WO2019186813A1 - 除雪機、除雪機における投影方法、プログラムおよび記憶媒体、並びに、投影システム - Google Patents

除雪機、除雪機における投影方法、プログラムおよび記憶媒体、並びに、投影システム Download PDF

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WO2019186813A1
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学 土橋
浩二 厨川
山川　浩
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本田技研工業株式会社
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    • E01H5/098—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material dislodging essentially by driven elements the elements being rotary or moving along a closed circular path, e.g. rotary cutter, digging wheels about horizontal or substantially horizontal axises perpendicular or substantially perpendicular to the direction of clearing

Definitions

  • the present invention relates to a snowplow, a projection method, a program and a storage medium, and a projection system in the snowplow.
  • Patent Document 1 describes that before snowfall, the position coordinates are measured with a GPS receiver at regular intervals at both ends of the road and the GPS data is stored in a recording medium.
  • Patent Document 1 describes that snow removal work can be performed by accurately grasping the position of the road, it is not possible to grasp how the topography was before the snowfall. For example, the snowplow operator does not know the situation where trees are planted beside the road.
  • An object of the present invention is to provide a snow removal machine, a projection method for the snow removal machine, a program and a storage medium, and a projection system that allow the operator to easily recognize the situation before snow accumulation.
  • the snowplow according to the present invention is a snowplow having a snowplow mechanism, the acquisition means for acquiring terrain information before snowfall, and the terrain information before snowfall obtained based on the terrain information before snowfall acquired by the acquisition means.
  • Projection means for projecting an image representing the terrain information on the snow accumulation surface of the snow removal target of the snow removal mechanism.
  • the projection method according to the present invention is a projection method executed in a snowplow having a snow removal mechanism, an acquisition step of acquiring terrain information before snow accumulation, and the terrain before snow acquired in the acquisition step And a projecting step of projecting an image representing the terrain information before snowing onto the snow cover surface of the snow removal target of the snow removal mechanism based on the information.
  • the projection system according to the present invention is a projection system comprising a snow remover having a snow removal mechanism and a server, wherein the server stores storage means for storing terrain information before snow accumulation, and positional information from the snow remover. And a corresponding terrain information among the terrain information before snow storage stored in the storage unit based on the position information acquired by the first acquisition unit.
  • the snow removal device is configured to receive the corresponding terrain information transmitted by the transmitting unit, and based on the corresponding terrain information received by the receiving unit, the snow cover Projecting means for projecting an image representing previous terrain information onto a snow cover surface of the snow removal target of the snow removal mechanism.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a snow removal projection system including a snow removal machine.
  • a snowplow 101 is communicably connected to the server 102 via a wireless base station 103 and a network 104.
  • the server 102 may be configured in, for example, a plurality of different regions (for example, mountainous areas, cities, etc.).
  • the snow removal machine 101 may acquire terrain information before snow accumulation from the server 102.
  • an apparatus and a system for the server 102 to acquire terrain information before snowfall are connected to the server 102 so as to communicate with each other.
  • the device for acquiring topographical information before dredged snow is, for example, a vehicle or a drone.
  • the system for acquiring the terrain information before snowfall is, for example, a road surface condition management system or a GPS system.
  • the snow removal machine 101 may acquire and hold the terrain information before snow accumulation directly from the vehicle or the drone without using the server 102. Further, depending on the communication status of the network 104, the snowplow 101 may switch the above acquisition route of the terrain information before snow accumulation.
  • the server 102 and the wireless base station 103 are configured to be able to communicate with each other via a network 102 including a wired or wireless medium.
  • the snow removal machine 101 is configured to be able to communicate with the radio base station 103.
  • the wireless base station 103 is provided in a public facility such as a traffic light, and operates to relay data communicated between the snowplow 101 and the server 102.
  • the radio base station 103 and the snowplow 101 are illustrated as one-to-one for explanation, but a plurality of snowplows 101 may correspond to one radio base station 103. In the following description, when communication between the snowplow 101 and the server 102 is performed, the operation of the radio base station 103 is omitted.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the snow removal machine 101.
  • the snow removal machine 101 is a crawler type snow removal vehicle that collects snow with an auger and projects the snow from a shooter. The part of the snow removal mechanism of the snow removal machine 101 will be described.
  • the snow removal machine 101 has a snow removal unit 201, and the snow removal unit 201 includes an auger 203, a blower 204, a sled 210, and a shooter 205 that use an engine 221 as a drive source.
  • the power of the engine 221 is transmitted in the order of the small diameter pulley 207, the belt 208, the large diameter pulley 209, the drive shaft 206, and the auger shaft 202, and rotates the auger 203.
  • the auger 203 By rotating, the auger 203 collects snow on the road in the direction of the front and back of the drawing, sends it to the blower 204, and projects the snow to the outside through the shooter 205 by the centrifugal force of the blower 204.
  • the snowplow 101 also has an output pulley connected to the engine cover 220, the engine air cooling fan 222, and the drive wheels 217.
  • the travel mechanism portion of the snowplow 101 will be described.
  • the snowplow 101 has a body frame 219 connected to a rear portion of a crawler frame 212 provided with a free wheel 211 at the front and three lower rollers 213, 214, and 215 at the lower portion.
  • the snow removal part 201 is comprised by the part.
  • the pivot shaft 218 connects the vehicle body frame 219 to the crawler frame 212.
  • Drive wheels 217 are formed at the rear of the body frame 219, and the crawler belt 216 is wound between the drive wheels 217 and the idle wheels 211, so that the snow removal machine 101 is configured as a crawler type snow removal vehicle.
  • the snowplow 101 has a headlamp 225 that can irradiate the front.
  • the operation unit 224 is a human machine interface that can accept instructions for controlling each unit related to the traveling mechanism, the snow removal mechanism, and the like of the snow removal machine 101.
  • the snow removal machine 101 further includes a control unit 229.
  • the control unit 229 includes detection units 227 and 228 for recognizing an external environment attached to the snow removal machine 101.
  • the detection units 227 and 228 are, for example, cameras and sensors.
  • the snow removal machine 101 further includes a projection unit 226.
  • the projection unit 226 is a projector, and is attached to the shooter 205, for example.
  • the projection unit 226 projects an image on the road surface in front or on the snow surface accumulated in front. The projected image will be described later.
  • the snowplow 101 may be of a type on which the pilot is boarded, or may be of a manual push type by the pilot.
  • a riding part (not shown) including a seat, a steering part such as a handle and a pedal, and an operation part 224 is provided at the rear part of the engine cover 220.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the snow removal machine 101. 3 respectively correspond to the control unit 229, the projection unit 226, the detection units 227 and 228, and the operation unit 224 in FIG. 3 corresponds to the engine 221 in FIG. 2, a mechanism control unit (not shown) that controls the mechanism of each part of the snowplow 101, and an electrical system control unit (not shown).
  • the drive unit 340 includes a travel mechanism 341, a lighting unit 342, and a snow removal mechanism 343, and is controlled by the drive control unit 330.
  • the traveling mechanism 341 and the snow removal mechanism 343 correspond to the components of the traveling mechanism and the snow removal mechanism described above with reference to FIG.
  • the lighting unit 342 includes a notification mechanism such as a headlamp 225 and a direction indicator (not shown).
  • the control unit 301 includes a processor 302, a memory 303, a storage unit 304, a communication I / F 305, a GPS 306, and an image processing unit 307.
  • the processor 302 comprehensively controls each unit of the snow removal machine 101 in order to realize the operation of the present embodiment.
  • the operation of the present embodiment is realized by, for example, reading the program stored in the storage unit 304 that is a computer-readable storage medium into the memory 303 and executing it.
  • the configuration of the control unit 301 can be a computer that implements the present invention relating to a program.
  • the storage unit 304 stores various parameters and data in addition to the above programs.
  • the communication interface (I / F) 305 includes an antenna for communicating with the radio base station 103 and a signal format conversion unit.
  • the control unit 301 can perform vehicle-to-vehicle communication with the snow remover 101 in the vicinity via the communication I / F 305.
  • the GPS 306 is a GPS sensor and detects the current position of the snowplow 101.
  • the image processing unit 307 generates image data to be projected by the projection unit 310. For example, the image processing unit 307 performs pattern recognition by recognizing photographic image data, or performs geometric distortion correction performed when the projection target surface is not a plane.
  • the processor 302 controls the projection unit 310 to project based on the image data generated by the image processing unit 307.
  • the image data projected by the projection unit 310 will be described.
  • snow removal work is performed by the snow remover 101
  • the road is in a snowy state. Even if there are roads, traffic lights and other public facilities, signs, buildings, etc. in the snow removal work area, depending on the snow condition, the operator can clearly recognize the width of the road, the direction of the snow blower 101, and obstacles. Is not limited.
  • a flower bed or a tree is planted right next to the road before snowfall, and in that case, it is possible that the driver unintentionally hurts those plants by snow removal work. .
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the snow removal machine 101 projects an image 1101 from the projection unit 226 onto the front snow surface.
