KR20210107619A - 작업 차량용 장해물 검지 시스템 - Google Patents

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tractor
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KR1020217010266A
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타쿠야 이와세
카즈히사 요코야마
시로 스기타
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얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤
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Abstract

작업 차량의 주위에 존재하는 장해물을 정밀도 좋게 검지할 수 있도록 한다. 작업 차량용 장해물 검지 시스템은 작업 차량의 주위를 촬상하는 복수의 촬상 장치(81∼84)와, 복수의 촬상 장치(81∼84)로부터의 화상에 의거하여 장해물을 판별하는 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행하는 화상 처리 장치(86)를 갖고, 화상 처리 장치(86)는 작업 차량의 주행 방향과 차속에 따라 시분할 방식에 있어서의 복수의 촬상 장치(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 변경한다.

Description

작업 차량용 장해물 검지 시스템
본 발명은 트랙터나 승용 예초기 등의 승용 작업 차량, 및 무인 예초기 등의 무인 작업 차량에 사용되는 작업 차량용 장해물 검지 시스템에 관한 것이다.
작업 차량에 있어서는 작업 차량의 주위에 존재하는 장해물을 검지해서 상기 장해물의 상대 위치를 취득하는 복수의 장해물 검지 센서와, 작업 차량의 주위의 화상을 취득하는 복수의 카메라와, 복수의 카메라에 의해 취득되는 복수의 화상에 의거하여 작업 차량의 주위의 부감화상을 취득하는 부감화상 취득부와, 장해물의 존재를 운전자에 대해서 경고할 필요가 있는 경고 영역을 설정하는 경고 영역 설정부와, 부감화상 상에 있어서 장해물의 상대 위치가 경고 영역 내에 위치할 경우에 장해물의 존재를 운전자에게 경고하는 경고부를 구비해서 작업 차량의 주변을 감시하도록 구성된 주변 감시 장치가 장비된 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
국제공개 제2012/169361호 공보
상술한 특허문헌 1에 기재된 주변 감시 장치에 있어서는 장해물 검지 센서로서 물체 판별 정밀도가 낮은 레이더 장치가 채용되어 있다. 그 때문에 상술한 경고 영역에서 키가 큰 풀이 자라나 있는 경우나, 경고 영역에서 먼지나 분진 등이 부유물로서 날아 오른 경우 등에 있어서는 그 키가 큰 풀이나 부유물 등을 장해물 검지 센서가 장해물로서 오검출하는 일이 있다. 이러한 오검출이 생기면, 작업 차량의 주행에 지장을 초래하는 장해물이 존재하고 있지 않음에도 불구하고, 경고부가 경고 영역 내에 장해물이 존재하는 것을 운전자에게 경고하게 된다.
이 실정을 감안하여, 본 발명의 주된 과제는 작업 차량의 주위에 존재하는 장해물을 정밀도 좋게 검지할 수 있는 작업 차량용 장해물 검지 시스템을 구축하는 점에 있다.
본 발명의 제 1 특징구성은 작업 차량용 장해물 검지 시스템에 있어서,
작업 차량의 주위를 촬상하는 복수의 촬상 장치와, 복수의 상기 촬상 장치로부터의 화상에 의거하여 장해물을 판별하는 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행하는 화상 처리 장치를 갖고,
상기 화상 처리 장치는 상기 작업 차량의 주행 방향과 차속에 따라 시분할 방식에 있어서의 복수의 상기 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 변경하는 점에 있다.
본 구성에 의하면, 화상 처리 장치가 물체의 판별 정밀도가 높은 촬상화상에 의거한 장해물 판별 처리를 행함으로써, 예를 들면, 작업 차량의 주행 방향에 키가 큰 풀 등이 존재하고 있는 경우에, 그 키가 큰 풀 등을 작업 차량의 주행에 지장을 초래하는 장해물로서 오검지할 우려를 회피할 수 있다. 또한, 작업 차량의 주위에 있어서, 먼지나 분진 등이 부유물로서 날아 오른 경우에 있어서도, 그 부유물을 작업 차량의 주행에 지장을 초래하는 장해물로서 오검지할 우려를 회피할 수 있다.
그리고, 화상 처리 장치가 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행함으로써, 처리부하가 큰 각 촬상 장치로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행할 수 있다.
또한, 예를 들면, 화상 처리 장치가, 작업 차량의 주행 방향에 따라서 작업 차량의 주행 방향을 촬상범위로 하는 각 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 빠르게 하고, 작업 차량의 주행 방향을 촬상범위로 하지 않는 각 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 느리게 하면, 각 촬상 장치로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행하면서, 작업 차량의 주행 방향에 존재하는 물체가 장해물인지 아닌지의 판별을 중점적으로 행할 수 있다.
또한, 예를 들면, 화상 처리 장치가, 작업 차량의 차속이 빨라질수록 작업 차량의 주행 방향을 촬상범위로 하는 각 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 빠르게 하고, 또한, 작업 차량의 주행 방향을 촬상범위로 하지 않는 각 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 느리게 하면, 각 촬상 장치로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행하면서, 작업 차량의 차속이 빨라질수록 작업 차량의 주행 방향에 존재하는 물체가 장해물인지 아닌지의 판별을 신속하고 또한 중점적으로 행할 수 있다.
그 결과, 구성의 간소화를 꾀하면서, 작업 차량의 주위에 존재하는 장해물을 정밀도 좋게 검지할 수 있는 작업 차량용 장해물 검지 시스템을 구축할 수 있었다.
본 발명의 제 2 특징구성은,
상기 작업 차량의 주위에 존재하는 측정 대상물까지의 거리를 측정하는 복수의 액티브 센서와,
상기 화상 처리 장치로부터의 판별 정보와 상기 액티브 센서로부터의 측정 정보에 의거하여 상기 장해물의 위치 및 상기 장해물까지의 거리를 검지하는 장해물 검지 장치를 갖고 있는 점에 있다.
본 구성에 의하면, 물체의 판별 정밀도가 높은 카메라 화상에 의거한 장해물 판별 처리를 행하는 화상 처리 장치로부터의 판별 정보와, 측거(測距) 정밀도가 높은 액티브 센서 유닛으로부터의 측정 정보에 의거하여 장해물 검지 장치가 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 검지하는 것으로부터, 작업 차량의 주행 방향에 존재하는 키가 큰 풀이나, 작업 차량의 주위에 있어서 날아 오른 먼지나 분진 등의 부유물 등을 장해물로서 오검지할 우려를 회피하면서, 장해물의 위치 및 작업 차량으로부터 장해물까지의 거리를 정밀도 좋게 검지할 수 있다.
본 발명의 제 3 특징구성은,
상기 화상 처리 장치는 상기 촬상 장치로부터의 화상에 의거하여 화상 상에서의 상기 장해물의 좌표 및 상기 장해물까지의 거리를 구하고,
상기 액티브 센서는 상기 작업 차량의 주위에 상기 측정 대상물로서 존재하는 복수의 측거점의 좌표마다의 거리를 순차 측정해서 장해물 후보의 측거점군을 추출하는 라이더 센서이며,
상기 장해물 검지 장치는 상기 화상 처리 장치로부터의 상기 장해물의 좌표 및 상기 장해물까지의 거리와, 상기 라이더 센서로부터의 상기 측거점군의 좌표마다의 거리가 정합한 경우에, 정합한 상기 측거점군의 거리를 상기 장해물까지의 거리로서 채용하고, 정합하지 않은 경우에는 상기 화상 처리 장치로부터의 상기 장해물까지의 거리를 채용하는 점에 있다.
본 구성에 의하면, 장해물 검지 장치는 물체의 판별 정밀도가 높은 화상 처리 장치가 판별한 장해물의 좌표 및 장해물까지의 거리와, 라이더 센서가 추출한 장해물 후보가 되는 측거점군의 좌표마다의 거리가 정합한 경우에만, 측거 정밀도가 높은 라이더 센서로부터 얻은 장해물 후보까지의 거리를 장해물까지의 거리로서 채용하는 것으로부터, 라이더 센서가 장해물 후보로서 오판별했을 때의 장해물 후보까지의 거리가 장해물까지의 거리로서 채용될 우려를 회피할 수 있다.
그 결과, 장해물 검지 장치는 물체의 판별 정밀도 및 측거 정밀도가 높은 장해물에 관한 검지 정보를 취득할 수 있다.
또한, 장해물 검지 장치는 라이더 센서의 주위에 있어서, 먼지나 분진 등이 부유물로서 날아 오르거나 함으로써, 라이더 센서의 측정 정밀도가 저하된 경우나, 라이더 센서에 있어서 센서 표면의 오염 등의 이상이 생겼을 경우에는 화상 처리 장치로부터 장해물까지의 거리를 취득할 수 있다.
본 발명의 제 4 특징구성은,
상기 액티브 센서는 상기 화상 처리 장치에서 상기 장해물이 검지된 경우에 상기 장해물에 대한 측거를 행하는 점에 있다.
본 구성에 의하면, 화상 처리 장치에서 장해물이 검지된 경우에, 그 장해물에 대한 측거를 액티브 센서가 행하는 것으로부터, 측거에 요하는 부하의 경감을 꾀하면서, 장해물에 대한 측거의 정밀도를 높게 할 수 있다.
도 1은 작업 차량용 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면
도 2는 각 카메라의 촬상범위를 나타내는 트랙터의 평면도
도 3은 각 라이더 센서 및 소나의 측정 범위 등을 나타내는 트랙터의 측면도
도 4는 각 라이더 센서 및 소나의 측정 범위 등을 나타내는 트랙터의 평면도
도 5는 자동 주행용 목표경로의 일례를 나타내는 평면도
도 6은 작업 차량용 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 작업 차량용 장해물 검지 시스템의 개략 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 전방 라이더 센서의 거리화상에 있어서의 장해물의 검지 범위와 비검지 범위를 나타내는 도면
도 9는 후방 라이더 센서의 거리화상에 있어서의 작업 장치 하강 상태에서의 장해물의 검지 범위와 비검지 범위를 나타내는 도면
도 10은 후방 라이더 센서의 거리화상에 있어서의 작업 장치 상승 상태에서의 장해물의 검지 범위와 비검지 범위를 나타내는 도면
도 11은 화상 처리에 있어서의 화상 처리 장치의 처리 순서를 나타내는 플로차트
도 12는 각 카메라의 탑재 위치와 차체 좌표 원점 및 거리 산출 기준점의 위치 관계 등을 나타내는 평면도
도 13은 액정 모니터나 표시 디바이스에 있어서의 카메라 화상의 배치의 일례를 나타내는 도면
도 14는 시분할 방식에 있어서의 각 카메라에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 나타내는 도면
도 15는 제 1 특정 제어에 있어서의 장해물 검지 장치의 제어 작동을 나타내는 플로차트
도 16은 제 3 특정 제어에 있어서의 장해물 검지 장치의 제어 작동을 나타내는 플로차트
도 17은 별도 실시형태에서의 액정 모니터나 표시 디바이스에 있어서의 카메라 화상의 배치의 일례를 나타내는 도면
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 일례로서, 본 발명에 따른 작업 차량용 장해물 검지 시스템을, 작업 차량의 일례인 트랙터에 적용한 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
또한, 본 발명에 따른 작업 차량용 장해물 검지 시스템은, 트랙터 이외의, 예를 들면, 승용 예초기, 승용 전식기, 콤바인, 운반차, 제설차, 휠로더 등의 승용 작업 차량, 및 무인 예초기 등의 무인 작업 차량에 적용할 수 있다.
