障碍物判定系统以及自主行驶系统

文档序号:425168 发布日期:2021-12-21 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 障碍物判定系统以及自主行驶系统 (Obstacle determination system and autonomous travel system ) 是由 安达雅人 于 2020-03-10 设计创作,主要内容包括:障碍物判定系统判定安装有作业机的作业车辆的周围有无障碍物。该障碍物判定系统具备障碍物传感器、生成部及判定部。障碍物传感器检测障碍物并且作业机包含于检测范围内。生成部通过一边使作业机动作一边由障碍物传感器检测该作业机,从而生成表示该作业机的动作的动作信息。判定部基于动作信息、和障碍物传感器的检测结果,识别除作业机以外的物体来判定障碍物的有无。(The obstacle determination system determines whether an obstacle is present around a work vehicle to which the work implement is attached. The obstacle determination system includes an obstacle sensor, a generation unit, and a determination unit. The obstacle sensor detects an obstacle and the work machine is included in the detection range. The generation unit generates operation information indicating an operation of the working machine by detecting the working machine by the obstacle sensor while the working machine is operated. The determination unit identifies an object other than the working machine based on the operation information and the detection result of the obstacle sensor, and determines the presence or absence of the obstacle.)

障碍物判定系统以及自主行驶系统

技术领域

本发明主要涉及进行作业车辆周围的障碍物的判定的障碍物判定系统。

背景技术

在专利文献1的作业车辆设置有障碍物传感器。障碍物传感器检测存在于障碍物检测范围的障碍物。另外,该作业车辆能够通过作业机(作业装置)进行作业。另外,有时作业机位于障碍物传感器的障碍物检测范围。因此,在该作业车辆中,为了防止作业机被判定为障碍物,而具有遮蔽功能。遮蔽功能是指针对障碍物检测范围中的由用户预先确定的遮蔽范围,不进行障碍物的判定的功能。通过将作业机可能存在的范围设定为遮蔽范围,从而抑制了作业机被判定为障碍物。

专利文献1:日本特开2018-113937号公报

但是,若将遮蔽范围设定得过大,则障碍物传感器能够检测障碍物的范围变窄。另一方面,若将遮蔽范围设定得过小,则存在作业机被检测为障碍物的可能性。

发明内容

本发明是鉴于以上的情况所做出的,其主要目的在于提供难以将作业机误判定为障碍物,并且能够针对作业车辆周围的宽的范围判定障碍物的有无的障碍物判定系统。

本发明要解决的课题如上所述,接下来对用于解决该课题的手段和其效果进行说明。

根据本发明的第一观点,提供以下结构的障碍物判定系统。即,障碍物判定系统判定安装有作业机的作业车辆的周围有无障碍物。该障碍物判定系统具备障碍物传感器、生成部以及判定部。上述障碍物传感器检测障碍物并且上述作业机包含于检测范围内。上述生成部通过一边使上述作业机动作一边由上述障碍物传感器检测该作业机,从而生成表示该作业机的动作的动作信息。上述判定部基于上述动作信息、和上述障碍物传感器的检测结果,识别除上述作业机以外的物体来判定障碍物的有无。

由此,能够降低作业机被误识别为障碍物的可能性,并且能够针对作业车辆周围的宽的范围判定障碍物的有无。因此,能够提高障碍物的检测精度。另外,能够与所安装的作业机的形状无关地使障碍物判定系统发挥功能。因此,例如,在更换为新的作业机、或者变更了作业机的形状、或者在作业机安装有作业工具等的情况下等,也能够没有问题地进行障碍物判定。

在上述的障碍物判定系统中,优选为以下的结构。即,上述障碍物传感器能够测定距检测对象物的距离。上述生成部使用测定出的距离小于阈值的上述检测对象物并且不使用测定出的距离为阈值以上的上述检测对象物来生成上述动作信息。

由此,在动作信息的生成时,即使在离作业车辆远的位置存在物体的情况下,也能够生成适当的动作信息。

在上述的障碍物判定系统中,优选在判定为上述生成部所生成的上述动作信息与上述作业车辆在作业中由上述障碍物传感器对上述作业机检测的检测结果不同的情况下,上述生成部基于该检测结果,更新上述动作信息。