  • the image 1101 shows that the road under the snow is a road, and the side of the road is a flower bed. After the snowfall, the road and flowerbed will not be visible to the operator due to the snowfall.
  • the operator can recognize the scene before snow accumulation from the projected image, and can smoothly perform snow removal work.
  • the projection unit 310 is provided so as to project from the upper part of the shooter 205 onto the road surface, for example, like the projection unit 226 of FIG.
  • the image data generated by the image processing unit 307 is generated based on the mounting position and mounting angle of the projection unit 310 so that the image is normally projected on the road surface.
  • the projection unit 310 can adjust the inclination in the vertical and horizontal directions, and is controlled by the processor 302. For example, as the snow cover state increases, the projection surface gradually changes from a plane state close to the road surface to a wall state gradually changing to a wall state. Therefore, the processor 302 projects an image projected on the projection surface according to the change.
  • the angle of the projection unit 310 is controlled so as to suppress the distortion.
  • the detection unit 311 includes a sensor 312 and a camera 313.
  • the sensor 312 is, for example, an ultrasonic sensor, and can detect a snow cover state, for example, a hill-shaped snow cover state, by detecting a reflected wave of the ultrasonic wave irradiated in front of the snow removal machine 101.
  • the sensor 312 is, for example, an infrared sensor provided above the shooter 205, for example, at the position of the detection unit 227 in FIG. 2, and detects the snow depth ahead by projecting infrared light onto the snow surface from above. be able to.
  • the detection unit 311 detects, based on the intensity of the reflected wave, a snow quality state, for example, whether the density is high and the snow surface is hard, or whether the density is low and the snow surface is soft. Can do.
  • the camera 313 is a camera that images an external environment, and is attached so that the front, side, and rear of the snowplow 101 can be imaged.
  • the control unit 301 can detect a person approaching the snowplow 101, an obstacle, and the like based on radio waves emitted from the detection unit 311 and imaging data of the camera. Moreover, the control part 301 can estimate the risk by approach from the relative relationship between the position of the approaching person or obstacle, and the position of the snowplow 101. Further, the control unit 301 can acquire information on a person or an obstacle from the server 102. With such a configuration, for example, even in a state where snow has accumulated in the shape of a hill in the front, it is possible for the operator to recognize that a person or an obstacle exists on the other side of the blind spot.
  • the detection unit 311 is illustrated only at the positions of the detection units 227 and 228, but is not limited to these positions.
  • the side surface of the snow removal machine 101, the vicinity of the headlamp 225, or the portion near the tip of the shooter 205 may be used.
  • the detection unit 311 by being attached to a portion close to the tip of the shooter 205, it is possible to pick up an image of a far distance from the driver that would be a blind spot even when the snow depth is about 2 m.
  • the operation unit 320 receives a steering operation from the operator, a pedal, an instrument panel, a panel (display unit) for displaying a user interface screen related to the operation of the present embodiment, and an input for receiving a setting operation.
  • the user interface screen is a mode setting screen for switching the projection mode of the projection unit 310, for example. The projection mode will be described later.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the server 102.
  • the processor 401 controls the server 102 in an integrated manner, and implements the operation of the present embodiment by, for example, reading a program stored in the storage unit 403 that is a computer-readable storage medium into the memory 402 and executing it. .
  • the server 102 can be a computer that implements the present invention relating to a program.
  • a network interface (NWI / F) 404 is an interface for enabling communication with the network 104 and has a configuration corresponding to the medium of the network 104.
  • the environment information acquisition unit 405 acquires information on the environment such as topographic information before snowfall and information on snowfall.
  • the environment information acquisition unit 405 acquires, for example, terrain information before snowfall or information related to snowfall from a drone or a road surface condition sensor installed near the road.
  • the terrain information before snowfall is, for example, photographic image data taken from the sky before snowfall
  • the information related to snow cover is, for example, information related to snow depth, snow quality, and road surface freezing conditions.
  • the environment information acquisition unit 405 also converts map attribute information stored in a map database (not shown) stored in the storage unit 403 in advance, such as road inclination information and road width information, into photographic image data. In addition, it may be terrain information.
  • the environment information acquisition unit 405 stores information about the acquired environment in the storage unit 403.
  • the server 102 is described as including the environment information acquisition unit 405.
  • the control unit 301 of the snowplow 101 illustrated in FIG. 3 includes a block having the same function as the environment information acquisition unit 405. Also good.
  • the snow removal machine 101 can acquire terrain information before snow accumulation or information related to snow accumulation from a drone, a road surface condition sensor, or the like without using the server 101.
  • the server 102 and the snowplow 101 are each provided with a block having the same function as the environment information acquisition unit 405, and the snowplow 101 is related to the terrain information before the snowfall and the snowfall according to the communication status of the network 104.
  • the information acquisition route may be switched.
  • the storage unit 403 stores a program, parameters, and data for realizing the operation of the present embodiment.
  • a terrain information database (DB) 406 is constructed in the storage unit 403 based on the information regarding the environment acquired by the environment information acquisition unit 405.
  • the terrain information database is constructed, for example, in a format in which position information, photographic image data, and map attribute information are associated with each other. Thereby, for example, based on the position information received from the snowplow 101, it is possible to specify photographic image data taken from the sky before snowfall.
  • the storage unit 403 may also hold the above map database, or the processor 401 may acquire map information from another server.
  • Each block in FIG. 4 is connected to be communicable with each other via a bus 407.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the process of switching the projection mode of the projection unit 310 of the snowplow 101.
  • the process in FIG. 5 is executed, for example, when a setting is received from the operator on the setting screen of the operation unit 320.
  • step S501 the control unit 301 acquires setting information from the operation unit 320, and determines the setting content of the projection mode. If the projection mode is set to “first projection mode”, the process advances to step S502, and the control unit 301 controls each unit to project in the first projection mode. If the projection mode is set to “second projection mode”, the process advances to step S503, and the control unit 301 controls each unit to project in the second projection mode. If the projection mode is set to “third projection mode”, the process advances to step S504, and the control unit 301 controls each unit to project in the third projection mode. After S502 to S504, the process in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the process of S502.
  • the first projection mode is a mode in which the projection unit 310 projects the terrain information before snow accumulation.
  • the terrain information before snow accumulation here is, in other words, an image showing a scene before snow accumulation.
  • the control unit 301 acquires information related to snow accumulation from the detection unit 311 in order to recognize the shape of the projection target surface.
  • the information regarding snow cover is, for example, snow cover depth.
  • step S ⁇ b> 602 the control unit 301 acquires terrain information before snow accumulation from the server 102 via the communication I / F 305.
  • the snowplow 101 periodically transmits position information detected by the GPS 306 to the server 102.
  • the transmission cycle may be determined based on the traveling speed of the snowplow 101.
  • the processor 401 of the server 102 acquires pre-snow image data stored in advance in the terrain information DB 406 of the storage unit 403 before snowing and transmits it to the snowplow 101.
  • the control unit 301 generates projection data based on the image data acquired in S602.
  • the projection data may be acquired image data, for example, data corresponding to photographic image data from the sky, or may be simplified image data from photographic image data. For example, if it is an area where a flower bed or a tree is planted beside the road, it may be converted into a pattern image as in an image 1101.
  • the control unit 301 recognizes the shape of the snow cover surface that is the projection target surface based on the information related to snow cover acquired in S601.
  • the control unit 301 corrects the image data to generate projection data so that the image is normally projected along the recognized snow surface shape.
  • This image data correction is, for example, geometric distortion correction such as trapezoidal distortion correction.
  • the change in the undulation of the snow covered surface that is the projection target surface recognized by the control unit 301 is equal to or less than the threshold value, it may be regarded as a flat surface.
  • the change in the undulation of the snow cover surface may be acquired from, for example, the result of scanning the snow cover surface in the width direction of the snow remover 101 by the detection unit 227 attached in front of the snow remover 101.
  • the control unit 301 controls the projection unit 310 to perform projection based on the projection data generated in step S603. Then, the process of FIG. 6 is complete
  • FIG. 12 is a diagram showing a state of projection in the first projection mode.
  • the upper part of FIG. 12 is a view of the image 1201 projected on the front snow cover surface from the upper side of the snow removal machine 101 when the change in the undulation of the snow cover surface is equal to or less than the threshold value.
  • the change in the undulation of the snow cover surface is larger than the threshold value.
  • the snow plow 101 is viewed from the driver's viewpoint as it is covered in a hill shape by about 2 m on the right hand side in the traveling direction. is there.
  • the image 1202 is projected on a hill-shaped snowy surface.
  • the portion where the hill-shaped snow-covered surface is on a spherical surface is used and projected so as to be viewed stereoscopically as in the image 1202 (so as to be stereoscopically viewable).
  • control unit 301 generates a viewpoint image from the driver from the viewpoint image 1201 from the sky, and performs projection adjustment by performing contrast adjustment along the shape of the snow cover.
