特許 5667594 障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5667594

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/87 20060101AFI20150122BHJP

   G01S 13/93 20060101ALI20150122BHJP

   G01S 13/86 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/87

   G01S13/93 Z

   G01S13/86

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-59399(P2012-59399)

(22)【出願日】2012年3月15日

(65)【公開番号】特開2013-195084(P2013-195084A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2012年10月24日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】栗原 毅

(72)【発明者】

【氏名】坪根 大

(72)【発明者】

【氏名】町田 正臣

(72)【発明者】

【氏名】中西 幸宏

(72)【発明者】

【氏名】田貫 富和

(72)【発明者】

【氏名】光田 慎治

(72)【発明者】

【氏名】原田 茂

(72)【発明者】

【氏名】増谷 栄伸

【審査官】 神谷 健一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２５９３９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０３−０１４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７２９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０４５０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３７９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５３８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２５９４００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−２５８３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０４６３８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０３８０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３００７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４５２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Todd RUFF，Evaluation of a radar-based proximity warning system for off-highway dump trucks，Accident Analysis and Prevention，Elsevier Ltd.，２００６年 １月，Volume 38, Issue 1，pp. 92-98

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ ２１／００−２１／１３

Ｂ６０Ｒ ２１／３４−２１／３８

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、
車両前部のロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ、少なくとも照射ビームが前輪に交差する俯角をもつ後方照射側方レーダと、
前記ロアデッキの側部で側方に向けて取り付けられる側方照射側方レーダと、
を備え、
前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、前記後方照射側方レーダの水平前方検出限界線と前記側方照射側方レーダの水平後方検出限界線とで定められる検出範囲が重複し、かつ、前記後方照射側方レーダの水平後方検出限界線が車両中心面側に向けられ、前記後方照射側方レーダの照射領域には前記水平後方検出限界線と前記ダンプトラックの前輪および後輪の各外側側面を結ぶ面とで挟まれた車両内部を示す予め設定された車両領域を含んで車両の側方の障害物を検出し、
前記障害物検出機構を構成する障害物処理部は、前記後方照射側方レーダによって検出される前記車両領域の情報を障害物検出情報から除外することを特徴とする障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項2】

前記後方照射側方レーダの水平検出範囲は８０度以上であり、水平方向の照射中心軸と前記車両中心面との角度は４５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項3】

前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、ベッセルの下方に設置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項4】

前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、前記車両中心面を基準としてキャブの対向する側へ設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項5】

車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、
リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して左右に配置された複数のレーダであって、各レーダは、それぞれ水平方向の照射中心軸が交差し、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置された後方レーダと、
車両前部のロアデッキの前方側に、車両中心面に対して左右に配置された複数のレーダであって、各レーダは、それぞれ水平方向の照射中心軸が交差し、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置された前方レーダと、
前記ロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ、水平後方検出限界線が車両中心面側に向けられ、垂直方向の照射中心面が少なくとも前輪に交差する俯角をもち、照射領域には前記水平後方検出限界線と前記ダンプトラックの前輪および後輪の各外側側面を結ぶ面とで挟まれた車両内部を示す予め設定された車両領域を含む、左右に配置された後方照射側方レーダと、
前記ロアデッキの側部で側方に向けて取り付けられ、水平検出範囲が前記後方照射側方レーダの水平前方検出限界線を含むように配置された左右の側方照射側方レーダと、
を備え、
前記障害物検出機構を構成する障害物処理部は、前記後方照射側方レーダによって検出される前記車両領域の情報を障害物検出情報から除外して、車両全周の障害物を検出することを特徴とする障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項6】

前記後方照射側方レーダによるレーダ検出データに対し、前記レーダ検出データが所定の大きさを示す有効検出範囲を有し、かつ、所定反射信号強度を有する場合に、前記レーダ検出データを有効データとし、さらに前記有効データの中に、前記車両領域の情報がある場合、前記車両領域の情報を障害物検出情報から除外することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の障害物検出機構付きダンプトラック。

【請求項7】

車両前部のロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ車両側方の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法であって、
照射ビームが前輪に交差する俯角をもち、照射領域が車両中心側の水平後方検出限界線と前記ダンプトラックの前輪および後輪の各外側側面を結ぶ面とで挟まれた車両内部を示す予め設定された車両領域を含む後方照射側方レーダが障害物情報を検出する工程と、
前記車両領域内の障害物情報を除外する工程と、
を含むことを特徴とする障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山作業などに用いられるダンプトラックは、一般的なトラックやバスに比べて格段に大きな車幅（たとえば９ｍ程度）と車高（たとえば７ｍ程度）を有している。そして、運転者が居るキャブは、車両前部のアッパデッキ上の左側の位置に設けられているため、運転者からは、右方向の確認が困難な場合がある。

