自主行驶作业车辆的制作方法

文档序号:11851252阅读:235来源:国知局
自主行驶作业车辆的制作方法与工艺

本发明涉及一种在能利用卫星定位系统并沿着设定行驶路径进行自主行驶的自主行驶作业车辆中设置障碍物检测单元,并且当一边检测障碍物一边进行作业时,所述障碍物检测单元检测设定的作业区域内的障碍物,但不检测存在于作业区域外的障碍物的技术。



背景技术:

以往,已知有如下技术,即:在能利用GPS定位系统进行自主行驶的自主行驶作业车辆中设置障碍物传感器,并且当在行进方向上检测出障碍物时,自动控制单元以回避障碍物的方式、或停止的方式,控制位置移动单元及农田作业单元(例如,参照专利文献1)。此外,已知有为了使驾驶人员能容易地识别自动地进行路径变更的情况,设置了基于声音的通知单元的技术(例如,参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-94006号公报

专利文献2:日本特开2009-232783号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

在上述技术中,当在设定距离以内连续地检测到障碍物时就变得不能行驶,进而停止。例如,在朝向农田端部行驶时,当在作业区域外的田埂存在辅助人员等时,虽然不可能发生碰撞但会停止行驶,有时就变得无法继续进行作业。此外,由于未通过声音通知下面的动作,因此变成意料之外的状态,有时也会出现无法理解的情况。

本发明是鉴于如上所述的状况而完成的,当自主行驶作业车辆所具备的障碍物检测单元到达其检测范围设定的作业区域外时,使检测灵敏度降低,以使仅能检测到存在于作业区域内的障碍物。

用于解决问题的方案

本发明所要解决的问题如上所述,接着对用于解决该问题的方案进行说明。

即,本发明是一种自主行驶作业车辆,该自主行驶作业车辆具备利用卫星定位系统定位机体的位置的位置计算单元、和使该自主行驶作业车辆沿着设定的行驶路径自动地进行行驶及作业的控制装置,设置有检测在自主行驶作业车辆的周围是否存在障碍物的障碍物检测单元、和变更障碍物检测单元的灵敏度的灵敏度调节单元,所述控制装置通过灵敏度调节单元调节灵敏度,以使所述障碍物检测单元的灵敏度在设定作业区域内变高、在设定作业区域外变低。

本发明的所述控制装置通过灵敏度调节单元调节灵敏度,以使基于障碍物检测单元的检测范围变为在设定的设定作业区域内。

本发明的所述控制装置通过灵敏度调节单元调节灵敏度,以使所述检测范围在设定作业区域的中央部扩大,越靠近设定作业区域的外周变得越小。

在本发明的所述控制装置中连接有环境识别单元,根据该环境识别单元的检测值判断天气,根据该天气,并通过灵敏度调节单元变更障碍物检测单元的灵敏度。

在本发明的所述控制装置中连接有环境识别单元和手动输入单元,基于环境识别单元的检测值或者通过手动输入单元的输入,通过控制装置所具备的模式切换单元切换为日光直射模式,通过灵敏度调节单元降低灵敏度。

在本发明的所述控制装置中连接有手动输入单元及作为环境识别单元的降雨检测传感器,当通过该降雨检测传感器检测到降雨时、或通过手动输入单元输入雨时,控制装置通过灵敏度调节单元降低灵敏度。

在本发明的控制装置中连接有手动输入单元及作为环境识别单元的光传感器,通过该光传感器检测到的照度在设定照度以下的情况下,判断为夜晚,或当通过手动输入单元输入夜晚时,通过模式切换单元切换为前大灯模式,当取得设定照度以上的检测值时使其通过过滤器,仅取得规定值以下的检测值。

在本发明的所述控制装置所具备的存储装置中,存储有昼夜、天气的环境状态、和当时的灵敏度调节的历史记录。

在本发明的所述控制装置中连接有声音通知单元,在使行进方向变化的情况下、使作业状态变化的情况下,在从变化开始点到设定的跟前位置,所述控制装置通过声音通知单元通知预告接下来的动作。

本发明的所述控制装置通过声音通知单元通知当前的动作。

在本发明的所述控制装置在连接有光通知单元,通过该光通知单元,通知当前的动作和接下来的动作。

本发明的所述控制装置能与显示单元通信,在显示单元显示当前的动作和接下来的动作。

发明效果

通过使用如上所述的单元,即使在作业范围外的田埂、农田、道路等存在障碍物,障碍物检测单元也不会判断为障碍物并发出警报、停止作业或行驶,此外,能防止基于环境变化的错误检测,能防止作业效率的降低。

附图说明

图1是表示自主行驶车辆、GPS卫星以及参考站的概略侧视图。

图2是控制框图。

图3是表示基于自主行驶作业车辆和跟随行驶作业车辆的作业状态的图。

图4是表示障碍物检测单元的检测范围内的控制区域的图。

图5是表示检测范围校正控制的流程图的图。

图6是表示误报控制的流程图的图。

图7是表示漏报控制的流程图的图。

图8是表示基于自主行驶作业车辆和跟随行驶作业车辆的作业状态的图。

图9时表示动作通知的控制流程图的图。

具体实施方式

对将能利用卫星定位系统进行自主行驶的自主行驶作业车辆1作为拖拉机,在自主行驶作业车辆1的后部安装了作为作业机的旋耕机24的实施例进行说明。但是,作业车辆不限于拖拉机,也可以是联合收割机等,此外,作业机也不限于旋耕机,也可以是打垄机、割草机、耙机、播种机、施肥机、运输车(wagon)等。