  • the operator can perform the snow removal work while recognizing the state before the snowfall regardless of the snowfall state.
  • the traveling path of the snowplow 101 may be identified on the image projected in the first projection mode. For example, it may be color-coded so that roads can be identified in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the processing of S503.
  • the second projection mode is a mode in which the projection unit 310 projects information related to snow cover.
  • the control unit 301 acquires information related to snow accumulation from the detection unit 311 in order to recognize the shape of the projection target surface.
  • the information regarding snow cover is, for example, snow cover depth.
  • the control unit 301 In S702, the control unit 301 generates projection data based on the information related to snow cover acquired in S701.
  • the projection data is, for example, a contour map representing the snow depth distribution with contour lines.
  • the control part 301 recognizes the shape of the snow cover surface used as a projection target surface based on the information regarding the snow cover acquired by S701.
  • the control unit 301 corrects the image data to generate projection data so that the image is normally projected along the recognized snow surface shape.
  • This image data correction is, for example, geometric distortion correction such as trapezoidal distortion correction. Further, if the change in the undulation of the snow covered surface that is the projection target surface recognized by the control unit 301 is equal to or less than the threshold value, it may be regarded as a flat surface.
  • the control unit 301 controls the projection unit 310 to perform projection based on the projection data generated in step S702. Then, the process of FIG. 7 is complete
  • FIG. 13 is a diagram showing a state of projection in the second projection mode.
  • the upper part of FIG. 13 is a view of the image 1301 projected onto the front snow cover surface from the upper side of the snow removal machine 101 when the change in the undulation of the snow cover surface is equal to or less than the threshold value.
  • the lower part of FIG. 13 shows a change in the undulation of the snow cover surface that is larger than a threshold value, for example, a view from the driver's perspective of snow covered in a hill shape by about 2 m on the right hand side in the traveling direction of the snow remover 101. is there.
  • a threshold value for example, a view from the driver's perspective of snow covered in a hill shape by about 2 m on the right hand side in the traveling direction of the snow remover 101. is there.
  • a threshold value for example, a view from the driver's perspective of snow covered in a hill shape by about 2 m on the right hand side in the traveling direction of the snow remover 101. is there.
  • a threshold value for example, a view from the driver's perspective of snow covered in a hill shape by about 2 m on the right hand side in the traveling direction of the snow remover 101. is there.
  • an image 1302 is projected onto a hill-shaped snow cover.
  • an image showing a contour map is projected, but another
  • FIG. 14 is a diagram showing another state of projection in the second projection mode.
  • the upper part of FIG. 14 is a view of the image 1401 projected on the front snow cover surface from the upper side of the snow removal machine 101 when the change in the undulation of the snow cover surface is equal to or less than the threshold value.
  • the lower part of FIG. 14 is a view of a state in which an image 1402 is projected on the snow cover surface when the change in undulation of the snow cover surface is larger than a threshold value, as seen from the driver's line of sight.
  • the driver has a hard snow quality on the right side of the road and a soft snow quality on the left side of the road, and smoothes the operation of the snowplow 101 and the progress of the snow removal work in consideration of the snow quality.
  • an image representing snow quality may be projected together with an image representing snow depth.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the process of S504.
  • the third projection mode is a mode in which the image in the first projection mode and the image in the second projection mode are projected in an overlapping manner.
  • the control unit 301 acquires information related to snow accumulation from the detection unit 311 in order to recognize the shape of the projection target surface.
  • the information regarding snow cover is, for example, snow cover depth.
  • S802 and S803 are the same as the descriptions in S602 and S603 of FIG. 6, their descriptions are omitted. Since S804 is the same as the description in S702 of FIG. 6, the description thereof is omitted.
  • the control unit 301 combines the projection data generated in S803 and the projection data generated in S804 so as to overlap each other. At that time, the control unit 301 recognizes the shape of the snow cover surface to be the projection target surface based on the information related to snow cover acquired in S801. The control unit 301 corrects the image data to generate projection data so that the image is normally projected along the recognized snow surface shape.
  • This image data correction is, for example, geometric distortion correction such as trapezoidal distortion correction. Further, if the change in the undulation of the snow covered surface that is the projection target surface recognized by the control unit 301 is equal to or less than the threshold value, it may be regarded as a plane.
  • the control unit 301 controls the projection unit 310 to perform projection based on the projection data generated in step S805. Thereafter, the process of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing a state of projection in the third projection mode.
  • the upper part of FIG. 15 is a view of the image 1501 projected from the upper side of the snow removal machine 101 when the change in the undulation of the snowy surface is equal to or less than the threshold value.
  • the change in the undulation of the snow cover surface is larger than the threshold value, for example, a view of the snow-covered snow 101 being snowed in a hill shape about 2 m on the right-hand side in the traveling direction as viewed from the driver's perspective. .
  • an image 1502 is projected onto a hill-shaped snow cover.
  • control unit 301 generates a viewpoint image from the pilot from the viewpoint image from above, and performs projection adjustment by performing contrast adjustment along the shape of the snow cover. With the projection as shown in FIG. 15, the operator can more intuitively recognize the state before the snow cover and the snow cover state.
  • the first projection mode, the second projection mode, and the third projection mode have been described above.
  • the operator can switch on the setting screen displayed on the operation unit 320 while the snowplow 101 is traveling. is there.
  • the processes of FIGS. 5 and 8 are executed.
  • the generation and synthesis of projection data are performed by the control unit 301.
  • the generation and synthesis of projection data may be performed by the server 102.
  • the processor 401 of the server 102 performs the above-described image recognition and pattern image generation.
  • the processor 401 of the server 102 may transmit only the feature amount of the photographic image data to the snow removal machine 101, and the control unit 301 of the snow removal machine 101 may generate a pattern image based on the feature amount.
  • any of the above processes may be selectively executed according to the communication status between the snowplow 101 and the wireless base station 103 or the communication status of the network 104.
  • the projection data should be changed to warn the pilot by projection that a person or an obstacle is approaching.
  • the operator is difficult to notice the approach due to the snow removal work sound.
  • the warning notification is made by changing the projection data, the operator is visually alerted, and the operator can easily notice the approach of a person or an obstacle.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the projection data changing process.
  • the control unit 301 performs projection in any one of the first projection mode to the third projection mode. That is, at the time of S901, projection and snow removal work are being performed.
  • the control unit 302 acquires environment information.
  • the environmental information here is information on an approaching object such as a person or an obstacle.
  • the control unit 302 may acquire environment information from the detection unit 311 or may receive environment information from the server 102. Or both may be sufficient. By making it possible to acquire environmental information from the server 102, even when a person or an obstacle approaches from the direction of the blind spot from the snowplow 101, a warning can be notified to the operator.
  • the control unit 302 determines whether or not to change the projection data. For example, when it is determined that the risk of an approaching object to the snowplow 101 is high, the control unit 302 determines to change the projection data, and when it is determined to be low, the control unit 302 determines not to change the projection data.
  • the risk may be determined based on, for example, the overlapping degree of the movement paths obtained from the movement direction and speed of the approaching object and the movement direction and speed of the snowplow 101.
  • the direction of snow projection from the shooter 205 of the snow removal machine 101 may be considered.
  • the snow projection from the shooter 205 when the snow projection from the shooter 205 is scattered with a width, it overlaps with the projection area (e.g., estimated as a fan area). If it is, it will be judged that the risk of an approaching object is high.
  • the projection area e.g., estimated as a fan area
  • step S903 If it is determined in S903 that the projection data is not changed, the processing in FIG. 9 is terminated, and the current projection and snow removal work is continued. On the other hand, if it is determined that the projection data is to be changed, in step S904, the control unit 302 interrupts the current projection mode and changes the projection data to the projection data in the warning notification mode.
  • FIG. 16 is a diagram showing a state of projection in the warning notification mode.
  • the upper part of FIG. 16 is a view of an image 1601 projected from the upper side of the snow removal machine 101 when the change in the undulations on the snowy surface is equal to or less than the threshold value. By projecting in this way, it is possible to warn the driver that a person or an obstacle is approaching in front of the right side of the road.
  • the lower part of FIG. 16 is a view in which the change in the undulation of the snow cover surface is larger than the threshold value, for example, as seen from the driver's viewpoint, the snow is removed in a hill shape about 2 m on the right hand side in the traveling direction of the snow remover 101. .
  • an image 1602 is projected onto a hill-shaped snow cover.
  • a portion where the hill-shaped snow surface is on a spherical surface may be used and projected so as to be viewed stereoscopically as in an image 1602.
  • the image may be changed according to the type of approaching object such as a person or a tree.
  • the approaching object is a person
  • Such a projection can prevent a situation where the operator who is working is surprised at the sudden appearance of a person and suddenly stops the snowplow 101. With the projection as shown in FIG. 16, it is possible to warn the operator of an approaching person or obstacle regardless of the snowy state.
  • step S903 When other snowplows are running in the vicinity, when it is determined that the projection data is changed in S903, the projection data is changed in S904 and the other snowplows are communicated with each other by inter-vehicle communication. You may make it notify that an approaching object exists.