【0003】

このため、ダンプトラックでは、車両の周辺監視を行うために、車両周辺に複数のカメラを設置し、これらのカメラを用いて取得した画像をもとに周辺監視を行っている。また、車両周辺に複数のレーダを設置し、これらのレーダを用いて取得したデータをもとに、車両周囲の障害物検出を行っている（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／０２５９３９９号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２００９／０２５９４００号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のダンプトラックでは、車両側方の障害物を検出するレーダが車両前部側のアッパデッキに配置され、かつ照射方向が側方外側に向いており、特にダンプトラックの側方後方領域の障害物を検出することができない。

【0006】

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダンプトラックの側方後方領域を含めた車両側方の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックおよびその障害物検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、車両前部のロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ、少なくとも照射ビームが前輪に交差する俯角をもつ後方照射側方レーダと、前記ロアデッキの側部で側方に向けて取り付けられる側方照射側方レーダと、を備え、前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、前記後方照射側方レーダの水平前方検出限界線と前記側方照射側方レーダの水平後方検出限界線とが重複し、かつ、前記後方照射側方レーダの水平後方検出限界線が車両中心面側に向けられ、車両の側方の障害物を検出することを特徴とする。

【0008】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記後方照射側方レーダの水平検出範囲は８０度以上であり、水平方向の照射中心軸と前記車両中心面との角度は４５度以下であることを特徴とする。

【0009】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記障害物検出機能を有する障害物処理部は、前記後方照射側方レーダによって検出される車両領域の情報を障害物検出情報から除外することを特徴とする。

【0010】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、ベッセルの下方に設置されてなることを特徴とする。

【0011】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、上記の発明において、前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、前記車両中心面を基準としてキャブの対向する側へ設けられたことを特徴とする。

【0012】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックは、車両周囲に設けた複数のレーダを用いて車両周囲の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックであって、リアアクスルケースの後方側、かつ、リアサスペンションシリンダとの接合部間に、車両中心面に対して左右に配置された複数のレーダであって、各レーダは、それぞれ水平方向の照射中心軸が交差し、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置された後方レーダと、車両前部のロアデッキの前方側に、車両中心面に対して左右に配置された複数のレーダであって、各レーダは、それぞれ水平方向の照射中心軸が交差し、垂直方向の照射中心軸が所定の俯角を持つように配置された前方レーダと、前記ロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ、水平後方検出限界線が車両中心面側に向けられ、垂直方向の照射中心面が少なくとも前輪に交差する俯角をもつ、左右に配置された後方照射側方レーダと、前記ロアデッキの側部で側方に向けて取り付けられ、水平検出範囲が前記後方照射側方レーダの水平前方検出限界線を含むように配置された左右の側方照射側方レーダと、を備え、車両全周の障害物を検出することを特徴とする。

【0013】

また、この発明にかかる障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法は、車両前部のロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ車両側方の障害物を検出することができる障害物検出機構付きダンプトラックの障害物検出方法であって、照射ビームが前輪に交差する俯角をもつ後方照射側方レーダが障害物情報を検出する工程と、前記車両自体を示す予め設定された車両領域内の障害物情報を除外する工程と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、車両前部のロアデッキからアッパデッキに向けて延伸するフロントフェンダーから側方に張り出した位置で後方に向けて取り付けられ、少なくとも照射ビームが前輪に交差する俯角をもつ後方照射側方レーダと、前記ロアデッキの側部で側方に向けて取り付けられる側方照射側方レーダと、を備え、前記後方照射側方レーダおよび前記側方照射側方レーダは、前記後方照射側方レーダの水平前方検出限界線と前記側方照射側方レーダの水平後方検出限界線とが重複し、かつ、前記後方照射側方レーダの水平後方検出限界線が車両中心面側に向けられ、車両の側方の障害物を検出するようにしているので、ベッセル側方領域を含めた車両側方の障害物を検出することができ、結果的に車両全周囲の障害物を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、この発明の実施の形態であるダンプトラックの概要構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、運転席の内部構成を示す図である。

【図3】図３は、周辺監視装置の構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、ダンプトラックに設けられる各カメラの配置位置を示す図である。

