CN111886516A - 作业车辆用障碍物检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种作业车辆用障碍物检测系统,其能够实现成本的降低、事先执行作业所需的工时的减少。在作业车辆用障碍物检测系统中,将左右侧各3个的超声波传感器103A~103C、104A~104C以它们的测定范围Na~Nc在前后方向上连续的状态配置于作业车辆1的左右两侧部,测距用控制部105基于测定范围Na~Nc连续的超声波传感器103A~103C、104A~104C的测距动作而执行对物体在前后方向上的相对车身位置进行检测的位置检测处理,并且,基于测定范围Na~Nc连续的超声波传感器103A~103C、104A~104C的测距动作顺序而执行对物体在前后方向上的移动进行检测的位移检测处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种作业车辆用障碍物检测系统,其能够避免拖拉机等作业车辆与存在于作业地点的障碍物碰撞。
背景技术
作为农业机械等作业车辆所具备的障碍物检测系统,例如存在如下系统,其构成为:在作业车辆(农业机械)的前部具备对作业车辆的前方进行拍摄的立体照相机(立体照相机装置)、以及将作业车辆的前方作为测定范围的左右一组超声波声呐装置,在处于作业车辆的行进方向上的障碍物的检测、以及相对于障碍物的距离、大小的检测中使用立体照相机,在相对于处于立体照相机无法捕捉到的死角处的障碍物的距离测量中使用超声波声呐装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
国际公开第2016/009688号公报
发明内容
也就是说,在专利文献1所记载的发明中,在作业车辆的前部具备:立体照相机,其适合对障碍物的相对车身位置等进行检测;以及左右侧的一组超声波声呐装置,它们测定相对于进入成为立体照相机的死角的作业车辆的附近区域的障碍物的距离。并且,当上述立体照相机或者超声波声呐装置捕捉到存在于作业车辆的行进方向(前方)的障碍物时,能够避免作业车辆与处于其行进方向(前方)的障碍物碰撞。因此,在专利文献1所记载的发明中,为了避免障碍物与作业车辆的前后左右的各侧部碰撞,需要将超声波声呐装置与昂贵的立体照相机一起配置于作业车辆的前后左右的各侧部。另外,在利用立体照相机对障碍物进行检测的情况下,需要事先执行预先学习作为检测对象的大量障碍物的形状的学习处理。其结果,在构建避免作业车辆与障碍物碰撞的障碍物检测系统的情况下,成本有所提升,并且,学习处理等事先执行的作业所需的工时增加。
鉴于上述实际情形,本发明的主要课题在于提供一种作业车辆用障碍物检测系统,其能够实现成本的削减、事先执行的作业所需的工时的减少。
本发明的第1特征结构在于提供一种作业车辆用障碍物检测系统,具备:传感器单元,其具有3个以上超声波传感器,并配置于作业车辆的前后左右的一侧部;以及测距用控制部,其基于所述超声波传感器的测距动作而测定进入至所述超声波传感器的测定范围的物体的距离,所述超声波传感器分别以至少2个所述超声波传感器的所述测定范围在沿着所述一侧部的方向上连续的位置关系而配置于所述一侧部,所述控制部基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作而执行对所述物体在沿着所述一侧部的方向上的相对车身位置进行检测的位置检测处理,并且,基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作顺序而执行对所述物体在沿着所述一侧部的方向上的位移进行检测的位移检测处理。
根据本结构,例如,在传感器单元配置于作业车辆的右侧部的情况下,至少2个超声波传感器在作业车辆的右侧部沿车身前后方向排列配置。
在这种情况下,例如,当物体进入将车身右侧外侧的前侧区域作为测定范围的第1超声波传感器的测定范围时,从第1超声波传感器发送的超声波与物体接触并反弹至第1超声波传感器。据此,除了发送超声波以外,第1超声波传感器还执行接收反射波的测距动作。并且,控制部通过前述的位置检测处理而检测到在进行了测距动作的第1超声波传感器的测定范围、即车身右侧外侧的前侧区域存在物体,并且,基于从第1超声波传感器发送超声波至接收超声波的所需时间而测定第1超声波传感器至物体的距离。其结果,控制部能够基于第1超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的前侧区域的第1超声波传感器分离的位置存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的后侧区域作为测定范围的第2超声波传感器的测定范围时,第2超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够基于第2超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的后侧区域的第2超声波传感器分离的位置存在物体。
另外,例如,当物体进入第1超声波传感器的测定范围之后又进入第2超声波传感器的测定范围时,在第1超声波传感器进行测距动作之后,第2超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的前侧区域移位至后侧区域。
同样地,例如,当物体进入第2超声波传感器的测定范围之后又进入第1超声波传感器的测定范围时,在第2超声波传感器进行测距动作之后,第1超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的后侧区域移位至前侧区域。
另一方面,当物体脱离传感器单元的测定范围时,各超声波传感器不进行测距动作,因此,控制部能够检测到在传感器单元的测定范围不存在物体。
并且,当然,控制部基于第1超声波传感器或者第2超声波传感器的测距动作而测定物体的距离,因此,当位于第1超声波传感器或者第2超声波传感器的测定范围的物体在该测定范围内在相对于车身右侧部的远离接近方向上移位时,控制部能够通过与此相伴发生变化的测定距离而检测到物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移。
另外,控制部在通过前述的位移检测处理而检测到物体在车身右外侧的前侧区域和后侧区域之间移位时,能够根据与此相伴得到的测定距离之差而检测到物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移。
也就是说,具有比立体照相机、代替立体照相机的雷达传感器等更便宜的多个超声波传感器的传感器单元至少配置于作业车辆的前后左右的一侧部,从而,不具备对该一侧部附近进行拍摄的立体照相机、雷达传感器等便能够检测到物体在该一侧部附近处的沿着一侧部的方向上、相对于一侧部的远离接近方向上的相对车身位置、位移。