在图1、图2中,对作为自主行驶作业车辆1的拖拉机的整体结构进行说明。在发动机罩2内设有发动机3,在该发动机罩2的后部的驾驶室11内设置有仪表板14,在仪表板14上设置有作为转向操作单元的方向盘4。通过该方向盘4的转动,经由转向装置,转动前轮9/9的朝向。自主行驶作业车辆1的转向方向通过转向传感器20进行检测。转向传感器20包括旋转编码器等的角度传感器,配置于前轮9的转动基部。但是,转向传感器20的检测结构并不限定于此,只要是能识别转向方向的结构即可,可以检测方向盘4的转动,也可以检测助力转向装置的动作量。通过转向传感器20获得的检测值输入到控制装置30。

在所述方向盘4的后方配设有驾驶席5,在驾驶席5下方配置有变速箱体6。在变速箱体6的左右两侧连续设置有后桥壳8/8,在该后桥壳8/8中经由车轴支承有后轮10/10。来自发动机3的动力通过变速箱体6内的变速装置(主变速装置、副变速装置)进行变速,能驱动后轮10/10。变速装置例如由液压无级变速装置构成,能通过电机等的变速单元44使可变容量型的液压泵的可动斜板动作,从而来变速。变速单元44与控制装置30连接。后轮10的转速通过车速传感器27进行检测,作为行驶速度输入到控制装置30。但是,车速的检测方法、车速传感器27的配置位置并不限定于此。

在变速箱体6内容纳有PTO离合器、PTO变速装置、以及制动装置46,PTO离合器通过PTO开关单元45进行开关,PTO开关单元45与控制装置30连接,能控制向PTO轴的动力的切断。制动装置46与控制装置30连接,能在操作人员进行操作、自动行驶时进行制动。控制装置30具备CPU(中央运算处理装置)、RAM、ROM等存储装置30m、接口等,在存储装置30m存储有用于使自主行驶作业车辆1动作的程序、数据。

在支承所述发动机3的前框架13支承有前桥壳7,在该前桥壳7的两侧支承有前轮9/9,能将来自所述变速箱体6的动力传递到前轮9/9。所述前轮9/9是转向轮,能通过方向盘4的转动操作进行转动,并且通过包括作为转向驱动单元的助力转向缸的转向促动器40,前轮9/9能左右转向转动。转向促动器40与控制装置30连接,通过自动行驶控制被驱动。

在控制装置30中连接有作为发动机旋转控制单元的发动机控制器60,在发动机控制器60中连接有发动机转速传感器61、水温传感器、液压传感器等,能检测发动机的状态。在发动机控制器60中根据设定转速和实际转速检测负载,以不会造成过载的方式进行控制,并且能将发动机3的状态发送到后述的远程操作装置112,在显示器113进行显示。

此外,在配置于踏板下方的燃料箱15中配置有检测燃料的液面的液位传感器29,该液位传感器29与控制装置30连接,在设置于自主行驶作业车辆1的仪表板的显示单元49,设置有显示燃料的剩余量的燃料表,该燃料表与控制装置30连接。并且,从控制装置30向远程操作装置112发送与燃料剩余量有关的信息,在远程操作装置112的显示器113上显示燃料剩余量和可作业时间。

在所述仪表板14上配置有发动机的转速表、燃料表、表示油压等、异常的监视器、以及显示设定值等的显示单元49。

此外,在拖拉机机体后方经由作业机安装装置23自由升降地安装有作为作业机的旋耕机24,进行耕地作业。在所述变速箱体6上设置有升降缸26,通过使该升降缸26伸缩,能使构成作业机安装装置23的升降臂转动,从而使旋耕机24升降。升降缸26通过升降促动器25的动作进行伸缩,升降促动器25与控制装置30连接。

在控制装置30连接有构成卫星定位系统的移动通信机33。在移动通信机33连接有移动GPS天线34和数据接收天线38,移动GPS天线34和数据接收天线38设置于所述驾驶室11上方。在该移动通信机33具备位置计算单元,能将纬度和经度发送到控制装置30,从而来掌握当前位置。需要说明的是,除了GPS(美国)之外,能通过利用准天顶卫星(日本)、格洛纳斯卫星(俄罗斯)等卫星定位系统(GNSS)来进行高精度定位,但是在本实施方式中使用GPS进行说明。

自主行驶作业车辆1为了获得机体的姿势变化信息而具备陀螺仪传感器31、及为了检测行进方向而具备方位传感器32,它们与控制装置30连接。但是,由于能根据GPS的位置测量计算行进方向,因此能省略方位传感器32。

陀螺仪传感器31检测自主行驶作业车辆1的机体前后方向的倾斜(俯仰角)的角速度、机体左右方向的倾斜(横滚角)的角速度、及旋转(偏航角)的角速度。通过对该三个角速度进行积分计算,能求得自主行驶作业车辆1的机体朝向前后方向及左右方向的倾斜角度以及转弯角度。作为陀螺仪传感器31的具体例,可以举出机械式陀螺仪传感器、光学式陀螺仪传感器、流体式陀螺仪传感器、以及振动式陀螺仪传感器等。陀螺仪传感器31连接于控制装置30,将该三个角速度的信息输入到控制装置30。

方位传感器32检测自主行驶作业车辆1的朝向(行进方向)。作为方位传感器32的具体例,可以举出磁性方位传感器等。方位传感器32连接于控制装置30,将机体的朝向的信息输入到控制装置30。

这样,控制装置30通过姿势/方位运算单元对从上述陀螺仪传感器31、方位传感器32取得的信号进行运算,求出自主行驶作业车辆1的姿势(朝向、机体前后方向及机体左右方向的倾斜、转弯方向)。

接着,对使用GPS(全球定位系统)取得自主行驶作业车辆1的位置信息的方法进行说明。

GPS本来是用于航空器、船舶等的航行支援而开发的系统,由围绕上空约二万公里的24颗GPS卫星(在6个轨道面各配置4个),进行GPS卫星的追踪和管制的管制局,用于进行定位的使用者的通信机构成。