【図5】図５は、各カメラの撮像範囲を示す図である。

【図6】図６は、ダンプトラックに設けられる各レーダの配置位置を示す図である。

【図7】図７は、各レーダの検出範囲を示す図である。

【図8】図８は、車両の前方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。

【図9】図９は、車両の左側方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。

【図10】図１０は、車両の右側方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。

【図11】図１１は、車両の後方を検出するレーダの具体的な配置を示す図である。

【図12】図１２は、車両の左側面とレーダの照射状態を示す図である。

【図13】図１３は、車両の後方とレーダの照射状態を示す図である。

【図14】図１４は、レーダの検出データに基づいた障害物検出処理手順を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、レーダを保護する保護部材の一例を示す斜視図である。

【図16】図１６は、レーダを保護する保護部材の他の一例を示す側面図である。

【図17】図１７は、車両の後方を検出するレーダの他の配置例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」とは、キャブの正面に向かった方向を基準とする方向の「前」と定義し、対向する方向を「後」とする。「左」、「右」は後述する車両中心面Ｃを基準とし、「前」方向に向かった時を基準とする各方向を意味する。

【0017】

［全体構成］
図１は、この発明の実施の形態であるダンプトラックの概要構成を示す斜視図である。図１に示すように、ダンプトラック１は、鉱山作業などに用いられる作業用の超大型車両であって、９ｍを超える車幅を有する。このダンプトラック１の大きさは、図１に示したピックアップトラック３００と比較することによって理解しやすい。ダンプトラック１は、主として、車体フレーム２、キャブ３、左右一対の前輪５および左右各々が２輪１組となり左右一対をなす後輪６、給電用のパンタグラフを設置するベース７、および周辺監視装置１０（図３参照）を有する。

【0018】

車体フレーム２は、ディーゼルエンジンやトランスミッション等の動力機構や、その他の補機類を支持する。また、車体フレーム２は、前部で左右一対の前輪５を支持し、車両後部で左右一対の後輪６を支持する。車体フレーム２は、前部で、地面に近い側に設けられたロアデッキ２Ａと、ロアデッキ２Ａの上方に設けられたアッパデッキ２Ｂを有する。

【0019】

ロアデッキ２Ａと地面との間には、乗降用の可動式のラダー２Ｃが側方に一対設けられている。ロアデッキ２Ａとアッパデッキ２Ｂとの間には、ロアデッキ２Ａとアッパデッキ２Ｂとの間を行き来するための斜めのラダー２Ｄが設けられている。また、前輪５近傍には、ロアデッキ２Ａからアッパデッキ２Ｂに延伸するフロントフェンダー２Ｅが配置される。

【0020】

キャブ３は、アッパデッキ２Ｂ上の左側に配置される。図２に示すように、キャブ３は、４本の支柱３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって転倒時保護構造を形成している。キャブ３内には、運転席３１、ダッシュカバー３３、無線装置３４、ラジオ受信機３５、リターダ３６、シフトレバー３７、コントローラ１００（図３参照）、モニタ５０、アクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられる。

【0021】

ベッセル４は、砕石等の重量物を積載するための荷台であり、後方底部で回動軸を介して車体フレーム２の後端部に回動自在に連結される。油圧シリンダ等のアクチュエータによって、回動軸を基準としてベッセル４を回動しベッセル４前部を上昇して積載物を排出する起立姿勢と、図１に示したように、前部がキャブ３の上部に位置する積載姿勢との範囲で回動させることができる。

【0022】

［周辺監視装置の構成］
図３に示すように、周辺監視装置１０は、ダンプトラック１の周囲に配置された６台のカメラ１１〜１６、ダンプトラック１の周囲に配置された８台のレーダ２１〜２８、モニタ５０と、コントローラ１００を有する。

【0023】

コントローラ１００は、カメラ１１〜１６を用いて、ダンプトラック１周囲に存在する自動車等の大きさの障害物の有無を俯瞰画像によって表示して運転者が監視可能とし、レーダ２１〜２８を用いて障害物の存在を運転者に警告可能とする。図３に示すように、コントローラ１００は、俯瞰画像合成部１１０、カメラ画像切替・視点変換部１２０、表示制御部１３０、モニタ画像生成部１４０、障害物情報収集部２１０、障害物処理部２２０を有する。

【0024】

俯瞰画像合成部１１０は、カメラ１１〜１６に接続され、各カメラ１１〜１６が取得した画像データを受信する。俯瞰画像合成部１１０は、受信した複数の画像データに対応した画像を合成し、ダンプトラック１の全周囲を含む俯瞰画像を生成する。具体的には、俯瞰画像合成部１１０は、複数の画像データをそれぞれ座標変換することによって、複数の画像を所定の投影面上に投影させた俯瞰画像を示す俯瞰画像データを生成する。