도 1∼4에 나타내듯이, 본 실시형태에 예시된 트랙터(1)는 그 후방부에 3점 링크기구(2)를 통해 작업 장치의 일례인 로터리 경운 장치(3)가 승강 가능하고 또한 롤링 가능하게 연결되어 있다. 이것에 의해, 이 트랙터(1)는 로터리 경운 사양으로 구성되어 있다. 트랙터(1)는 작업 차량용 자동 주행 시스템을 사용함으로써, 작업지의 일례인 도 5에 나타내는 포장(A) 등에 있어서 자동 주행할 수 있다.
또한, 트랙터(1)의 후방부에는 로터리 경운 장치(3) 대신에 플라우, 디스크 하로우, 경운기, 심토 파쇄기, 파종 장치, 산포 장치, 예초 장치 등의 각종 작업 장치를 연결할 수 있다.
도 6에 나타내듯이, 자동 주행 시스템에는 트랙터(1)에 탑재된 자동 주행 유닛(4)과, 자동 주행 유닛(4)과 무선 통신 가능하게 통신 설정된 무선 통신 기기의 일례인 휴대 통신 단말(5)이 포함되어 있다. 휴대 통신 단말(5)에는 자동 주행에 관한 각종 정보표시나 입력 조작 등을 가능하게 하는 멀티 터치식의 표시 디바이스(예를 들면, 액정 패널)(50) 등이 구비되어 있다.
또한, 휴대 통신 단말(5)에는 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터나 스마트폰 등을 채용할 수 있다. 또한, 무선 통신에는 Wi-Fi(등록상표) 등의 무선 LAN(Local Area Network)이나 Bluetooth(등록상표) 등의 근거리 무선 통신 등을 채용할 수 있다.
도 1∼3, 도 6에 나타내듯이, 트랙터(1)에는 구동 가능하며 조타 가능한 좌우의 전륜(10), 구동 가능한 좌우의 후륜(11), 탑승식의 운전부(12)를 형성하는 캐빈(13), 커먼 레일 시스템을 갖는 전자 제어식의 디젤엔진(이하, 엔진이라고 칭한다)(14), 엔진(14) 등을 덮는 보닛(15), 엔진(14)으로부터의 동력을 변속하는 변속 유닛(16), 좌우의 전륜(10)을 조타하는 전체 유압식의 파워 스티어링 유닛(17), 좌우의 후륜(11)을 제동하는 브레이크 유닛(18), 로터리 경운 장치(3)로의 전동을 단속하는 전자 유압 제어식의 작업 클러치 유닛(19), 로터리 경운 장치(3)를 승강 구동하는 전자 유압 제어식의 승강 구동 유닛(20), 로터리 경운 장치(3)를 롤 방향으로 구동하는 전자 유압 제어식의 롤링 유닛(21), 트랙터(1)에 있어서의 각종 설정 상태나 각 부의 동작 상태 등을 검출하는 각종 센서나 스위치 등을 포함하는 차량상태 검출기기(22), 및 각종 제어부를 갖는 차재 제어 유닛(23) 등이 구비되어 있다.
또한, 엔진(14)에는 전자 거버너를 갖는 전자 제어식의 가솔린 엔진 등을 채용해도 좋다. 또한, 파워 스티어링 유닛(17)에는 조타용의 전동 모터를 갖는 전동식을 채용해도 좋다.
도 1, 도 3에 나타내듯이, 운전부(12)에는 수동 조타용의 스티어링 휠(25)과, 탑승자용의 좌석(26)과, 각종 정보표시나 입력 조작 등을 가능하게 하는 멀티 터치식의 액정 모니터(27)가 구비되어 있다. 도시는 생략하지만, 운전부(12)에는 액셀 레버나 변속 레버 등의 조작 레버류, 및 액셀 페달이나 클러치 페달 등의 조작 페달류 등이 구비되어 있다.
도시는 생략하지만, 변속 유닛(16)에는 엔진(14)으로부터의 동력을 변속하는 전자 제어식의 무단 변속 장치, 및 무단 변속 장치에 의한 변속후의 동력을 전진용과 후진용으로 스위칭하는 전자 유압 제어식 전후진 스위칭 장치 등이 포함되어 있다. 무단 변속 장치에는 정유압식 무단 변속 장치(HST: Hydro Static Transmission)보다 전동 효율이 높은 유압 기계식 무단 변속 장치의 일례인 I-HMT(Integrated Hydro-static Mechanical Transmission)가 채용되어 있다. 전후진 스위칭 장치에는 전진 동력 단속용의 유압 클러치와, 후진 동력 단속용의 유압 클러치와, 이들에 대한 오일의 흐름을 제어하는 전자 밸브가 포함되어 있다.
또한, 무단 변속 장치에는 I-HMT 대신에 유압 기계식 무단 변속 장치의 일례인 HMT(Hydraulic Mechanical Transmission), 정유압식 무단 변속 장치, 또는 벨트식 무단 변속 장치 등을 채용해도 좋다. 또한, 변속 유닛(16)에는 무단 변속 장치 대신에 복수의 변속용의 유압 클러치와 이들에 대한 오일의 흐름을 제어하는 복수의 전자 밸브를 갖는 전자 유압 제어식의 유단 변속 장치가 포함되어 있어도 좋다.
도시는 생략하지만, 브레이크 유닛(18)에는 좌우의 후륜(11)을 개별적으로 제동하는 좌우의 브레이크, 운전부(12)에 구비된 좌우의 브레이크 페달의 밟기 조작에 연동해서 좌우의 브레이크를 작동시키는 풋 브레이크계, 운전부(12)에 구비된 파킹 레버의 조작에 연동해서 좌우의 브레이크를 작동시키는 파킹 브레이크계, 및 좌우의 전륜(10)의 설정 각도 이상의 조타에 연동해서 선회 내측의 브레이크를 작동시키는 선회 브레이크계 등이 포함되어 있다.
차량상태 검출기기(22)는 트랙터(1)의 각 부에 구비된 각종 센서나 스위치 등의 총칭이다. 도 7에 나타내듯이, 차량상태 검출기기(22)에는 트랙터(1)의 차속을 검출하는 차속 센서(22A), 전후진 스위칭용의 리버서 레버의 조작 위치를 검출하는 리버서 센서(22B), 및 전륜(10)의 조타각을 검출하는 타각 센서(22C)가 포함되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 차량상태 검출기기(22)에는 엔진(14)의 출력 회전수를 검출하는 회전 센서, 액셀 레버의 조작 위치를 검출하는 액셀 센서, 및 변속 레버의 조작 위치를 검출하는 변속 센서 등이 포함되어 있다.
도 6∼7에 나타내듯이, 차재 제어 유닛(23)에는 엔진(14)에 관한 제어를 행하는 엔진 제어부(23A), 트랙터(1)의 차속이나 전후진의 스위칭에 관한 제어를 행하는 차속 제어부(23B), 스티어링에 관한 제어를 행하는 스티어링 제어부(23C), 로터리 경운 장치(3) 등의 작업 장치에 관한 제어를 행하는 작업 장치 제어부(23D), 액정 모니터(27) 등에 대한 표시나 통지에 관한 제어를 행하는 표시 제어부(23E), 자동 주행에 관한 제어를 행하는 자동 주행 제어부(23F), 및 포장 내에 구분된 주행영역에 따라 생성된 자동 주행용 목표경로(P)(도 5 참조) 등을 기억하는 비휘발성의 차재 기억부(23G) 등이 포함되어 있다. 각 제어부(23A∼23F)는 마이크로 컨트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 각 제어부(23A∼23F)는 CAN(Controller Area Network)을 통해 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.
또한, 각 제어부(23A∼23F)의 상호 통신에는 CAN 이외의 통신 규격이나 차세대 통신 규격인, 예를 들면, 차재 Ethernet이나 CAN-FD(CAN with FLexible Data rate) 등을 채용해도 좋다.
엔진 제어부(23A)는 액셀 센서로부터의 검출 정보와 회전 센서로부터의 검출 정보에 의거하여 엔진 회전수를 액셀 레버의 조작 위치에 따른 회전수로 유지하는 엔진 회전수 유지 제어 등을 실행한다.
차속 제어부(23B)는 변속 센서로부터의 검출 정보와 차속 센서(22A)로부터의 검출 정보 등에 의거하여 트랙터(1)의 차속이 변속 레버의 조작 위치에 따른 속도로 변경되도록 무단 변속 장치의 작동을 제어하는 차속 제어, 및 리버서 센서(22B)로부터의 검출 정보에 의거하여 전후진 스위칭 장치의 전동 상태를 스위칭하는 전후진 스위칭 제어 등을 실행한다. 차속 제어에는 변속 레버가 0점 속도 위치로 조작된 경우에, 무단 변속 장치를 0점 속도 상태까지 감속 제어해서 트랙터(1)의 주행을 정지시키는 감속 정지 처리가 포함되어 있다.
작업 장치 제어부(23D)에는 PTO 스위치의 조작 등에 의거하여 작업 클러치 유닛(19)의 작동을 제어하는 작업 클러치 제어, 승강 스위치의 조작이나 높이 설정 다이얼의 설정값 등에 의거하여 승강 구동 유닛(20)의 작동을 제어하는 승강 제어, 및 롤각 설정 다이얼의 설정값 등에 의거하여 롤링 유닛(21)의 작동을 제어하는 롤링 제어 등을 실행한다. PTO 스위치, 승강 스위치, 높이 설정 다이얼, 및 롤각 설정 다이얼은 차량상태 검출기기(22)에 포함되어 있다.
도 6에 나타내듯이, 트랙터(1)에는 트랙터(1)의 현재위치나 현재방위 등을 측정하는 측위 유닛(30)이 구비되어 있다. 측위 유닛(30)은 위성 측위 시스템(NSS:Navigation Satellite System)의 일례인 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 이용해서 트랙터(1)의 현재위치와 현재방위를 측정하는 위성 항법 장치(31), 및 3축의 자이로스코프 및 3방향의 가속도 센서 등을 갖고 트랙터(1)의 자세나 방위 등을 측정하는 관성 계측 장치(IMU:Inertial Measurement Unit)(32) 등을 갖고 있다. GNSS를 이용한 측위 방법에는 DGNSS(Differential GNSS:상대 측위 방식)나 RTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS:간섭 측위 방식) 등이 있다. 본 실시형태에 있어서는 이동체의 측위에 적합한 RTK-GNSS가 채용되어 있다. 그 때문에 도 1에 나타내듯이, 포장주변의 기지위치에는 RTK-GNSS에 의한 측위를 가능하게 하는 기준국(6)이 설치되어 있다.
