 4 is rotated with the rotation axis as a reference, the front portion of the vessel 4 is raised and the load is discharged, and as shown in FIG. It can be rotated within the range of the loading posture located at the top.
  • the periphery monitoring device 10 includes six cameras 11 to 16 arranged around the dump truck 1, eight radars 21 to 28 arranged around the dump truck 1, and a monitor 50.
  • the controller 100 is included.
  • the controller 100 uses the cameras 11 to 16 to display the presence or absence of obstacles such as automobiles around the dump truck 1 as an overhead image so that the driver can monitor. The driver can be warned of the presence of obstacles.
  • the controller 100 includes an overhead image synthesis unit 110, a camera image switching / viewpoint conversion unit 120, a display control unit 130, a monitor image generation unit 140, an obstacle information collection unit 210, and an obstacle processing unit 220. Have.
  • the overhead image synthesis unit 110 is connected to the cameras 11 to 16 and receives the image data acquired by the cameras 11 to 16.
  • the overhead image synthesis unit 110 synthesizes images corresponding to the plurality of received image data, and generates an overhead image including the entire periphery of the dump truck 1.
  • the overhead image synthesis unit 110 generates overhead image data indicating an overhead image obtained by projecting a plurality of images on a predetermined projection plane by performing coordinate conversion on each of the plurality of image data.
  • the camera image switching / viewpoint conversion unit 120 is connected to the cameras 11 to 16 and is imaged by the cameras 11 to 16 displayed on the screen of the monitor 50 together with the bird's-eye view image based on the obstacle detection results by the radars 21 to 28. Switch images.
  • the camera image switching / viewpoint conversion unit 120 converts captured images acquired by the cameras 11 to 16 into viewpoint images from infinity above the dump truck.
  • the display control unit 130 is connected to the camera image switching / viewpoint conversion unit 120, the monitor image generation unit 140, and the obstacle processing unit 220.
  • the display control unit 130 synthesizes images acquired by the cameras 11 to 16. Obstacle position data for combining and displaying obstacle position information acquired by the radars 21 to 28 in the bird's-eye view image formed by the bird's-eye view image synthesis unit 110 is displayed in the camera image switching / viewpoint conversion unit 120 and the monitor.
  • the image is sent to the image generation unit 140.
  • the monitor image generation unit 140 is connected to the overhead image synthesis unit 110, the camera image switching / viewpoint conversion unit 120, and the display control unit 130.
  • the monitor image generation unit 140 is an image including the position of the obstacle on the overhead image based on the image data and the obstacle position data of the entire circumference of the dump truck acquired by the cameras 11 to 16 and the radars 21 to 28. Is generated and sent to the monitor 50.
  • the monitor 50 displays the obstacle in the display area, so that the driver can recognize the presence of the obstacle.
  • the obstacle information collecting unit 210 is connected to the radars 21 to 28 and the obstacle processing unit 220.
  • the obstacle information collection unit 210 receives the obstacle detection results detected by the radars 21 to 28 and sends them to the obstacle processing unit 220.
  • the obstacle processing unit 220 is connected to the obstacle information collecting unit 210 and the display control unit 130.
  • the obstacle processing unit 220 performs processing to exclude the position information of the obstacle received from the obstacle information collecting unit 210 according to the setting, and sends the excluded position information to the display control unit 130. .
  • each of the cameras 11 to 16 is attached to the outer peripheral portion of the dump truck 1 in order to acquire an image in the range of 360 degrees around the dump truck 1.
  • Each of the cameras 11 to 16 has a visual field range of 120 degrees in the left / right (horizontal) direction and 96 degrees in the height (vertical) direction.
  • the camera 11 is a camera that images the front of the vehicle, and is arranged at the lower part of the uppermost landing part of the diagonal ladder 2D as shown in FIG.
  • the camera 11 is fixed toward the front of the vehicle via a bracket attached to the upper deck 2B.
  • the imaging range of the camera 11 is an imaging range 11C that extends in front of the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • the camera 12 is a camera that captures an image of the right front side of the vehicle, and is disposed near the right end portion of the front side surface of the upper deck 2B as shown in FIG.
  • the camera 12 is fixed toward the vehicle right diagonally forward via a bracket attached to the upper deck 2B.
  • the imaging range of the camera 12 is an imaging range 12C that extends obliquely forward to the right of the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • the camera 13 is a camera that images the left front side of the vehicle. As shown in FIG. 4, the camera 13 is located symmetrically with the camera 12, that is, the front left side of the vehicle via a bracket attached to the upper deck 2B. It is fixed toward.
  • the imaging range of the camera 13 is an imaging range 13C that extends diagonally to the left of the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • the camera 14 is a camera that captures an image of the right rear side of the vehicle, and is disposed in the vicinity of the front end portion of the right side surface of the upper deck 2B as shown in FIG.
  • the camera 14 is fixed toward the vehicle right diagonally backward via a bracket attached to the upper deck 2B.
  • the imaging range of the camera 14 is an imaging range 14C that extends obliquely rearward to the right of the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • the camera 15 is a camera that captures an image of the left rear side of the vehicle, and as shown in FIG.
  • the camera 15 is arranged obliquely rearward on the left side of the vehicle via a bracket attached to the upper deck 2B.
  • the imaging range of the camera 15 is an imaging range 15C that extends diagonally to the left rear of the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • the camera 16 is a camera that captures the rear of the vehicle. As shown in FIG. 4, the camera 16 is located at the rear end of the vehicle body frame 2, above the rear axle that connects the two rear wheels 6, and around the vessel 4. It arrange
  • the imaging range of the camera 16 is an imaging range 16C that spreads behind the vehicle in the ground-based imaging area shown in FIG.
  • each of the cameras 11 to 16 sends a captured image to the controller 100.