  • step S904 the projection data is changed, and the presence of the snowplow 101 is notified to the surroundings by blinking the headlamp 225 or projecting the color projected on the snow projected from the shooter 205.
  • the processing of S902 may be detection of occurrence of a predetermined event instead of acquisition of environment information.
  • a phone pattern image may be projected as an image 1601 or 1602 in FIG. 16 instead of an arrow image.
  • the projection data for projecting the lower image 1202 in FIG. 12 is changed to the projection data for projecting the lower image 1602 in FIG. .
  • the change of the projection data is not limited to such a configuration (projection data switching), but may be another configuration.
  • the lower image 1602 in FIG. 16 may be superimposed on the lower image 1202 in FIG.
  • the object representing the approaching object may be highlighted so as to blink.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the projection data changing process.
  • the control unit 301 performs projection in any one of the first projection mode to the third projection mode. That is, at the time of S1001, projection and snow removal work are being performed.
  • the control unit 302 acquires information regarding snow cover.
  • the information relating to snow accumulation here is information indicating the snow accumulation depth and is monitored while the snow removal machine 101 is traveling.
  • the control unit 302 may acquire information indicating the snow depth from the detection unit 311 or may receive information indicating the snow depth from the server 102. Or both may be sufficient.
  • the control unit 302 determines whether or not to change the projection data based on the information indicating the snow depth acquired in S1002. For example, the control unit 302 determines that the projection data is to be changed when the change in the undulation on the snow cover surface is greater than the threshold value from a state equal to or less than the threshold value. On the other hand, if it is determined not to change the projection data, the process of FIG. 10 is terminated, and the current projection and snow removal operations are continued. In S1004, the control unit 302 changes the projection data. For example, the control unit 302 changes the current projection data to projection data that allows stereoscopic vision.
  • the snowplow of the above embodiment is a snowplow having a snowplow mechanism, the acquisition unit for acquiring terrain information before snowfall, and the snow cover based on the terrain information before snow acquired by the acquisition unit.
  • Projecting means for projecting an image representing previous terrain information onto the snow cover of the snow removal target of the snow removal mechanism (FIG. 6).
  • the projecting means projects an image showing a scene before snow cover onto a snow cover surface as an image representing the topographic information before snow cover.
  • a road before snow can be projected onto a snow surface.
  • the image representing the terrain information before snow is a stereoscopically viewable image. With such a configuration, the operator can more intuitively recognize the terrain information before snow accumulation.
  • the projecting means further projects an image showing information on snow cover onto the snow cover surface (FIG. 7).
  • the projection unit projects an image indicating snow depth information onto a snow cover surface as an image indicating information related to the snow cover.
  • the projection unit projects an image indicating snow quality information onto the snow cover surface as an image indicating information related to the snow cover. With such a configuration, for example, information on snow depth and snow quality can be projected onto the snow surface.
  • the image showing the snow depth information is an image showing contour lines.
  • At least one of an accepting unit that accepts the setting of the projection mode, an image that represents the terrain information before the snowfall, and an image that represents the information related to the snowfall based on the setting of the projection mode accepted by the accepting unit And a control means for projecting the image onto the projection means (FIG. 5).
  • the projection mode can be switched according to the setting of the operator.
  • notification means for notifying the occurrence of a predetermined event when a predetermined event occurs.
  • the said notification means will notify presence of the said approaching object, if the approaching object to the said snowblower is detected.
  • the notifying means notifies the projecting means by projecting an image notifying the presence of the approaching object onto a snowy surface (FIGS. 9 and 16).
  • the image forming apparatus further includes a generating unit that generates projection data based on the terrain information before snowing acquired by the acquiring unit, and the projecting unit calculates the terrain information before snowing based on the projection data.