由此,即使在作业机的形状稍微变化、或者在作业机重新安装有别的物体的情况下,也能够使用与其相应的动作信息来进行障碍物的判定。

根据本发明的第二观点,提供一种自主行驶系统,具备上述的障碍物判定系统,并具有以下的特征。即,上述作业车辆能够利用定位卫星系统进行自主行驶。能够设定在自主行驶的执行中的障碍物判定的有效或者无效。在障碍物判定为有效的情况下,将上述动作信息的获取作为自主行驶的开始条件包含进来。在障碍物判定为无效的情况下,不将上述动作信息的获取作为自主行驶的开始条件包含进来。

由此,能够促使用户以获取到动作信息的状态进行自主行驶。

附图说明

图1是表示应用本发明的一实施方式所涉及的障碍物判定系统的拖拉机的整体结构的侧视图。

图2是表示包括障碍物判定系统的自主行驶系统的主要结构的框图。

图3是表示生成在障碍物判定中使用的动作信息的处理的流程图。

图4是表示在作业机处于最高位置的状态下后置相机检测到的图像的图。

图5是表示在作业机处于中途位置的状态下后置相机检测到的图像的图。

图6是表示在作业机处于最低位置的状态下后置相机检测到的图像的图。

图7是表示在动作信息的准备完成之后允许自主行驶的处理的流程图。

图8是表示障碍物判定的流程图。

图9是表示在障碍物判定时检测到处于除作业机以外的部分的障碍物时后置相机检测到的图像的图。

具体实施方式

接下来,针对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的障碍物判定系统适用于进行自主行驶的作业车辆,判定作业车辆的周围有无障碍物。另外,在以下的说明中,将使作业车辆自主行驶的系统称为自主行驶系统。自主行驶系统使一台或者多台作业车辆在田地(行驶区域)自主地行驶,来执行作业的全部或者一部分。在本说明书中自主行驶意味着通过由ECU等控制部控制作业车辆所具备的与行驶相关的结构,从而以沿着预先确定的路径的方式至少自主地进行转向操纵。另外,也可以为如下结构:除转向操纵以外,车速或者利用作业机进行的作业等也自主地进行。自主行驶包括人乘坐于作业车辆的情况、和人未乘坐于作业车辆的情况。

在本实施方式中,作为作业车辆以拖拉机为例来进行说明。此外,除拖拉机以外,也能够对插秧机、联合收割机、土木建筑车辆、除雪车等应用本实施方式的障碍物判定系统。例如在插秧机的情况下,栽插秧苗的栽插部相当于作业机,在联合收割机的情况下,割取谷秆的割取部相当于作业机。

接下来,参照图1以及图2对自主行驶系统100具体地进行说明。图1是表示拖拉机1的整体结构的侧视图。图2是表示包括障碍物判定系统200的自主行驶系统100的主要结构的框图。

图1所示的拖拉机1在自主行驶系统100中使用。拖拉机1构成为能够基于从无线通信终端70接收到的指示而动作。拖拉机1具备能够在田地内自主行驶的行驶机体(车体部)2。在行驶机体2能够装卸地安装有例如进行农作业的作业机3。

作为该作业机3,例如,有耕耘机、犁、施肥机、割草机、播种机等各种作业机,从它们之中选择出的作业机3被安装于行驶机体2。在图1中,示出了作为作业机3安装有耕耘机的例子。耕耘机在罩3a的内侧配置有耕耘爪3b,该耕耘爪3b通过将车宽方向作为旋转中心进行旋转,由此耕耘田地。

关于拖拉机1的结构,参照图1更详细地进行说明。拖拉机1的行驶机体2如图1所示,其前部被左右一对前轮(车轮)7、7支承,其后部被左右一对后轮8、8支承。

在行驶机体2的前部配置有发动机罩9。在该发动机罩9内收容有作为拖拉机1的驱动源的发动机10以及燃料箱(图示省略)。该发动机10例如能够由柴油发动机构成,但并不限于此,也可以例如由汽油发动机构成。另外,作为驱动源,也可以在发动机的基础上、或者代替发动机,使用电动马达。