  • the cameras 11 to 16 are provided on the upper deck 2B and the cross member at a high position of the vehicle body frame. For this reason, it is possible to obtain a captured image looking down on the ground from above with the cameras 11 to 16, and it is possible to capture an obstacle existing on the ground over a wide range. In addition, even when the viewpoint conversion is performed when the overhead image is formed, since the image captured from above is used, the degree of deformation of the three-dimensional object can be suppressed.
  • the radars 21 to 28 have a detection angle of 80 degrees ( ⁇ 40 degrees) in the azimuth (horizontal) direction, 16 degrees ( ⁇ 8 degrees) in the vertical (vertical) direction, and a UWB (Ultra Wide) with a maximum detection distance of 15 m or more.
  • Band Ultra-wideband
  • the relative positions of obstacles existing all around the dump truck 1 are detected by the installed radars 21 to 28.
  • the radars 21 to 28 are arranged on the outer periphery of the dump truck 1.
  • the detection angle in the azimuth (horizontal) direction of each of the radars 21 to 28 is 80 degrees ( ⁇ 40 degrees), but may have a detection angle larger than this.
  • the radars 21 and 22 will be described with reference to FIG. 6 and FIG. 8 of the front view of the dump truck 1.
  • the radars 21 and 22 are provided on the lower deck 2A and below the ladder 2D, which are about 1 m above the ground and located below the upper deck 2B in which the camera 11 that mainly captures the front of the vehicle is provided.
  • Radars 21 and 22 are mounted symmetrically with respect to vehicle center plane C via brackets B21 and B22, respectively.
  • the radar 21 is disposed so as to be directed diagonally forward left
  • the radar 22 is disposed so as to be directed diagonally forward right. Specifically, as shown in FIG.
  • the irradiation center axis C21 in the horizontal direction of the radar 21 is inclined 45 degrees to the left side of the vehicle with respect to the traveling direction axis of the vehicle center plane C, and the horizontal direction of the radar 22
  • the irradiation center axis C22 is inclined 45 degrees to the right side of the vehicle with respect to the traveling direction axis of the vehicle center plane C, and the irradiation center axes C21 and C22 intersect each other.
  • each irradiation center axis in the vertical direction of the radars 21 and 22 has a depression angle of about 5 degrees. Thereby, it is possible to detect all obstacles in the front area from the front end of the vehicle.
  • the radar 28 and the radar 23 located symmetrically with the vehicle center plane C are shown in FIG. 6, FIG. 9 as viewed from the left side of the dump truck 1, and FIG. 10 as viewed from the right side of the dump truck 1.
  • the description will be given with reference.
  • the radar 28 is provided in the vicinity of the left end portion of the lower deck 2A and the upper end portion of the ladder 2C, which are located below the upper deck 2B provided with the cameras 13 and 15 that mainly image the left side of the vehicle.
  • the radar 28 is attached to the lower deck 2A via a bracket B28, and is disposed toward the left outer side of the vehicle.
  • the radar 23 is installed in a side view from the left side of the dump truck 1 and is located symmetrically with the radar 28 with respect to the vehicle center plane C.
  • the radar 23 is provided on a ladder 2C provided on the right side of the lower deck 2A, which is located below the upper deck 2B provided with the cameras 12 and 14 that mainly capture the right side of the vehicle, and on the right side of the vehicle.
  • the radar 23 is attached to the lower deck 2A via a bracket B23 which is provided symmetrically with respect to the bracket B28 and the vehicle center plane C, and is disposed toward the vehicle right side outward.
  • each irradiation central axis in the vertical direction of the radars 23 and 28 has a depression angle of about 5 degrees.
  • Radars 23 and 28 enable detection of obstacles on the side of the dump truck 1, particularly on the front side of the front wheels 5 and the rear wheels 6.
  • the radars 23 and 28 are located below the vessel 4 and the upper deck 2B, and are not affected by flying stones that jump out of the vessel 4 when loaded.
  • FIG. 6 is a side view from the left side of the dump truck 1
  • FIG. 10 is a side view from the right side of the dump truck 1.
  • the radar 27 is provided at a position projecting sideways from the front fender 2E on the left side of the vehicle extending toward the lower deck 2A located below the upper deck 2B on which the cameras 13 and 15 for imaging the left side of the vehicle are provided.
  • the air cleaner 62 is disposed at the side end portion.
  • the radar 27 is attached to the front fender 2E with the bracket B27 facing rearward.
  • the height of the radar 27 is about 2.5 m from the ground.
  • the radar 24 is installed in a side view from the left side of the dump truck 1 and is positioned symmetrically with respect to the radar 27 with respect to the vehicle center plane C.
  • the radar 24 is extended to the right side from the front fender 2E on the right side of the vehicle extending toward the lower deck 2A located below the upper deck 2B on which the cameras 12 and 14 for imaging the right side of the vehicle are provided. It arrange
  • the radar 24 is attached to the front fender 2E with the bracket B24 facing rearward.
  • the horizontal irradiation center axis C24 of the radar 24 is inclined 30 degrees to the right side of the vehicle with respect to the backward axis of the vehicle central plane C, and the horizontal irradiation central axis C27 of the radar 27 is aligned with the vehicle central plane C. It is tilted 30 degrees to the left side of the vehicle with respect to the axis in the reverse direction. Note that these angles are not limited to 30 degrees and may be 45 degrees or less. That is, the rear limit lines L24 and L27 of the horizontal detection range may be directed toward the vehicle center plane C, and the irradiation area may be at an angle that forms the vehicle area E1 including the front wheels 5 and the rear wheels 6.
  • the irradiation center axes C24 and C27 preferably cross the front wheel 5 and are directed to the ground contact portion of the rear wheel 6. Further, each irradiation central axis in the vertical direction of the radars 24 and 27 has a depression angle of about 15 degrees.
  • the radars 24 and 27 enable detection of obstacles in the lateral rear region corresponding to the rear side of the central axis of the front wheel 5 and the rear wheel 6 on the side of the dump truck 1 and particularly corresponding to the entire region of the side of the vessel.