  • the image to represent is projected on a snowy surface (FIG. 6).

Abstract

除雪機構を備える除雪機は、積雪前の地形情報を取得し、その取得された積雪前の地形情報に基づいて、積雪前の地形情報を表す画像を除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する。そのような構成により、積雪前の状況を容易に除雪機の操縦者に認識させることができる。

Description

除雪機、除雪機における投影方法、プログラムおよび記憶媒体、並びに、投影システム
　本発明は、除雪機、除雪機における投影方法、プログラムおよび記憶媒体、並びに、投影システムに関する。
　降雪量が多い地域では、その積雪量も多く、除雪機による除雪作業の頻度も高くなる。また、積雪量によっては、除雪機の操縦者が積雪前の道路を認識することが極めて困難である。特許文献１には、予め降雪前に、道路の両端の一定間隔ごとにその位置座標をＧＰＳ受信機により測定しておき、そのＧＰＳデータを記録媒体に保管しておくことが記載されている。
特開２００５－９２３８号公報
　しかしながら、特許文献１では、道路の位置を正確に把握して除雪作業を行えると記載されているものの、積雪前の地形がどのようであったかまで把握することはできない。例えば、道路の脇に植樹がされているといった状況までは、除雪機の操縦者には分からない。
　本発明は、積雪前の状況を容易に操縦者に認識させる除雪機、除雪機における投影方法、プログラムおよび記憶媒体、並びに、投影システムを提供することを目的とする。
　本発明に係る除雪機は、除雪機構を備える除雪機であって、積雪前の地形情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影手段とを備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る投影方法は、除雪機構を備える除雪機において実行される投影方法であって、積雪前の地形情報を取得する取得工程と、前記取得工程において取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影工程とを有することを特徴とする。
　また、本発明に係る投影システムは、除雪機構を備える除雪機とサーバとを備える投影システムであって、前記サーバは、前記積雪前の地形情報を記憶する記憶手段と、前記除雪機から位置情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の取得手段により取得した前記位置情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記積雪前の地形情報のうち、対応する地形情報を前記除雪機に送信する送信手段とを備え、前記除雪機は、前記送信手段により送信された前記対応する地形情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記対応する地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、積雪前の状況を容易に操縦者に認識させることができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
除雪機を含むシステム構成を示す図である。 除雪機の構成を示す図である。 除雪機の構成を示すブロック図である。 サーバの構成を示すブロック図である。 投影モードの切り替えの処理を示すフローチャートである。 第１の投影モードでの投影処理を示すフローチャートである。 第２の投影モードでの投影処理を示すフローチャートである。 第３の投影モードでの投影処理を示すフローチャートである。 投影データの変更処理を示すフローチャートである。 投影データの変更処理を示すフローチャートである。 除雪機から投影している様子を示す図である。 第１の投影モードにより投影した様子を示す図である。 第２の投影モードにより投影した様子を示す図である。 第２の投影モードにより投影した様子を示す図である。 第３の投影モードにより投影した様子を示す図である。 警告モードで投影した様子を示す図である。
　図１は、除雪機を含む除雪用投影システムの構成を示す図である。本実施形態においては、除雪機１０１が無線基地局１０３及びネットワーク１０４を介してサーバ１０２に通信可能に接続されている。図１では、説明上、除雪機１０１及び無線基地局１０３は各１台のみ示されているが、複数台構成されても良く、サーバ１０２は、例えば異なる複数の地域（例えば、山間部、都市部）に存在する除雪機１０１に対して通信可能である。図１のような構成において、例えば、サーバ１０２は、除雪機１０１の現在位置を把握することができ、また、除雪機１０１は、積雪前の地形情報を取得することができる。例えば、除雪機１０１は、サーバ１０２から積雪前の地形情報を取得しても良い。図１では示されていないが、サーバ１０２が積雪前の地形情報を取得するための装置やシステムがサーバ１０２と通信可能に接続されている。 積雪前の地形情報を取得するための装置とは、例えば、車両やドローンである。また、積雪前の地形情報を取得するためのシステムとは、例えば、路面状況管理システムやＧＰＳシステムである。また、例えば、除雪機１０１は、上記の車両やドローン等からサーバ１０２を介さずに直接、積雪前の地形情報を取得して保持するようにしても良い。また、ネットワーク１０４の通信状況等に応じて、除雪機１０１は、積雪前の地形情報の上記の取得経路を切り替えるようにしても良い。
　図１に示すように、サーバ１０２と無線基地局１０３とが有線や無線等の媒体を含むネットワーク１０２を介して相互に通信可能に構成されている。除雪機１０１は、無線基地局１０３と通信可能に構成されている。無線基地局１０３は、例えば信号機などの公共施設に設けられており、除雪機１０１とサーバ１０２との間で通信されるデータを中継するように動作する。図１では、説明上、無線基地局１０３と除雪機１０１とが１対１として示されているが、複数の除雪機１０１が１つの無線基地局１０３に対応していても良い。なお、以降の説明において、除雪機１０１とサーバ１０２間の通信が行われる場合には、無線基地局１０３の動作は省略する。
　図２は、除雪機１０１の構成を示す図である。本実施形態では、除雪機１０１は、オーガにより雪をかき集め、シュータから雪を投射するクローラ式除雪車両である。除雪機１０１の除雪機構の部分を説明する。除雪機１０１は、除雪部２０１を有し、除雪部２０１は、エンジン２２１を駆動源とするオーガ２０３、ブロア２０４、そり２１０、及びシュータ２０５を含む。エンジン２２１の動力は、小径プーリ２０７、ベルト２０８、大径プーリ２０９、駆動軸２０６、オーガ軸２０２の順で伝わり、オーガ２０３を回転させる。オーガ２０３は、回転することにより、路上の雪を図面表裏方向にかき集めてブロア２０４に送り込み、ブロア２０４の遠心力でシュータ２０５を介して雪を外部へ投射する。除雪機１０１は、また、エンジンカバー２２０、エンジン空冷用ファン２２２、駆動輪２１７に接続される出力プーリを有する。
　除雪機１０１の走行機構の部分を説明する。除雪機１０１は、前部に遊動輪２１１、下部に３個の下部転輪２１３、２１４、２１５を各々回転自在に備えたクローラフレーム２１２の後部に車体フレーム２１９を連結し、車体フレーム２１９の前部に除雪部２０１が構成されている。ピボット軸２１８は、クローラフレーム２１２に車体フレーム２１９を連結する。車体フレーム２１９の後部に駆動輪２１７が構成され、駆動輪２１７と遊動輪２１１との間にクローラベルト２１６が巻き掛けられることで、除雪機１０１はクローラ式除雪車両として構成される。また、除雪機１０１は、前方を照射可能なヘッドランプ２２５が取り付けられている。また、操作部２２４は、除雪機１０１の走行機構や除雪機構等に係る各部を制御するための指示を受付可能なヒューマンマシンインタフェースである。
　本実施形態においては、除雪機１０１はさらに、制御部２２９を備える。制御部２２９は、除雪機１０１に取り付けられた外部環境を認識するための検知部２２７、２２８を備える。検知部２２７、２２８は、例えば、カメラやセンサである。また、本実施形態では、除雪機１０１はさらに、投影部２２６を備える。投影部２２６は、プロジェクタであり、例えばシュータ２０５に取り付けられている。投影部２２６は、前方の路面上、あるいは、前方に積もった積雪面上に画像を投射する。投射される画像については後述する。
　本実施形態では、除雪機１０１は、操縦者が搭乗するタイプであっても良いし、操縦者による手押しタイプであっても良い。操縦者が搭乗するタイプであれば、シート、ハンドルやペダル等の操縦部、操作部２２４、を含む搭乗部（不図示）がエンジンカバー２２０の後部に設けられる。
　図３は、除雪機１０１の構成を示すブロック図である。図３の制御部３０１、投影部３１０、検知部３１１、操作部３２０はそれぞれ、図２の制御部２２９、投影部２２６、検知部２２７、２２８、操作部２２４に対応する。また、図３の駆動制御部３３０は、図２のエンジン２２１や、除雪機１０１の各部の機構を制御する機構制御部（不図示）、電気系統制御部（不図示）に対応する。駆動部３４０は、走行機構３４１、点灯部３４２、除雪機構３４３を含み、駆動制御部３３０により制御される。走行機構３４１、除雪機構３４３は、図２で上述した走行機構、除雪機構の各部に対応する。点灯部３４２は、ヘッドランプ２２５や、方向指示器（不図示）などの報知機構を含む。
　制御部３０１は、プロセッサ３０２、メモリ３０３、記憶部３０４、通信Ｉ／Ｆ３０５、ＧＰＳ３０６、画像処理部３０７を含む。プロセッサ３０２は、本実施形態の動作を実現するため、除雪機１０１の各部を統括的に制御する。本実施形態の動作は、例えば、プロセッサ３０２がコンピュータ読取可能な記憶媒体である記憶部３０４に記憶されたプログラムをメモリ３０３に読み出して実行することにより実現される。制御部３０１の構成は、プログラムに係る本発明を実施するコンピュータとなり得る。
　記憶部３０４は、上記のプログラムの他、各種パラメータやデータ等を記憶する。通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）３０５は、無線基地局１０３と通信するためのアンテナ、信号フォーマットの変換部を含む。また、制御部３０１は、通信Ｉ／Ｆ３０５を介して近辺の除雪機１０１と車車間通信を行うことが可能である。ＧＰＳ３０６は、ＧＰＳセンサであり、除雪機１０１の現在位置を検知する。画像処理部３０７は、投影部３１０の投影対象となる画像データを生成する。画像処理部３０７は、例えば、写真画像データを画像認識してパターン化したり、投影対象面が平面でない場合に行われる幾何学歪み補正を実行する。プロセッサ３０２は、画像処理部３０７により生成された画像データに基づいて投影するよう投影部３１０を制御する。
　投影部３１０により投影される画像データについて説明する。除雪機１０１による除雪作業が行われる場合には、路上が積雪状態であることが前提である。除雪作業エリアには道路、信号機等の公共施設や標識、建物等が存在するとしても、積雪状態によっては、操縦者が道路の幅や除雪機１０１の進路方向、障害物を明確に認識できるとは限らない。また、積雪前には、道路のすぐ傍らが花壇や植樹されている場合もあり、その場合には、操縦者が意図せずに、それらの植物等を除雪作業により痛めてしまうことも考えられる。