도 1, 도 6에 나타내듯이, 트랙터(1)와 기준국(6)의 각각에는 측위 위성(7)(도 1참조)으로부터 송신된 전파를 수신하는 GNSS 안테나(33,60), 및 트랙터(1)와 기준국(6) 사이에 있어서의 측위정보를 포함하는 각 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(34,61) 등이 구비되어 있다. 이것에 의해, 측위 유닛(30)의 위성 항법 장치(31)는 트랙터측의 GNSS 안테나(33)가 측위 위성(7)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위정보와, 기준국측의 GNSS 안테나(60)가 측위 위성(7)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위정보에 의거하여 트랙터(1)의 현재위치 및 현재방위를 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 측위 유닛(30)은 위성 항법 장치(31)와 관성 계측 장치(32)를 가짐으로써, 트랙터(1)의 현재위치, 현재방위, 자세각(요각, 롤각, 피치각)을 고정밀도로 측정할 수 있다.
이 트랙터(1)에 있어서, 측위 유닛(30)의 관성 계측 장치(32), GNSS 안테나(33), 및 통신 모듈(34)은 도 1에 나타내는 안테나 유닛(35)에 포함되어 있다. 안테나 유닛(35)은 캐빈(13)의 앞면측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 배치되어 있다. 그리고, 트랙터(1)에 있어서의 GNSS 안테나(33)의 부착 위치가 GNSS를 이용해서 트랙터(1)의 현재위치 등을 측정할 때의 측위 대상 위치로 되어 있다.
도 6에 나타내듯이, 휴대 통신 단말(5)에는 마이크로 컨트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등을 갖는 단말 제어 유닛(51), 및 트랙터측의 통신 모듈(34)과의 사이에 있어서의 측위정보를 포함하는 각 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(52) 등이 구비되어 있다. 단말 제어 유닛(51)에는 표시 디바이스(50) 등에 대한 표시나 통지에 관한 제어를 행하는 표시 제어부(51A), 자동 주행용 목표경로(P)를 생성하는 목표경로 생성부(51B), 및 목표경로 생성부(51B)가 생성한 목표경로(P) 등을 기억하는 비휘발성의 단말 기억부(51C) 등이 포함되어 있다. 단말 기억부(51C)에는 목표경로(P)의 생성에 사용하는 각종 정보로서 트랙터(1)의 선회 반경이나 작업폭 등의 차체정보, 및 상술한 측위정보로부터 얻어지는 포장정보 등이 기억되어 있다. 포장정보에는 포장(A)의 형상이나 크기 등을 특정함에 있어서, 트랙터(1)를 포장(A)의 외주 가장자리를 따라 주행시켰을 때에 GNSS를 이용해서 취득한 포장(A)에 있어서의 복수의 형상 특정 지점(형상 특정 좌표)이 되는 4개의 각부 지점(Ap1∼Ap4)(도 5 참조), 및 이들 각부 지점(Ap1∼Ap4)을 연결해서 포장(A)의 형상이나 크기 등을 특정하는 직사각형상의 형상 특정선(AL)(도 5 참조) 등이 포함되어 있다.
목표경로 생성부(51B)는 차체정보에 포함된 트랙터(1)의 선회 반경이나 작업폭, 및 포장정보에 포함된 포장(A)의 형상이나 크기 등에 의거하여 목표경로(P)를 생성한다.
예를 들면, 도 5에 나타내듯이, 직사각형상의 포장(A)에 있어서, 자동 주행의 개시 지점(p1)과 종료 지점(p2)이 설정되고, 트랙터(1)의 작업 주행 방향이 포장(A)의 단변을 따른 방향으로 설정되어 있는 경우에는 목표경로 생성부(51B)는 우선, 포장(A)을 상술한 4개의 각부 지점(Ap1∼Ap4)과 직사각형상의 형상 특정선(AL)에 의거하여 포장(A)의 외주 가장자리에 인접하는 마진영역(A1)과, 마진영역(A1)의 내측에 위치하는 주행영역(A2)으로 구분한다.
다음에 목표경로 생성부(51B)는 트랙터(1)의 선회 반경이나 작업폭 등에 의거하여 주행영역(A2)에 포장(A)의 장변을 따른 방향으로 작업폭에 따른 일정 간격을 두고 병렬로 배치되는 복수의 병렬 경로(P1)를 생성함과 아울러, 주행영역(A2)에 있어서의 각 장변측의 외주부에 배치되어서 복수의 병렬 경로(P1)를 주행순으로 접속하는 복수의 선회 경로(P2)를 생성한다.
그리고, 주행영역(A2)을, 주행영역(A2)에 있어서의 각 장변측의 외측 가장자리부에 설정되는 한쌍의 비작업 영역(A2a)과, 한쌍의 비작업 영역(A2a) 사이에 설정되는 작업 영역(A2b)으로 구분함과 아울러, 각 병렬 경로(P1)를, 한쌍의 비작업 영역(A2a)에 포함되는 비작업 경로(P1a)와, 작업 영역(A2b)에 포함되는 작업 경로(P1b)로 구분한다.
이것에 의해, 목표경로 생성부(51B)는 도 5에 나타내는 포장(A)에 있어서 트랙터(1)를 자동 주행시키는데에 적합한 목표경로(P)를 생성할 수 있다.
도 5에 나타내는 포장(A)에 있어서, 마진영역(A1)은 트랙터(1)가 주행영역(A2)의 외주부를 자동 주행할 때에, 로터리 경운 장치(3) 등이 포장(A)에 인접하는 두렁 등의 타물에 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 포장(A)의 외주 가장자리와 주행영역(A2) 사이에 확보된 영역이다. 각 비작업 영역(A2a)은 트랙터(1)가 포장(A)의 두렁가에 있어서 현재의 작업 경로(P1b)로부터 다음 작업 경로(P1b)로 선회 이동하기 위한 두렁가 선회 영역이다.
도 5에 나타내는 목표경로(P)에 있어서, 각 비작업 경로(P1a)와 각 선회 경로(P2)는 트랙터(1)가 경운작업을 행하지 않고 자동 주행하는 경로이며, 상술한 각 작업 경로(P1b)는 트랙터(1)가 경운작업을 행하면서 자동 주행하는 경로이다. 각 작업 경로(P1b)의 시단 지점(p3)은 트랙터(1)가 경운작업을 개시하는 작업 개시 지점이며, 각 작업 경로(P1b)의 종단 지점(p4)은 트랙터(1)가 경운작업을 정지하는 작업 정지 지점이다. 각 비작업 경로(P1a)는 트랙터(1)가 선회 경로(P2)에서 선회 주행하기 전의 작업 정지 지점(p4)과, 트랙터(1)가 선회 경로(P2)에서 선회 주행한 후의 작업 개시 지점(p3)을 트랙터(1)의 작업 주행 방향에서 맞추기 위한 위치 맞춤 경로이다. 각 병렬 경로(P1)와 각 선회 경로(P2)의 각 접속 지점(p5,p6) 중 각 병렬 경로(P1)에 있어서의 종단측의 접속 지점(p5)은 트랙터(1)의 선회 개시 지점이며, 각 병렬 경로(P1)에 있어서의 시단측의 접속 지점(p6)은 트랙터(1)의 선회 종료 지점이다.
또한, 도 5에 나타내는 목표경로(P)는 어디까지나 일례이며, 목표경로 생성부(51B)는 트랙터(1)의 기종이나 작업의 종류 등에 따라 다른 차체정보, 및 포장(A)에 따라 다른 포장(A)의 형상이나 크기 등의 포장정보 등에 의거하여 이들에 적합한 여러가지 목표경로(P)를 생성할 수 있다.
목표경로(P)는 차체정보나 포장정보 등에 관련된 상태로 단말 기억부(51C)에 기억되어 있고, 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)에서 표시할 수 있다. 목표경로(P)에는 각 병렬 경로(P1)에 있어서의 트랙터(1)의 목표 차속, 각 선회 경로(P2b)에 있어서의 트랙터(1)의 목표 차속, 각 병렬 경로(P1)에 있어서의 전륜 조타각, 및 각 선회 경로(P2b)에 있어서의 전륜 조타각 등이 포함되어 있다.
단말 제어 유닛(51)은 차재 제어 유닛(23)으로부터의 송신 요구 지령에 따라 단말 기억부(51C)에 기억되어 있는 포장정보나 목표경로(P) 등을 차재 제어 유닛(23)에 송신한다. 차재 제어 유닛(23)은 수신한 포장정보나 목표경로(P) 등을 차재 기억부(23G)에 기억한다. 목표경로(P)의 송신에 관해서는, 예를 들면, 단말 제어 유닛(51)이, 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계에 있어서, 목표경로(P) 전체를 단말 기억부(51C)로부터 차재 제어 유닛(23)에 일거에 송신하도록 해도 좋다. 또한, 단말 제어 유닛(51)이, 목표경로(P)를 소정 거리마다의 복수의 분할 경로 정보로 분할해서 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계로부터 트랙터(1)의 주행거리가 소정 거리에 도달할 때마다, 트랙터(1)의 주행순위에 따른 소정 수의 분할 경로 정보를 단말 기억부(51C)로부터 차재 제어 유닛(23)으로 순차 송신하도록 해도 좋다.
차재 제어 유닛(23)에 있어서, 자동 주행 제어부(23F)에는 차량상태 검출기기(22)에 포함된 각종 센서나 스위치 등으로부터의 검출 정보가 차속 제어부(23B)나 스티어링 제어부(23C) 등을 통해 입력되어 있다. 이것에 의해, 자동 주행 제어부(23F)는 트랙터(1)에 있어서의 각종 설정 상태나 각 부의 동작 상태 등을 감시할 수 있다.
자동 주행 제어부(23F)는 탑승자나 관리자 등의 사용자에 의해, 각종 자동 주행 개시 조건을 만족시키기 위한 수동 조작이 행해져서 트랙터(1)의 주행 모드가 자동 주행 모드로 스위칭된 상태에 있어서, 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)가 조작되어서 자동 주행의 개시가 지령된 경우에, 측위 유닛(30)에서 트랙터(1)의 현재위치나 현재방위 등을 취득하면서 목표경로(P)에 따라서 트랙터(1)를 자동 주행시키는 자동 주행 제어를 개시한다.
자동 주행 제어부(23F)는 자동 주행 제어의 실행 중에, 예를 들면, 사용자에 의해 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)가 조작되어서 자동 주행의 종료가 지령된 경우나, 운전부(12)에 탑승하고 있는 사용자에 의해 스티어링 휠(25)이나 액셀 페달 등의 수동 조작구가 조작된 경우에는 자동 주행 제어를 종료함과 아울러 주행 모드를 자동 주행 모드로부터 수동 주행 모드로 스위칭한다. 이렇게 자동 주행 제어가 종료된 후에 자동 주행 제어를 재개시키는 경우에는 우선, 사용자가 운전부(12)에 올라 타서 트랙터(1)의 주행 모드를 자동 주행 모드로부터 수동 주행 모드로 스위칭한다. 다음에 각종 자동 주행 개시 조건을 만족시키기 위한 수동 조작을 행하고나서, 트랙터(1)의 주행 모드를 수동 주행 모드로부터 자동 주행 모드로 스위칭한다. 그리고, 이 상태에 있어서, 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)를 조작해서 자동 주행의 개시를 지령함으로써 자동 주행 제어를 재개시킬 수 있다.