  • the radars 24 and 27 are located below the vessel 4 and the upper deck 2B, and are not affected by flying stones that jump out of the vessel 4 when loaded.
  • the lateral detection ranges in the horizontal direction of the radars 23 and 24 and the lateral detection ranges in the horizontal direction of the radars 27 and 28 have overlapping portions, and the radars 23, 24, 27, and 28 Obstacles in the areas on both sides between the front end and the rear end of the vehicle can be detected.
  • the radars 23 and 24 arranged on the right side of the vehicle which are symmetrical positions on the left side of the vehicle on which the cab 3 is installed, can detect obstacles on the right side of the vehicle that are difficult to see from the cab 3. .
  • the radars 25 and 26 will be described with reference to FIG. 6 and FIG. 11 which is a rear view of the dump truck 1.
  • the radars 25 and 26 are about 2 m above the ground, and are arranged on the rear side of the case of the rear axle 71 of the drive shaft of the rear wheel 6 located below the cross member 70 where the camera 16 of the vessel 4 is installed. Is done.
  • Radars 25 and 26 are mounted symmetrically with respect to vehicle center plane C via brackets B25 and B26, respectively.
  • the radars 25 and 26 are provided between the joints 73 of the rear suspension cylinder 72.
  • the radar 25 is disposed so as to be directed rearward and obliquely to the right, and the radar 26 is disposed so as to be directed rearward and obliquely to the left.
  • each irradiation central axis in the vertical direction of the radars 25 and 26 has a depression angle of 0 to 10 degrees in the depression direction, and about 5 degrees in this embodiment.
  • the radars 25 and 26 are mounted symmetrically with respect to the vehicle center plane C and are installed so that the respective irradiation center axes intersect with each other, so that all the obstacles in the rear area from the rear end of the vehicle are detected. Can do.
  • the radars 25 and 26 are arranged with a small depression angle in the case of the rear axle 71 that is positioned lower than the cross member 70. As shown in FIGS. 12 and 13, obstacles hidden far away from the vehicle and behind the vessel 4 can be detected at the same time by the radars 25 and 26 installed in a low position of the vehicle with a small depression angle.
  • the horizontal irradiation center axis C25 of the radar 25 and the horizontal irradiation center axis C26 of the radar 26 are 45 degrees with respect to the vehicle center plane C, but may be 45 degrees or less, for example, 30 degrees. It may be. This value may be determined by the degree of rearward protrusion of the radars 25 and 26 with respect to the rear end of the wheel 6.
  • Radars 21 to 28 that detect obstacles in each direction of the vehicle are attached to members at positions lower than the cameras 11 to 16 that capture the direction of each vehicle in order to generate an overhead image. Even if a radar having a small angle in the vertical direction is used, obstacle information detected by the radar can be displayed in the overhead view image even in an overhead view image captured and generated by the radar installed at a position lower than the camera. Is possible.
  • the obstacle processing unit 220 inputs radar detection data of a predetermined number of scans for each of the radars 21 to 28 from the obstacle information collecting unit 210 (step S101). Thereafter, it is determined whether or not there is valid data for the radar detection data using a basic filter (step S102).
  • This basic filter pre-processing filter
  • This basic filter has an effective detection range indicating the size of an automobile within a radar detection range (effective scanning angle and effective distance), for example, and has a minimum predetermined reflected signal intensity. Output as valid data.
  • step S102 If there is valid data by the basic filter (step S102, Yes), it is further determined from this valid data whether there is valid data to be validated by the sensor-specific filter (step S103).
  • This sensor-specific filter performs filtering based on the specifications of the radars 21 to 28. The radar detection range is divided into several areas corresponding to the radar detection capability, and the conditions for each area are satisfied. Data to be output as valid data. This is because the reflected signal has a lower intensity in a far region, a poor time resolution in a near region, and the detection capability may vary depending on the scanning angle.
  • step S104 If there is valid data that is valid for the sensor-specific filter (step S103, Yes), it is further determined from the valid data whether there is valid data that is valid for the region filter (step S104). .
  • the area filter deletes effective data in the vehicle area when there is a preset vehicle area indicating the inside of the vehicle in the effective data determined to be effective by the sensor-specific filter.
  • step S104 If there is valid data to be validated by the area filter (step S104, Yes), this valid data is output as position information to the display control unit 130 (step S105). Thereafter, it is determined whether or not there is an instruction to end the process in the controller 100 (step S106). If there is an instruction to end (step S106, Yes), the process ends. In addition, when there is no valid data by a basic filter (step S102, No), when there is no valid data which a filter according to a sensor validates (step S103, No), there is no valid data which a region filter validates (step S104). , No) and when there is no end instruction (step S106, No), the process proceeds to step S101 and the above-described processing is repeated.
  • the obstacle processing unit 220 deletes the valid data in the vehicle area by the area filter. For example, of the obstacle information detected by the radars 24 and 27, the obstacle information of the vehicle area E1 shown in FIG. 7 is deleted by the area filter as not being valid data. As a result, the obstacle information in the vehicle area E1 is not sent to the monitor 50 via the display control unit 130 and the monitor image generation unit 140, so the obstacle information in the vehicle area E1 is displayed on the display screen of the monitor 50. Not.
  • the radars 25 and 26 are installed at an angle so as to intersect the vehicle center plane C, but the rear suspension cylinder 72 is detected depending on the angle.
  • the area filter of the obstacle processing unit 220 deletes the obstacle information of the vehicle area. Therefore, the rear suspension cylinder 72 is displayed on the monitor 50. It is not displayed on the screen.
  • radar detection data acquired by the radars 21 to 28 may include ground information. Therefore, the obstacle processing unit 220 presets an area below the vehicle installation surface as a deletion area similar to the vehicle area, and uses the area filter to obtain radar detection data on the ground that is below a predetermined height in consideration of rutting and the like. It is preferable to delete.
  • Each of the radars 21 to 28 is provided with a protective member 83 that is a hood surrounding the radar main body 81, like the radar 25 shown in FIGS.