其结果,在构建作业车辆用障碍物检测系统时,能够因减少高价的立体照相机、雷达传感器等的设置台数而实现成本的降低、事先执行作业所需的工时的减少。
本发明的第2特征结构在于:所述传感器单元具有4个以上所述超声波传感器,所述超声波传感器分别以所述测定范围在沿着所述一侧部的方向和所述远离接近方向的双方都连续的位置关系而纵横排列配置于所述一侧部,所述控制部在所述位置检测处理中基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作,而对在所述传感器单元的测定范围内的所述物体的相对车身位置进行检测,并且,所述控制部在所述位移检测处理中基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作顺序,而对在所述传感器单元的测定范围内的所述物体的位移进行检测。
然而,在作业车辆具备超声波传感器的情况下,尤其是在土壤变得泥泞化的田地行驶的情况居多的农业作业机等作业车辆中,为了防止泥相对于超声波传感器的附着等,需要在车身的较高的位置处配置超声波传感器。在这样将超声波传感器配置于车身的较高的位置的情况下,为了减少车身附近的超声波传感器的死角,超声波传感器的配置越高,需要使得超声波传感器的俯角越大。并且,若增大该俯角,则需要以超声波传感器将地面作为物体进行检测、且不测定其距离的方式限制超声波传感器的测定范围。因此,超声波传感器的测定范围被限制为相对于作业车辆较近的距离。
根据鉴于这种情形而获得的本结构,例如,在传感器单元配置于作业车辆的右侧部的情况下,至少4个超声波传感器以前述的位置关系纵横排列配置于作业车辆的右侧部。
并且,在这种情况下,例如,当物体进入将车身右侧外侧的前方外侧区域作为测定范围的第1超声波传感器的测定范围时,从第1超声波传感器发送的超声波与物体接触并反弹至第1超声波传感器。据此,除了发送超声波之外,第1超声波传感器还进行接收反射波的测距动作。并且,控制部通过前述的位置检测处理而检测到在进行了测距动作的第1超声波传感器的测定范围、即车身右侧外侧的前方外侧区域存在物体,并且,基于从第1超声波传感器对超声波的发送至对该超声波的接收的所需时间而测定第1超声波传感器至物体的距离。其结果,控制部能够基于第1超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的前方外侧区域的第1超声波传感器分离的位置存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的后方外侧区域作为测定范围的第2超声波传感器的测定范围时,第2超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够基于第2超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的后方外侧区域的第2超声波传感器分离的位置存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的前方内侧区域作为测定范围的第3超声波传感器的测定范围时,第3超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够基于第3超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的前方内侧区域的第3超声波传感器分离的位置存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的后方内侧区域作为测定范围的第4超声波传感器的测定范围时,第4超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够基于第4超声波传感器的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的后方内侧区域的第4超声波传感器分离的位置存在物体。
另外,例如,当物体进入第1超声波传感器的测定范围之后又进入第2超声波传感器的测定范围时,在第1超声波传感器进行测距动作之后,第2超声波传感器进行测距动作,因此,控制部能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的前方外侧区域移位至后方外侧区域。
也就是说,当物体进入任一超声波传感器的测定范围之后又进入其他超声波传感器的测定范围时,控制部能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从与移动源的测定范围对应的车身右侧外侧的规定区域移位至与移动后的测定范围对应的车身右侧外侧的规定区域。
另一方面,当物体脱离传感器单元的测定范围时,各超声波传感器不进行测距动作,因此,控制部能够检测到在传感器单元的测定范围不存在物体。
并且,当然,控制部基于任一超声波传感器的测距动作而测定物体的距离,因此,当位于任一超声波传感器的测定范围的物体在该测定范围在相对于车身右侧部的远离接近方向上移位时,控制部能够根据与此相伴发生变化的测定距离而检测物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移。
另外,控制部在通过前述的位移检测处理而检测到物体在车身右外侧的任意2个规定区域之间移位时,能够根据与此相伴获得的测定距离之差而检测物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移。
据此,各超声波传感器配置于能够防止泥土的附着的较高的位置,并且,不会导致各超声波传感器测定距地面的距离的不良情况,能够以减少车身附近的死角的状态而在相对于作业车辆的远离接近方向上扩大作为传感器单元的测定范围。并且,控制部能够在作业车辆的一侧部外侧的更广阔的区域中良好地检测物体的相对车身位置、位移。
其结果,能够实现成本的降低、事先执行作业所需的工时的减少等,而且,作为作业车辆用障碍物检测系统而能够确保适当的广阔的测定范围、且良好地进行物体的检测。
本发明的第3特征结构在于:所述作业车辆用障碍物检测系统具备避免碰撞控制部,该避免碰撞控制部基于来自所述控制部的信息而进行避免所述作业车辆和所述物体发生碰撞的避免碰撞控制,所述避免碰撞控制部在所述避免碰撞控制中对所述作业车辆的行驶进行控制。
根据本结构,例如,当作业车辆以作业用设定速度而行驶时,控制部在基于将距作业车辆较远的一侧的区域作为测定范围的超声波传感器的测距动作而检测到在较远侧的区域存在物体的情况下,在避免碰撞控制中,基于该检测信息而执行使作业车辆以比设定速度低的速度行驶的减速处理,然后,控制部在基于将距作业车辆较近的一侧的区域作为测定范围的超声波传感器的测距动作而检测到在较近侧的区域存在物体的情况下,在避免碰撞控制中,基于该检测信息而执行使作业车辆停止的停止处理,若如此执行处理,则能够避免作业车辆与物体碰撞。