在发动机罩9的后方配置有用于用户搭乘的机舱11。在该机舱11的内部主要设置有方向盘(转向操纵件)12、座椅13、仪表盘14、子显示器15以及用于进行其他操作的各种操作件。拖拉机1既可以具备机舱11,也可以不具备机舱11。

方向盘12是用于用户进行转向操纵的操作件。座椅13是供对拖拉机1进行操作或者对自主行驶进行监视的用户乘坐的位置。仪表盘14能够显示行驶速度、发动机转速、作业机的状态、警告灯等。子显示器15能够显示与自主行驶相关的信息、与拖拉机1或者作业机3的状态相关的信息等。

如图1所示,在行驶机体2的下部设置有拖拉机1的底盘20。该底盘20由机体框架21、变速器22、前桥23以及后桥24等构成。

机体框架21是拖拉机1的前部中的支承部件,直接、或者经由防振部件等支承发动机10。变速器22使来自发动机10的动力变化并传递至前桥23以及后桥24。前桥23构成为,将从变速器22接受的动力传递至前轮7。后桥24构成为,将从变速器22接受的动力传递至后轮8。

如图2所示,拖拉机1具备控制部4。控制部4构成为公知的计算机,并具备未图示的CPU等运算装置、非易失性存储器等存储装置以及输入输出部等。在存储装置存储有各种程序以及与拖拉机1的控制相关的数据等。运算装置能够从存储装置读出各种程序并执行。通过上述的硬件与软件的配合,能够使控制部4作为行驶控制部4a、作业机控制部4b、生成部4c、判定部4d、登记部4e而动作。

行驶控制部4a控制行驶机体2的行驶(前进、后进、停止以及转弯等)。作业机控制部4b控制作业机3的动作(升降、驱动以及停止等)。此外,控制部4也能够进行除此以外的控制(例如拍摄到的图像的分析等)。另外,控制部4既可以由一个计算机构成,也可以由多个计算机构成。

行驶控制部4a进行控制拖拉机1的车速的车速控制、和对拖拉机1进行转向操纵的转向操纵控制。控制部4在进行车速控制的情况下,控制发动机10的转速以及变速器22的变速比中的至少一方。

具体而言,在发动机10设置有调节装置41,调节装置41具备使该发动机10的转速变更的省略图示的致动器。行驶控制部4a能够通过控制调节装置41,从而控制发动机10的转速。另外,在发动机10附设有燃料喷射装置42,燃料喷射装置42调整用于向发动机10的燃烧室内喷射(供给)的燃料的喷射时机/喷射量。行驶控制部4a能够通过控制燃料喷射装置42,从而例如使燃料向发动机10的供给停止,而使发动机10的驱动停止。

另外,在变速器22例如设置有可动斜板式的液压式无级变速装置亦即变速装置43。行驶控制部4a通过利用省略图示的致动器变更变速装置43的斜板的角度,从而对变速器22的变速比进行变更。通过进行以上的处理,从而拖拉机1变更为目标车速。

行驶控制部4a在进行转向操纵控制的情况下,控制方向盘12的转动角度。具体而言,在方向盘12的旋转轴(转向轴)的中途部设置有转向操纵致动器44。通过该结构,当拖拉机1在预先确定的路径行驶的情况下,控制部4以拖拉机1沿着该路径行驶的方式计算方向盘12的适当的转动角度,并以成为所得到的转动角度的方式驱动转向操纵致动器44,控制方向盘12的转动角度。

作业机控制部4b基于是否满足作业执行条件,来控制PTO开关,由此切换作业机3的驱动与停止。另外,作业机控制部4b控制作业机3的升降。具体而言,拖拉机1在将作业机3与行驶机体2连结的3点连杆机构附近,具备由液压缸等构成的升降致动器45。通过由作业机控制部4b驱动升降致动器45使作业机3适当地进行升降动作,从而能够以所希望的高度进行基于作业机3的作业。

生成部4c、判定部4d、登记部4e进行与后述的障碍物判定相关的处理。

对于具备上述那样的控制部4的拖拉机1而言,即使用户不搭乘在机舱11内进行各种操作,也能够通过该控制部4控制拖拉机1的各部(行驶机体2、作业机3等),来一边在田地内自主行驶一边进行自主作业。