  • the protective member 83 has a cutout portion where the cable 82 is pulled out.
  • a protective member 84 may be provided to cover the opening in the space surrounded by the protective member 83, that is, the irradiation side opening.
  • This protection member 84 protects the front surface and has strength, but it is necessary that the protection member 84 be a member through which a radar signal is transmitted. Moreover, it is preferable that it is a transparent member. This is because if it is transparent, condensation on the surface of the radar main body 81 can be visually confirmed.
  • the protective member 84 is formed of, for example, polycarbonate.
  • the present invention is not limited to this.
  • a radar 80 that is close to 180 degrees and wide in the horizontal direction, as shown in FIG. One may be provided at the center of the rear axle 71 and between the joints of the rear suspension cylinder. In this case, even if a radar having a small angle in the vertical direction is used, it is possible to detect an obstacle far from the vehicle by installing the radar at a low position of the vehicle.
  • a pair of left and right radars are described. However, the arrangement of the radars does not have to be a pair of left and right as long as it is an arrangement for enabling obstacle detection.
  • the above-described dump truck is also applied to a dump truck in an unmanned dump truck operation system that is wirelessly managed.
  • the collision prevention control is performed by an emergency stop or the like.

Abstract

　ベッセル後端部より後方の領域を含めた車両後方の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法を提供するため、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、リアアクスル７１のケースの後方側に、かつ、リアサスペンションシリンダ７２との接合部７３間に、車両中心面Ｃに対して左右対称に配置された一対のレーダ２５，２６を設け、各レーダ２５，２６は、それぞれ水平方向の照射中心軸が交差し、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出する。

Description

障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法
　この発明は、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法に関する。
　鉱山作業などに用いられるダンプトラックは、一般的なトラックやバスに比べて格段に大きな車幅（たとえば９ｍ程度）と車高（たとえば７ｍ程度）を有している。そして、運転者が居るキャブは、車両前部のアッパデッキ上の左側の位置に設けられているため、運転者からは、右方向の確認が困難な場合がある。
　このため、ダンプトラックでは、車両の周辺監視を行うために、車両周辺に複数のカメラを設置し、これらのカメラを用いて取得した画像をもとに周辺監視を行っている。また、車両周辺に複数のレーダを設置し、これらのレーダを用いて取得したデータをもとに、車両周囲の障害物検出を行っている（特許文献１，２参照）。
米国特許出願公開第２００９／０２５９３９９号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２５９４００号明細書
　しかしながら、従来のダンプトラックでは、車体後方の障害物を検出するレーダがリアアクスルの上方の高い位置に取り付けられているため、後輪より後方の領域での障害物を検出することが困難である。
　この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、後輪より後方の領域を含めた車体後方の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して配置されたレーダを設け、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出することを特徴とする。
　また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記レーダは、リアアクスルケースの中心面に対して左右対称に配置された一対のレーダからなり、一対のレーダから照射される照射中心軸は、車両中心面で交差することを特徴とする。
　また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記一対のレーダを含む複数のレーダは、該レーダの取付周囲に該レーダを保護する保護部材に囲まれることを特徴とする。
　また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記保護部材は、照射方向前方面に照射信号が透過するカバーを有することを特徴とする。
　また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法は、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法であって、リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して配置され、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出するレーダが検出する障害物情報のうち、車両自体を示す予め設定された車両領域内の障害物情報を除外することを特徴とする。