另外,例如,当通过前述的减速处理而使得作业车辆以比设定速度低的速度行驶时,控制部在各超声波传感器不进行测距动作从而无法检测到在与传感器单元的测定范围对应的区域存在物体的情况下,在避免碰撞控制中,若基于该检测信息而执行使作业车辆的车速升高至设定速度的增速处理,则能够避免在无需担忧作业车辆与障碍物碰撞的状态下持续进行低速行驶而导致作业效率降低。
其结果,能够构建一种作业车辆用障碍物检测系统,其能够实现成本的降低、事先执行作业所需的工时的减少等,并且,能够避免作业车辆与物体的碰撞、作业效率的降低等。
附图说明
图1是示出自动行驶系统的概要结构的图。
图2是示出自动行驶系统的概要结构的框图。
图3是示出目标行驶路径的一个例子的图。
图4是示出侧视观察的各雷达传感器的测定范围以及各超声波传感器的测定范围的图。
图5是示出俯视观察的各雷达传感器的测定范围以及各超声波传感器的测定范围的图。
图6是示出声呐系统的概要结构的框图。
图7是示出传感器单元的配置及结构的立体图。
图8是示出位置/位移检测处理中的测距用控制部的控制工作的流程图。
图9是示出避免碰撞控制中的避免碰撞控制部的控制工作的流程图。
图10是示出3个超声波传感器配置为测定范围重叠的其他实施方式的俯视图。
图11是示出以测定范围在俯视观察时纵横排列的方式在侧视观察时对4个超声波传感器进行纵横配置的其他实施方式的立体图。
图12是示出以测定范围在俯视观察时纵横排列的方式对4个超声波传感器进行纵横配置的其他实施方式的俯视图。
图13是示出以测定范围在俯视观察时纵横排列的方式对4个超声波传感器进行纵横配置的其他实施方式的主视图。
图14是示出以测定范围在前后方向上隔开相等的间隔且连续的方式对3个超声波传感器进行分散配置的其他实施方式的俯视图。
具体实施方式
以下,作为用于实施本发明的一个例子,基于附图对将本发明所涉及的作业车辆用障碍物检测系统应用于作为作业车辆的一个例子的拖拉机的实施方式进行说明。
此外,除了拖拉机以外,本发明所涉及的作业车辆用障碍物检测系统还能够应用于乘用割草机、乘用插秧机、联合收割机、搬运车、除雪车、轮式装载机等乘用作业车辆、以及无人割草机等无人作业车辆。
如图1及图2所示,本实施方式中举例示出的拖拉机1构成为:借助作业车辆用自动行驶系统而在作为作业地点的一个例子的田地S(参照图3)等自动行驶。该自动行驶系统具备:搭载于拖拉机1的自动行驶单元2;以及以能够与自动行驶单元2通信的方式进行通信设定的便携式通信终端3。对于便携式通信终端3可以采用:具有可实施触摸操作的显示部51(例如液晶面板)等的平板型个人计算机、智能手机等。
拖拉机1具备行驶机体7,该行驶机体7具有:作为能够驱动的转向轮而发挥功能的左右侧的前轮5;以及能够驱动的左右侧的后轮6。在行驶机体7的前部侧配置有前部框架27以及发动机盖8,在发动机盖8的内部配备有:具备共轨系统的电子控制式的柴油发动机(以下,称为发动机)9。在行驶机体7的比发动机盖8更靠后部侧的位置配备有:形成搭乘式驾驶部的驾驶室10以及左右侧的后挡板(rear fender)28。
作为作业装置12的一个例子的旋耕装置借助3点式连杆机构11而以能够升降且能够翻滚的方式与行驶机体7的后部连结。由此,拖拉机1构成为旋耕规格的结构。可以代替旋耕装置而使得犁地机、播种装置、撒布装置等作业装置12与拖拉机1的后部连结。
如图2所示,拖拉机1具备如下部件等:对来自发动机9的动力进行变速的电子控制式的变速装置13;对左右侧的前轮5进行转向操纵的全液压式的动力转向机构14;对左右侧的后轮6进行制动的左右侧的侧部制动器(未图示);能够对左右侧的侧部制动器进行液压操作的电子控制式的制动操作机构15;对朝向旋耕装置等作业装置12的动力传递进行接通断开的作业离合器(未图示);能够对作业离合器进行液压操作的电子控制式的离合器操作机构16;对旋耕装置等作业装置12进行升降驱动的电子液压控制式的升降驱动机构17;具有与拖拉机1的自动行驶等相关的各种控制程序等的车载电子控制单元18;对拖拉机1的车速进行检测的车速传感器19;对前轮5的转向角进行检测的转向角传感器20;以及对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测定的定位单元21。
此外,对于发动机9可以采用具备电子调速器的电子控制式的汽油发动机。对于变速装置13可以采用液压机械式无级变速装置(HMT)、静液压式无级变速装置(HST)或者带式无级变速装置等。对于动力转向机构14可以采用具备电动马达的电动式的动力转向机构14等。
如图1及图4所示,在驾驶室10的内部配备有如下部件等:能够借助动力转向机构14(参照图2)而对左右侧的前轮5进行手动转向的转向方向盘38;搭乘者用的驾驶席39;触摸面板式的显示部;以及各种操作件。在驾驶室10的前方部位的两个横向侧部配备有作为针对驾驶室10(驾驶席39)的乘降部的乘降踏板41、42。
如图2所示,车载电子控制单元18具有如下部件等:对变速装置13的工作进行控制的变速控制部181;对左右侧的侧部制动器的工作进行控制的制动控制部182;对旋耕装置等作业装置12的工作进行控制的作业装置控制部183;在自动行驶时对左右侧的前轮5的目标转向角进行设定并将其输出至动力转向机构14的转向角设定部184;以及对预先设定的自动行驶用目标行驶路径P(例如,参照图3)等进行存储的非易失性的车载存储部185。
如图2所示,定位单元21具备如下部件等:卫星导航装置22,其利用作为卫星定位系统(NSS:Navigation Satellite System)的一个例子的GPS(Global PositioningSystem)而对拖拉机1的当前位置和当前方位进行测定;以及惯性测量装置(IMU:InertialMeasurement Unit)23,其具有3轴陀螺仪以及3方向加速度传感器等并对拖拉机1的姿势、方位等进行测定。利用GPS的定位方法中包括DGPS(Differential GPS:相对定位方式)、RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS:干扰定位方式)等。在本实施方式中,采用适合于移动体的定位的RTK-GPS。因而,如图1及图2所示,在田地周边的已知位置设置有:能够基于RTK-GPS而进行定位的基站4。