　本実施形態では、除雪機１０１が除雪を行いながら走行する際には、前方の積雪面上に画像を投影する。図１１は、除雪機１０１が投影部２２６から、前方の積雪面上に画像１１０１が投影されている様子を示す図である。画像１１０１は、積雪下は道路であり、その道路の傍らが花壇となっていることを示している。積雪後には、その積雪のため、道路および花壇が操縦者から見えなくなる。しかしながら、本実施形態では、そのような状態であっても、操縦者は、投影された画像により、積雪前のシーンを認識することができ、除雪作業をスムーズに行うことができる。
　投影部３１０は、例えば、図２の投影部２２６のように、シュータ２０５の上部から路面に対して投影するように設けられている。画像処理部３０７により生成される画像データは、投影部３１０の取付位置や取付角度に基づいて、画像が路面に正常に投影されるように生成される。また、投影部３１０は、上下左右の方向に傾きの調整が可能であり、プロセッサ３０２により制御される。例えば、積雪状態が高くなるにつれて、投影面が路面に近い平面状態から徐徐に斜めになって壁状態に変化していくので、プロセッサ３０２は、その変化に応じて、投影面に投影される画像の歪みを抑えるように、投影部３１０の角度を制御する。
　検知部３１１は、センサ３１２とカメラ３１３を含む。センサ３１２は、例えば、超音波センサであり、除雪機１０１の前方に照射した超音波の反射波を検知することにより、積雪状態、例えば、丘状に積雪した状態を検知することができる。また、センサ３１２は、例えば、シュータ２０５の上方、例えば図２の検知部２２７の位置に設けられた赤外線センサであり、上方から積雪面に赤外線を投射することにより、前方の積雪深を検知することができる。また、検知部３１１は、雪質状態、例えば、密度が高く積雪面が固い状態であるか、若しくは、密度が低く積雪面が柔らかい状態であるかを、反射波の強度に基づいて検知することができる。カメラ３１３は、外部環境を撮像するカメラであり、除雪機１０１の前方、側方、後方を撮像可能なように取り付けられる。
　制御部３０１は、検知部３１１から発せられる電波やカメラの撮像データにより、除雪機１０１に接近する人や、障害物などを検知可能である。また、制御部３０１は、接近する人や障害物の位置と、除雪機１０１の位置との相対関係から、接近によるリスクを推定可能である。また、制御部３０１は、サーバ１０２から、人や障害物の情報を取得可能である。そのような構成により、例えば、前方が丘状に積雪した状態であっても、操縦者からは死角となるその向こう側に人や障害物が存在することを認識することができる。
　図２では、検知部３１１は、検知部２２７、２２８の位置にのみ図示されているが、それらの位置に限られない。例えば、除雪機１０１の側面でも良いし、ヘッドランプ２２５の近傍でも良いし、シュータ２０５の先端に近い部分でも良い。例えば、シュータ２０５の先端に近い部分に取り付けられることにより、積雪深が２ｍほどになった場合であっても、操縦者から死角となるような前遠方をカメラにより撮像することができる。
　操作部３２０は、操縦者からの操縦操作を受け付けるためのハンドルやペダル、計器パネルの他、本実施形態の動作に関するユーザインタフェース画面等を表示するパネル（表示部）や設定操作を受け付けるための入力部を含む。ユーザインタフェース画面とは、例えば、投影部３１０の投影モードを切り替えるためのモード設定画面である。投影モードについては後述する。
　図４は、サーバ１０２の構成を示すブロック図である。プロセッサ４０１は、サーバ１０２を統括的に制御し、例えば、コンピュータ読取可能な記憶媒体である記憶部４０３に記憶されたプログラムをメモリ４０２に読み出して実行することにより、本実施形態の動作を実現する。サーバ１０２は、プログラムに係る本発明を実施するコンピュータとなり得る。ネットワークインタフェース（ＮＷＩ／Ｆ）４０４は、ネットワーク１０４との通信を可能にするためのインタフェースであり、ネットワーク１０４の媒体に応じた構成を有する。
　環境情報取得部４０５は、積雪前の地形情報や積雪に関する情報など、環境に関する情報を取得する。環境情報取得部４０５は、例えば、ドローンや道路近傍に設置されている路面状況センサなどから積雪前の地形情報や積雪に関する情報を取得する。積雪前の地形情報としては、例えば降雪前に上空から撮影した写真画像データであり、積雪に関する情報とは、例えば積雪深や雪質、路面の凍結状況に関する情報である。また、環境情報取得部４０５は、記憶部４０３に予め保持している地図データベース（不図示）に格納されている地図属性情報、例えば、道路の傾斜情報、道路幅情報などを、写真画像データと合わせて、地形情報としても良い。また、環境に関する情報として、除雪機１０１の周囲に存在する人や障害物等の情報を取得するようにしても良い。環境情報取得部４０５は、取得した環境に関する情報を記憶部４０３に格納する。本実施形態では、サーバ１０２が環境情報取得部４０５を備えるものとして説明するが、図３に示す除雪機１０１の制御部３０１が環境情報取得部４０５と同様の機能を有するブロックを備えるようにしても良い。そのような構成により、例えば、除雪機１０１は、サーバ１０１を介さずに、ドローンや路面状況センサなどから積雪前の地形情報や積雪に関する情報を取得することができる。また、サーバ１０２と除雪機１０１がそれぞれ、環境情報取得部４０５と同様の機能を有するブロックを備えるようにし、ネットワーク１０４の通信状況に応じて、除雪機１０１は、積雪前の地形情報や積雪に関する情報の取得経路を切り替えるようにしても良い。
　記憶部４０３は、本実施形態の動作を実現するためのプログラムやパラメータ、データを記憶する。また、記憶部４０３には、環境情報取得部４０５により取得された環境に関する情報に基づいて、地形情報データベース（ＤＢ）４０６が構築される。地形情報データベースは、例えば、位置情報と写真画像データと地図属性情報とが対応付けられる形式で構築される。それにより、例えば、除雪機１０１から受信した位置情報に基づいて、降雪前に上空から撮影された写真画像データを特定することができる。記憶部４０３は、また、上記の地図データベースを保持しても良いし、若しくは、プロセッサ４０１は、他のサーバから地図情報を取得するようにしても良い。図４の各ブロックは、バス４０７を介して相互に通信可能に接続されている。
　図５は、除雪機１０１の投影部３１０の投影モードの切り替えの処理を示すフローチャートである。本実施形態では、３種類の投影モードがあり、操作部３２０に表示される設定画面上で受け付けた操縦者の設定により変更することができる。図５の処理は、例えば、操縦者から操作部３２０の設定画面上で設定を受け付けた場合に実行される。
　Ｓ５０１において、制御部３０１は、操作部３２０からの設定情報を取得し、投影モードの設定内容を判定する。ここで、投影モードが「第１の投影モード」に設定されている場合にはＳ５０２に進み、制御部３０１は、第１の投影モードで投影するよう各部を制御する。また、投影モードが「第２の投影モード」に設定されている場合にはＳ５０３に進み、制御部３０１は、第２の投影モードで投影するよう各部を制御する。また、投影モードが「第３の投影モード」に設定されている場合にはＳ５０４に進み、制御部３０１は、第３の投影モードで投影するよう各部を制御する。Ｓ５０２～Ｓ５０４の後、図５の処理を終了する。
　図６は、Ｓ５０２の処理を示すフローチャートである。本実施形態において、第１の投影モードとは、積雪前の地形情報を投影部３１０により投影するモードである。ここでの積雪前の地形情報とは、言い換えれば、積雪前のシーンを写した画像である。Ｓ６０１において、制御部３０１は、投影対象面の形状を認識するため、検知部３１１から積雪に関する情報を取得する。積雪に関する情報とは、例えば積雪深である。
　Ｓ６０２において、制御部３０１は、通信Ｉ／Ｆ３０５を介してサーバ１０２から積雪前の地形情報を取得する。なお、除雪機１０１は、ＧＰＳ３０６により検知された位置情報を定期的にサーバ１０２に送信している。その送信周期は、除雪機１０１の走行速度に基づいて決定されても良い。サーバ１０２のプロセッサ４０１は、除雪機１０１の位置情報に基づいて、積雪前に記憶部４０３の地形情報ＤＢ４０６に予め格納しておいた積雪前の画像データを取得して除雪機１０１に送信する。
　Ｓ６０３において、制御部３０１は、Ｓ６０２で取得した画像データに基づいて投影データを生成する。投影データは、取得した画像データ、例えば上空からの写真画像データと対応するデータであっても良いし、写真画像データから簡略化した画像データであっても良い。例えば、道路の傍らに花壇や植樹がされている領域であれば、画像１１０１のようにパターン画像に変換するようにしても良い。
　制御部３０１は、Ｓ６０１で取得された積雪に関する情報に基づいて、投影対象面となる積雪面の形状を認識する。制御部３０１は、認識した積雪面の形状に沿って正常に画像が投影されるように、画像データを補正して投影データを生成する。この画像データの補正は、例えば、台形歪み補正等の幾何学歪み補正である。また、制御部３０１が認識した投影対象面となる積雪面の起伏の変化が閾値以下であるならば、平面とみなすようにしても良い。積雪面の起伏の変化は、例えば、除雪機１０１の前方に取り付けられた検知部２２７により前方の積雪面を除雪機１０１の幅方向にスキャンし、そのスキャン結果から取得しても良い。Ｓ６０４において、制御部３０１は、Ｓ６０３で生成された投影データに基づいて投影するよう投影部３１０を制御する。その後、図６の処理を終了する。
　図１２は、第１の投影モードにより投影した様子を示す図である。図１２の上段は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の場合に、前方の積雪面に画像１２０１が投影された様子を除雪機１０１の上側から見た図である。このように投影されることで、操縦者は、道路右側が花壇であることが分かり、花壇を痛めないよう気をつけながら除雪作業を行うことができる。
　一方、図１２の下段は、積雪面の起伏の変化が閾値より大きく、例えば、除雪機１０１の進行方向右手側に２ｍほど丘状に積雪された様子を操縦者からの目線から見た図である。その場合には、丘状の積雪面に画像１２０２が投影される。その場合には、丘状の積雪面が球面上になった部分を利用し、画像１２０２のように立体的に視覚されるように（立体視可能に）投影する。例えば、制御部３０１は、上空からの視点の画像１２０１から、操縦者からの視点の画像を生成し、積雪面の形状に沿ったコントラスト調整を行って投影データを生成する。図１２のような投影により、操縦者は、積雪状態によらず、積雪前の状態を認識しながら除雪作業を行うことができる。また、第１の投影モードで投影される画像上で、除雪機１０１の走行路を識別可能としても良い。例えば、図１２において道路を識別可能なように色分けするようにしても良い。
　図７は、Ｓ５０３の処理を示すフローチャートである。本実施形態において、第２の投影モードとは、積雪に関する情報を投影部３１０により投影するモードである。Ｓ７０１において、制御部３０１は、投影対象面の形状を認識するため、検知部３１１から積雪に関する情報を取得する。積雪に関する情報とは、例えば、積雪深である。