　この発明によれば、リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して配置されたレーダを設け、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出するので、後輪より後方の領域を含めた車体後方の障害物を検出することができ、結果的に車体全周囲の障害物を検出することができる。
図１は、この発明の実施の形態であるダンプトラックの概要構成を示す斜視図である。 図２は、運転席の内部構成を示す図である。 図３は、周辺監視装置の構成を示すブロック図である。 図４は、ダンプトラックに設けられる各カメラの配置位置を示す図である。 図５は、各カメラの撮像範囲を示す図である。 図６は、ダンプトラックに設けられる各レーダの配置位置を示す図である。 図７は、各レーダの検出範囲を示す図である。 図８は、車両の前方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。 図９は、車両の左側方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。 図１０は、車両の右側方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。 図１１は、車両の後方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。 図１２は、車両の左側面とレーダの照射状態を示す図である。 図１３は、車両の後方とレーダの照射状態を示す図である。 図１４は、レーダの検出データに基づいた障害物検出処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、レーダを保護する保護部材の一例を示す斜視図である。 図１６は、レーダを保護する保護部材の他の一例を示す側面図である。 図１７は、車両の後方を検出するレーダの他の配置例を示す図である。
　以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」とは、キャブの正面に向かった方向を基準とする方向の「前」と定義し、対向する方向を「後」とする。「左」、「右」は後述する車両中心面Ｃを基準とし、「前」方向に向かった時を基準とする各方向を意味する。
［全体構成］
　図１は、この発明の実施の形態であるダンプトラックの概要構成を示す斜視図である。図１に示すように、ダンプトラック１は、鉱山作業などに用いられる作業用の超大型車両であって、９ｍを超える車幅を有する。このダンプトラック１の大きさは、図１に示したピックアップトラック３００と比較することによって理解しやすい。ダンプトラック１は、主として、車体フレーム２、キャブ３、左右一対の前輪５および左右各々が２輪１組となり左右一対をなす後輪６、給電用のパンタグラフを設置するベース７、および周辺監視装置１０（図３参照）を有する。
　車体フレーム２は、ディーゼルエンジンやトランスミッション等の動力機構や、その他の補機類を支持する。また、車体フレーム２は、前部で左右一対の前輪５を支持し、車両後部で左右一対の後輪６を支持する。車体フレーム２は、前部で、地面に近い側に設けられたロアデッキ２Ａと、ロアデッキ２Ａの上方に設けられたアッパデッキ２Ｂを有する。
　ロアデッキ２Ａと地面との間には、乗降用の可動式のラダー２Ｃが側方に一対設けられている。ロアデッキ２Ａとアッパデッキ２Ｂとの間には、ロアデッキ２Ａとアッパデッキ２Ｂとの間を行き来するための斜めのラダー２Ｄが設けられている。また、前輪５近傍には、ロアデッキ２Ａからアッパデッキ２Ｂに延伸するフロントフェンダー２Ｅが配置される。
　キャブ３は、アッパデッキ２Ｂ上の左側に配置される。図２に示すように、キャブ３は、４本の支柱３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって転倒時保護構造を形成している。キャブ３内には、運転席３１、ハンドル３２、ダッシュカバー３３、無線装置３４、ラジオ受信機３５、リターダ３６、シフトレバー３７、コントローラ１００（図３参照）、モニタ５０、アクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられる。
　ベッセル４は、砕石等の重量物を積載するための荷台であり、後方底部で回動軸を介して車体フレーム２の後端部に回動自在に連結される。油圧シリンダ等のアクチュエータによって、回動軸を基準としてベッセル４を回動しベッセル４前部を上昇して積載物を排出する起立姿勢と、図１に示したように、前部がキャブ３の上部に位置する積載姿勢との範囲で回動させることができる。
［周辺監視装置の構成］
　図３に示すように、周辺監視装置１０は、ダンプトラック１の周囲に配置された６台のカメラ１１～１６、ダンプトラック１の周囲に配置された８台のレーダ２１～２８、モニタ５０と、コントローラ１００を有する。
　コントローラ１００は、カメラ１１～１６を用いて、ダンプトラック１周囲に存在する自動車等の大きさの障害物の有無を俯瞰画像によって表示して運転者が監視可能とし、レーダ２１～２８を用いて障害物の存在を運転者に警告可能とする。図３に示すように、コントローラ１００は、俯瞰画像合成部１１０、カメラ画像切替・視点変換部１２０、表示制御部１３０、モニタ画像生成部１４０、障害物情報収集部２１０、障害物処理部２２０を有する。
　俯瞰画像合成部１１０は、カメラ１１～１６に接続され、各カメラ１１～１６が取得した画像データを受信する。俯瞰画像合成部１１０は、受信した複数の画像データに対応した画像を合成し、ダンプトラック１の全周囲を含む俯瞰画像を生成する。具体的には、俯瞰画像合成部１１０は、複数の画像データをそれぞれ座標変換することによって、複数の画像を所定の投影面上に投影させた俯瞰画像を示す俯瞰画像データを生成する。
　カメラ画像切替・視点変換部１２０は、カメラ１１～１６に接続され、レーダ２１～２８による障害物の検出結果等から、俯瞰画像とともにモニタ５０の画面上に表示される各カメラ１１～１６による撮像画像を切り替える。また、カメラ画像切替・視点変換部１２０は、各カメラ１１～１６によって取得された撮像画像を、ダンプトラック上方位置の無限遠からの視点の画像に変換する。
　表示制御部１３０は、カメラ画像切替・視点変換部１２０、モニタ画像生成部１４０、および障害物処理部２２０に接続される。表示制御部１３０は、各カメラ１１～１６によって取得された画像を合成する。俯瞰画像合成部１１０で形成される俯瞰画像中にレーダ２１～２８によって取得した障害物の位置情報を合成して表示させるための障害物位置データを、カメラ画像切替・視点変換部１２０、およびモニタ画像生成部１４０に送出する。
　モニタ画像生成部１４０は、俯瞰画像合成部１１０、カメラ画像切替・視点変換部１２０、および表示制御部１３０に接続される。モニタ画像生成部１４０は、カメラ１１～１６およびレーダ２１～２８によって取得されたダンプトラックの全周囲の画像データと障害物位置データとをもとに、俯瞰画像上に障害物の位置を含む画像を生成し、モニタ５０に送出する。モニタ５０は障害物を表示領域に表示する事により、運転者が障害物の存在を認識する事が可能となる。
　障害物情報収集部２１０は、レーダ２１～２８と障害物処理部２２０とに接続される。障害物情報収集部２１０は、レーダ２１～２８がそれぞれ検出した障害物検出結果を受信し、障害物処理部２２０に送る。
　障害物処理部２２０は、障害物情報収集部２１０と表示制御部１３０とに接続される。障害物処理部２２０は、障害物情報収集部２１０から受信した障害物の位置情報を、設定に応じて位置情報を除外する処理を行い、除外した処理後の位置情報を表示制御部１３０に送る。
［カメラの構成と配置］
　各カメラ１１～１６は、図４に示すように、ダンプトラック１の周囲３６０度の範囲の画像を取得するために、ダンプトラック１の外周部分にそれぞれ取り付けられる。各カメラ１１～１６は、左右（水平）方向に１２０度、高さ（垂直）方向に９６度の視野範囲を有する。