자동 주행 제어부(23F)에 의한 자동 주행 제어에는 엔진(14)에 관한 자동 주행용 제어 지령을 엔진 제어부(23A)에 송신하는 엔진용 자동 제어 처리, 트랙터(1)의 차속이나 전후진의 스위칭에 관한 자동 주행용 제어 지령을 차속 제어부(23B)에 송신하는 차속용 자동 제어 처리, 스티어링에 관한 자동 주행용 제어 지령을 스티어링 제어부(23C)에 송신하는 스티어링용 자동 제어 처리, 및 로터리 경운 장치(3) 등의 작업 장치에 관한 자동 주행용 제어 지령을 작업 장치 제어부(23D)에 송신하는 작업용 자동 제어 처리 등이 포함되어 있다.
자동 주행 제어부(23F)는 엔진용 자동 제어 처리에 있어서는, 목표경로(P)에 포함된 설정 회전수 등에 의거하여 엔진 회전수의 변경을 지시하는 엔진 회전수 변경 지령 등을 엔진 제어부(23A)에 송신한다. 엔진 제어부(23A)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 엔진(14)에 관한 각종 제어 지령에 따라 엔진 회전수를 자동으로 변경하는 엔진 회전수 변경 제어 등을 실행한다.
자동 주행 제어부(23F)는 차속용 자동 제어 처리에 있어서는, 목표경로(P)에 포함된 목표차속에 의거하여 무단 변속 장치의 변속 조작을 지시하는 변속 조작 지령, 및 목표경로(P)에 포함된 트랙터(1)의 진행 방향 등에 의거하여 전후진 스위칭 장치의 전후진 스위칭 조작을 지시하는 전후진 스위칭 지령 등을 차속 제어부(23B)에 송신한다. 차속 제어부(23B)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 무단 변속 장치나 전후진 스위칭 장치 등에 관한 각종 제어 지령에 따라 무단 변속 장치의 작동을 자동으로 제어하는 자동 차속 제어, 및 전후진 스위칭 장치의 작동을 자동으로 제어하는 자동 전후진 스위칭 제어 등을 실행한다. 자동 차속 제어에는, 예를 들면, 목표경로(P)에 포함된 목표차속이 0점 속도인 경우에, 무단 변속 장치를 0점 속도 상태까지 감속 제어해서 트랙터(1)의 주행을 정지시키는 자동 감속 정지 처리 등이 포함되어 있다.
자동 주행 제어부(23F)는 스티어링용 자동 제어 처리에 있어서는, 목표경로(P)에 포함된 전륜 조타각 등에 의거하여 좌우의 전륜(10)의 조타를 지시하는 조타지령 등을 스티어링 제어부(23C)에 송신한다. 스티어링 제어부(23C)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 조타지령에 따라 파워 스티어링 유닛(17)의 작동을 제어해서 좌우의 전륜(10)을 조타하는 자동 조타 제어, 및 좌우의 전륜(10)이 설정 각도 이상으로 조타된 경우에, 브레이크 유닛(18)을 작동시켜서 선회 내측의 브레이크를 작동시키는 자동 브레이크 선회 제어 등을 실행한다.
자동 주행 제어부(23F)는 작업용 자동 제어 처리에 있어서는, 목표경로(P)에 포함된 작업 개시 지점(p3)에 의거하여 로터리 경운 장치(3)의 작업 상태로의 스위칭을 지시하는 작업 개시 지령, 및 목표경로(P)에 포함된 작업 정지 지점(p4)에 의거하여 로터리 경운 장치(3)의 비작업 상태로의 스위칭을 지시하는 작업 정지 지령 등을 작업 장치 제어부(23D)에 송신한다. 작업 장치 제어부(23D)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 로터리 경운 장치(3)에 관한 각종 제어 지령에 따라 작업 클러치 유닛(19)과 승강 구동 유닛(20)의 작동을 제어하고, 로터리 경운 장치(3)를 작업 높이까지 하강시켜서 작동시키는 자동 작업 개시 제어, 및 로터리 경운 장치(3)를 정지시켜서 비작업 높이까지 상승시키는 자동 작업 정지 제어 등을 실행한다.
즉, 상술한 자동 주행 유닛(4)에는 파워 스티어링 유닛(17), 브레이크 유닛(18), 작업 클러치 유닛(19), 승강 구동 유닛(20), 롤링 유닛(21), 차량상태 검출기기(22), 차재 제어 유닛(23), 측위 유닛(30), 및 통신 모듈(34) 등이 포함되어 있다. 그리고, 이들이 적정하게 작동함으로써, 트랙터(1)를 목표경로(P)에 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 있음과 아울러, 로터리 경운 장치(3)에 의한 경운을 적정하게 행할 수 있다.
도 6∼7에 나타내듯이, 트랙터(1)에는 트랙터(1)의 주위를 감시하고, 그 주위에 존재하는 장해물을 검지하는 장해물 검지 시스템(80)이 구비되어 있다. 장해물 검지 시스템(80)이 검지하는 장해물에는 포장(A)에서 작업하는 작업자 등의 인물이나 다른 작업 차량, 및 포장(A)에 기존의 전주나 수목 등이 포함되어 있다.
도 1∼4, 도 6∼7에 나타내듯이, 장해물 검지 시스템(80)은 트랙터(1)의 주위를 촬상하는 4대의 카메라(촬상 장치의 일례)(81∼84), 트랙터(1)의 주위에 존재하는 측정 대상물까지의 거리를 측정하는 액티브 센서 유닛(85), 각 카메라(81∼84)로부터의 화상을 처리하는 화상 처리 장치(86), 및 화상 처리 장치(86)로부터의 정보와 액티브 센서 유닛(85)으로부터의 측정 정보를 통합 처리해서 장해물을 검지하는 장해물 검지 장치(87)를 갖고 있다. 화상 처리 장치(86) 및 장해물 검지 장치(87)는 마이크로 컨트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 액티브 센서 유닛(85), 화상 처리 장치(86), 및 장해물 검지 장치(87)는 차재 제어 유닛(23)에 CAN을 통해 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.
도 1∼3, 도 7에 나타내듯이, 장해물 검지 시스템(80)은 4대의 카메라(81∼84)로서 캐빈(13)으로부터 전방의 제 1 촬상범위(Ri1)가 촬상범위로 설정된 전방 카메라(81), 캐빈(13)으로부터 후방의 제 2 촬상범위(Ri2)가 촬상범위로 설정된 후방 카메라(82), 캐빈(13)으로부터 우방의 제 3 촬상범위(Ri3)가 촬상범위로 설정된 우방 카메라(83), 및 캐빈(13)으로부터 좌방의 제 4 촬상범위(Ri4)가 촬상범위로 설정된 좌방 카메라(84)를 갖고 있다.
전방 카메라(81) 및 후방 카메라(82)는 트랙터(1)의 좌우 중심선 상에 배치되어 있다. 전방 카메라(81)는 캐빈(13)의 전단측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 트랙터(1)의 전방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 앞측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 전방 카메라(81)는 트랙터(1)의 좌우 중심선을 대칭축으로 하는 차체 전방측의 소정 범위가 제 1 촬상범위(Ri1)로 설정되어 있다. 후방 카메라(82)는 캐빈(13)의 후단측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 트랙터(1)의 후방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 뒤측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 후방 카메라(82)는 트랙터(1)의 좌우 중심선을 대칭축으로 하는 차체 후방측의 소정 범위가 제 2 촬상범위(Ri2)로 설정되어 있다. 우방 카메라(83)는 캐빈(13)의 우단측에 있어서의 상부의 전후 중앙 개소에 트랙터(1)의 우방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 우측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 우방 카메라(83)는 차체 우방측의 소정 범위가 제 3 촬상범위(Ri3)로 설정되어 있다. 좌방 카메라(84)는 캐빈(13)의 좌단측에 있어서의 상부의 전후 중앙 개소에 트랙터(1)의 좌방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 좌측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 좌방 카메라(84)는 차체 좌방측의 소정 범위가 제 4 촬상범위(Ri4)로 설정되어 있다.
도 1, 도 3∼4, 도 7에 나타내듯이, 액티브 센서 유닛(85)은 캐빈(13)으로부터 전방의 제 1 측정 범위(Rm1)가 측정 범위로 설정된 전방 라이더 센서(액티브 센서의 일례)(85A), 캐빈(13)으로부터 후방의 제 2 측정 범위(Rm2)가 측정 범위로 설정된 후방 라이더 센서(액티브 센서의 일례)(85B), 및 캐빈(13)으로부터 우방의 제 3 측정 범위(Rm3)와 캐빈(13)으로부터 좌방의 제 4 측정 범위(Rm4)가 측정 범위로 설정된 소나(액티브 센서의 일례)(85C)를 갖고 있다. 각 라이더 센서(85A,85B)는 측정광의 일례인 레이저광(예를 들면, 펄스상의 근적외 레이저광)을 사용해서 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2)에서의 측정을 행하는 측정부(85Aa,85Ba)와, 측정부(85Aa,85Ba)로부터의 측정 정보에 의거하여 거리화상의 생성 등을 행하는 라이더 제어부(85Ab,85Bb)를 갖고 있다. 소나(85C)는 우측 초음파 센서(85Ca)와 좌측 초음파 센서(85Cb)와 단일의 소나 제어부(85Cc)를 갖고 있다. 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb) 및 소나 제어부(85Cc)는 마이크로 컨트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb) 및 소나 제어부(85Cc)는 장해물 검지 장치(87)에 CAN을 통해 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.
각 라이더 센서(85A,85B)에 있어서, 각 측정부(85Aa,85Ba)는 조사한 레이저광이 측거점에 도달해서 되돌아올 때까지의 왕복 시간에 의거하여 측거점까지의 거리를 측정하는 TOF(Time Of Flight) 방식에 의해, 각 측정부(85Aa,85Ba)로부터 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2)의 각 측거점(측정 대상물의 일례)까지의 거리를 측정한다. 각 측정부(85Aa,85Ba)는 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2) 전체에 걸쳐, 레이저광을 고속으로 종횡으로 주사해서 주사각(좌표)마다의 측거점까지의 거리를 순차 측정함으로써, 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2)에 있어서 3차원의 측정을 행한다. 각 측정부(85Aa,85Ba)는 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2) 전체에 걸쳐 레이저광을 고속으로 종횡으로 주사했을 때에 얻어지는 각 측거점으로부터의 반사광의 강도(이하, 반사 강도라고 칭한다)를 순차 측정한다. 각 측정부(85Aa,85Ba)는 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2)의 각 측거점까지의 거리나 각 반사 강도 등을 리얼타임으로 반복해서 측정한다. 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 각 측정부(85Aa,85Ba)가 측정한 각 측거점까지의 거리나 각 측거점에 대한 주사각(좌표) 등의 측정 정보로부터 거리화상을 생성함과 아울러 장해물이라고 추정되는 측거점군을 추출하고, 추출한 측거점군에 관한 측정 정보를 장해물 후보에 관한 측정 정보로서 장해물 검지 장치(87)에 송신한다.
각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 각 측정부(85Aa,85Ba)가 측정한 각 측거점의 거리값이 무효 조건에 적합한지 아닌지를 판정하고, 무효 조건에 적합한 거리값을 무효값으로 해서 장해물 검지 장치(87)에 송신한다.