【0025】

カメラ画像切替・視点変換部１２０は、カメラ１１〜１６に接続され、レーダ２１〜２８による障害物の検出結果等から、俯瞰画像とともにモニタ５０の画面上に表示される各カメラ１１〜１６による撮像画像を切り替える。また、カメラ画像切替・視点変換部１２０は、各カメラ１１〜１６によって取得された撮像画像を、ダンプトラック上方位置の無限遠からの視点の画像に変換する。

【0026】

表示制御部１３０は、カメラ画像切替・視点変換部１２０、モニタ画像生成部１４０、および障害物処理部２２０に接続される。表示制御部１３０は、各カメラ１１〜１６によって取得された画像を合成する。俯瞰画像合成部１１０で形成される俯瞰画像中にレーダ２１〜２８によって取得した障害物の位置情報を合成して表示させるための障害物位置データを、カメラ画像切替・視点変換部１２０、およびモニタ画像生成部１４０に送出する。

【0027】

モニタ画像生成部１４０は、俯瞰画像合成部１１０、カメラ画像切替・視点変換部１２０、および表示制御部１３０に接続される。モニタ画像生成部１４０は、カメラ１１〜１６およびレーダ２１〜２８によって取得されたダンプトラックの全周囲の画像データと障害物位置データとをもとに、俯瞰画像上に障害物の位置を含む画像を生成し、モニタ５０に送出する。モニタ５０は障害物を表示領域に表示する事により、運転者が障害物の存在を認識する事が可能となる。

【0028】

障害物情報収集部２１０は、レーダ２１〜２８と障害物処理部２２０とに接続される。障害物情報収集部２１０は、レーダ２１〜２８がそれぞれ検出した障害物検出結果を受信し、障害物処理部２２０に送る。

【0029】

障害物処理部２２０は、障害物情報収集部２１０と表示制御部１３０とに接続される。障害物処理部２２０は、障害物情報収集部２１０から受信した障害物の位置情報を、設定に応じて位置情報を除外する処理を行い、除外した処理後の位置情報を表示制御部１３０に送る。

【0030】

［カメラの構成と配置］
各カメラ１１〜１６は、図４に示すように、ダンプトラック１の周囲３６０度の範囲の画像を取得するために、ダンプトラック１の外周部分にそれぞれ取り付けられる。各カメラ１１〜１６は、左右（水平）方向に１２０度、高さ（垂直）方向に９６度の視野範囲を有する。

【0031】

カメラ１１は、車両の前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、斜めのラダー２Ｄの最上段の踊り場部分の下部に配置される。カメラ１１は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両前方に向かって固定される。カメラ１１の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の前方に広がる撮像範囲１１Ｃである。

【0032】

カメラ１２は、車両の右斜め側方前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、アッパデッキ２Ｂの前側面右端部付近に配置される。カメラ１２は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両右斜め前方に向かって固定される。カメラ１２の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の右斜め前方に広がる撮像範囲１２Ｃである。

【0033】

カメラ１３は、車両の左斜め側方前方を撮像するカメラであり、図４に示すように、カメラ１２と左右対称位置、すなわち、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両の左斜め前方に向かって固定される。カメラ１３の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の左斜め前方に広がる撮像範囲１３Ｃである。

【0034】

カメラ１４は、車両の右斜め側方後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、アッパデッキ２Ｂの右側面前端部付近に配置される。カメラ１４は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両右斜め後方に向かって固定される。カメラ１４の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の右斜め後方に広がる撮像範囲１４Ｃである。

【0035】

カメラ１５は、車両の左斜め側方後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、カメラ１４を車両中心面Ｃを基準に左右対称位置に配置される。カメラ１５は、アッパデッキ２Ｂに取り付けられたブラケットを介して車両左斜め後方に向かって配置される。カメラ１５の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の左斜め後方に広がる撮像範囲１５Ｃである。

【0036】

カメラ１６は、車両の後方を撮像するカメラであり、図４に示すように、車体フレーム２の後端であって、２つの後輪６を連結するリアアクスルの上方、かつ、ベッセル４の回動軸近傍に配置されており、クロスメンバーに取り付けられたブラケットを介して車両後方に向かって固定される。カメラ１６の撮像範囲は、図５に示す地面基準の撮像エリアでは、車両の後方に広がる撮像範囲１６Ｃである。