作为使用GPS的定位方法,可以举出单点定位、相对定位、DGPS(差分GPS)定位、RTK-GPS(实时动态-GPS)定位等各种方法,虽然也能使用它们任一种方法,但是在本实施方式中采用测定精度高的RTK-GPS定位方式,通过图1、图2对该方法进行说明。

RTK-GPS(实时动态-GPS)定位是如下的方法:通过知道位置的参考站和欲求得位置的移动站同时进行GPS观测,利用无线等方法将在参考站观测到的数据实时地发送到移动站,基于参考站的位置结果,实时地求得移动站的位置。

在本实施方式中,在自主行驶作业车辆1中配置有作为移动站的移动通信机33、移动GPS天线34、以及数据接收天线38,作为参考站的固定通信机35、固定GPS天线36、以及数据发送天线39配设于不会妨碍农田的作业的规定位置。本实施方式的RTK-GPS(实时动态-GPS)定位,在参考站及移动站的双方进行位相的测定(相对定位),将由参考站的固定通信机35定位的数据,从数据发送天线39发送至数据接收天线38。

配置于自主行驶作业车辆1的移动GPS天线34接收来自GPS卫星37/37…的信号。该信号被发送到移动通信机33进行定位。并且,同时由作为参考站的固定GPS天线36接收来自GPS卫星37/37…的信号,利用固定通信机35进行定位并发送到移动通信机33,对观测到的数据进行解析来决定移动站的位置。这样将获得的位置信息发送到控制装置30。

这样,该自主行驶作业车辆1中的控制装置30具备使自主行驶作业车辆1自动行驶的自动行驶单元,自动行驶单元接收从GPS卫星37/37…发送来的电波,在移动通信机33以设定时间间隔求得机体的位置信息,根据陀螺仪传感器31及方位传感器32求得机体的位移信息及方位信息,基于这些位置信息、位移信息、以及方位信息来控制转向促动器40、变速单元44、升降促动器25、PTO开关单元45、制动装置46、以及发动机控制器60等,以使机体沿着预先设定的设定路径R行驶,从而能使自主行驶作业车辆1自动行驶,并自动地进行作业。需要说明的是,作为作业范围的农田H的外周的位置信息也通过众所周知的方法预先设定,并存储于存储装置30m。

此外,在自主行驶作业车辆1中作为障碍物检测单元配置有障碍物传感器41、摄像机42,它们与控制装置30连接,以使不会与障碍物抵接。例如,障碍物传感器41由红外线传感器、超声波传感器构成,并配置于机体的前部、侧部、后部,与控制装置30连接,检测在机体的前方、侧方、后方是否有障碍物。作为由摄像机42拍摄的映像,由控制装置30对农田和农田以外的人、机械、箱等进行图像解析,识别是否为障碍物。当检测到障碍物时,发出警报,以使行驶速度降低、停止的方式进行控制。详细情况在后面进行阐述。

此外,在自主行驶作业车辆1的顶部搭载有拍摄前方、作业机的摄像机42,该摄像机42与控制装置30连接。由摄像机42拍摄的映像显示于跟随行驶作业车辆100所具备的远程操作装置112的显示器113。

远程操作装置112设定所述自主行驶作业车辆1的设定行驶路径R、远程操作自主行驶作业车辆1、监视自主行驶作业车辆1的行驶状态或作业机的动作状态、以及存储作业数据。

在本实施方式中,操作人员能乘坐跟随行驶作业车辆100进行驾驶操作,并且能在跟随行驶作业车辆100中搭载远程操作装置112,操作自主行驶作业车辆1。跟随行驶作业车辆100,如图3所示,一边在自主行驶作业车辆1的斜后方进行作业一边行驶,对自主行驶作业车辆1进行监视/操作。但是,根据作业方式,跟随行驶作业车辆100有时也在自主行驶作业车辆1的后方进行行驶并作业,并非限定于此。由于跟随行驶作业车辆100的基本结构与自主行驶作业车辆1大致相同,因此省略详细的说明。需要说明的是,跟随行驶作业车辆100中也可以为具备GPS用的移动通信机33、移动GPS天线34的结构。

远程操作装置112可装卸于跟随行驶作业车辆100及自主行驶作业车辆1的仪表板等的操作部。远程操作装置112能在安装于跟随行驶作业车辆100的仪表板的状态下进行操作,也能拿出并携带到跟随行驶作业车辆100外进行操作,也能安装于自主行驶作业车辆1的仪表板进行操作。远程操作装置112例如能由笔记本型、平板型的个人计算机构成。在本实施方式由平板型的计算机构成。

而且,远程操作装置112、自主行驶作业车辆1、以及跟随行驶作业车辆100能利用无线相互通信,在自主行驶作业车辆1、远程操作装置112、以及跟随行驶作业车辆100中分别设置有用于通信的收发机110/111。收发机111与远程操作装置112一体地构成。通信单元例如能利用WiFi等无线LAN相互通信。远程操作装置112在壳体表面配置有可通过触摸画面进行操作的触摸面板式的操作画面的显示器113,在壳体内容纳收发机111、控制装置130(CPU、存储装置)、以及电池等。

所述自主行驶作业车辆1能通过远程操作装置112进行远程操作。例如,能进行自主行驶作业车辆1的紧急停止、暂时停止、再次行进、车速的变更、发动机转速的变更、作业机的升降、以及PTO离合器的开关等的操作。也就是说,从远程操作装置112经由收发机111、收发机110、以及控制装置30控制加速促动器、变速单元44、制动装置46、以及PTO开关单元45等,作业人员能容易地远程操作自主行驶作业车辆1。

能在所述显示器113显示由所述摄像机42拍摄的周围的图像、自主行驶作业车辆1的状态、作业的状态、与GPS有关的信息、以及操作画面等,操作人员能进行监视。

作为所述自主行驶作业车辆1的状态,是行驶状态、发动机的状态、以及作业机的状态等,作为行驶状态是变速位置、车速、燃料剩余量、以及电池的电压等,作为发动机的状态是发动机的转速、负载率等,作为作业机的状态是作业机的种类、PTO转速、作业机高度等,分别通过数字、液位计等显示于显示器113。