구체적으로는 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 각 라이더 센서(85A,85B)로부터의 지근거리에 존재한다라는 각 라이더 센서(85A,85B)에 있어서의 센서 표면의 오염의 특징을 이용해서, 그 특징을 갖는 측거점의 거리값을 무효값으로 한다. 이것에 의해, 센서 표면의 오염에 관한 측거점의 거리값이 장해물 검지 장치(87)에 있어서 장해물에 관한 정보로서 사용되는 것을 방지하고 있다.
각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 각 라이더 센서(85A,85B)의 근거리에 존재하면서 반사 강도가 매우 약하다는 먼지나 안개 등의 부유물의 특징을 이용해서, 그 특징을 갖는 측거점의 거리값을 무효값으로 한다. 이것에 의해, 부유물에 관한 측거점의 거리값이 장해물 검지 장치(87)에 있어서 장해물에 관한 정보로서 사용되는 것을 방지하고 있다.
도 1, 도 3∼4에 나타내듯이, 전방 라이더 센서(85A) 및 후방 라이더 센서(85B)는 전방 카메라(81) 및 후방 카메라(82)와 마찬가지로 트랙터(1)의 좌우 중심선 상에 배치되어 있다. 전방 라이더 센서(85A)는 캐빈(13)의 전단측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 트랙터(1)의 전방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 앞측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 전방 라이더 센서(85A)는 트랙터(1)의 좌우 중심선을 대칭축으로 하는 차체 전방측의 소정 범위가 측정부(85Aa)에 의한 제 1 측정 범위(Rm1)로 설정되어 있다. 후방 라이더 센서(85B)는 캐빈(13)의 후단측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 트랙터(1)의 후방측을 비스듬히 상방측으로부터 내려다보는 후측 하향 자세로 배치되어 있다. 이것에 의해, 후방 라이더 센서(85B)는 트랙터(1)의 좌우 중심선을 대칭축으로 하는 차체 후방측의 소정 범위가 측정부(85Ba)에 의한 제 2 측정 범위(Rm2)로 설정되어 있다.
전방 라이더 센서(85A) 및 후방 라이더 센서(85B)는 변속 유닛(16)의 전후진 스위칭 장치가 전진 전동 상태로 스위칭된 트랙터(1)의 전진 주행시에는 그 스위칭에 연동해서 전방 라이더 센서(85A)가 작동 상태로 되고, 후방 라이더 센서(85B)가 작동 정지 상태로 된다. 또한, 변속 유닛(16)의 전후진 스위칭 장치가 후진 전동 상태로 스위칭된 트랙터(1)의 후진 주행시에는 그 스위칭에 연동해서 전방 라이더 센서(85A)가 작동 정지 상태로 되고, 후방 라이더 센서(85B)가 작동 상태로 된다.
도 1, 도 3∼4, 도 7에 나타내듯이, 소나(85C)에 있어서, 소나 제어부(85Cc)는 좌우의 초음파 센서(85Ca,85Cb)에 의한 초음파의 송수신에 의거하여 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 있어서의 측정 대상물의 존부를 판정한다. 소나 제어부(85Cc)는 발신한 초음파가 측거점에 도달해서 되돌아올 때까지의 왕복 시간에 의거하여 측거점까지의 거리를 측정하는 TOF(Time Of Flight) 방식에 의해, 각 초음파 센서(85Ca,85Cb)로부터 측정 대상물까지의 거리를 측정하고, 측정한 측정 대상물까지의 거리와 측정 대상물의 방향을 장해물 후보에 관한 측정 정보로서 장해물 검지 장치(87)에 송신한다.
도 1∼3에 나타내듯이, 우측 초음파 센서(85Ca)는 우측의 전륜(10)과 우측의 후륜(11) 사이에 배치된 우측의 승강 스텝(24)에 차체 우외향 자세로 부착되어 있다. 이것에 의해, 우측 초음파 센서(85Ca)는 차체 우외측의 소정 범위가 제 3 측정 범위(Rm3)로 설정되어 있다. 좌측 초음파 센서(85Cb)는 좌측의 전륜(10)과 좌측의 후륜(11) 사이에 배치된 좌측의 승강 스텝(24)에 차체 좌외향 자세로 부착되어 있다. 이것에 의해, 좌측 초음파 센서(85Cb)는 차체 좌외측의 소정 범위가 제 4 측정 범위(Rm4)로 설정되어 있다.
도 4, 도 8∼10에 나타내듯이, 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 각 측정부(85Aa,85Ba)의 측정 범위(Rm1,Rm2)에 대해서 차체정보 등에 의거한 컷 처리와 마스킹 처리를 실시함으로써, 상술한 장해물 후보를 검지 대상으로 하는 제 1 검지 범위(Rd1)와 제 2 검지 범위(Rd2)를 설정하고 있다. 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 컷 처리에 있어서는, 차재 제어 유닛(23)과의 통신에 의해 로터리 경운 장치(3)를 포함하는 차체의 최대 좌우폭(본 실시형태에서는 로터리 경운 장치(3)의 좌우폭)을 취득하고, 이 차체의 최대 좌우폭에 소정의 안전대역을 추가함으로써 장해물 후보의 검지 대상폭(Wd)을 설정한다. 그리고, 제 1 측정 범위(Rm1) 및 제 2 측정 범위(Rm2)에 있어서, 검지 대상폭(Wd)으로부터 벗어나는 좌우의 범위를 컷 처리에 의한 제 1 비검지 범위(Rnd1)로 설정해서 각 검지 범위(Rd1,Rd2)로부터 제외한다. 각 라이더 제어부(85Ab,85Bb)는 마스킹 처리에 있어서는 제 1 측정 범위(Rm1)에 대해서 트랙터(1)의 전단측이 들어가는 범위, 및 제 2 측정 범위(Rm2)에 대해서 로터리 경운 장치(3)의 후단측이 들어가는 범위에 소정의 안전대역을 추가한 범위를 마스킹 처리에 의한 제 2 비검지 범위(Rnd2)로 설정해서 각 검지 범위(Rd1,Rd2)로부터 제외한다. 이것에 의해, 각 라이더 센서(85A,85B)에 의한 장해물 후보의 검지 대상 범위가 제 1 검지 범위(Rd1)와 제 2 검지 범위(Rd2)로 제한되어 있다. 그리고, 이 제한에 의해, 각 라이더 센서(85A,85B)가, 검지 대상폭(Wd)으로부터 벗어나 있고 트랙터(1)와 충돌할 우려가 없는 장해물 후보를 검지하는 것에 의한 검지 부하의 증대나, 제 1 측정 범위(Rm1) 또는 제 2 측정 범위(Rm2)에 들어가 있는 트랙터(1)의 전단측이나 로터리 경운 장치(3) 등의 트랙터(1)의 후단측을 장해물 후보로서 오검지할 우려를 회피하고 있다.
또한, 도 8에 나타내는 제 2 비검지 범위(Rnd2)는 좌우의 전륜(10)이나 보닛(15)이 존재하는 차체의 앞부분측에 적합한 비검지 범위의 일례이다. 도 9에 나타내는 제 2 비검지 범위(Rnd2)는 차체의 후방부측에 있어서 로터리 경운 장치(3)를 작업 높이까지 하강시킨 작업 상태에 적합한 비검지 범위의 일례이다. 도 10에 나타내는 제 2 비검지 범위(Rnd2)는 차체의 후방부측에 있어서 로터리 경운 장치(3)를 퇴피 높이까지 상승시킨 비작업 상태에 적합한 비검지 범위의 일례이다. 차체 후방부측의 제 2 비검지 범위(Rnd2)는 로터리 경운 장치(3)의 승강에 연동해서 적정하게 스위칭된다.
제 1 검지 범위(Rd1), 제 2 검지 범위(Rd2), 제 1 비검지 범위(Rnd1), 및 제 2 비검지 범위(Rnd2)에 관한 정보는 상술한 거리화상에 포함되어 있고, 상술한 거리화상과 함께 장해물 검지 장치(87)에 송신되어 있다.
도 4에 나타내듯이, 각 라이더 센서(85A,85B)의 검지 범위(Rd1,Rd2)는 충돌 예측 시간이 설정 시간(예를 들면, 3초)이 되는 충돌 판정 처리에 의거하여 라이더 센서(85A,85B)로부터 충돌 판정 처리의 판정 기준 위치까지의 범위로 설정되는 정지 제어 범위(Rsc)와, 판정 기준 위치로부터 감속 개시 위치까지의 범위로 설정되는 감속 제어 범위(Rdc)와, 감속 개시 위치로부터 라이더 센서(85A,85B)의 측정 한계 위치까지의 범위로 설정되는 통지 제어 범위(Rnc)로 구획된다. 제 1 검지 범위(Rd1)의 판정 기준 위치는 로터리 경운 장치(3)를 포함하는 차체의 전단 또는 후단으로부터 차체 전후 방향으로 일정 거리(L)(예를 들면, 2000mm) 떨어진 위치에 설정되어 있다.
화상 처리 장치(86)는 각 카메라(81∼84)로부터 순차 송신되는 화상에 대해서 화상 처리를 행한다.
또한, 화상 처리 장치(86)에는 포장(A)에서 작업하는 작업자 등의 인물이나 다른 작업 차량, 및 포장(A)에 기존의 전주나 수목 등을 장해물로서 인식하기 위한 학습 처리가 실시되어 있다.
이하, 도 11에 나타내는 플로차트에 의거하여 화상 처리에 있어서의 화상 처리 장치(86)의 처리 순서에 대해서 설명한다.
화상 처리 장치(86)는 각 카메라(81∼84)로부터 순차 송신되는 화상에 대해서, 우선, 전체 카메라(81∼84)로부터의 화상을 합성해서 트랙터(1)의 전체 주위 화상(예를 들면, 서라운드 뷰)을 생성하는 전체 주위 화상 생성 처리를 행하고(스텝 #1), 생성한 전체 주위 화상이나 각 카메라(81∼84)로부터의 화상을 트랙터측의 표시 제어부(23E)나 휴대 통신 단말측의 표시 제어부(51A)에 송신하는 화상 송신 처리를 행한다(스텝 #2).
이것에 의해, 화상 처리 장치(86)가 생성한 전체 주위 화상이나 트랙터(1)의 주행 방향의 화상 등을 트랙터(1)의 액정 모니터(27)나 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50) 등에 있어서 표시할 수 있다. 그리고, 이 표시에 의해, 트랙터(1)의 주위의 상황이나 주행 방향의 상황을 사용자에게 시인시킬 수 있다.