　Ｓ７０２において、制御部３０１は、Ｓ７０１で取得した積雪に関する情報に基づいて投影データを生成する。投影データは、例えば、積雪深の分布を等高線で表した等高線図である。そして、制御部３０１は、Ｓ７０１で取得された積雪に関する情報に基づいて、投影対象面となる積雪面の形状を認識する。制御部３０１は、認識した積雪面の形状に沿って正常に画像が投影されるように、画像データを補正して投影データを生成する。この画像データの補正は、例えば、台形歪み補正等の幾何学歪み補正である。また、制御部３０１が認識した投影対象面となる積雪面の起伏の変化が閾値以下であるならば、平面とみなすようにしても良い。Ｓ７０３において、制御部３０１は、Ｓ７０２で生成された投影データに基づいて投影するよう投影部３１０を制御する。その後、図７の処理を終了する。
　図１３は、第２の投影モードにより投影した様子を示す図である。図１３の上段は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の場合に、前方の積雪面に画像１３０１が投影された様子を除雪機１０１の上側から見た図である。このように投影されることで、操縦者は、道路右側が積雪により盛り上がっていることが分かり、除雪機１０１の操縦、除雪作業の進行を積雪状態を考慮しながらスムーズに進めることができる。特に、夜間には、積雪面の凹凸状態は分かり難い。本実施形態の構成により、積雪面に投影されるので、夜間であっても積雪面の凹凸状態を操縦者に容易に認識させることができる。
　一方、図１３の下段は、積雪面の起伏の変化が閾値より大きく、例えば、除雪機１０１の進行方向右手側に２ｍほど丘状に積雪された様子を操縦者からの目線から見た図である。その場合には、丘状の積雪面に画像１３０２が投影される。図１３では、等高線図を示す画像が投影されているが、積雪深を表すのであれば、他の画像であっても良い。例えば、積雪深が深い部分ほど赤色で投影し、浅い部分ほど青色で投影するなど、色で区分けするようにしても良い。また、くぼみの部分のみを赤色で投影して警告表示するようにしても良い。図１３のような投影により、操縦者は、積雪面の凹凸を認識しながら除雪作業を行うことができる。
　上記では、積雪に関する情報として積雪深を用い、積雪面の凹凸を認識可能とする投影データを投影していた。しかしながら、積雪に関する情報は、積雪深でなく、雪質であっても良い。図１４は、第２の投影モードにより投影した他の様子を示す図である。図１４の上段は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の場合に、前方の積雪面に画像１４０１が投影された様子を除雪機１０１の上側から見た図である。また、図１４の下段は、積雪面の起伏の変化が閾値より大きい場合に、積雪面に画像１４０２が投影された様子を操縦者からの目線から見た図である。図１４のような投影により、操縦者は、道路右側の雪質が固く、道路左側の雪質が柔らかいことが分かり、除雪機１０１の操縦、除雪作業の進行を雪質を考慮しながらスムーズに進めることができる。例えば、積雪の中に屋根や電線等から落下したつららや、雨どい付近で凍って落下した大きな氷塊が埋もれていることがあり得る。除雪機１０１の操縦者がそれらの存在に気付かないまま、除雪作業を行ってしまうと、オーガ２０３を破損してしまうおそれがある。しかしながら、図１４のような投影によれば、除雪機１０１の操縦者は、積雪中のつららや氷塊の存在の可能性に気付くことができ、オーガ２０３の破損を防ぐことができる。図１４のような投影の他に、積雪深を表す画像とともに、雪質を表す画像を投影するようにしても良い 。
　図８は、Ｓ５０４の処理を示すフローチャートである。本実施形態において、第３の投影モードとは、上記の第１の投影モードによる画像と第２の投影モードによる画像を重ねて投影するモードである。Ｓ８０１において、制御部３０１は、投影対象面の形状を認識するため、検知部３１１から積雪に関する情報を取得する。積雪に関する情報とは、例えば、積雪深である。
　Ｓ８０２、Ｓ８０３は、図６のＳ６０２、Ｓ６０３における説明と同じであるので、それらの説明を省略する。Ｓ８０４は、図６のＳ７０２における説明と同じであるので、その説明を省略する。
　Ｓ８０５において、制御部３０１は、Ｓ８０３で生成された投影データとＳ８０４で生成された投影データとを互いに重ね合わせるよう合成する。その際に、制御部３０１は、Ｓ８０１で取得された積雪に関する情報に基づいて、投影対象面となる積雪面の形状を認識する。制御部３０１は、認識した積雪面の形状に沿って正常に画像が投影されるように、画像データを補正して投影データを生成する。この画像データの補正は、例えば、台形歪み補正等の幾何学歪み補正である。また、制御部３０１が認識した投影対象面となる積雪面の起伏の変化が閾値以下であるならば、平面とみなすようにしても良い。Ｓ８０６において、制御部３０１は、Ｓ８０５で生成された投影データに基づいて投影するよう投影部３１０を制御する。その後、図８の処理を終了する。
　図１５は、第３の投影モードにより投影した様子を示す図である。図１５の上段は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の場合に、前方の積雪面に画像１５０１が投影された様子を除雪機１０１の上側から見た図である。このように投影されることで、操縦者は、道路右側が花壇であることが分かり、さらに、道路右側が積雪により盛り上がっていることが分かる。
　一方、図１５の下段は、積雪面の起伏の変化が閾値より大きく、例えば、除雪機１０１の進行方向右手側に２ｍほど丘状に積雪された様子を操縦者の目線から見た図である。その場合には、丘状の積雪面に画像１５０２が投影される。その場合には、丘状の積雪面が球面上になった部分を利用し、Ｓ８０３で生成された画像が立体的に視覚されるように投影しても良い。その場合、例えば、制御部３０１は、上空からの視点の画像から操縦者からの視点の画像を生成し、積雪面の形状に沿ったコントラスト調整を行って投影データを生成する。図１５のような投影により、操縦者は、積雪前の状態および積雪状態をより直感的に認識することができる。
　以上、第１の投影モード、第２の投影モード、第３の投影モードについて説明した。上記のような第１の投影モード、第２の投影モード、第３の投影モードについては、操縦者は、除雪機１０１の走行中に、操作部３２０に表示される設定画面上で切替可能である。例えば第１投影モードで走行しているときに、操縦者が設定画面上で第３投影モードを設定した場合には、図５および図８の処理が実行される。
　上記のＳ６０３、Ｓ７０２、Ｓ８０３、Ｓ８０４、Ｓ８０５では、投影データの生成及び合成が制御部３０１で行われるとして説明した。しかしながら、投影データの生成及び合成がサーバ１０２で行われるようにしても良い。その場合には、サーバ１０２のプロセッサ４０１が上記の画像認識やパターン画像の生成を行う。また、サーバ１０２のプロセッサ４０１が写真画像データの特徴量のみを除雪機１０１に送信するようにし、除雪機１０１の制御部３０１がその特徴量に基づいてパターン画像を生成するようにしても良い。また、除雪機１０１と無線基地局１０３の間の通信状況やネットワーク１０４の通信状況に応じて、上記の処理のいずれかを選択的に実行するようにしても良い。
　以下、他の投影モードについて説明する。例えば、除雪機１０１が除雪作業を行っている場合に、周辺から人や障害物が接近した場合、リスクの回避のため操縦者が気付く必要がある。その場合、投影データを変更して、人や障害物が接近していることを投影により操縦者に警告通知する 。除雪機１０１による除雪作業中は、人や障害物が接近していても、操縦者は、除雪作業音によりそれらの接近に気付きにくい。しかしながら、投影データの変更により警告通知する構成であれば、操縦者に対して視覚での注意喚起を行うことになり、人や障害物の接近を操縦者に容易に気付かせることができる。
　図９は、投影データの変更処理を示すフローチャートである。Ｓ９０１において、制御部３０１は、第１の投影モード～第３の投影モードのいずれかによる投影を行っている。つまり、Ｓ９０１の時点では、投影および除雪作業が行われている。
　Ｓ９０２において、制御部３０２は、環境情報を取得する。ここでの環境情報とは、人や障害物等の接近物の情報である。制御部３０２は、検知部３１１から環境情報を取得しても良いし、サーバ１０２から環境情報を受信しても良い。若しくは、その両方でも良い。サーバ１０２から環境情報を取得可能とすることにより、除雪機１０１から死角となる方向から人や障害物が接近してきた場合でも、操縦者に警告通知することができる。
　Ｓ９０３において、制御部３０２は、投影データを変更するか否かを判定する。例えば、制御部３０２は、除雪機１０１に対する接近物のリスクが高いと判断した場合には、投影データを変更すると判定し、低いと判断した場合には、投影データを変更しないと判定する。リスクは、例えば、接近物の移動方向および速度と、除雪機１０１の移動方向および速度とから求められる移動経路の重なり度合いに基づいて判定されても良い。また、その判定に、除雪機１０１のシュータ２０５からの雪の投射方向を考慮しても良い。 例えば、上記の移動経路の重なり度合いによればリスクが低いと判断可能であっても、シュータ２０５からの雪の投射が幅をもって散らばる場合にその投射領域（例えば扇方の領域として推定）に重なるのであれば、接近物のリスクが高いと判断する。
　Ｓ９０３で投影データを変更しないと判定された場合には、図９の処理を終了し、現在の投影および除雪作業が継続される。一方、投影データを変更すると判定された場合には、Ｓ９０４において、制御部３０２は、現在の投影モードを中断し、投影データを警告通知モードの投影データに変更する。
　図１６は、警告通知モードで投影した様子を示す図である。図１６の上段は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の場合に、前方の積雪面に画像１６０１が投影された様子を除雪機１０１の上側から見た図である。このように投影されることで、操縦者に対して、道路右側前方に人や障害物が接近していることを警告することができる。一方、図１６の下段は、積雪面の起伏の変化が閾値より大きく、例えば、除雪機１０１の進行方向右手側に２ｍほど丘状に積雪された様子を操縦者の目線から見た図である。その場合には、丘状の積雪面に画像１６０２が投影される。その場合には、丘状の積雪面が球面上になった部分を利用し、画像１６０２のように立体的に視覚されるように投影しても良い。また、人や樹木など、接近物の種類に応じて、画像を変えるようにしても良い。また、接近物が特に人である場合には、怪獣等、外観が人と認識されない画像を投影するようにする。そのような投影により、作業中の操縦者が突然の人の出現に驚き、除雪機１０１を急停止させるような事態を防ぐことができる。図１６のような投影により、積雪状態によらず、操縦者に対して、接近してくる人や障害物を警告通知することができる。
　近辺に他の除雪機が走行している場合には、上記のＳ９０３で投影データを変更すると判定された場合、Ｓ９０４で投影データを変更するとともに、他の除雪機に対して車車間通信により、接近物が存在することを通知するようにしても良い。また、Ｓ９０４で投影データを変更するとともに、ヘッドランプ２２５を点滅させたり、シュータ２０５から投射される雪に対して色づけるように投影すること等により、除雪機１０１の存在を周囲に報知するようにしても良い。