作为所述作业的状态是作业路径(目标路径或设定行驶路径R)、作业行程、当前位置、根据行程计算的到田头的距离、剩余路径、行程数、到目前为止的作业时间、剩余作业时间等。通过从整体的作业路径中涂抹已完成作业路径,从而能容易地识别剩余路径。此外,通过从当前位置以箭头显示下一个行程,能容易地识别从当前开始的转弯方向等的下一个行程。

与GPS有关的信息是作为自主行驶作业车辆1的实际位置的经度或纬度、卫星的补充数、电波接收强度、以及定位系统的异常等。

接着,对障碍物检测单元的灵敏度校正进行说明。

控制装置30具备模式切换单元30a和灵敏度调节单元30b。

在控制装置30中连接有作为障碍物检测单元的障碍物传感器41,障碍物传感器41的灵敏度能通过灵敏度调节单元30b进行变更。障碍物传感器41由光传感器或超声波传感器构成,通过检测与障碍物抵接且反射的光或声,来检测障碍物。

障碍物传感器41设置于自主行驶作业车辆1的机体的前部和后部,例如,设置于机体前部的障碍物传感器41被安装于发动机罩2的前表面,在前进行驶时检测障碍物。设置于机体后部的障碍物传感器41被安装于挡泥板的后表面,在后退行驶时检测障碍物。

通过图3对安装于机体前部的障碍物传感器41的灵敏度调节进行说明。

障碍物传感器41检测在自主行驶作业车辆1的前方的规定的检测范围K内是否存在人、物等的障碍物。所述检测范围K根据设定作业区域内的行驶位置并通过灵敏度调节单元30b进行调节。也就是说,通过灵敏度调节单元30b调节灵敏度以使障碍物传感器41的灵敏度在设定作业区域内变高,在设定作业区域外变低。通过将设定作业区域设为农田H,在农田H内行驶时,即使是小的障碍物也会进行敏感地反应,催促操作人员注意,在农田H外进行检测时,即使障碍物存在也不进行检测。

此外,所述障碍物传感器41的检测范围K在作为设定作业区域的农田H内的中央部扩大,越接近农田H的外周变得越小。具体而言,检测范围K是扇型,半径距离(检测距离)设为L,左右角度设为α。从机体左右中心开始,左右方向的检测宽度D通过D=Lsin(α/2)求得。在行驶于农田H的中央部的情况下,将检测距离L设为最大长L1,将左右检测宽度D设为最大左右检测宽度D1。当接近农田端部时检测距离L逐渐变短(L2),以使不检测设定作业区域外的障碍物。也就是说,障碍物传感器41,以随着接近农田端部使灵敏度降低的方式通过灵敏度调节单元30b进行调节。由于该设定作业区域在开始作业前使用卫星定位系统进行设定,因此根据该地图数据和在开始作业前设定的设定行驶路径R,计算直到农田端部(农田H的周围)有多少距离,当自主行驶作业车辆1的前端到农田端部的距离变为最大长L1以下时,通过灵敏度调节单元30b将障碍物传感器41的检测范围K调节为到该农田端部的距离。此外,在行驶于田埂边时也使左右检测宽度D变窄,以使不检测设定作业区域外的障碍物。但是,灵敏度调节也可以通过变更检测到的值的标准等级来进行校正,并不限定于此。此外,检测范围K也不限定于扇型,也可以是圆形、四边形。

通过图5的流程图对灵敏度调节控制进行说明。计算从机体前端到前方农田端部的距离A(S1),将到该农田端部的距离A和障碍物传感器41的最大检测距离L1(S2)进行比较。在到农田端部的距离A比最大检测距离L1长的情况下,将检测距离L维持为原来的最大检测距离L1(S3)并转移至步骤S4,在短的情况下,以使到农田端部的距离A变为检测距离L的方式,通过灵敏度调节单元30b进行调节(S5),并转移至步骤S4。

在步骤S4,计算从机体中心到侧方的田埂边的距离B(S4)。将到田埂边的距离B和左右最大检测宽度D1(S6)进行比较,在到田埂边的距离B比左右最大检测宽度D1长的情况下,将左右检测宽度D设为原来的左右最大检测宽度D1(S7),当到田埂边的距离B比左右最大检测宽度D1短的情况下,将左右检测宽度D设为到田埂边的距离B(S8)。

但是,由于实际的作业区域并非长方形,是具有歪斜的梯形、多边形状、具有曲线的形状,因此能设置某种程度的容许范围。此外,由障碍物传感器41得到的检测范围K越接近农田端部逐渐变得越小,但也可以阶梯式地变小。此外,当自主行驶作业车辆1进入农田H的外周附近的规定范围(例如田头转弯区域)时,也能将检测范围K减少到规定的小范围。

如上所述,在具备利用卫星定位系统定位机体的位置的位置计算单元、和使其沿着设定的行驶路径R自动地进行行驶及作业的控制装置30的自主行驶作业车辆1中,设置检测作为在自主行驶作业车辆1的周围是否存在障碍物的障碍物检测单元的障碍物传感器41、和调节障碍物传感器41的灵敏度的灵敏度调节单元30b,由于通过灵敏度调节单元30b调节灵敏度以使所述障碍物传感器41的灵敏度在设定作业区域内变高,在设定作业区域外变低,由于在农田H内较大范围地检测障碍物,催促操作人员注意,检测范围K在农田H外不检测,因此能减少错误检测,能提高作业性。

此外,由于所述控制装置30通过灵敏度调节单元30b调节灵敏度以使由障碍物传感器41得到的检测范围K在设定的设定作业区域内,因此即使在作业范围外的田埂、农田H、道路等存在障碍物,障碍物传感器41也不会判断为障碍物从而发出警报,也不会停止作业、行驶,能提高检测精度,即使在田埂边也能作业,能防止作业效率的降低。