다음에, 화상 처리 장치(86)는 각 카메라(81∼84)로부터 순차 송신되는 화상에 의거하여 각 카메라(81∼84) 중 어느 하나의 촬상범위(Ri1∼Ri4)에 있어서 트랙터(1)의 주행에 지장을 초래하는 장해물이 존재하는지 아닌지를 판별하는 장해물 판별 처리를 행한다(스텝 #3). 장해물이 존재하는 경우에는 장해물이 존재하는 화상 상에서의 장해물의 좌표를 구하는 좌표 산출 처리를 행하고(스텝 #4), 구한 장해물의 좌표를 각 카메라(81∼84)의 부착 위치나 부착 각도 등에 의거하여 차체 좌표 원점을 기준으로 한 좌표로 변환하는 좌표 변환 처리를 행한다(스텝 #5). 그리고, 그 변환 후의 좌표와 미리 설정한 거리 산출 기준점에 걸친 직선거리를 거리 산출 기준점으로부터 장해물까지의 거리로서 구하는 거리 산출 처리를 행하고(스텝 #6), 변환 후의 좌표와 구한 장해물까지의 거리를 장해물에 관한 검지 정보로서 장해물 검지 장치(87)에 송신하는 검지 정보 송신 처리를 행한다(스텝 #7). 그 후, 스텝 #1로 되돌아간다. 한편, 장해물이 존재하지 않는 경우에는 장해물이 미검지인 것을 장해물 검지 장치(87)에 송신하는 미검지 송신 처리를 행하고(스텝 #8), 그 후에 스텝 #1로 되돌아간다.
이렇게, 각 카메라(81∼84)의 촬상범위(Ri1∼Ri4) 중 어느 하나에 장해물이 존재하는 경우에는 화상 처리 장치(86)가 장해물의 검지 정보를 장해물 검지 장치(87)에 송신하는 것으로부터, 장해물 검지 장치(87)는 그 장해물의 검지 정보를 수취함으로써, 각 카메라(81∼84) 중 어느 하나의 촬상범위(Ri1∼Ri4)에 장해물이 존재하는 것을 검지할 수 있음과 아울러, 그 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 검지할 수 있다. 또한, 각 카메라(81∼84)의 촬상범위(Ri1∼Ri4)의 어디에도 장해물이 존재하지 않는 경우에는 화상 처리 장치(86)가 장해물의 미검지를 장해물 검지 장치(87)에 송신하는 것으로부터, 장해물 검지 장치(87)는 각 카메라(81∼84)의 촬상범위(Ri1∼Ri4)의 어디에도 장해물이 존재하지 않는 것을 검지할 수 있다.
상기 좌표 변환 처리에 있어서의 차체 좌표 원점, 및 거리 산출 처리에 있어서의 거리 산출 기준점은 각 카메라(81∼84)의 탑재 위치에 따라 설정되어 있다. 구체적으로는 도 12에 나타내듯이, 전방 카메라(81)에 대해서는 그 탑재 위치에 따라 차체 좌표 원점(O1)과 거리 산출 기준점(Rp1)이 설정되어 있다. 후방 카메라(82)에 대해서는 그 탑재 위치에 따라 차체 좌표 원점(O2)과 거리 산출 기준점(Rp2)이 설정되어 있다. 우방 카메라(83)에 대해서는 그 탑재 위치에 따라 차체 좌표 원점(O3)과 거리 산출 기준점(Rp3)이 설정되어 있다. 좌방 카메라(84)에 대해서는 그 탑재 위치에 따라 차체 좌표 원점(O4)과 거리 산출 기준점(Rp4)이 설정되어 있다.
이것에 의해, 화상 처리 장치(86)는, 예를 들면, 전방 카메라(81)의 제 1 촬상범위(Ri1)에 있어서 장해물이 존재하는 경우에는 장해물이 존재하는 전방 카메라(81)의 화상 상에서의 장해물의 좌표를 구하고(좌표 산출 처리), 구한 장해물의 좌표를 전방 카메라(81)의 부착 위치나 부착 각도 등에 의거하여 도 12에 나타내는 차체 좌표 원점(O1)을 기준으로 한 좌표(x, y)로 변환하고(좌표 변환 처리), 변환 후의 좌표(x, y)와 거리 산출 기준점(Rp1)에 걸친 직선거리를 거리 산출 기준점(Rp1)으로부터 장해물(O)까지의 거리(La)로서 구한다(거리 산출 처리).
또한, 상술한 차체 좌표 원점(O1∼O4)과 거리 산출 기준점(Rp1∼Rp4)과 각 카메라(81∼84)의 탑재 위치의 관계는 여러가지 설정 변경이 가능하다.
즉, 상술한 전체 주위 화상 생성 처리에 있어서는 예를 들면, 화상 처리 장치(86)가 도 13에 나타내는 액정 모니터(27)나 표시 디바이스(50) 등의 전체 주위 화상 표시 영역(90) 중 전방 화상 표시 영역(90A)에 전방 카메라(81)의 화상으로부터 소정 영역을 잘라낸 처리 화상을 배치하고, 후방 화상 표시 영역(90B)에 후방 카메라(82)의 화상으로부터 소정 영역을 잘라낸 처리 화상을 배치하고, 우방 화상 표시 영역(90C)에 우방 카메라(83)의 화상으로부터 소정 영역을 잘라낸 처리 화상을 배치하고, 좌방 화상 표시 영역(90D)에 좌방 카메라(84)의 화상으로부터 소정 영역을 잘라낸 처리 화상을 배치함으로써 전체 주위 화상을 생성하는 것 등이 고려된다.
화상 처리 장치(86)는 상술한 장해물 판별 처리에 있어서는, 각 카메라(81∼84)로부터 순차 송신되는 화상에 대해서 매초 수십 코마(예를 들면, 30코마)의 초고속으로 장해물의 존부를 판별한다. 화상 처리 장치(86)는 각 카메라(81∼84)에 대한 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행한다. 화상 처리 장치(86)는 시분할 방식에 있어서의 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 트랙터(1)의 주행 방향과 차속에 따라 변경한다.
구체적으로는 화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 전방 직진 방향이고 차속이 표준 속도(예를 들면, 10km/h)이면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (a)에 나타내듯이, 전방 카메라(81)로부터의 전방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 4코마분 연속해서 행한 후에, 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상 또는 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분 행하도록 설정된 표준 전방 직진용 처리 대상 주기로 변경한다.
화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 후방 직진 방향이고 차속이 표준 속도이면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (b)에 나타내듯이, 후방 카메라(82)로부터의 후방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 4코마분 연속해서 행한 후에, 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상 또는 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분 행하도록 설정된 표준 후방 직진용 처리 대상 주기로 변경한다.
화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 전진 우선회 방향이고 차속이 표준 속도이면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (c)에 나타내듯이, 전방 카메라(81)로부터의 전방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 3코마분 연속해서 행한 후에, 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 2코마분 연속해서 행하거나, 또는 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리와 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분씩 행하도록 설정된 표준 전진 우선회용 처리 대상 주기로 변경한다.
화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 전진 좌선회 방향이고 차속이 표준 속도이면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (d)에 나타내듯이, 전방 카메라(81)로부터의 전방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 3코마분 연속해서 행한 후에, 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 2코마분 연속해서 행하거나, 또는 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리와 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분씩 행하도록 설정된 표준 전진 좌선회용 처리 대상 주기로 변경한다.
화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 전방 직진 방향이고 차속이 표준 속도로부터 감속되어 있으면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (e)에 나타내듯이, 전방 카메라(81)로부터의 전방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 3코마분 연속해서 행한 후에, 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상 또는 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분 행하도록 설정된 저속 전방 직진용 처리 대상 주기로 변경한다.
화상 처리 장치(86)는 트랙터(1)의 주행 방향이 전방 직진 방향이고 차속이 표준 속도로부터 증속되어 있으면, 단위시간당 처리 대상 주기를, 예를 들면, 도 14의 (f)에 나타내듯이, 전방 카메라(81)로부터의 전방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 5코마분 연속해서 행한 후에, 우방 카메라(83)로부터의 우방 화상 또는 좌방 카메라(84)로부터의 좌방 화상을 처리 대상으로 하는 화상 처리를 1코마분 행하도록 설정된 고속 전방 직진용 처리 대상 주기로 변경한다.
상기와 같이, 화상 처리 장치(86)가 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행함으로써, 처리부하가 큰 각 카메라(81∼84)로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치(86)에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행할 수 있다.
또한, 화상 처리 장치(86)가 트랙터(1)의 전후진의 스위칭에 따라 전방 화상과 후방 화상 중 어느 한쪽을 처리 대상으로 하는 상태와 처리 대상으로 하지 않는 상태로 스위칭함으로써, 불필요한 화상 처리를 행하는 것에 의한 처리 속도의 저하를 회피하고 있다.
그리고, 화상 처리 장치(86)가, 트랙터(1)의 주행 방향에 따라 트랙터(1)의 주행 방향을 촬상범위로 하는 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 빠르게 하고, 트랙터(1)의 주행 방향을 촬상범위로 하지 않는 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 느리게 함으로써, 각 카메라(81∼84)로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치(86)에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행하면서, 트랙터(1)의 주행 방향에 있어서의 장해물의 존부판별을 중점적으로 행할 수 있어 장해물에 대한 충돌 회피가 행하기 쉬워진다.
또한, 화상 처리 장치(86)가, 트랙터(1)의 차속이 빨라질수록 트랙터(1)의 주행 방향을 촬상범위로 하는 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 빠르게 하고, 또한, 트랙터(1)의 주행 방향을 촬상범위로 하지 않는 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 느리게 함으로써, 각 카메라(81∼84)로부터의 화상에 대한 장해물 판별 처리를 단일의 화상 처리 장치(86)에 의해 순차 순조롭고 빠르게 행하면서, 트랙터(1)의 차속이 빨라질수록 트랙터(1)의 주행 방향에 있어서의 장해물의 존부판별을 중점적으로 행할 수 있어 장해물에 대한 충돌 회피가 행하기 쉬워진다.
또한, 상술한 각 카메라(81∼84)에 대한 단위시간당 처리 대상 주기는 어디까지나 일례이며, 작업의 종류나 포장의 상황 등에 따라 여러가지 변경이 가능하다.
또한, 도 7에 나타내듯이, 화상 처리 장치(86)는 차속 제어부(23B)를 통해 차속 센서(22A)가 검출하는 트랙터(1)의 차속을 취득한다. 화상 처리 장치(86)는 차속 제어부(23B)를 경유해서 얻어지는 리버서 레버의 조작 위치와, 스티어링 제어부(23C)를 경유해서 얻어지는 전륜(10)의 조타각에 의거하여 트랙터(1)의 주행 방향을 판별한다.
장해물 검지 장치(87)는 트랙터(1)의 전진 주행시에, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 전방 카메라(81)의 제 1 촬상범위(Ri1)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는 것을 검지한 경우에, 제 1 촬상범위(Ri1)에 있어서의 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 특정하는 제 1 특정 제어를 실행한다.
이하, 도 15에 나타내는 플로차트에 의거하여 제 1 특정 제어에 있어서의 장해물 검지 장치(87)의 제어 작동에 대해서 설명한다.