接下来,针对为了进行自主行驶而获取所需的信息的结构进行说明。具体而言,如图2等所示,本实施方式的拖拉机1具备定位用天线61、无线通信用天线63、惯性测量装置51、车速传感器52以及转向角传感器53等。

定位用天线61例如接收来自构成卫星定位系统(GNSS)等定位系统的定位卫星的信号。由定位用天线61接收到的定位信号被输入至图2所示的位置检测部即位置信息获取部62。位置信息获取部62例如计算成纬度/经度信息来获取拖拉机1的行驶机体2(严格来说为定位用天线61)的位置信息。由该位置信息获取部62获取到的位置信息被输入至控制部4,而利用于自主行驶。

此外,在本实施方式中,使用了利用GNSS-RTK法的高精度的卫星定位系统,但并不限于此,只要能够得到高精度的位置坐标,则也可以使用其他定位系统。例如,可以想到使用相对定位方式(DGPS)、或者静止卫星型卫星导航增强系统(SBAS)。

无线通信用天线63是用于与用户进行操作的无线通信终端70之间交换数据的天线。由无线通信用天线63接收到的来自无线通信终端70的信号,被图2所示的通信处理部64进行信号处理之后,输入至控制部4。另外,从控制部4等向无线通信终端70发送的信号在被通信处理部64进行信号处理之后,从无线通信用天线63发送而由无线通信终端70接收。

惯性测量装置51是能够确定拖拉机1(行驶机体2)的姿势、加速度等的传感器单元。具体而言,惯性测量装置51具备对相互正交的第一轴、第二轴以及第三轴分别安装了角速度传感器和加速度传感器的传感器组。此外,拖拉机1的姿势例如是拖拉机1的侧摆角、纵摆角以及横摆角。

另外,定位用天线61、位置信息获取部62、无线通信用天线63、通信处理部64以及惯性测量装置51构成图1所示的天线单元6。另外,也可以在天线单元6中还包括用于借助移动通信线路与外部的服务器等进行通信的天线。

上述的车速传感器52检测拖拉机1的车速,例如设置于前轮7、7之间的车轴。由车速传感器52得到的检测结果数据被输出至控制部4。此外,拖拉机1的车速也可以不由车速传感器52进行检测,而是基于定位用天线61根据拖拉机1在规定距离的移动时间来计算。

转向角传感器53是检测前轮7、7的转向角的传感器。在本实施方式中,转向角传感器53具备于设置于前轮7、7的未图示的主销。通过转向角传感器53得到的检测结果数据被输出至控制部4。此外,也可以为在转向轴具备转向角传感器53的结构。

另外,拖拉机1作为障碍物传感器,具备前置相机54、后置相机55、前激光雷达(LiDAR)56以及后激光雷达57。

前置相机54拍摄拖拉机1的前方来获取图像(或者动态图像)。后置相机55拍摄拖拉机1的后方来获取图像(或者动态图像)。此处获取的图像是按照每个像素设定有颜色信息(色相、彩度、以及明度)的信息的图像。前置相机54以及后置相机55例如安装于拖拉机1的车顶5。前置相机54以及后置相机55获取到的图像通过通信处理部64从无线通信用天线63发送至无线通信终端70。接收到该图像的无线通信终端70将其内容显示于画面。另外,前置相机54以及后置相机55获取到的图像还用于障碍物判定(详细内容后文叙述)。

前激光雷达56检测拖拉机1的前方。后激光雷达57检测拖拉机1的后方。激光雷达是指通过照射脉冲光,从而利用反射光检测周围有无物体的装置。在存在物体的情况下,激光雷达基于接收到反射光时的脉冲光的朝向、和直至接收为止的时间,来检测该物体的方位与距离。激光雷达基于该检测结果,来生成表示存在于周围的物体的周围数据。另外,前激光雷达56以及后激光雷达57例如安装于拖拉机1的车顶5。前激光雷达56以及后激光雷达57检测到的周围数据用于障碍物判定(详细内容后文叙述)。周围数据的形式各种各样,但能够设为距离图像的形式。距离图像是指按照每个像素设定了从激光雷达到检测对象物为止的距离的信息的图像。