此外,由于所述控制装置30通过灵敏度调节单元30b调节灵敏度以使所述检测范围K在作业区域的中央部变大、越接近作业区域的外周变得越小,因此在设定作业区域内能可靠地检测敏感地反应的障碍物,即使接近农田端部,也不会检测设定作业区域外的障碍物,不会停止行驶,直到农田端部也能可靠地作业。

此外,在所述控制装置30中连接有作为环境识别单元的光传感器71、外部空气温度传感器72以及降雨检测传感器73,根据来自光传感器71、外部空气温度传感器72、以及降雨检测传感器73的检测值,来判断天气。或者,在控制装置30中连接手动输入单元79,通过手动输入单元79输入天气。但是,也可以通过远程操作装置112输入。此外,根据该天气将障碍物传感器41的灵敏度通过灵敏度调节单元30b进行变更,以使不会产生错误检测,能以与天气无关的方式提高障碍物传感器41的检测精度。

例如,通过光传感器71检测到的照度,在设定照度以上的情况下,能判断为日光直射到障碍物传感器41,有可能产生错误检测。因此,当通过光传感器71检测到的照度变为设定照度以上时,控制装置30通过模式切换单元30a切换为日光直射模式,通过灵敏度调节单元30b使灵敏度降低。或者,通过手动输入单元79的操作,切换为日光直射模式,使灵敏度降低。

此外,当作为由障碍物传感器41能检测人的情况下,由于当外部空气温度低时,衣服、人的皮肤的温度降低,因此就变成与障碍物传感器41的灵敏度降低的状态相同的状态,有时无法检测到人。因此,在通过外部空气温度传感器72检测到的温度,在设定温度以下的情况下,控制装置30通过模式切换单元30a切换为低温模式,通过灵敏度调节单元30b使障碍物传感器41的灵敏度上升。这样提高人的检测精度。

此外,在下雨时,障碍物传感器41有时会检测到雨滴。因此,当通过降雨检测传感器73检测到降雨时,或通过手动输入单元79输入雨时,控制装置30通过灵敏度调节单元30b使灵敏度降低,从而消除降雨的影响。并且进而,在是来自降雨检测传感器73的检测值在设定以上的降雨的情况下,就变得不能进行作业,此外,当外部空气温度传感器72的检测值在设定温度以下,并且检测到降雨时,能判断为降雪,由于不能进行作业,因此不允许进行作业。

但是,为了识别环境(天气),使用光传感器71、外部空气温度传感器72以及降雨检测传感器73作为环境识别单元,但也可以经由互联网直接在控制装置30读入天气信息。需要说明的是,由于来自互联网的信息是大范围的信息,在实际的地点有时不下雨,有时天气予报不准,因此优选通过来自降雨检测传感器73的检测、来自手动输入单元79的输入进行校正。

此外,通过光传感器71检测到的照度,在设定照度以下的情况下,能判断为夜晚。在夜间进行作业的情况下,有时行驶于道路的汽车的前大灯的光会照到障碍物传感器41。在该情况下,由于在被前大灯照到时和未被照到时,照度差大,因此有可能产生错误检测。因此,当通过光传感器71检测到的照度变为设定照度以下时,或通过手动输入单元79输入夜晚时,通过模式切换单元30a切换为前大灯模式(或夜间模式),当取得设定照度以上的检测值时,使其通过过滤器,仅取得规定值以下的检测值,去除由前大灯、夜间照明等造成的干扰。

此外,在所述控制装置30所具备的存储装置30m中,存储有作业时期、设定作业区域、作业时的环境(昼夜、天气)、当时的灵敏度调节的历史记录,能任意地显示。这样,在开始作业前,检索过去作业时的降雨的状态、外部空气温度的状态是否有与当前一致的状态,当有一致的状态时,通过读入当时的数据,探讨是否适当地进行了灵敏度调节,从而采用合适的灵敏度调节,能进行高效率的作业。

接着,对由以下情况的控制装置30进行的处理进行说明,即:虽然通过所述障碍物传感器41检测到障碍物并发出警报,但实际上障碍物不存在的情况(以下作为“误报”)、或相反,虽然障碍物实际存在,但所述障碍物传感器41未检测到并且未发出警报的情况(以下作为“漏报”)。

对误报的处理进行说明。

在所述远程操作装置112中设置有作为误报通知单元的误报开关76(图2),误报开关76与远程操作装置112的控制装置130连接。但是,设置误报开关76的地方并不限定于远程操作装置112,也可以配置于跟随行驶作业车辆100、自主行驶作业车辆1的驾驶席附近的操纵部。

当障碍物传感器41检测到障碍物时,从作为警报单元的扬声器51/151发出警报音,由显示单元49及显示器113显示存在有障碍物。但是,虽然障碍物传感器41检测到障碍物并发出警报,但有时当操作人员实际确认时没有识别到障碍物。此时,操作人员打开误报开关76。通过打开该误报开关76,控制装置130判断为误报,通过远程操作装置112的控制装置130,将误报显示于显示器113,同时经由收发机111、自主行驶作业车辆1的收发机110、控制装置30,解除来自扬声器51(151)的警报。这样,防止无用的警报,也消除基于警报音的噪声。需要说明的是,警报单元并不限定于扬声器51,也可以是蜂鸣器、喇叭等。

进而继续进行作业,虽然所述障碍物传感器41检测到障碍物并发出警报,但实际上障碍物不存在的情况下,操作人员打开误报开关76,与上述相同地进行显示,解除警报。当由该障碍物传感器41进行的错误检测进一步发生,由误报开关76进行的误报通知次数达到第一设定数N1时,通过灵敏度调节单元30b将障碍物传感器41的灵敏度降低规定等级以不进行敏感的检测。但是,降低灵敏度的等级能任意地设定。这样,自动地进行灵敏度调节,防止误报频繁地发生。