　カメラ１１は、車両の前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、斜めラダー２Ｄの最上段の踊り場部分の下部に配置される。カメラ１１は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両前方に向かって固定される。カメラ１１の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の前方に広がる撮像範囲１１Ｃである。
　カメラ１２は、車両の右斜め側方前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、アッパデッキ２Ｂの前側面右端部付近に配置される。カメラ１２は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両右斜め前方に向かって固定される。カメラ１２の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の右斜め前方に広がる撮像範囲１２Ｃである。
　カメラ１３は、車両の左斜め側方前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、カメラ１２と左右対称位置、すなわち、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両の左斜め前方に向かって固定される。カメラ１３の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の左斜め前方に広がる撮像範囲１３Ｃである。
　カメラ１４は、車両の右斜め側方後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、アッパデッキ２Ｂの右側面前端部付近に配置される。カメラ１４は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両右斜め後方に向かって固定される。カメラ１４の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の右斜め後方に広がる撮像範囲１４Ｃである。
　カメラ１５は、車両の左斜め側方後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、カメラ１４を車両中心面Ｃを基準に左右対称位置に配置される。カメラ１５は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両左斜め後方に向かって配置される。カメラ１５の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の左斜め後方に広がる撮像範囲１５Ｃである。
　カメラ１６は、車両の後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、車体フレーム２の後端であって、２つの後輪６を連結するリアアクスルの上方、かつ、ベッセル４の回動軸近傍に配置されており、クロスメンバーに取り付けられたブラケットを介して車両後方に向かって固定される。カメラ１６の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の後方に広がる撮像範囲１６Ｃである。
　これらカメラ１１～１６を用いることによって、図５の中央図に示すように、ダンプトラック１の全周囲の画像を取得することができる。なお、各カメラ１１～１６は、それぞれ撮像した画像をコントローラ１００に送る。
　また、カメラ１１～１６は、車体フレームの高い位置にあるアッパデッキ２Ｂおよびクロスメンバーに設けている。このため、各カメラ１１～１６によって上方から地面を見下ろすような撮像画像を得ることができ、地面に存在する障害物を広範囲に撮像することができる。また、俯瞰画像を形成する際に視点変換を行った場合でも、上方から撮像した画像を用いているため、立体物の変形の度合を抑制することができる。
［レーダの構成と配置］
　レーダ２１～２８は、方位（水平）方向８０度（±４０度）、上下（垂直）方向１６度（±８度）の検出角度を有し、検出距離が最大１５ｍ以上のＵＷＢ（Ultra Wide
Band：超広帯域）レーダである。設置されるレーダ２１～２８により、ダンプトラック１の全周囲に存在する障害物の相対位置を検出する。各レーダ２１～２８は、ダンプトラック１の外周部分に配置される。なお、各レーダ２１～２８の方位（水平）方向の検出角度は、８０度（±４０度）としているが、これ以上の検出角度を有していてもよい。
　レーダ２１，２２は、図６およびダンプトラック１の前方視の図８を参照して説明する。レーダ２１，２２は、主に車両の前方を撮像するカメラ１１が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置する地上から１ｍ程度の高さになるロアデッキ２Ａ上及びラダー２Ｄの下方に設けられる。レーダ２１，２２は、それぞれブラケットＢ２１，Ｂ２２を介して車両中心面Ｃに対して左右対称に取り付けられる。レーダ２１は、前方斜め左方向に向けられて配置され、レーダ２２は、前方斜め右方向に向けられて配置される。具体的には、図７に示すように、レーダ２１の水平方向の照射中心軸Ｃ２１は、車両中心面Ｃの進行方向の軸に対して車両の左側に４５度傾けられ、レーダ２２の水平方向の照射中心軸Ｃ２２は、車両中心面Ｃの進行方向の軸に対して車両の右側に４５度傾けられ、各照射中心軸Ｃ２１，Ｃ２２は交差する。また、レーダ２１，２２の垂直方向の各照射中心軸は、約５度の俯角をもつ。これによって、車両の前端部から前方の領域の障害物を全て検出することができる。
[規則91に基づく訂正 19.11.2012]　
　レーダ２８および車両中心面Ｃの対称の位置にあるレーダ２３を、図６、ダンプトラック１の左側から側方視となる図９、およびダンプトラック１の右側からの側方視となる図１０を参照して説明する。レーダ２８は、主に車両の左側側方を撮像するカメラ１３，１５が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａの左側端部、ラダー２Ｃ上端部近傍に設けられる。レーダ２８は、ロアデッキ２ＡにブラケットＢ２８を介し取り付けられ、車両左側側方外側に向けて配置される。
　レーダ２３は、ダンプトラック１の左側からの側方視において設置されレーダ２８とは車両中心面Ｃを基準に左右対称位置にある。レーダ２３は、主に車両の右側側方を撮像するカメラ１２，１４が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａの右側端部、車両右側方に設けられたラダー２Ｃに設けられる。レーダ２３は、ロアデッキ２ＡにブラケットＢ２８と車両中心面Ｃに対し左右対称に設けられるブラケットＢ２３を介し取り付けられ、車両右側側方外側に向けて配置される。
　レーダ２３、２８の具体的な取付を図７に示す。レーダ２３の水平方向の照射中心軸Ｃ２３は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に７０度傾けられ、レーダ２８の水平方向の照射中心軸Ｃ２８は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に７０度傾けられる。また、レーダ２３，２８の垂直方向の各照射中心軸は、約５度の俯角をもつ。
　レーダ２３，２８により、ダンプトラック１の側方、特に前輪５，後輪６の前方側の障害物の検出を可能とする。また、レーダ２３，２８は、ベッセル４及びアッパデッキ２Ｂの下方に位置し、積載時にベッセル４から飛び出す飛石等の影響を受けない。