장해물 검지 장치(87)는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 포함된 장해물의 좌표와 장해물까지의 거리에 의거하여 장해물이 전방 라이더 센서(85A)의 제 1 검지 범위(Rd1)에 위치하고 있는지 아닌지를 판정하는 제 1 위치 판정 처리를 행한다(스텝 #11). 장해물이 제 1 검지 범위(Rd1)에 위치하고 있는 경우에는 장해물이 제 1 검지 범위(Rd1)의 통지 제어 범위(Rnc)에 위치하고 있는지 아닌지를 판정하는 제 2 위치 판정 처리를 행한다(스텝 #12). 장해물이 통지 제어 범위(Rnc)에 위치하고 있는 경우에는 화상 처리 장치(86)로부터 얻은 장해물까지의 거리를 차재 제어 유닛(23)에 송신하는 제 1 거리 송신 처리를 행하고(스텝 #13), 그 후에 스텝 #11로 되돌아간다. 장해물이 통지 제어 범위(Rnc)에 위치하고 있지 않은 경우에는 장해물이 제 1 검지 범위(Rd1)의 감속 제어 범위(Rdc) 또는 정지 제어 범위(Rsc)에 위치하고 있는 것으로부터, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 포함된 도 12에 나타내는 장해물(O)의 좌표(x, y)와 장해물(O)까지의 거리(La), 및 전방 라이더 센서(85A)로부터의 장해물 후보(측거점군)에 관한 측정 정보에 포함된 도 12에 나타내는 장해물 후보(Oc)의 좌표(주사각)와 장해물 후보(Oc)까지의 거리(1b) 등에 의거하여 장해물(O)의 위치와 장해물 후보(Oc)의 위치가 정합하는지 아닌지를 판정하는 정합 판정 처리를 행한다(스텝 #14). 정합하고 있는 경우에는 측거 정밀도가 높은 전방 라이더 센서(85A)로부터 얻은 장해물 후보까지의 거리를 장해물까지의 거리로서 차재 제어 유닛(23)에 송신하는 제 2 거리 송신 처리를 행하고(스텝 #15), 그 후에 스텝 #11로 되돌아간다. 정합하고 있지 않은 않은 경우에는 전방 라이더 센서(85A)로부터의 장해물 후보에 관한 측정 정보가 장해물에 관한 측정 정보가 아니라고 판단해서 화상 처리 장치(86)로부터 얻은 장해물까지의 거리를 차재 제어 유닛(23)에 송신하는 제 3 거리 송신 처리를 행하고(스텝 #16), 그 후에 스텝 #11로 되돌아간다. 스텝 #11의 제 1 위치 판정 처리에 있어서 장해물이 제 1 검지 범위(Rd1)에 위치하고 있지 않는 경우에는 전방 카메라(81)의 제 1 촬상범위(Ri1)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는지 아닌지를 판정하는 장해물 검지 판정 처리를 행한다(스텝 #17). 장해물의 존재가 검지되어 있는 경우에는 스텝 #11로 되돌아가서 제 1 특정 제어를 계속한다. 장해물의 존재가 검지되어 있지 않은 경우에는 제 1 특정 제어를 종료한다.
장해물 검지 장치(87)는 트랙터(1)의 후진 주행시에, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 후방 카메라(82)의 제 2 촬상범위(Ri2)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는 것을 검지한 경우에, 제 2 촬상범위(Ri2)에 있어서의 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 특정하는 제 2 특정 제어를 실행한다.
또한, 제 2 특정 제어에 있어서는 상기 제 1 특정 제어에 있어서의 전방 라이더 센서(85A)의 제 1 검지 범위(Rd1)가 후방 라이더 센서(85B)의 제 2 검지 범위(Rd2)로 바뀌는 것뿐이며, 제어 내용은 동일하기 때문에 제 2 특정 제어에 관한 설명은 생략한다.
장해물 검지 장치(87)는 트랙터(1) 전후진 주행시에 관계없이, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 우방 카메라(83)의 제 3 촬상범위(Ri3)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는 것을 검지한 경우에, 제 3 촬상범위(Ri3)에 있어서의 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 특정하는 제 3 특정 제어를 실행한다.
이하, 도 16에 나타내는 플로차트에 의거하여 제 3 특정 제어에 있어서의 장해물 검지 장치(87)의 제어 작동에 대해서 설명한다.
장해물 검지 장치(87)는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 포함된 장해물의 좌표와 장해물까지의 거리에 의거하여 장해물이 소나(85C)의 제 3 측정 범위(Rm3)에 위치하고 있는지 아닌지를 판정하는 제 3 위치 판정 처리를 행한다(스텝 #21). 장해물이 제 3 측정 범위(Rm3)에 위치하고 있는 경우에는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 포함된 장해물의 좌표와 장해물까지의 거리, 및 소나(85C)로부터의 장해물 후보에 관한 측정 정보에 포함된 장해물 후보까지의 거리와 장해물 후보의 방향 등에 의거하여 장해물의 위치와 장해물 후보의 위치가 정합하는지 아닌지를 판정하는 정합 판정 처리를 행한다(스텝 #22). 정합하고 있는 경우에는 측거 정밀도가 높은 소나(85C)로부터 얻은 장해물 후보까지의 거리를 장해물까지의 거리로서 차재 제어 유닛(23)에 송신하는 제 4 거리 송신 처리를 행하고(스텝 #23), 그 후에 스텝 #21로 되돌아간다. 정합하고 있지 않은 경우에는 소나(85C)로부터의 장해물 후보에 관한 측정 정보가 장해물에 관한 측정 정보가 아니라고 판단해서 화상 처리 장치(86)로부터 얻은 장해물까지의 거리를 차재 제어 유닛(23)에 송신하는 제 5 거리 송신 처리를 행하고(스텝 #24), 그 후에 스텝 #21로 되돌아간다. 스텝 #21의 제 3 위치 판정 처리에서 장해물이 제 3 측정 범위(Rm3)에 위치하고 있지 않은 경우에는 우방 카메라(83)의 제 3 촬상범위(Ri3)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는지 아닌지를 판정하는 장해물 검지 판정 처리를 행한다(스텝 #25). 장해물의 존재가 검지되어 있는 경우에는 스텝 #21로 되돌아가서 제 3 특정 제어를 계속한다. 장해물의 존재가 검지되어 있지 않은 경우에는 제 3 특정 제어를 종료한다.
장해물 검지 장치(87)는 트랙터(1)의 전후진 주행시에 관계없이, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 좌방 카메라(84)의 제 4 촬상범위(Ri4)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있는 것을 검지한 경우에, 제 4 촬상범위(Ri4)에 있어서의 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리를 특정하는 제 4 특정 제어를 실행한다.
또한, 제 4 특정 제어에 있어서는, 상기 제 3 특정 제어에 있어서의 소나(85C)의 제 3 측정 범위(Rm3)가 제 4 측정 범위(Rm4)로 바뀌는 것뿐이며, 제어 내용은 동일하기 때문에 제 4 특정 제어에 관한 설명은 생략한다.
장해물 검지 장치(87)는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 각 카메라(81∼84)의 촬상범위(Ri1∼Ri4)에 있어서 장해물의 존재가 검지되어 있지 않은 것을 검지한 경우에는 액티브 센서 유닛(85)으로부터의 측정 정보를 무효로 하는 측정 정보 무효 처리를 행한다.
이상과 같이, 장해물 검지 장치(87)는 물체의 판별 정밀도가 높은 화상 처리 장치(86)가 판별한 장해물의 위치와, 액티브 센서 유닛(85)이 판별한 장해물 후보의 위치가 정합한 경우에만, 측거 정밀도가 높은 액티브 센서 유닛(85)으로부터 얻은 장해물 후보까지의 거리를 장해물까지의 거리로서 채용하는 것으로부터, 액티브 센서 유닛(85)이 장해물 후보로서 오판별했을 때의 장해물 후보까지의 거리가 장해물까지의 거리로서 채용될 우려를 회피할 수 있다. 그 결과, 장해물 검지 장치(87)는 물체의 판별 정밀도 및 측거 정밀도가 높은 장해물에 관한 검지 정보를 취득할 수 있다.
또한, 장해물 검지 장치(87)는 정밀도가 높은 카메라 화상에 의거한 장해물 판별 처리를 행하는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보를 취득하는 것으로부터, 액티브 센서 유닛(85)의 각 측정 범위(Rm1∼Rm4)에 있어서, 예를 들면, 키가 큰 풀 등이 존재하고 있는 경우에, 그 키가 큰 풀 등을 트랙터(1)의 주행에 지장을 초래하는 장해물로서 오검지할 우려를 회피할 수 있다. 또한, 각 라이더 센서(85A,85B)의 검지 범위(Rd1,Rd2)에 있어서, 먼지나 분진 등이 부유물로서 날아 오르거나 함으로써, 액티브 센서 유닛(85)이 측정한 각 검지 범위(Rd1,Rd2)의 전체 측거점까지의 거리값이 무효값이 된 경우나, 액티브 센서 유닛(85)에 있어서 센서 표면의 오염 등의 이상이 생겼을 경우에는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 장해물의 존재나 장해물까지의 거리를 검지할 수 있다.
도 6∼7에 나타내듯이, 차재 제어 유닛(23)에는 장해물 검지 장치(87)로부터의 검지 정보에 의거하여 장해물과의 충돌을 회피하는 충돌 회피 제어를 실행하는 충돌 회피 제어부(23H)가 포함되어 있다. 충돌 회피 제어부(23H)는 마이크로 컨트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 충돌 회피 제어부(23H)는 차재 제어 유닛(23)의 다른 제어부(23A∼23F), 액티브 센서 유닛(85), 화상 처리 장치(86), 및 장해물 검지 장치(87)에 CAN(Controller Area Network)을 통해 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.
이하, 충돌 회피 제어부(23H)에 의한 충돌 회피 제어에 대해서 설명한다.
충돌 회피 제어부(23H)는 장해물 검지 장치(87)로부터의 제 1 거리 송신 처리에 의해 장해물까지의 거리를 취득한 경우에는 도 4에 나타내는 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 통지 제어 범위(Rnc)에 장해물이 위치하고 있는 것으로부터, 통지 제어 범위(Rnc)에서의 장해물의 존재를 통지하는 제 1 통지 제어의 실행을 차재 제어 유닛(23)의 표시 제어부(23E)와 단말 제어 유닛(51)의 표시 제어부(51A)에 지령한다. 이것에 의해, 각 표시 제어부(23E,51A)에 있어서 제 1 통지 제어가 실행되고, 트랙터(1)에 대한 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 통지 제어 범위(Rnc)에 장해물이 존재하는 것을 운전부(12)의 탑승자나 차 밖의 관리자 등의 사용자에게 알릴 수 있다.
충돌 회피 제어부(23H)는 장해물 검지 장치(87)로부터의 제 2 거리 송신 처리 또는 제 3 거리 송신 처리에 의해 장해물까지의 거리를 취득한 경우에는 도 4에 나타내는 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 감속 제어 범위(Rdc) 또는 정지 제어 범위(Rsc)에 장해물이 위치하고 있는 것으로부터, 취득한 장해물까지의 거리에 의거하여 장해물의 위치가 감속 제어 범위(Rdc)인지 정지 제어 범위(Rsc)인지를 판정한다.
충돌 회피 제어부(23H)는 감속 제어 범위(Rdc)에 장해물이 위치하고 있다라고 판정한 경우에는 감속 제어 범위(Rdc)에서의 장해물의 존재를 통지하는 제 2 통지 제어의 실행을 각 표시 제어부(23E,51A)에 지령함과 아울러, 자동 감속 제어의 실행을 차속 제어부(23B)에 지령한다. 이것에 의해, 각 표시 제어부(23E,51A)에 있어서 제 2 통지 제어가 실행되어서 트랙터(1)에 대한 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 감속 제어 범위(Rdc)에 장해물이 존재하는 것을 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 차속 제어부(23B)에 있어서 자동 감속 제어가 실행되어서 장해물과의 상대 거리가 짧아짐에 따라 트랙터(1)의 차속이 저하된다.