之后,在降低了所述障碍物传感器41的灵敏度的状态下继续作业时,当发生由障碍物传感器41进行的错误检测,并且由所述误报开关76进行的误报通知次数达到第二设定数N2时,判断为障碍物传感器41发生故障,将存在故障的情况显示于显示单元49及显示器113并使操作人员识别,并且通过互联网线路等,将发生故障的情况通知销售商店或维修站等能委托修理的地方。但是,也能多次进行降低障碍物传感器41的灵敏度的控制,其后可进行通知。这样,自动地进行故障的判断,也自动地进行故障的通知。

通过图6所示的流程图,对误报的具体的控制进行说明。

首先,将标记设为0,将误报次数设为n=0(S101)。判断障碍物传感器41是否检测到障碍物(S102)。当障碍物传感器41检测到障碍物时发出警报并进行显示(S103)。判断障碍物是否消除、或是否操作了解除开关75(S104),当解除该警报及显示时(S105),返回步骤S102。由于当在步骤S104为错误检测时,未解除警报而按压误报开关76,因此判断是否操作了误报开关76(S106)。当未进行操作时返回步骤S104,当进行操作时解除警报及显示(S107),将误报次数n设为n+1(S108)。如果是首次误报则N=1。接着,判断标记是否为1。也就是说,由于在降低了灵敏度时立标记,因此判断标记是否为1(S109),在不是1(未降低灵敏度的通常检测)的情况下,判断误报次数n是否在第一设定数N1以上(S110)。在小于N1的情况下返回步骤S102,当误报次数n变为第一设定数N1以上时,将障碍物传感器41的灵敏度降低规定等级(S111),将误报次数n设为0(复位)(S112),立标记1(S113)转移至步骤S102。

在步骤S109,由于当标记为1时降低灵敏度,因此转移至步骤S114,判断误报次数n是否大于第二设定数N2(S114)。当不大于N2时转移至步骤S102,当大于N2时判断为障碍物传感器41发生故障,显示故障(S115),通知销售商店等(S116)。

接着,对漏报的处理进行说明。

在所述远程操作装置112中,设置有作为漏报通知单元的漏报开关77,漏报开关77与控制装置130连接。此外,在远程操作装置112中设置有用于使自主行驶作业车辆1紧急停止的紧急停止按钮78,该紧急停止按钮78与控制装置130连接。但是,设置漏报开关77及紧急停止按钮78的地方并不限定于远程操作装置112,也可以配置于跟随行驶作业车辆100、自主行驶作业车辆1的驾驶席附近的操纵部。需要说明的是,紧急停止是使发动机3停止,无法进行行驶,也无法进行作业。

虽然在前进行驶作业时,操作人员在基于自主行驶作业车辆1的前方(在后退时为后方)的障碍物传感器41的检测范围内目视识别到障碍物,但在障碍物传感器41未检测到障碍物,也未发出警报,也未进行显示的情况下,操作人员打开漏报开关77。通过打开该漏报开关77,通过远程操作装置112的控制装置130,将漏报显示于显示器113,同时经由收发机111、自主行驶作业车辆1的收发机110、以及控制装置30,从扬声器51发出警报从而来停止行驶及作业。这样,能回避与障碍物碰撞。此外,在虽然存在障碍物但所述障碍物传感器41未进行检测且未发出警报的情况下,在按压紧急停止按钮78的情况下,控制装置130也判断为漏报。

进而继续进行作业,在虽然存在障碍物但所述障碍物传感器41未检测障碍物且未发出警报的情况下,操作人员打开漏报开关77(也包含紧急停止按钮78),与上述相同地停止行驶,进行警报及显示。当基于该未检测,操作漏报开关77的漏报次数达到第三设定数N3时,通过灵敏度调节单元30b将障碍物传感器41的灵敏度提高规定等级,使其变得敏感。但是,提高灵敏度的等级能任意地设定。这样,灵敏度调节自动地进行,能防止漏报频繁地发生。

在提高了所述障碍物传感器41的灵敏度的状态下,在之后继续作业时,当发生基于障碍物传感器41的未检测,并且基于所述漏报开关77的漏报通知次数达到第四设定数N4时,判断为障碍物传感器41发生故障,将由故障的情况显示于显示单元49及显示器113,并使操作人员识别,并且通过互联网线路等将发生了故障的情况通知销售商店或维修站等能委托修理的地方。但是,也能多次进行提高障碍物传感器41的灵敏度的控制。这样,自动地进行故障的判断,也自动地进行故障的通知。

通过如图7所示的流程图,对漏报的具体的控制进行说明。

首先,将标记设为0,将漏报次数设为m=0(S201)。判断操作人员是否操作了漏报开关77(或者紧急停止按钮78)(S202)。当操作漏报开关77时进行警报及显示,并停止(S203),将漏报次数m设为m+1(S204)。接着判断标记是否为1,也就是说判断是否提高了灵敏度(S205),在不为1(未提高灵敏度)的情况下,判断漏报次数m是否在第三设定数N3以上(S206)。在小于N3的情况下返回步骤S202,当漏报次数m变为第三设定数N3以上时,将障碍物传感器41的灵敏度提高规定等级(S207),复位漏报次数m(S208),立标记1(S209)并转移至步骤S202。

在步骤S205,由于当标记为1时,提高灵敏度,因此转移至步骤S210,判断漏报次数m是否大于第四设定数N4。当不大于N4时转移至步骤S202,当大于N4时判断为障碍物传感器41发生故障,进行显示(S211),并通知销售商店等(S211)。

接着,对在通过所述障碍物传感器41、摄像机42能检测人,并且检测到人的情况下,用于回避人与自主行驶作业车辆1的碰撞的技术进行说明。需要说明的是,人检测传感器70包含检测障碍物传感器41、摄像机42、以及检测与人的距离的距离传感器74。