如图2所示,拖拉机1与基站4分别具备如下部件等:GPS天线24、61,其接收从GPS卫星71(参照图1)发送的电波;以及通信模块25、62,其能够在拖拉机1与基站4之间进行包括定位数据在内的各种数据的无线通信。据此,卫星导航装置22能够基于拖拉机侧的GPS天线24接收来自GPS卫星71的电波而获得的定位数据、以及基站侧的GPS天线61接收来自GPS卫星71的电波而获得的定位数据,以高精度对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测定。另外,定位单元21具备卫星导航装置22以及惯性测量装置23,从而能够以高精度对拖拉机1的当前位置、当前方位、姿势角度(偏航角、翻滚角、俯仰角)进行测定。
如图1所示,拖拉机1所具备的GPS天线24、通信模块25以及惯性测量装置23收纳于天线单元80。天线单元80配置于驾驶室10的前表面侧的上部位置。
如图2所示,便携式通信终端3具备如下部件等:终端电子控制单元52,其具有对显示部51等的工作进行控制的各种控制程序等;以及通信模块55,其能够与拖拉机侧的通信模块25之间进行包括定位数据在内的各种数据的无线通信。终端电子控制单元52具有如下部件等:行驶路径生成部53,其生成用于使拖拉机1自动行驶的行驶引导用的目标行驶路径P(例如,参照图3);以及非易失性的终端存储部54,其对用户输入的各种输入数据、行驶路径生成部53生成的目标行驶路径P等进行存储。
当行驶路径生成部53生成目标行驶路径P时,包括驾驶者、管理者在内的用户等根据在便携式通信终端3的显示部51显示的目标行驶路径设定用的输入向导而输入作业车辆、作业装置12的种类、机型等车身数据,并且将输入的车身数据存储于终端存储部54。将作为目标行驶路径P的生成对象的行驶区域R(参照图3)设为田地S中的工作区域,便携式通信终端3的终端电子控制单元52获取包括田地的形状、位置在内的田地数据并将其存储于终端存储部54。
对田地数据的获取进行说明,由用户等驾驶而使得拖拉机1实际行驶,从而终端电子控制单元52能够根据由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置等而获取用于确定田地的形状、位置等的位置信息。终端电子控制单元52根据获取到的位置信息而确定田地的形状及位置,并获取根据确定的田地的形状及位置而确定的包括行驶区域R在内的田地数据。图3中示出了确定矩形的行驶区域R的例子。
若将包括确定的田地的形状、位置等在内的田地数据存储于终端存储部54,则行驶路径生成部53利用终端存储部54中存储的田地数据、车身数据而生成目标行驶路径P。
如图3所示,行驶路径生成部53将行驶区域R区分设定为中央区域R1以及外周区域R2。中央区域R1设定于行驶区域R的中央部,并且设为先使拖拉机1沿往返方向自动行驶并进行规定的作业(例如,耕耘等作业)的往返作业区域。外周区域R2设定于中央区域R1的周围,并且设为紧随中央区域R1之后使拖拉机1沿环行方向自动行驶并进行规定的作业的环行作业区域。行驶路径生成部53例如根据车身数据中包含的转弯半径、拖拉机1的前后长度及左右宽度等而求出为了使拖拉机1在田地的田埂处转弯行驶所需的转弯行驶用的空间等。行驶路径生成部53将行驶区域R划分为中央区域R1与外周区域R2,以便确保在中央区域R1的外周要求的空间等。
如图3所示,行驶路径生成部53利用车身数据、田地数据等而生成目标行驶路径P。例如,目标行驶路径P具有:在中央区域R1具有相同的直行距离、且以与作业宽度对应的固定间隔平行地配置设定的多条作业路径P1;按照行驶顺序将相邻的作业路径P1的始端与终端连接而成的非作业用的多条转弯路径P2;以及在外周区域R2形成的环行路径P3(图中由虚线表示)。多条作业路径P1是用于使拖拉机1一边直行行驶一边进行规定的作业的路径。转弯路径P2是不使拖拉机1进行规定的作业而使得拖拉机1的行驶方向变换180度的U形转弯路径,其将作业路径P1的终端与相邻的下一条作业路径P1的始端连结。环行路径P3是用于使拖拉机1在外周区域R2一边环行行驶一边进行规定的作业的路径。在环行路径P3中,位于行驶区域R的四角的路径部是用于一边使拖拉机1适当地进行前进行驶和后退行驶、一边使拖拉机1的行驶方向变换90度的路径部。此外,图3所示的目标行驶路径P毕竟是一个例子,至于生成何种目标行驶路径,可以根据车身数据、田地数据等而变更。
由行驶路径生成部53生成的目标行驶路径P能够显示于显示部51,并作为与车身数据以及田地数据等建立关联的路径数据而存储于终端存储部54。路径数据包括:目标行驶路径P的方位角;以及根据拖拉机1在目标行驶路径P的行驶方式等而设定的设定发动机旋转速度、目标行驶速度等。
这样,若行驶路径生成部53生成目标行驶路径P,则终端电子控制单元52将路径数据从便携式通信终端3传送至拖拉机1,从而拖拉机1的车载电子控制单元18能够获取路径数据。车载电子控制单元18能够基于获取到的路径数据而一边利用定位单元21获取自身的当前位置(拖拉机1的当前位置)、一边使拖拉机1沿目标行驶路径P自动行驶。关于由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置,实时(例如,几秒的周期)地将其从拖拉机1发送至便携式通信终端3,从而能够利用便携式通信终端3掌握拖拉机1的当前位置。
关于路径数据的传送,在拖拉机1开始自动行驶之前的阶段,可以一次性地将所有路径数据从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。另外,例如,也可以根据数据量较少的每段规定距离的多个路径部分而对包括目标行驶路径P的路径数据进行分割。在该情况下,在拖拉机1开始自动行驶之前的阶段,仅将路径数据的初始路径部分从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。在开始自动行驶之后,可以设为如下方式:每当拖拉机1到达根据数据量等而设定的路径获取地点时,仅将与该地点对应的后续的路径部分的路径数据从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。
在拖拉机1开始自动行驶的情况下,例如,在用户等使得拖拉机1移动至开始地点之后,若满足各种自动行驶开始条件,则用户利用便携式通信终端3对显示部51进行操作而发出开始自动行驶的指示,由此使得便携式通信终端3将自动行驶的开始指示发送至拖拉机1。据此,在拖拉机1中,车载电子控制单元18接收自动行驶的开始指示,从而开始如下自动行驶控制:一边利用定位单元21获取自身的当前位置(拖拉机1的当前位置),一边使拖拉机1沿目标行驶路径P自动行驶。
自动行驶控制包括如下控制等:对变速装置13的工作进行自动控制的自动变速控制;对制动操作机构15的工作进行自动控制的自动制动控制;对左右侧的前轮5进行自动转向的自动转向控制;以及对旋耕装置等作业装置12的工作进行自动控制的作业用自动控制。
在自动变速控制中,变速控制部181基于包括目标行驶速度在内的目标行驶路径P的路径数据、定位单元21的输出以及车速传感器19的输出而对变速装置13的工作进行自动控制,以便能够获得根据拖拉机1在目标行驶路径P的行驶方式等而设定的目标行驶速度并将其作为拖拉机1的车速。