图2所示的无线通信终端70具备显示器以及触摸面板。无线通信终端70是平板终端,但也可以是智能手机或者笔记本PC等。此外,在以用户搭乘于拖拉机1的状态使拖拉机1进行自主行驶的情况下,也可以使拖拉机1侧(例如控制部4)具有与无线通信终端70相同的功能。用户能够参照显示于无线通信终端70的显示器的信息来进行确认。另外,用户能够操作触摸面板或者硬键等,来向拖拉机1的控制部4发送用于控制拖拉机1的控制信号(例如,暂时停止信号等)。另外,无线通信终端70也能够基于用户的操作,来生成用于使拖拉机1自主行驶的路径。

接下来,参照图3到图9,对障碍物判定进行说明。障碍物判定由障碍物判定系统200进行。障碍物判定系统200通过障碍物传感器(前置相机54、后置相机55、前激光雷达56、后激光雷达57)、和控制部4(特别是,生成部4c、判定部4d、登记部4e)进行。在本实施方式中,拖拉机1侧的控制部4进行与障碍物判定相关的运算处理,但也可以由无线通信终端70进行至少一部分处理。

首先,参照图3到图6,对用于进行障碍物判定的事前处理进行说明。以下,针对拖拉机1的后方的障碍物判定进行说明,但如后述那样,在拖拉机1的前方也能够进行同样的障碍物判定。

在本实施方式中,作业机3安装于拖拉机1的后方。另外,作业机3包含在后置相机55以及后激光雷达57的检测范围中。因此,在本实施方式中,针对每个作业机3生成用于从障碍物传感器的检测结果去除作业机3的信息(以下,为动作信息)并进行登记。以下,针对与动作信息的生成相关的流程进行说明。

控制部4例如在作业机3更换后,自主行驶准备中,拖拉机1启动后等,针对当前安装中的作业机3,判定动作信息是否登记完毕(S101)。控制部4例如能够基于操作人员所输入的信息,来识别当前安装的作业机3。或者,控制部4也可以通过与作业机3进行通信,从而识别当前安装的作业机3。控制部4在对当前安装中的作业机3登记完毕动作信息的情况下,由于不需要新的动作信息的生成,因此结束处理。

控制部4在对当前安装中的作业机3未登记动作信息的情况下,例如在子显示器15等显示该旨意,来显示促使登记动作信息的画面。进而,在判定为接收到来自用户的进行动作信息的登记这一旨意的指示的情况下(S102),进行动作信息的登记。具体而言,控制部4基于用户的操作或者自动地使作业机3动作(S103)。此外,由于动作信息的登记需要使作业机3实际动作,因此在有了步骤S102的用户的指示之后进行动作信息的登记。

另外,在步骤S103中使作业机3动作的期间,由障碍物传感器(在本实施方式中为后置相机55以及后激光雷达57)检测动作中的作业机3(S104)。利用障碍物传感器进行的检测以规定的时间间隔进行,针对作业机3的一个动作,获取多个颜色图像或者多个距离图像(周围数据)。

此处,在步骤S103中使作业机3进行的动作根据作业机3而不同。例如在如耕耘机那样能够进行升降的作业机3的情况下,使作业机3升降。另外,在作业机3能够进行开闭、或者能够进行旋转的情况下,使作业机3开闭或者旋转。另一方面,针对作业机3在障碍物传感器的检测范围内所占的区域不发生变化的动作(例如耕耘爪3b的旋转),不需要在步骤S103中必须进行。换言之,只要进行作业机3在障碍物传感器的检测范围内所占的区域发生变化的动作,并由障碍物传感器进行检测即可。此外,针对进行多种动作的作业机3,优选由障碍物传感器检测所有种类的动作。

在图4到图6中,示出了使作为耕耘机的作业机3升降时,后置相机55检测到的图像。图4是在作业机3处于最高位置的状态下,后置相机55检测到的图像。图5是在作业机3处于中途位置的状态下,后置相机55检测到的图像。图6是在作业机3处于最低位置的状态下,后置相机55检测到的图像。在本实施方式中,针对作业机3的升降,仅示出了三张图像,但优选获取更多的图像。