충돌 회피 제어부(81b)는 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 정지 제어 범위(Rsc)에 장해물이 위치하고 있다고 판정한 경우에는 정지 제어 범위(Rsc)에서의 장해물의 존재를 통지하는 제 3 통지 제어의 실행을 각 표시 제어부(23E,51A)에 지령하는 제 3 통지 개시 지령 처리를 행함과 아울러, 자동 정지 제어의 실행을 차속 제어부(23B)에 지령한다. 이것에 의해, 각 표시 제어부(23E,51A)에 있어서 제 3 통지 제어가 실행되어서 트랙터(1)에 대한 제 1 검지 범위(Rd1) 또는 제 2 검지 범위(Rd2)의 정지 제어 범위(Rsc)에 장해물이 존재하는 것을 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 차속 제어부(23B)에 있어서 자동 정지 제어가 실행되어서 정지 제어 범위(Rsc)에 장해물이 존재하는 단계에 있어서 트랙터(1)가 정지한다. 그 결과, 장해물에 대한 트랙터(1)의 충돌을 회피할 수 있다.
충돌 회피 제어부(23H)는 장해물 검지 장치(87)로부터의 제 4 거리 송신 처리 또는 제 5 거리 송신 처리에 의해 장해물까지의 거리를 취득한 경우에는 도 4에 나타내는 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 장해물이 위치하고 있는 것으로부터, 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에서의 장해물의 존재를 통지하는 제 4 통지 제어의 실행을 각 표시 제어부(23E,51A)에 지령함과 아울러, 자동 정지 제어의 실행을 차속 제어부(23B)에 지령한다. 이것에 의해, 각 표시 제어부(23E,51A)에 있어서 제 4 통지 제어가 실행되어서 트랙터(1)에 대한 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 장해물이 존재하는 것을 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 차속 제어부(23B)에 있어서는 자동 정지 제어가 실행되어서 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 장해물이 존재하는 단계에 있어서 트랙터(1)가 정지한다. 그 결과, 장해물에 대한 트랙터(1)의 충돌을 회피할 수 있다.
이상과 같이, 장해물이 각 라이더 센서(85A,85B)의 검지 범위(Rd1,Rd2) 중 감속 제어 범위(Rdc) 또는 정지 제어 범위(Rsc), 또는 소나(85C)의 제 3 측정 범위(Rm3) 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 위치하는 경우에는 충돌 회피 제어부(23H)의 충돌 회피 제어에 의거한 차속 제어부(23B)의 자동 감속 제어나 자동 정지 제어에 의한 장해물과의 충돌 회피가 행해진다. 그 때문에 장해물 검지 장치(87)는 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 의거하여 장해물이 상술한 감속 제어 범위(Rdc), 정지 제어 범위(Rsc), 제 3 측정 범위(Rm3), 또는 제 4 측정 범위(Rm4)에 위치하는 것을 검지한 경우에는 상술한 정합 판정 처리를 행해서 화상 처리 장치(86)가 판별한 장해물의 위치와, 액티브 센서 유닛(85)이 판별한 장해물 후보의 위치가 정합한 경우에, 측거 정밀도가 높은 액티브 센서 유닛(85)이 측정한 장해물 후보까지의 거리를 장해물까지의 거리로 하고, 이 거리를 충돌 회피 제어부(23H)에 송신하고 있다. 이것에 의해, 측거 정밀도가 높은 액티브 센서 유닛(85)이 측정한 장해물까지의 거리에 의거하여 충돌 회피 제어부(23H)의 충돌 회피 제어에 의거한 차속 제어부(23B)의 자동 감속 제어나 자동 정지 제어에 의한 장해물과의 충돌 회피가 행해지게 된다. 그 결과, 장해물과의 충돌 회피를 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또한, 장해물이 각 라이더 센서(85A,85B)의 검지 범위(Rd1,Rd2) 중 통지 제어 범위(Rnc)에 위치하는 경우에는 충돌 회피 제어부(23H)의 충돌 회피 제어에 의거한 차속 제어부(23B)의 자동 감속 제어나 자동 정지 제어에 의한 장해물과의 충돌 회피가 행해지지 않은 것으로부터, 장해물 검지 장치(87)는 상술한 정합 판정 처리를 행하지 않고, 화상 처리 장치(86)로부터의 장해물에 관한 검지 정보에 포함되어 있는 장해물까지의 거리를 충돌 회피 제어부(23H)에 송신하고 있다. 이것에 의해, 정합 판정 처리를 행하는 것에 의한 처리부하의 증대를 회피하고 있다.
〔별도 실시형태〕
본 발명의 별도 실시형태에 대해서 설명한다.
또한, 이하에 설명하는 각 별도 실시형태의 구성은 각각 단독으로 적용하는 것에 한정되지 않고, 다른 별도 실시형태의 구성과 조합해서 적용하는 것도 가능하다.
(1)작업 차량의 구성은 여러가지 변경이 가능하다.
예를 들면, 작업 차량은 좌우의 후륜(11) 대신에 좌우의 크롤러를 구비하는 세미 크롤러 사양으로 구성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 작업 차량은 좌우의 전륜(10) 및 좌우의 후륜(11) 대신에 좌우의 크롤러를 구비하는 풀 크롤러 사양으로 구성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 작업 차량은 좌우의 후륜(11)이 조타륜으로서 기능하는 후륜 스티어링 사양으로 구성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 작업 차량은 엔진(14) 대신에 전동 모터를 구비하는 전동 사양으로 구성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 작업 차량은 엔진(14)과 주행용 전동 모터를 구비하는 하이브리드 사양으로 구성되어 있어도 좋다.
(2)액티브 센서(85A∼85C)로서 라이더 센서(85A,85B)나 소나(85C) 대신에 레이더 센서를 채용해도 좋다. 또한, 모든 액티브 센서(85A∼85C)에 라이더 센서를 채용해도 좋다.
(3)액티브 센서(85A∼85C)는 이들의 측정 범위(Rm1∼Rm4)에 있어서 화상 처리 장치(86)에서 장해물이 검지된 경우에, 장해물까지의 거리를 측정하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 액티브 센서(85A∼85C)는 이들의 측정 범위(Rm1∼Rm4)에서의 측정을 상시 행할 필요가 없고, 이들의 측정 범위(Rm1∼Rm4)에 있어서 화상 처리 장치(86)에서 장해물이 검지된 경우에만 장해물까지의 거리를 측정하는 것으로부터, 측거에 요하는 부하의 경감을 꾀하면서 장해물에 대한 측거의 정밀도를 높게 할 수 있다.
(4)액티브 센서(85A∼85C)는 이들의 측정 범위(Rm1∼Rm4)에서의 측정을 상시 행함과 아울러, 그 측정값을 장해물 검지 장치(87)에 상시 송신하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 장해물 검지 장치(87)는 액티브 센서(85A∼85C)로부터의 측정값을 항상 수취할 수 있고, 이것에 의해, 어느 하나의 촬상 장치(81∼84)에서 장해물이 검지된 경우에는 액티브 센서(85A∼85C)로부터의 측정값에 의거한 장해물의 위치 및 장해물까지의 거리의 특정을 장해물의 검지부터 타임 래그가 적은 단계로 행할 수 있다.
(5)촬상 장치(81∼84)에는 스테레오 카메라 등을 채용해도 좋다.
또한, 촬상 장치(81∼84)로서 상술한 전방 카메라(81), 후방 카메라(82), 우방 카메라(83), 좌방 카메라(84)에 추가해서 전방 카메라(81)와 화각이 다른 전방 카메라를 구비하도록 해도 좋다.
이 경우, 예를 들면, 도 17에 나타내듯이, 액정 모니터(27)나 표시 디바이스(50) 등의 전체 주위 화상 표시 영역(90)에 전방 카메라(81)의 화상이 배치되는 전방 화상 표시 영역(90A), 후방 카메라(82)의 화상이 배치되는 후방 화상 표시 영역(90B), 우방 카메라(83)의 화상이 배치되는 우방 화상 표시 영역(90C), 및 좌방 카메라(84)의 화상이 배치되는 좌방 화상 표시 영역(90D)에 추가해서 화각이 다른 전방 카메라의 화상이 배치되는 제 2 전방 화상 표시 영역(90E)을 구비하도록 해도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 따른 작업 차량용 장해물 검지 시스템은, 예를 들면, 트랙터, 승용 예초기, 승용 전식기, 콤바인, 운반차, 제설차, 휠로더 등의 승용 작업 차량, 및 무인 예초기 등의 무인 작업 차량에 적용할 수 있다.
1 작업 차량
81 촬상 장치(전방 카메라)
82 촬상 장치(전방 카메라)
83 촬상 장치(우방 카메라)
84 촬상 장치(좌방 카메라)
86 화상 처리 장치
85A 액티브 센서(전방 라이더 센서)
85B 액티브 센서(후방 라이더 센서)
85C 액티브 센서(소나)
87 장해물 검지 장치

Claims (4)

  1. 작업 차량의 주위를 촬상하는 복수의 촬상 장치와, 복수의 상기 촬상 장치로부터의 화상에 의거하여 장해물을 판별하는 장해물 판별 처리를 시분할 방식으로 행하는 화상 처리 장치를 갖고,
    상기 화상 처리 장치는 상기 작업 차량의 주행 방향과 차속에 따라 시분할 방식에 있어서의 복수의 상기 촬상 장치에 대한 단위시간당 처리 대상 주기를 변경하는 작업 차량용 장해물 검지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 차량의 주위에 존재하는 측정 대상물까지의 거리를 측정하는 복수의 액티브 센서와,
    상기 화상 처리 장치로부터의 판별 정보와 상기 액티브 센서로부터의 측정 정보에 의거하여 상기 장해물의 위치 및 상기 장해물까지의 거리를 검지하는 장해물 검지 장치를 갖고 있는 작업 차량용 장해물 검지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 처리 장치는 상기 촬상 장치로부터의 화상에 의거하여 화상 상에서의 상기 장해물의 좌표 및 상기 장해물까지의 거리를 구하고,
    상기 액티브 센서는 상기 작업 차량의 주위에 상기 측정 대상물로서 존재하는 복수의 측거점의 좌표마다의 거리를 순차 측정해서 장해물 후보의 측거점군을 추출하는 라이더 센서이며,
    상기 장해물 검지 장치는 상기 화상 처리 장치로부터의 상기 장해물의 좌표 및 상기 장해물까지의 거리와, 상기 라이더 센서로부터의 상기 측거점군의 좌표마다의 거리가 정합한 경우에 정합한 상기 측거점군의 거리를 상기 장해물까지의 거리로서 채용하고, 정합하지 않은 경우에는 상기 화상 처리 장치로부터의 상기 장해물까지의 거리를 채용하는 작업 차량용 장해물 검지 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 액티브 센서는 상기 화상 처리 장치에서 상기 장해물이 검지된 경우에 상기 장해물에 대한 측거를 행하는 작업 차량용 장해물 검지 시스템.
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