在自动制动控制中,制动控制部182基于目标行驶路径P以及定位单元21的输出而对制动操作机构15的工作进行自动控制,以便左右侧的侧部制动器在目标行驶路径P的路径数据中包含的制动区域中对左右侧的后轮6进行适当的制动。
在自动转向控制中,转向角设定部184基于目标行驶路径P的路径数据以及定位单元21的输出而求取设定左右侧的前轮5的目标转向角,并将设定的目标转向角输出至动力转向机构14,以便使得拖拉机1在目标行驶路径P自动行驶。动力转向机构14基于目标转向角以及转向角传感器20的输出而使左右侧的前轮5自动转向,以便能够获得目标转向角并将其作为左右侧的前轮5的转向角。
在作业用自动控制中,作业装置控制部183基于目标行驶路径P的路径数据以及定位单元21的输出而对离合器操作机构16以及升降驱动机构17的工作进行自动控制,从而,随着拖拉机1到达作业路径P1(例如,参照图3)的始端等作业开始地点而利用作业装置12开始规定的作业(例如耕耘作业),并且,随着拖拉机1到达作业路径P1(例如,参照图3)的终端等作业结束地点而停止利用作业装置12进行规定的作业。
这样,在拖拉机1中,由变速装置13、动力转向机构14、制动操作机构15、离合器操作机构16、升降驱动机构17、车载电子控制单元18、车速传感器19、转向角传感器20、定位单元21以及通信模块25等构成自动行驶单元2。
在该实施方式中,用户等未搭乘于驾驶室10而使得拖拉机1自动行驶,不仅如此,还能够在用户等搭乘于驾驶室10的状态下使拖拉机1自动行驶。据此,用户等未搭乘于驾驶室10而仅通过利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制便能够使拖拉机1沿目标行驶路径P自动行驶,不仅如此,而且,在用户等搭乘于驾驶室10的情况下,也能够利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制而使得拖拉机1沿目标行驶路径P自动行驶。
在用户等搭乘于驾驶室10的情况下,能够将拖拉机的行驶状态切换为利用车载电子控制单元18使拖拉机1自动行驶的自动行驶状态、以及基于用户等的驾驶而使拖拉机1行驶的手动行驶状态。据此,在拖拉机以自动行驶状态在目标行驶路径P自动行驶的中途,能够将拖拉机的行驶状态从自动行驶状态切换为手动行驶状态,相反,在拖拉机以手动行驶状态行驶的中途,能够将拖拉机的行驶状态从手动行驶状态切换为自动行驶状态。关于手动行驶状态与自动行驶状态之间的切换,例如,可以在驾驶席39的附近配备用于在自动行驶状态与手动行驶状态之间进行切换的切换操作部,并且也可以使该切换操作部显示于便携式通信终端3的显示部51。另外,在利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制的过程中,若用户对转向方向盘38进行操作,则拖拉机的行驶状态还能够从自动行驶状态切换为手动行驶状态。
如图1、图2及图4~6所示,拖拉机1具备障碍物检测系统100,该障碍物检测系统100对拖拉机1(行驶机体7)周围是否存在障碍物进行检测,在检测到障碍物的存在的情况下,避免与障碍物发生碰撞。障碍物检测系统100具有:前后方的2台雷达传感器(LiDARSensor:LightDetection and Ranging Sensor)101、102,它们利用激光以三维的方式测定相对于测定对象物的距离并生成3维图像;以及声呐系统106,其利用超声波测定相对于测定对象物的距离;以及避免碰撞控制部107,其基于来自各雷达传感器101、102以及声呐系统106的信息而进行障碍物判定控制、避免碰撞控制等。避免碰撞控制部107构成为:在障碍物判定控制中将测定对象物判定为障碍物的情况下,在避免碰撞控制中,根据与障碍物之间的距离等而适当地执行使拖拉机1所具备的通报蜂鸣器、通报灯等通报装置26工作的通报处理、使拖拉机1的车速降低的减速处理、使拖拉机1停止的停止处理等。在此,各雷达传感器101、102以及声呐系统106测定的测定对象物包括:在田地(作业地点)执行作业的作业者等人、其他作业车辆、田地中已存在的电线杆、树木、以及作业地点的周围已存在的田埂、栅栏等物体。
各雷达传感器101、102通过TOF(Time Of Flight)方式而测定相对于测定对象物的距离,该TOF方式根据激光(例如,脉冲状的近红外激光)与测定对象物接触并反弹的往返时间而测定相对于测定对象物的距离。各雷达传感器101、102使激光沿上下方向及左右方向而高速地扫描,依次对相对于各扫描角处的测定对象物的距离进行测定,从而能够以三维的方式测定相对于测定对象物的距离。各雷达传感器101、102实时地反复测定相对于测定范围内的测定对象物的距离。各雷达传感器101、102根据测定结果而生成三维图像并将其输出至车载电子控制单元18。来自各雷达传感器101、102的三维图像能够显示于拖拉机1的显示部、便携式通信终端3的显示部51等显示装置,据此,使得用户等能够目视确认拖拉机1的前方的状况以及后方的状况。此外,在三维图像中,例如可以利用颜色等而示出远离接近方向上的距离。
如图1、图4及图5所示,前后方的雷达传感器101、102中的前方雷达传感器101以从斜上方侧俯视观察拖拉机1的前方的前低后高的姿势而配置于驾驶室10的车顶35的前端部的左右方向中央部位。据此,前方雷达传感器101将拖拉机1的前方设定为测定范围C。后方雷达传感器102以从斜上方侧俯视观察拖拉机1的后方的前高后低的姿势而配置于驾驶室10的车顶35的后端部的左右方向中央部位。据此,后方雷达传感器102将拖拉机1的后方设定为测定范围D。
此外,关于各雷达传感器101、102的测定范围C、D,可以实施将左右方向的范围限制为与作业装置12的作业宽度相应的设定范围的切割处理。
如图1及图4~图7所示,声呐系统106具备:右侧传感器单元103,其配置于拖拉机1(行驶机体7)的右侧部;左侧传感器单元104,其配置于拖拉机1(行驶机体7)的左侧部;以及作为测距用控制部的测距用电子控制单元105,其对进入各传感器单元103、104的测定范围N的物体的距离进行测定。右侧传感器单元103以具有较小的俯角的朝向右下方的姿势而安装于在驾驶室10的右下方配置的右侧乘降踏板41(参照图5)的上下2层踏板部41A中的上层踏板部41A的底面。据此,右侧传感器单元103以拖拉机1的右侧外侧设定为测定范围N的状态而配置于右侧前轮5与右侧后轮6之间的较高的位置。如图5所示,右侧传感器单元103的测定范围N设定为:包括在前后方向上排列的3个超声波传感器103A~103C的测定范围Na~Nc的前后方向上广阔的范围。如图7所示,左侧传感器单元104以具有较小的俯角的朝向左下方的姿势而安装于在驾驶室10的左侧下方配置的左侧乘降踏板42的上下2层踏板部42A、42B中的上层踏板部42A的底面。据此,左侧传感器单元104以拖拉机1的左侧外侧设定为测定范围N的状态而配置于左侧前轮5与左侧后轮6之间的较高的位置。如图5所示,左侧传感器单元104的测定范围N设定为:包括在前后方向上排列的3个超声波传感器104A~104C的测定范围Na~Nc的前后方向上广阔的范围。各超声波传感器103A~103C、104A~104C通过TOF(Time Of Flight)方式而测定相对于测定对象物的距离,该TOF方式根据发送的超声波与测定对象物接触并反弹的往返时间而测定相对于测定对象物的距离。测距用电子控制单元105基于各超声波传感器103A~103C、104A~104C的测距动作而测定进入各超声波传感器103A~103C、104A~104C的测定范围Na~Nc的物体的距离。