　レーダ２７および車両中心面Ｃの対称の位置にあるレーダ２４を、図６、ダンプトラック１の左側から側方視となる図９、およびダンプトラック１の右側からの側方視となる図１０を参照して説明する。レーダ２７は、主に車両の左側側方を撮像するカメラ１３，１５が備えられるアッパデッキ２Ｂより下方に位置するロアデッキ２Ａに向けて延伸する車両左側のフロントフェンダー２Ｅから側方に張り出した位置に設けられたエアークリーナ６２の側端部に配置される。レーダ２７は、フロントフェンダー２ＥにブラケットＢ２７を介し、後方に向けて取り付けられる。レーダ２７の高さは、地上から２．５ｍ程度である。
　レーダ２４は、ダンプトラック１の左側からの側方視において設置されレーダ２７とは車両中心面Ｃを基準に左右対称位置にある。レーダ２４は、主に車両の右側側方を撮像するカメラ１２，１４が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａに向けて延伸する車両右側のフロントフェンダー２Ｅから右側側方に張り出した位置に設けられたエアークリーナ６２の側端部に配置させる。レーダ２４は、フロントフェンダー２ＥにブラケットＢ２４を介し、後方に向けて取り付けられる。
　レーダ２４、２７の具体的な取付を図７に示す。レーダ２４の水平方向の照射中心軸Ｃ２４は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に３０度傾けられ、レーダ２７の水平方向の照射中心軸Ｃ２７は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に３０度傾けられる。なお、これらの角度は、３０度に限らず、４５度以下であればよい。すなわち、水平検出範囲の後方側限界線Ｌ２４，Ｌ２７が車両中心面Ｃ側に向けられ、照射領域には前輪５および後輪６を含めた車両領域Ｅ１を形成する角度になればよい。この照射中心軸Ｃ２４，Ｃ２７は、前輪５に交差し、後輪６の接地部分に指向されることが好ましい。また、レーダ２４，２７の垂直方向の各照射中心軸は、約１５度の俯角をもつ。
　レーダ２４，２７により、ダンプトラック１の側方で前輪５及び後輪６の中心軸線の後方に該当し、特にベッセル側方全域に該当する側方後方領域の障害物の検出を可能とする。また、各レーダ２４，２７は、ベッセル４及びアッパデッキ２Ｂの下方に位置し、積載時にベッセル４から飛び出す飛石等の影響を受けない。
　図７に示すように、レーダ２３，２４の水平方向の側方検出範囲およびレーダ２７，２８の水平方向の側方検出範囲はそれぞれ重複部分を有し、レーダ２３，２４，２７，２８によって、車両前端から後端までの間の両側方の領域の障害物を検出することができる。また、キャブ３が設置される車両左側の対称位置となる車両右側に配置されるレーダ２３、２４により、キャブ３からの視認の困難になる車両右側方向の障害物を検出することが可能になる。
　レーダ２５，２６を、図６およびダンプトラック１の後方視となる図１１を参照して説明する。レーダ２５，２６は、地上から２ｍ程度の高さになり、ベッセル４のカメラ１６が設置されたクロスメンバー７０よりも下方に位置する後輪６の駆動軸のリアアクスル７１のケース後方側に配置される。レーダ２５，２６は、それぞれブラケットＢ２５，Ｂ２６を介して車両中心面Ｃに対して左右対称に取り付けられる。また、レーダ２５，２６は、リアサスペンションシリンダ７２の接合部７３間に設けられる。レーダ２５は、後方斜め右方向に向けられて配置され、レーダ２６は、後方斜め左方向に向けられて配置される。
　図７に示すように、レーダ２５の水平方向の照射中心軸Ｃ２５は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に４５度傾けられ、レーダ２６の水平方向の照射中心軸Ｃ２６は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に４５度傾けられ、各照射中心軸Ｃ２５，Ｃ２６はベッセル４の下方にて車両中心面Ｃ上で交差する。また、レーダ２５，２６の垂直方向の各照射中心軸は、俯角方向に０～１０度、この実施の形態では約５度の俯角をもつ。
　各レーダ２５，２６は、車両中心面Ｃに対し左右対称に取り付けられ各照射中心軸が交差する様に設置されているため、車両の後端部から後方の領域の障害物を全て検出することができる。特に、レーダ２５，２６は、クロスメンバー７０より低い位置となるリアアクスル７１のケースに小さい俯角をもって配置される。図１２および図１３に示すように、車両の低い位置に小さい俯角をもって設置されたレーダ２５、２６により車両の遠方およびベッセル４の後方に隠れた障害物を同時に検出することができる。なお、レーダ２５の水平方向の照射中心軸Ｃ２５とレーダ２６の水平方向の照射中心軸Ｃ２６とは、車両中心面Ｃに対して４５度としたが、４５度以下であればよく、例えば３０度であってもよい。この値は、レーダ２５，２６の車輪６後端に対する後方への張り出し具合によって決定すればよい。
　車両の各々の方向の障害物を検出するレーダ２１～２８は、俯瞰画像を生成するため車両各々の方向を撮像する各カメラ１１～１６より低い位置の部材に取り付けられる。垂直方向に小さい角度を有するレーダを用いても、カメラより低い位置にレーダを設置する事によりカメラが撮像し生成した俯瞰画像においても、レーダで検出した障害物情報を俯瞰画像中へ表示する事が可能になる。
［レーダ２１～２８の検出データに基づく障害物検出処理］
　ここで、図１４に示したフローチャートを参照して、レーダ２１～２８の検出データに基づいた障害物検出処理手順について説明する。まず、障害物処理部２２０は、各レーダ２１～２８ごとの所定走査数のレーダ検出データを障害物情報収集部２１０から入力する（ステップＳ１０１）。その後、このレーダ検出データに対して、基本フィルタを用いて有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この基本フィルタ（前処理フィルタ）は、例えばレーダ検出範囲（有効走査角および有効距離）内で、自動車程度の大きさを示す有効検出範囲を有し、かつ、最低限の所定反射信号強度を有するものを有効データとして出力する。
　基本フィルタによる有効データがある場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、さらに、この有効データの中から、センサ別フィルタが有効とする有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。このセンサ別フィルタは、各レーダ２１～２８の仕様に基づいたフィルタ処理を行うものであり、レーダ検出範囲をレーダ検出能力に対応していくつかの領域に区分し、各領域ごとの条件を満足するデータを有効データとして出力する。反射信号は、遠い領域では強度が小さくなり、近い領域では、時間分解能が悪くなり、走査角によっても検出能力が異なる場合があるからである。
　センサ別フィルタが有効とする有効データがある場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、さらに、この有効データの中から、領域フィルタが有効とする有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。領域フィルタは、センサ別フィルタが有効と判断した有効データの中に、車両内部を示す予め設定された車両領域がある場合に、この車両領域内の有効データを削除する。