另外,在这些图中,示出了安装有作业工具85的作业机3。作业工具85是用于维护拖拉机1或者作业机3的工具,或者是用于在田地进行作业的工具等。作业工具85不是作业机3的附件,而是通过用户的判断所安装的物体。作业工具85严格来说不是作业机3,但被安装于作业机3,与作业机3一体地动作,因此在障碍物判定系统200的障碍物判定中,视为作业机3的一部分。

接下来,控制部4(生成部4c)基于在步骤S104中得到的检测结果,来生成动作信息(S105)。动作信息是表示当作业机3动作时通过障碍物传感器如何检测该作业机3的信息。在障碍物传感器为相机的情况下,例如,从相机获取到的颜色图像提取出作业机3的提取图像相当于动作信息。另外,在障碍物传感器为激光雷达的情况下,例如,从激光雷达获取到的距离图像提取出作业机3的提取图像相当于动作信息。相机或者激光雷达由于拍摄各种状态的作业机3,因此动作信息所包含的提取图像也基本上是多个。

此外,假设在相机或者激光雷达不仅检测作业机3,还检测拖拉机1(前轮7、后轮8、发动机罩9等)的情况下,也可以在动作信息中包含该拖拉机1。特别是,在前方的障碍物传感器检测前轮7的情况下,例如也可以通过使方向盘12动作,从而登记转向角不同的前轮7来作为动作信息。因此,在以下的动作信息的说明中,也能够将记载为“作业机3”的地方替换为“作业机3以及拖拉机1”等来解读。

在动作信息的生成时,进行从障碍物传感器的检测结果(颜色图像或者距离图像)去除作业机3以外的信息的处理。作为去除作业机3以外的信息的方法,例如有根据距离进行筛选的方法。近年来,提出了如下方法:即使是由单一的相机获取到的图像,也可推断图像内的对象物的距离。另外,若为激光雷达,则能够基于距离图像的各像素的信息,来检测距对象物的距离。由于作业机3被认为比其他对象物接近障碍物传感器,因此能够使用距离小于阈值的对象物并且不使用距离为阈值以上的对象物而生成动作信息。由此,能够将位于距障碍物传感器的距离为阈值以上的远位置的对象物(例如图4所示的卡车81、省略图示的建筑物等)从动作信息排除。此外,对于上述的作业工具85,由于距障碍物传感器的距离与作业机3相同,因此能够对包含作业工具85的作业机3,生成动作信息。

另外,在障碍物传感器为相机的情况下,也可以通过图像识别确定作业机3。即,预先学习各种作业机3的各种状态的图像,并进行与作为障碍物传感器的相机检测到的图像之间的匹配等,由此能够确定该图像所包含的作业机3。另外,在能够通过图像识别对人进行识别的情况下,假设在从障碍物传感器到人的距离近的情况下,也优选将人出现的范围从提取图像中去除。另外,除人以外,若还能够清楚地识别与作业机3或者作业工具85等不同的物体,则也可以将这些物体从提取图像中去除。

控制部4将生成的动作信息与用于确定作业机3的信息(识别信息)建立对应,并登记于登记部4e(S105)。

此外,也可以在动作信息的登记前将动作信息向用户提示来要求用户确认动作信息。换句话说,动作信息由于是从颜色图像或者距离图像提取作业机3而得到的提取图像的集合,因此将这些提取图像显示于子显示器15等。用户通过查看这些提取图像,能够确认动作信息。此外,在障碍物等出现在提取图像中的情况下、或者作业机3的整体未出现在提取图像中的情况下,优选修正动作信息。具体而言,用户通过选择需要修正的范围等,而能够修正动作信息。

接下来,参照图7,对基于动作信息的登记的有无来判定是否允许自主行驶的开始的处理进行说明。

基于障碍物判定系统200的障碍物判定主要在自主行驶中进行。另外,例如在用户乘坐拖拉机1自己判断障碍物的有无的情况下等,即使没有基于障碍物判定系统200的障碍物判定,也能够自主行驶。因此,基于障碍物判定系统200的障碍物判定能够切换有效或者无效。在本实施方式中,在基于障碍物判定系统200的障碍物判定为有效的情况下,仅在登记有动作信息的情况下,允许自主行驶。以下,具体地进行说明。