此外,左右侧的传感器单元103、104构成为:能够对各超声波传感器103A~103C、104A~104C的俯角、前后方向的安装角度等进行调整。据此,能够适当地设定各传感器单元103、104的测定范围N。
如图2所示,避免碰撞控制部107配备于车载电子控制单元18。车载电子控制单元18以能够经由CAN(Controller Area Network)通信的方式而与共轨系统包括的发动机用电子控制单元、各雷达传感器101、102以及声呐系统106等连接。
如图1、图2及图4所示,拖拉机1具备:将行驶机体7的前方设为拍摄范围的前方照相机108;以及将行驶机体7的后方设为拍摄范围的后方照相机109。前方照相机与前方雷达传感器101相同,前方照相机108以从斜上方侧俯视观察拖拉机1的前方的前低后高的姿势而配置于驾驶室10的车顶35的前端部的左右方向中央部位。后方照相机与后方雷达传感器102相同,后方照相机109以从斜上方侧俯视观察拖拉机1的后方的前高后低姿势配置于驾驶室10的车顶35的后端部的左右中央部位。前方照相机108及后方照相机109的拍摄图像能够显示于拖拉机1的显示部、便携式通信终端3的显示部51等显示装置,据此,能够使得用户等目视确认拖拉机1的周围的状况。
如图5及图6所示,右侧的超声波传感器103A~103C以及左侧的超声波传感器104A~104C以使得它们的测定范围Na~Nc在沿着拖拉机1的左右两侧部的方向(前后方向)上连续的位置关系而配置于拖拉机1的左右两侧部。测距用电子控制单元105基于测定范围Na~Nc连续的右侧的各超声波传感器103A~103C的测距动作或者左侧的各超声波传感器104A~104C的测距动作而执行位置检测处理,在该位置检测处理中,对物体在沿着拖拉机1的左右两侧部的方向(前后方向)上的相对车身位置进行检测,并且,测距用电子控制单元105基于测定范围Na~Nc连续的右侧的各超声波传感器103A~103C的测距动作顺序或者左侧的各超声波传感器104A~104C的测距动作顺序而执行位移检测处理,在位移检测处理中,对物体在沿着拖拉机1的左右两侧部的方向(前后方向)上的位移进行检测。
根据上述结构,例如,当物体进入将车身右侧外侧的前侧区域作为测定范围的第1超声波传感器103A的测定范围Na时,从第1超声波传感器103A发送的超声波与物体接触并向第1超声波传感器103A反弹。据此,除了发送超声波之外,第1超声波传感器103A还进行接收反射波的测距动作。并且,测距用电子控制单元105通过前述的位置检测处理而检测到在进行了测距动作的第1超声波传感器103A的测定范围Na、即车身右侧外侧的前侧区域存在物体,并且,基于从第1超声波传感器103A发送超声波开始直至接收到该超声波为止的所需时间而测定第1超声波传感器103A至物体的距离。其结果,测距用电子控制单元105能够基于第1超声波传感器103A的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的前侧区域中的第1超声波传感器103A分离的位置处存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的前后方向中央侧区域作为测定范围的第2超声波传感器103B的测定范围Nb时,第2超声波传感器103B进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够基于第2超声波传感器103B的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的前后方向中央侧区域中的第2超声波传感器103B分离的位置处存在物体。
同样地,例如,当物体进入将车身右侧外侧的后侧区域作为测定范围的第3超声波传感器103C的测定范围Nc时,第3超声波传感器103C进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够基于第3超声波传感器103C的测距动作而检测到在以测定距离相对于车身右侧外侧的后侧区域中的第3超声波传感器103C分离的位置处存在物体。
另外,例如,当物体进入第1超声波传感器103A的测定范围Na之后又进入第2超声波传感器103B的测定范围Nb时,在第1超声波传感器103A进行测距动作之后,第2超声波传感器103B进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的前侧区域移位至前后方向中央侧区域。
同样地,例如,当物体进入第2超声波传感器103B的测定范围Nb之后又进入第3超声波传感器103C的测定范围Nc时,在第2超声波传感器103B进行测距动作之后,第3超声波传感器103C进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的前后方向中央侧区域移位至后侧区域。
同样地,例如,当物体进入第3超声波传感器103C的测定范围Nc之后又进入第2超声波传感器103B的测定范围Nb时,在第3超声波传感器103B进行测距动作之后,第2超声波传感器103B进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的后侧区域移位至前后方向中央侧区域。
同样地,例如,当物体进入第2超声波传感器103B的测定范围Nb之后又进入第1超声波传感器103A的测定范围Na时,在第2超声波传感器103B进行测距动作之后,第1超声波传感器103A进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够通过前述的位移检测处理而检测到物体从车身右侧外侧的前后方向中央侧区域移位至前侧区域。
另一方面,当物体脱离右侧传感器单元103的测定范围N时,右侧的各超声波传感器103A~103C不进行测距动作,因此,测距用电子控制单元105能够检测到在右侧传感器单元103的测定范围N不存在物体。