　また、上記では、除雪機１０１への接近物を警告通知する投影モードについて説明した。しかしながら、Ｓ９０２の処理を環境情報の取得ではなく、所定のイベントの発生の検知としても良い。例えば、除雪機１０１の操縦者へ電話や無線がかかってきた場合に、図１６の画像１６０１や１６０２として、矢印画像の代わりに、電話のパターン画像を投影するようにしても良い。そのような構成により、除雪機１０１の作業音で着信音が聞き取りづらい状況であっても、操縦者は、電話や無線の着信に気付くことができる。
　図９では、Ｓ９０４で投影データを変更する場合に、例えば、図１２の下段の画像１２０２を投影するための投影データから、図１６の下段の画像１６０２を投影するための投影データに変更される。しかしながら、投影データの変更は、そのような構成（投影データの切り替え）に限られず、他の構成であっても良い。例えば、図１２の下段の画像１２０２上に、図１６の下段の画像１６０２を重ねるようにしても良い。その場合、接近物を表すオブジェクト（上述の怪獣等）が判別しづらくなるのを防ぐために、例えば接近物を表すオブジェクトを点滅させるなど強調表示するようにしても良い。
　以下、積雪に関する情報に基づいて、投影データを変更する構成について説明する。
　図１０は、投影データの変更処理を示すフローチャートである。Ｓ１００１において、制御部３０１は、第１の投影モード～第３の投影モードのいずれかによる投影を行っている。つまり、Ｓ１００１の時点では、投影および除雪作業が行われている。
　Ｓ１００２において、制御部３０２は、積雪に関する情報を取得する。ここでの積雪に関する情報とは、積雪深を示す情報であり、除雪機１０１の走行中、モニタされている。制御部３０２は、検知部３１１から積雪深を示す情報を取得しても良いし、サーバ１０２から積雪深を示す情報を受信しても良い。若しくは、その両方でも良い。
　Ｓ１００３において、制御部３０２は、Ｓ１００２で取得した積雪深を示す情報に基づいて、投影データを変更するか否かを判定する。例えば、制御部３０２は、積雪面の起伏の変化が閾値以下の状態から閾値より大きくなった場合、投影データを変更すると判定する。一方、投影データを変更しないと判定された場合、図１０の処理を終了し、現在の投影および除雪作業が継続される。Ｓ１００４において、制御部３０２は、投影データを変更する。例えば、制御部３０２は、現在の投影データを立体的に視覚させる投影データに変更する。
　上記では、Ｓ１００３で、閾値以下の状態から閾値より大きくなった場合を説明したが、その逆の変化を判定しても良い。つまり、Ｓ１００１で立体的に視覚させる投影データに基づいて投影している状態で、Ｓ１００３において積雪面の起伏の変化が閾値以下となった場合、現在の投影データを平面に対する投影データに変更するようにしても良い。
　図１０のような処理により、走行中の除雪機１０１の前方の積雪状態が変化していくにつれ、適切な投影データに切り替えることができる。また、図１０の処理と図９の処理を組み合わせるようにしても良い。
　＜実施形態のまとめ＞
　上記の実施形態の除雪機は、除雪機構を備える除雪機であって、積雪前の地形情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影手段とを備えることを特徴とする（図６）。そのような構成により、積雪前の地形情報を表す画像を積雪面に投影することができる。
　また、前記投影手段は、前記積雪前の地形情報を表す画像として、積雪前のシーンを写す画像を積雪面に投影することを特徴とする。そのような構成により、例えば、積雪前の道路を積雪面に投影することができる。
　また、前記積雪前の地形情報を表す画像は、立体視可能な画像であることを特徴とする。そのような構成により、操縦者がより直感的に積雪前の地形情報を認識することができる。
　また、前記投影手段は、さらに、積雪に関する情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする（図７）。また、前記投影手段は、前記積雪に関する情報を示す画像として、積雪深の情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする。また、前記投影手段は、前記積雪に関する情報を示す画像として、雪質の情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする。そのような構成により、例えば、積雪深や雪質の情報を積雪面に投影することができる。
　また、前記積雪深の情報を示す画像は、等高線を表す画像であることを特徴とする。そのような構成により、等高線を表す画像を投影することにより、操縦者に積雪面上の凹凸状態を容易に認識させることができる。
　また、投影モードの設定を受け付ける受付手段と、前記受付手段により受け付けた前記投影モードの設定に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像と、前記積雪に関する情報を表す画像との少なくともいずれかを前記投影手段に投影させる制御手段とをさらに備えることを特徴とする（図５）。そのような構成により、操縦者の設定に応じて投影モードを切り替えることができる。
　また、所定のイベントが発生したときに、当該イベントの発生を通知する通知手段、をさらに備えることを特徴とする。また、前記通知手段は、前記除雪機への接近物を検知すると、当該接近物の存在を通知することを特徴とする。また、前記通知手段は、前記投影手段に、前記接近物の存在を通知する画像を積雪面に投影させることにより通知することを特徴とする（図９、図１６）。そのような構成により、例えば、除雪作業中に除雪機１０１に接近してくる人が存在した場合に、その旨を投影により通知することができる。
　また、前記取得手段により取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、投影データを生成する生成手段、をさらに備え、前記投影手段は、前記投影データに基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を積雪面に投影することを特徴とする（図６）。そのような構成により、除雪機において、積雪前の地形情報に基づいて、投影データを生成することができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　１０１　除雪機：　１０２　サーバ：　２２６、３１０　投影部：　３０１　制御部：　３０２、４０１　プロセッサ：　３０３、４０２　メモリ：　３０４、４０３　記憶部：　４０６　地形情報ＤＢ

Claims (16)

  1. 　除雪機構を備える除雪機であって、
    　積雪前の地形情報を取得する取得手段と、
    　前記取得手段により取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影手段と、
    　を備えることを特徴とする除雪機。
  2. 　前記投影手段は、前記積雪前の地形情報を表す画像として、積雪前のシーンを写す画像を積雪面に投影することを特徴とする請求項１に記載の除雪機。
  3. 　前記積雪前の地形情報を表す画像は、立体視可能な画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の除雪機。
  4. 　前記投影手段は、さらに、積雪に関する情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の除雪機。
  5. 　前記投影手段は、前記積雪に関する情報を示す画像として、積雪深の情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする請求項４に記載の除雪機。
  6. 　前記積雪深の情報を示す画像は、等高線を表す画像であることを特徴とする請求項５に記載の除雪機。
  7. 　前記投影手段は、前記積雪に関する情報を示す画像として、雪質の情報を示す画像を積雪面に投影することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の除雪機。
  8. 　投影モードの設定を受け付ける受付手段と、
    　前記受付手段により受け付けた前記投影モードの設定に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像と、前記積雪に関する情報を表す画像との少なくともいずれかを前記投影手段に投影させる制御手段と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の除雪機。
  9. 　所定のイベントが発生したときに、当該イベントの発生を通知する通知手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の除雪機。
  10. 　前記通知手段は、前記除雪機への接近物を検知すると、当該接近物の存在を通知することを特徴とする請求項９に記載の除雪機。
  11. 　前記通知手段は、前記投影手段に、前記接近物の存在を通知する画像を積雪面に投影させることにより通知することを特徴とする請求項１０に記載の除雪機。
  12. 　前記取得手段により取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、投影データを生成する生成手段、をさらに備え、
    　前記投影手段は、前記投影データに基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を積雪面に投影することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の除雪機。
  13. 　除雪機構を備える除雪機において実行される投影方法であって、
    　積雪前の地形情報を取得する取得工程と、
    　前記取得工程において取得された前記積雪前の地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影工程と、
    　を有することを特徴とする投影方法。
  14. 　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の除雪機の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  15. 　請求項１４に記載のプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体。
  16. 　除雪機構を備える除雪機とサーバとを備える投影システムであって、
    　前記サーバは、
    　前記積雪前の地形情報を記憶する記憶手段と、
    　前記除雪機から位置情報を取得する第１の取得手段と、
    　前記第１の取得手段により取得した前記位置情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記積雪前の地形情報のうち、対応する地形情報を前記除雪機に送信する送信手段と、を備え、
    　前記除雪機は、
    　前記送信手段により送信された前記対応する地形情報を受信する受信手段と、
    　前記受信手段により受信した前記対応する地形情報に基づいて、前記積雪前の地形情報を表す画像を前記除雪機構の除雪対象の積雪面に投影する投影手段と、
    　を備えることを特徴とする投影システム。
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