控制部4或者无线通信终端70在自主行驶准备中等,判定自主行驶中的障碍物判定是否有效(S201)。在障碍物判定为有效的情况下,控制部4或者无线通信终端70判定当前安装中的作业机3的动作信息是否登记完毕(S202)。在未登记有动作信息的情况下,无法适当地进行障碍物判定。因此,控制部4或者无线通信终端70向用户请求动作信息的登记(S203)。对于向用户的请求而言,例如,通过将若未登记动作信息则无法开始自主行驶这一情况显示于无线通信终端70或者子显示器15等而进行。

在登记有动作信息的情况下,或者在步骤S201中障碍物判定为无效的情况下,控制部4或者无线通信终端70判定是否满足其他自主行驶的开始条件(例如,拖拉机1位于开始地点)(S204)。在满足其他自主行驶条件的情况下,控制部4或者无线通信终端70允许自主行驶(S205)。

接下来,参照图8,对基于障碍物判定系统200的障碍物判定进行说明。

控制部4判定障碍物判定是否有效(S301),在有效的情况下,进行以下的处理。首先,控制部4的判定部4d获取障碍物传感器的检测结果(S302)。此处获取的检测结果(颜色图像、距离图像)包含有作业机3。接下来,判定部4d基于当前安装中的作业机3的动作信息,来确定检测结果的图像中的表示作业机3的范围。具体而言,判定部4d进行作为动作信息登记的多个作业机3的图像与检测结果的图像的匹配,由此能够确定出现在检测结果的图像中的作业机3。

接下来,判定部4d判定在检测结果的图像中的除作业机3以外的范围是否存在障碍物(树木、岩石、建筑物、人等)(S304)。判定部4d在判定为在除作业机3以外的范围具有障碍物的情况下,进行障碍物对应处理(S305)。障碍物对应处理是指警告用户、或者使拖拉机1减速或停止、或者使拖拉机1转弯来避开障碍物的处理。障碍物对应处理也可以根据距障碍物的距离以及障碍物所在的方向而不同。

此处,即使是基于作业机的形状以及动作来生成上述的遮蔽范围,也能够进行除作业机以外的范围内的障碍物的检测。但是,在生成遮蔽范围的情况下,需要以使得无论作业机采取什么样的姿势都不脱离遮蔽范围的方式设定大的遮蔽范围。因此,障碍物的检测精度变低。另外,特别是在拖拉机中由于能够安装各种各样的作业机,因此针对它们全部预先生成遮蔽范围是不现实的。进一步,在将作业工具等安装于作业机的情况下,有时将作业工具识别为障碍物。

与此相对,在本实施方式中,由于使作业机3动作而生成动作信息,因此能够针对所有的作业机3,仅对除作业机3以外的范围判定障碍物的有无。进一步,即使作业工具85等被安装于作业机3,也不会将作业工具85等判定为障碍物。

另外,在步骤S303中,也可以想到无法基于动作信息来确定作业机3的范围的情况。在该情况下,也可以进行图9所示的处理。以下,详细地进行说明。

首先,控制部4计算出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机3与包含在动作信息中的作业机3的一致度(S401)。该一致度越高,能够越可靠地确定出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机。

控制部4在判定为该一致度在第一阈值以上的情况下(S402),由于确定出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机3的精度足够高,因此继续进行图8的障碍物判定(S403)。另一方面,在一致度小于第一阈值的情况下,控制部4判定一致度是否在第二阈值(<第一阈值)以下(S404)。在一致度为第二阈值以下的情况下,由于确定出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机3的精度过低,因此向用户请求动作信息的再登记(S405)。对于向用户的请求,例如通过将由于被安装的作业机3与动作信息的作业机3不同因此需要动作信息的再登记这一情况显示于无线通信终端70或者子显示器15等来进行。

另一方面,在一致度大于第二阈值且小于第一阈值的情况下,出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机3与包含在动作信息中的作业机3的差别很小。例如是作业工具85的位置发生改变或者由于作业机3的晃动等而使位置稍稍改变的程度的差别。在该情况下,能够基于障碍物传感器的检测结果来修正动作信息。因此,控制部4向用户询问是否需要动作信息的修正(S406)。