并且,当然,测距用电子控制单元105基于任一超声波传感器103A~103C、104A~104C的测距动作而测定物体的距离,因此,当位于右侧的任一超声波传感器103A~103C的测定范围Na~Nc的物体在该测定范围Na~Nc内在相对于车身右侧部的远离接近方向上移位时,测距用电子控制单元105能够通过与此相伴发生变化的测定距离而对物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移进行检测。
另外,测距用电子控制单元105在通过前述的位移检测处理而检测到物体在车身右侧外侧且在前后方向上相邻的2个区域之间移位时,根据与此相伴获得的测定距离之差而能够对物体在相对于车身右侧部的远离接近方向上的位移进行检测。
并且,测距用电子控制单元105能够基于左侧的各超声波传感器104A~104C的测距动作以及测距动作顺序,执行基于上述那样的右侧的各超声波传感器103A~103C的测距动作以及测距动作顺序的物体的相对车身位置、位移的检测。
也就是说,拖拉机1具备声呐系统106,该声呐系统106具有:比立体照相机、代替立体照相机的雷达传感器等更便宜的6个超声波传感器103A~103C、104A~104C、以及测距用电子控制单元105,从而,不具备对拖拉机1的左右两侧部附近进行拍摄的左右侧的立体照相机、左右侧的雷达传感器等,能够对物体在拖拉机1的左右两侧部附近的沿着左右两侧部的方向(前后方向)、相对于左右两侧部的远离接近方向(左右方向)上的相对车身位置、位移进行检测。
其结果,在构建拖拉机用障碍物检测系统100时,因减少高价的立体照相机、雷达传感器等的设置台数而能够实现成本的降低、事先进行作业所需的工时的减少。
基于图8所示的流程图,对上述的位置/位移检测处理中的测距用电子控制单元105的控制工作进行说明。
测距用电子控制单元105执行如下第1测距动作判定处理:判定任一超声波传感器103A~103C、104A~104C是否进行了测距动作(步骤#1)。
在步骤#1中未进行测距动作的情况下,测距用电子控制单元105等待至进行了测距动作为止,在步骤#1中进行了测距动作的情况下,测距用电子控制单元105执行测定物体的距离的测距处理和前述的位置检测处理,由此确定物体在沿着拖拉机1的左右两侧部的方向(前后方向)上的相对车身位置(步骤#2、#3)。
接下来,测距用电子控制单元105执行如下测距动作持续判定处理:判定执行了测距动作的超声波传感器103A~103C、104A~104C是否持续进行了测距动作(步骤#4)。
在步骤#4中持续进行了测距动作的情况下,测距用电子控制单元105执行前述的测距处理,并且,执行远离接近方向位移检测处理(步骤#5、#6),然后使处理返回至步骤#4,在远离接近方向位移检测处理中,根据通过此次的测距处理获得的物体的距离与通过上一次的测距处理获得的物体的距离之差而对物体在相对于拖拉机1的左右两侧部的远离接近方向(左右方向)上的位移进行检测。
在步骤#4中未持续进行测距动作的情况下,测距用电子控制单元105执行第2测距动作判定处理(步骤#7),在该第2测距动作判定处理中,判定步骤#1中进行了测距动作的超声波传感器103A~103C、104A~104C、以及测定范围Na~Nc连续的任一超声波传感器103A~103C、104A~104C是否进行了测距动作。
在步骤#7进行了测距动作的情况下,测距用电子控制单元105执行前述的测距处理和前述的位置检测处理,由此确定物体在沿着拖拉机1的左右两侧部的方向(前后方向)上的相对车身位置(步骤#8、#9),并且,根据此次确定的物体的相对车身位置与上一次确定的物体的相对车身位置之差而执行前述的位移检测处理和远离接近方向位移检测处理(步骤#10、#11),然后使处理返回至步骤#4。
在步骤#7中未进行测距动作的情况下,测距用电子控制单元105判断为物体脱离各超声波传感器103A~103C、104A~104C的测定范围Na~Nc,并使处理返回至步骤#1。
如图5及图6所示,在基于来自声呐系统106的信息的障碍物判定控制中,当任一超声波传感器103A~103C、104A~104C检测到进入左右侧的任一传感器单元103、104的测定范围N的物体时,避免碰撞控制部107将该物体判定为障碍物。在基于来自声呐系统106的信息的避免碰撞控制中,避免碰撞控制部107对拖拉机1的行驶进行控制。
基于图9所示的流程图,对基于来自声呐系统106的信息的避免碰撞控制中的避免碰撞控制部107的控制工作进行说明。
首先,避免碰撞控制部107基于来自测距用电子控制单元105的信息而判别障碍物的相对车身位置(步骤#20~22)。
在障碍物的相对车身位置处于距拖拉机1的作业装置12较远的左右任一侧的前侧区域(测定范围Na)的情况下,避免碰撞控制部107执行使拖拉机1以比作业用设定速度低的第1速度而行驶的第1低速行驶处理(步骤#23),然后,执行接近判定处理(步骤#24),在接近判定处理中,判定障碍物的相对车身位置在左右任一侧的前侧区域(测定范围Na)是否朝远离接近方向中的接近方向(左右方向中的车身方向)移位。并且,在该接近判定处理中,在障碍物的相对车身位置朝接近方向移位的情况下,执行使拖拉机1停止的停止处理而结束避免碰撞控制(步骤#25)。在未朝接近方向移位的情况下返回至步骤#20。
在障碍物的相对车身位置处于与左右侧的前侧区域(测定范围Na)相比更接近拖拉机1的作业装置12的左右任一侧的前后方向中央侧区域(测定范围Nb)的情况下,避免碰撞控制部107执行使拖拉机1以比第1速度低的第2速度而行驶的第2低速行驶处理(步骤#26),然后执行前述的接近判定处理(步骤#24)。并且,在该接近判定处理中,在障碍物的相对车身位置朝接近方向移位的情况下执行前述的停止处理而结束避免碰撞控制(步骤#25)。在未朝接近方向移位的情况下返回至步骤#20。
在障碍物的相对车身位置处于比左右侧的前后方向中央侧区域(测定范围Nb)更接近拖拉机1的作业装置12的左右任一侧的后侧区域(测定范围Nc)的情况下,为了避免作业装置12与障碍物发生碰撞,避免碰撞控制部107执行使拖拉机1停止的停止处理而结束避免碰撞控制(步骤#25)。在障碍物的相对车身位置未处于前侧区域(测定范围Na)、前后方向中央侧区域(测定范围Nb)以及后侧区域(测定范围Nc)中的任一区域的情况下,执行使拖拉机1以作业用设定速度而行驶的设定速度行驶处理(步骤#27),然后返回至步骤#20。
避免碰撞控制部107进行这样的控制工作,从而能够基于障碍物的相对车身位置而适当地对拖拉机1的行驶进行控制。其结果,能够避免拖拉机1与障碍物碰撞的可能性,并且,能够避免在无需担忧拖拉机1与障碍物碰撞的状态下持续进行低速行驶而导致作业效率降低。