在成为预先设定的设定作业区域的农田H内,使自主行驶作业车辆一边自主行驶一边作业时,当人检测传感器70在第一设定范围E1(图4)内检测到人时,控制装置30以通过扬声器51/151发出第一警报音并显示于显示单元49及显示器113,同时停止行驶的方式进行控制。也就是说,在人从自主行驶作业车辆1闯入第一设定范围E1内的情况下,自动地进行紧急停止,发出第一警报音并将紧急停止的信息显示于显示单元49、显示器113。所述第一警报音是比较大的音,设为频率高且在周围可清楚地听到的音、声音。需要说明的是,作为用于使其紧急停止的单元,是通过发动机控制器60使发动机3停止、或将变速单元44挂到空挡使其制动的单元,其方法并不限定。此外,在农田外或不使其自主行驶的情况下,不进行基于该人检测的碰撞回避控制,而进行其它的碰撞回避控制。

所述第一设定范围E1是在自主行驶作业车辆1以作业速度进行行驶时,将从检测到人开始到机体停止移动的最长距离e1作为半径的扇形范围。也就是说,成为最长距离的半径长度e1设为从人检测传感器70检测到闯入第一设定范围E1内的人开始,到发出停止信号,制动装置或变速单元动作的空走距离,加上从制动开始到滑动停止的距离的长度的最长距离。换而言之,第一设定范围E1是在以作业速度进行行驶时,即使检测到人的闯入并进行紧急停止也有可能碰撞的范围。

此外,在农田H内一边使其自主行驶一边作业时,当人检测传感器70在比第一设定范围E1远的第二设定范围E2内检测到人时,控制装置30以通过扬声器51发出第二警报音,减慢行驶速度的方式进行控制。也就是说,在人进入比第一设定范围E1远的第二设定范围E2内的情况下,在减速侧自动地使变速单元44变速(在1速下行驶的情况下通过发动机控制器60使发动机转速减少),使行驶速度降低,并发出第二警报音。第二警报音与第一警报音相比音量小,频率低,虽然没有比第一设定范围E1的情况紧急,但是能容易地识别自主行驶作业车辆1正在靠近。此外,警报音也可以是断续音。

所述第二设定范围E2是比第一设定范围E1远但比第三设定范围E3近的范围,第三设定范围E3是从将人检测传感器70能检测到人的最长的长度e3作为半径的扇形范围,去除在自主行驶作业车辆1以路上行驶速度(高速)进行行驶时,将从检测到人开始到机体停止移动的最长距离e2作为半径的扇形范围的范围。换而言之,设为当人检测传感器70检测到进入第二设定范围E2内的人进行紧急停止时,能不与人碰撞且从容地进行停止的范围。因此,在以作业速度进行行驶时,通过在第二设定范围E2内检测到人时减速并发出第二警报音,能使进入第二设定范围E2内的人感到危险,从而能容易地回避碰撞。需要说明的是,当人闯入到第一设定范围E1内时当然进行紧急停止,从而来回避碰撞。

并且,当使其在农田H内一边进行自主行驶一边进行作业时,当人检测传感器70在比第二设定范围E2远的第三设定范围E3内检测到人时,控制装置30通过扬声器51发出第三警报,从而唤醒人的注意。也就是说,在人从自主行驶作业车辆1进入比第二设定范围E2远的第三设定范围E3内的情况下,通过第三警报使人识别自主行驶作业车辆1正在接近。第三警报通过扬声器51发出使人明白靠近的声音,只要是能通过喇叭的鸣叫或灯的点亮唤起注意的方式就可。

所述第三设定范围E3是从人检测传感器70能检测到人的范围去除第一设定范围E1及第二设定范围E2的范围。也就是说,是比第二设定范围E2远并且能检测到人的范围。换而言之,是人能从容地进行回避动作的范围。

如上所述,由于当人检测传感器70在比第二设定范围E2远的第三设定范围E3检测到人时,控制装置30发出警报,唤起人的注意,因此在识别到自主行驶作业车辆1正在动作的作业人员在农田H内进行其它的农田作业的情况下等,能容易地识别到自主行驶作业车辆1正在靠近,能合适地进行回避碰撞的行动。

此外,当所述人检测传感器70在第一设定范围E1、第二设定范围E2、以及第三设定范围E3中的任一个范围内检测到人时,发出警报并显示于显示单元,并且在各个范围将该警报及显示设为不同。因此,闯入人检测传感器70能检测的范围内的人能容易地识别到自主行驶作业车辆靠近到了什么程度,从而能根据各个范围合适地进行回避碰撞的行动。

此外,由于设置作为解除所述警报及显示的单元的解除开关75,连接于控制装置30,能任意地解除警报及显示,因此在虽然停止了行驶但也能防止因人在第一设定范围E1内而造成的警报持续鸣响,在位于第三设定范围E3内的人采取回避碰撞的行动时警报也持续鸣,错误地检测到人发出警报的情况下等,能停止无用的警报,防止成为噪声。所述解除开关75设置于自主行驶作业车辆1或跟随行驶作业车辆100的仪表板等的操纵部、远程操作装置112。

此外,也能通过摄像机42检测障碍物,利用摄像机42拍摄的图像通过控制装置30进行图像处理,检测人以外的动物,如果是动物,以不进行所述紧急停止、减速、或警报的方式进行控制。也就是说,由于狗、猫、或鸟等动物在自主行驶作业车辆1接近时通常会逃跑,因此碰撞的可能性几乎没有,反倒是由于自主行驶作业车辆1靠近,有时人检测传感器70反应,自主行驶作业车辆1减速、停止而妨碍作业。因此,当动物闯入第一设定范围E1、第二设定范围E2、第三设定范围E3中的任一个范围时,在由来自摄像机42的图像处理进行了识别的情况下,取消来自人检测传感器70的信号,从而不使自主行驶作业车辆1减速、停止。或者,即使人检测传感器70检测到动物也不使变速装置、制动装置动作,而使警报装置动作,将前大灯点亮,从而来进行威赫。或者,当人检测传感器70检测到动物时,使图像显示于显示单元49、显示器113,通过操作人员的操作,使变速装置、制动装置动作。