控制部4在判定为有来自用户的修正的指示的情况下(S407),基于障碍物传感器的检测结果来修正动作信息(S408)。控制部4在有来自用户的不进行修正这一旨意的指示的情况下,向用户请求动作信息的再登记(S405)。

通过进行图9所示的处理,即便在出现在障碍物传感器的检测结果中的作业机3与包含在动作信息中的作业机3的一致度低的情况下,也能够进行适当的处理。

如以上进行的说明,本实施方式的障碍物判定系统200判定安装有作业机3的拖拉机1的周围有无障碍物。该障碍物判定系统200具备障碍物传感器(前置相机54、后置相机55、前激光雷达56、后激光雷达57)、生成部4c以及判定部4d。障碍物传感器检测障碍物并且作业机3包含于检测范围内。生成部4c通过一边使作业机3动作一边由障碍物传感器检测该作业机3,从而生成表示该作业机3的动作的动作信息。判定部4d基于动作信息、和障碍物传感器的检测结果,识别除作业机3以外的物体来判定障碍物的有无。

由此,能够降低作业机3被误识别为障碍物的可能性,并且针对拖拉机1周围的宽的范围判定障碍物的有无。因此,能够提高障碍物的检测精度。另外,能够与所安装的作业机3的形状无关地使障碍物判定系统200发挥功能。因此,例如,在更换为新的作业机3、或者变更了作业机3的形状、或者在作业机3安装有作业工具85等的情况下等,也能够没有问题地进行障碍物判定。

另外,在本实施方式的障碍物判定系统200中,障碍物传感器能够测定距检测对象物的距离。生成部4c使用测定出的距离小于阈值的检测对象物并且不使用测定出的距离为阈值以上的检测对象物来生成动作信息。

由此,在动作信息的生成时,即使在离拖拉机1远的位置存在物体的情况下,也能够生成适当的动作信息。

另外,在本实施方式的障碍物判定系统200中,在生成部4c所生成的动作信息、与拖拉机1在作业中基于障碍物传感器对作业机3进行的检测结果不同的情况下,基于该检测结果,来更新动作信息。

由此,在作业机3的形状稍微变化、或者在作业机3重新安装有别的物体的情况下,也能够使用与其相应的动作信息来进行障碍物的判定。

另外,本实施方式的自主行驶系统100具备障碍物判定系统200。另外,通过自主行驶系统100,拖拉机1能够利用定位卫星系统来自主行驶。在自主行驶系统100中,能够设定自主行驶执行中的障碍物判定的有效或者无效。在障碍物判定为有效的情况下,将动作信息的获取作为自主行驶的开始条件包含进来。在障碍物判定为无效的情况下,不将动作信息的获取作为自主行驶的开始条件包含进来。

由此,能够促使用户以获取到动作信息的状态进行自主行驶。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明,但上述的结构例如能够如以下那样变更。

在上述实施方式中为如下结构:在拖拉机1的后方安装有作业机3,以不将该作业机3判定为障碍物的方式生成动作信息。此外,拖拉机1能够在前方也安装作业机3(例如,前装料机)。在该情况下,也能够通过进行同样的处理,而不将前方的作业机3判定为障碍物。

上述实施方式中所示的流程图是一个例子,也可以省略一部分处理,或者变更一部分处理的内容,或者追加新的处理。例如,在步骤S101中,在动作信息登记完毕的情况下不特别进行处理,但也可以向用户询问是否再登记动作信息。

在上述实施方式中,作为障碍物传感器,以具备相机以及激光雷达的结构为例进行了说明,但也可以省略相机和激光雷达中的一方。另外,也能够将除相机和激光雷达以外的传感器(例如,红外线传感器或者声呐)用作障碍物传感器。

附图标记说明

1…拖拉机(作业车辆);4…控制部;4c…生成部;4d…判定部;4e…登记部;54…前置相机(障碍物传感器);55…后置相机(障碍物传感器);56…前激光雷达(障碍物传感器);57…后激光雷达(障碍物传感器);100…自主行驶系统;200…障碍物判定系统。

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