此外,优选地,作为避免碰撞控制中的避免碰撞控制部107的控制工作,在障碍物的相对车身位置处于前侧区域(测定范围Na)、前后方向中央侧区域(测定范围Nb)以及后侧区域(测定范围Nc)中的任一区域的情况下,进一步实施使通报装置26工作的通报处理。另外,更优选地,随着障碍物的相对车身位置接近拖拉机1而使通报装置26的工作不同(例如增大通报声等)。
另外,在前述的接近判定处理中,在障碍物的相对车身位置朝接近方向移位的情况下,避免碰撞控制部107可以执行使左右侧的前轮5朝远离障碍物的方向转向的碰撞避免用转向处理以代替停止处理。
避免碰撞控制部107能够基于车载存储部185中存储的地图数据、声呐系统106获取的物体的位置信息、车身数据中包含的检测到物体的超声波传感器103A~103C、104A~104C的位置信息(超声波传感器103A~103C、104A~104C相对于拖拉机1的安装位置等)、来自定位单元21的定位信息中包含的拖拉机1的位置信息,执行确定作业地点等处的物体(障碍物)的位置并将其添加至地图数据中的地图数据更新处理。
据此,当使拖拉机1在田地等作业地点沿作业地点的周围而行驶时,能够确定作业地点(田地)周围存在的栅栏、田埂的位置、或者相对于作业地点的出入口等的位置并将其添加至地图数据中。
另外,在拖拉机1贮存于谷仓等情况下,确定相对于谷仓的出入口的位置、或者谷仓的内部存在的支柱、农业机械器具等物体的位置并将其添加至地图数据中。
〔其他实施方式〕
对本发明的其他实施方式进行说明。
此外,以下说明的各实施方式的结构并不限定于分别单独地应用,也可以与其他实施方式的结构组合应用。
(1)与作业车辆1的结构相关的代表性的其他实施方式如下。
例如,作业车辆1可以构成为具备左右侧的履带而代替左右侧的后轮6的准履带规格。
例如,作业车辆1可以构成为具备左右侧的履带而代替左右侧的前轮5及左右侧的后轮6的全履带规格。
例如,作业车辆1可以构成为具备电动马达而代替发动机9的电动规格。
例如,作业车辆1可以构成为具备发动机9和电动马达的混合动力规格。
例如,作业车辆1可以构成为左右侧的后轮6作为转向轮而发挥功能的后轮转向规格。
例如,作业车辆1可以构成为利用自动行驶系统使多台作业车辆1并行而执行作业。
例如,作业车辆1可以构成为仅在其前后任一侧连结有作业装置12。
例如,作业车辆1可以构成为具备从行驶机体7朝搭乘空间的上方延伸的保护框架而代替驾驶室10。
(2)可以对传感器单元103、104的配备数量及配置等进行各种变更。
例如,左右侧的传感器单元103、104可以配备于驾驶室10的左右两侧部的下端部等。
例如,传感器单元103、104可以配备于发动机盖8的前端部、驾驶室10的背面部等作业车辆1的前后两侧部,另外,也可以配备于作业车辆1的前后一侧部。
(3)可以对传感器单元103、104的超声波传感器103A~103C、104A~104C的配备数量及配置等进行各种变更。
例如,如图10所示,针对左右侧的传感器单元103、104中,可以分别将3个超声波传感器103A~103C、104A~104C配置为:它们的测定范围Na~Nc具有在前后方向上重叠的测定范围Nab、Nbc。在该情况下,测距用控制部(测距用电子控制单元)105能够基于5个测定范围Na、Nab、Nb、Nbc、Nc而执行前述的位置检测处理以及位移检测处理。
例如,如图11~图13所示,针对左右侧的传感器单元103、104,可以分别对4个超声波传感器103A~103D,104A~104D以形成它们的测定范围Na~Nd在沿着左右两侧部的方向(前后方向)和相对于左右两侧部的远离接近方向(左右方向)的双方都连续的位置关系的方式进行纵横排列配置。在该情况下,测距用控制部(测距用电子控制单元)105能够基于俯视观察时纵横排列配置的4个测定范围Na、Nb、Nc、Nd而执行前述的位置检测处理以及位移检测处理。
例如,如图14所示,针对左右侧的传感器单元103、104,可以分别将3个超声波传感器103A~103C、104A~104C以它们的测定范围Na~Nc在沿着左右两侧部的方向(前后方向)上以等间隔定位且连续的方式分散配置于发动机盖8的左右两侧部、左右侧的乘降踏板41、42以及左右侧的后挡板28。
工业上的利用可能性
本发明所涉及的作业车辆用障碍物检测系统例如能够应用于拖拉机、乘用割草机、乘用插秧机、联合收割机、搬运车、除雪车、轮式装载机等乘用作业车辆、以及无人割草机等无人作业车辆。
附图标记说明
1 作业车辆
103 传感器单元(右侧传感器单元)
103A 第1超声波传感器
103B 第2超声波传感器
103C 第3超声波传感器
104 传感器单元(左侧传感器单元)
104A 第1超声波传感器
104B 第2超声波传感器
104C 第3超声波传感器
105 测距用控制部(测距用电子控制单元)
107 避免碰撞控制部
Na 测定范围
Nb 测定范围
Nc 测定范围
Claims (3)
1.一种作业车辆用障碍物检测系统,其中,具备:
传感器单元,其具有3个以上超声波传感器,并配置于作业车辆的前后左右的一侧部;以及
测距用控制部,其基于所述超声波传感器的测距动作而测定进入所述超声波传感器的测定范围的物体的距离,
所述超声波传感器分别以至少2个所述超声波传感器的所述测定范围在沿着所述一侧部的方向上连续的位置关系而配置于所述一侧部,
所述控制部基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作而执行对所述物体在沿着所述一侧部的方向上的相对车身位置进行检测的位置检测处理,并且,基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作顺序而执行对所述物体在沿着所述一侧部的方向上的移动进行检测的位移检测处理。
2.根据权利要求1所述的作业车辆用障碍物检测系统,其中,
所述传感器单元具有4个以上所述超声波传感器,
所述超声波传感器分别以所述测定范围在沿着所述一侧部的方向和所述远离接近方向的双方都连续的位置关系而纵横排列配置于所述一侧部,
所述控制部在所述位置检测处理中基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作而对所述传感器单元的测定范围内的所述物体的相对车身位置进行检测,并且,在所述位移检测处理中基于所述测定范围连续的所述超声波传感器的测距动作顺序而对所述传感器单元的测定范围内的所述物体的移动进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆用障碍物检测系统,其中,
所述作业车辆用障碍物检测系统具备避免碰撞控制部,该避免碰撞控制部基于来自所述控制部的信息而进行避免所述作业车辆和所述物体发生碰撞的避免碰撞控制,
所述避免碰撞控制部在所述避免碰撞控制中对所述作业车辆的行驶进行控制。
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