由所述摄像机42拍摄的图像的基于控制装置30进行的图像处理,检测移动的物体。并且,使移动的物体高亮,当为一定以上的大小并且比人小的物体移动时,判断为动物。在小孩子程度的大小的情况下设为由操作人员进行判断。

接着,通过图1、图2、图8、以及图9,对自主行驶作业车辆1沿着设定行驶路径R进行行驶并作业的情况下的接下来的动作预告通知进行说明。

在自主行驶作业车辆1中设置有作为声音通知单元的扬声器51,该扬声器51与控制装置30连接。此外,在所述远程操作装置112中设置有作为声音通知单元的扬声器151,该扬声器151与控制装置130连接。但是,扬声器也可以设置于跟随行驶作业车辆100。

并且,在自主行驶作业车辆1沿着设定行驶路径R行驶,并进行作业时,在使行进方向变化的情况下、使作业状态变化的情况下,在从使其变化的变化开始点P到设定的跟前位置,从扬声器51及扬声器151进行预告通知,同时在显示单元49及显示器113显示设定的跟前位置。但是,可以将从成为预告通知的时刻的变化开始点P到设定的跟前位置,设为设定距离F,也可以在到达变化开始点P的设定时间前进行预告通知。此外,预告通知不仅是1次,也可以多次设置设定距离(设定时间),阶段性地进行预告通知。在所述设定距离F前、设定时间前,能通过设定单元任意地变更。

作为使行进方向变化的情况的通知为“右转弯”、“左转弯”、“后退”、“停止”等,作为使作业状态变化的情况的通知为“作业机上升”、“作业机下降”、“开始(结束)…作业”、“马上就要…”、“…马上就要装满了”等。

并且,当到达变化开始点P时,从扬声器51以及扬声器151通知当前的动作,同时在显示单元49以显示器113上显示当前的动作。当前的动作结束时,停止当前的动作的通知及显示,准备接下来的通知。需要说明的是,在通知当前的动作时,当到达进行下一个变化点的预告通知的地点时,中断当前的动作的通知,优先进行预告通知。此外,在旋耕作业的情况下,在到达农田端部的变化开始点P,同时进行转弯和作业机的上升,但此时以优先任一方、或进行选择的方式进行通知。

通过图8、图9具体地进行说明。但是,在本实施方式中省略作业预告的说明,仅对使行进方向变化的情况的预告通知进行说明。

在自主行驶作业车辆1沿着设定行驶路径R行驶时,控制装置30计算到变化开始点P的距离(S311),判断到变化开始点P的距离F1是否达到设定距离F(S312),当到变化开始点P的距离F1达到设定距离F时,从扬声器51及扬声器151进行行进方向变化的预告通知(S313)。例如,当到达距离农田端部10米的跟前位置时,从扬声器51及扬声器151由声音通知“马上就要左转弯”。需要说明的是,预告通知以如下方式进行:控制信号从控制装置30经由收发机110和收发机111被发送到控制装置130,通知信号从控制装置130被发送到扬声器151,进行通知。

进一步前进,当到达变化点P时(S314),从扬声器51及扬声器151通知当前的动作(S315)。例如,为“转弯”、“后退”等的声音。当前动作结束时(S316)使声音通知结束(S317)。

这样,在具备利用卫星定位系统定位机体的位置的位置计算单元、和使其沿着设定的行驶路径自动地进行行驶及作业的控制装置30的自主行驶作业车辆1中,在所述控制装置30中连接有作为声音通知单元的扬声器51,在使行进方向变化的情况、使作业状态变化的情况下,由于在离变化开始点P设定距离L1的跟前位置,所述控制装置30通过扬声器51进行接下来的动作的预告通知,因此能容易地使进行自主行驶作业车辆1的操作的操作人员、周围的作业人员等识别自主行驶作业车辆的接下来的动作,不会因突然转弯、后退而受到惊吓。

此外,由于所述控制装置30通过作为声音通知单元的扬声器51通知当前的动作,因此能使周围的作业人员等识别自主行驶作业车辆1的当前的动作,即使是在人位于操作人员的死角的情况下也能唤起注意。

此外,除了声音之外也能通过光通知单元进行预告通知、当前动作的通知。具体而言,在控制装置30中连接作为光通知单元的方向指示器,在离变化开始点P设定距离F1的跟前位置,使方向指示器闪烁,设置转向灯在转弯方向使其转向点亮。此外,设置作为光通知单元的显示面板64,该显示面板与控制装置30连接,在转弯方向显示箭头、显示语句。此外,使倒车灯与控制装置30连接,在后退时点亮倒车灯,在显示面板64显示“后退中”。

如上所述,由于在所述控制装置30中连接有光通知单元,通过该光通知单元,通知接下来的动作、当前的动作,即使是从距离远的位置也能容易地识别自主行驶作业车辆1的动向。

此外,由于在所述控制装置30中能与显示单元49和显示器113通信,在显示单元49和显示器113上显示接下来的动作和当前的动作,因此在行驶时、作业时能任意地识别自主行驶作业车辆1的动向,能用眼确认。

产业上的可利用性

本发明能用于利用卫星定位系统使作业车辆在规定的农田等进行作业的建设机械、农用作业车等。

附图标记说明

1:自主行驶作业车辆;

30:控制装置;

30b:灵敏度调节单元;

30m:存储装置;

41:障碍物传感器;

49:显示单元;

112:远程操作装置;

113:显示器。

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