　領域フィルタが有効とする有効データがある場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、この有効データを位置情報として表示制御部１３０に出力する（ステップＳ１０５）。その後、コントローラ１００内で本処理の終了指示があるか否かを判断し（ステップＳ１０６）、終了指示があった場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。なお、基本フィルタによる有効データがない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、センサ別フィルタが有効とする有効データがない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、領域フィルタが有効とする有効データがない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、および終了指示がない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）には、ステップＳ１０１に移行し、上述した処理を繰り返す。
　上述したように、障害物処理部２２０は、領域フィルタによって車両領域内の有効データを削除するようにしている。例えば、レーダ２４，２７で検出された障害物情報のうち、図７に示した車両領域Ｅ１の障害物情報は有効データでないとして領域フィルタによって削除される。この結果、車両領域Ｅ１の障害物情報は、表示制御部１３０およびモニタ画像生成部１４０を介してモニタ５０に送出されないため、この車両領域Ｅ１の障害物情報は、モニタ５０の表示画面上に表示されない。
　また、各レーダ２５，２６は、車両中心面Ｃに交差する様に角度を設けて設置するが、角度によってはリアサスペンションシリンダ７２を検出してしまう。このリアサスペンションシリンダ７２を車両領域として予め設定しておくことによって、障害物処理部２２０の領域フィルタは、この車両領域の障害物情報を削除するため、このリアサスペンションシリンダ７２は、モニタ５０の表示画面上に表示されない。
　なお、レーダ２１～２８で取得されたレーダ検出データは、地面の情報を含む場合がある。そこで、障害物処理部２２０は、車両の設置面以下の領域を車両領域と同様の削除領域として予め設定し、領域フィルタによって、わだち等を考慮した所定高さ以下となる地面のレーダ検出データを削除することが好ましい。
　このようなレーダ２１～２８を用いることによって、車両の全周囲の障害物を検出することができる。特に、従来検出することができなかった、ベッセル側方領域の障害物を検出することができるとともに、ベッセル後端部より後方の領域の障害物を検出することができる。
　なお、各レーダ２１～２８は、図１５および図１６に示したレーダ２５のように、レーダ本体８１の周囲を囲むフードである保護部材８３を設けている。この保護部材８３は、ケーブル８２を引き出す部分が切り欠きとなっている。この保護部材８３を設けることによって、レーダの照射部への泥除けを行うことができ、レーダの検出機能を維持できる。また、保護部材８３によって、石跳ねなどによるレーダの破損防止を図ることができる。
　さらに、保護部材８３によって囲まれた空間の開口部、すなわち照射側の開口部を覆う保護部材８４を設けるようにしてもよい。この保護部材８４は、前面保護を行うものであり、強度を有することはもちろんであるが、レーダ信号が透過する部材であることが必要である。また、透明部材であることが好ましい。透明であると、レーダ本体８１表面での結露などを目視確認できるからである。この保護部材８４は、たとえば、ポリカーボネートによって形成される。
　なお、後方の障害物を検出する一対のレーダ２５，２６を配置したが、これに限らず、たとえば、１８０度に近い、水平方向に広角なレーダ８０を用いる場合、図１７に示すように、リアアクスル７１の中央であって、リアサスペンションシリンダの接合部間に１つ設置するようにしてもよい。この場合垂直方向に小さい角度を有するレーダを用いても、車両の低い位置にレーダを設置する事により車両遠方の障害物を検出する事が可能になる。また、この実施の形態では左右一対のレーダを記載しているが、障害物検出を可能とするための配置とすれば、レーダの配置は左右一対でなくてもよい。
　また、上述したダンプトラックは、無線管理される無人ダンプトラック運行システムにおけるダンプトラックにも適用される。この場合、レーダ２１～２８によって障害物を検出した場合、緊急停止などによって衝突防止の制御を行う。
　　　１　ダンプトラック
　　　２　車体フレーム
　　　２Ａ　ロアデッキ
　　　２Ｂ　アッパデッキ
　　　２Ｃ，２Ｄ　ラダー
　　　２Ｅ　フロントフェンダー
　　　３　キャブ
　　　３ａ～３ｄ　支柱
　　　４　ベッセル
　　　５　前輪
　　　６　後輪
　　　７　ベース
　　１０　周辺監視装置
　　１１～１６　カメラ
　　２１～２８，８０　レーダ
　　３１　運転席
　　３２　ハンドル
　　３３　ダッシュカバー
　　３４　無線装置
　　３５　ラジオ受信機
　　３６　リターダ
　　３７　シフトレバー
　　５０　モニタ
　　６２　エアークリーナ
　　７０　クロスメンバー
　　７１　リアアクスル
　　７２　リアサスペンションシリンダ
　　７３　接合部
　１００　コントローラ
　１１０　俯瞰画像合成部
　１２０　カメラ画像切替・視点変換部
　１３０　表示制御部
　１４０　モニタ画像生成部
　２１０　障害物情報収集部
　２２０　障害物処理部
　３００　ピックアップトラック
　　　Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２５，Ｂ２６，Ｂ２７，Ｂ２８　ブラケット
　　　Ｃ　車両中心面
　　　Ｃ２１～Ｃ２８　照射中心軸
　　　Ｅ１　車両領域
　　　Ｌ２４，Ｌ２７　後方側限界線

Claims (5)

  1. 　車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、
    　リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して配置されたレーダを設け、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出することを特徴とする障害物検出機構付きダンプトラック。
  2. 　前記レーダは、リアアクスルケースの中心面に対して左右対称に配置された一対のレーダからなり、一対のレーダから照射される照射中心軸は、車両中心面で交差することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出機構付きダンプトラック。
  3. 　前記一対のレーダを含む複数のレーダは、該レーダの取付周囲に該レーダを保護する保護部材に囲まれることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出機構付きダンプトラック。
  4. 　前記保護部材は、照射方向前方面に照射信号が透過するカバーを有することを特徴とする請求項３に記載の障害物検出機構付きダンプトラック。
  5. 　車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法であって、
    　リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して配置され、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置されて車両後方の障害物を検出するレーダが検出する障害物情報のうち、車両自体を示す予め設定された車両領域内の障害物情報を除外することを特徴とする障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法。
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