【0037】

これらカメラ１１〜１６を用いることによって、図５の中央図に示すように、ダンプトラック１の全周囲の画像を取得することができる。なお、各カメラ１１〜１６は、それぞれ撮像した画像をコントローラ１００に送る。

【0038】

また、カメラ１１〜１６は、車体フレームの高い位置にあるアッパデッキ２Ｂおよびクロスメンバーに設けている。このため、各カメラ１１〜１６によって上方から地面を見下ろすような撮像画像を得ることができ、地面に存在する障害物を広範囲に撮像することができる。また、俯瞰画像を形成する際に視点変換を行った場合でも、上方から撮像した画像を用いているため、立体物の変形の度合を抑制することができる。

【0039】

［レーダの構成と配置］
レーダ２１〜２８は、方位（水平）方向８０度（±４０度）、上下（垂直）方向１６度（±８度）の検出角度を有し、検出距離が最大１５ｍ以上のＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域）レーダである。設置されるレーダ２１〜２８により、ダンプトラック１の全周囲に存在する障害物の相対位置を検出する。各レーダ２１〜２８は、ダンプトラック１の外周部分に配置される。なお、各レーダ２１〜２８の方位（水平）方向の検出角度は、８０度（±４０度）としているが、これ以上の検出角度を有していてもよい。

【0040】

レーダ２１，２２は、図６およびダンプトラック１の前方視の図８を参照して説明する。レーダ２１，２２は、主に車両の前方を撮像するカメラ１１が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置する地上から１ｍ程度の高さになるロアデッキ２Ａ上及びラダー２Ｄの下方に設けられる。レーダ２１，２２は、それぞれブラケットＢ２１，Ｂ２２を介して車両中心面Ｃに対して左右対称に取り付けられる。レーダ２１は、前方斜め左方向に向けられて配置され、レーダ２２は、前方斜め右方向に向けられて配置される。具体的には、図７に示すように、レーダ２１の水平方向の照射中心軸Ｃ２１は、車両中心面Ｃの進行方向の軸に対して車両の左側に４５度傾けられ、レーダ２２の水平方向の照射中心軸Ｃ２２は、車両中心面Ｃの進行方向の軸に対して車両の右側に４５度傾けられ、各照射中心軸Ｃ２１，Ｃ２２は交差する。また、レーダ２１，２２の垂直方向の各照射中心軸は、約５度の俯角をもつ。これによって、車両の前端部から前方の領域の障害物を全て検出することができる。

【0041】

レーダ２８および車両中心面Ｃの対称の位置にあるレーダ２３を、図６、ダンプトラック１の左側から側方視となる図９、およびダンプトラック１の右側からの側方視となる図１０を参照して説明する。レーダ２８は、主に車両の左側側方を撮像するカメラ１３，１５が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａの左側端部、ラダー２Ｃ上端部近傍に設けられる。レーダ２８は、ロアデッキ２ＢにブラケットＢ２８を介し取り付けられ、車両左側側方外側に向けて配置される。

【0042】

レーダ２３は、ダンプトラック１の左側からの側方視において設置されレーダ２８とは車両中心面Ｃを基準に左右対称位置にある。レーダ２３は、主に車両の右側側方を撮像するカメラ１２，１４が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａの右側端部、車両右側方に設けられたラダー２Ｃに設けられる。レーダ２３は、ロアデッキ２ＢにブラケットＢ２８と車両中心面Ｃに対し左右対称に設けられるブラケットＢ２３を介し取り付けられ、車両右側側方外側に向けて配置される。

【0043】

レーダ２３、２８の具体的な取付を図７に示す。レーダ２３の水平方向の照射中心軸Ｃ２３は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に７０度傾けられ、レーダ２８の水平方向の照射中心軸Ｃ２８は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に７０度傾けられる。また、レーダ２３，２８の垂直方向の各照射中心軸は、約５度の俯角をもつ。

【0044】

レーダ２３，２８により、ダンプトラック１の側方、特に前輪５，後輪６の前方側の障害物の検出を可能とする。また、レーダ２３，２８は、ベッセル４及びアッパデッキ２Ｂの下方に位置し、積載時にベッセル４から飛び出す飛石等の影響を受けない。

【0045】

レーダ２７および車両中心面Ｃの対称の位置にあるレーダ２４を、図６、ダンプトラック１の左側から側方視となる図９、およびダンプトラック１の右側からの側方視となる図１０を参照して説明する。レーダ２７は、主に車両の左側側方を撮像するカメラ１３，１５が備えられるアッパデッキ２Ｂより下方に位置するロアデッキ２Ａに向けて延伸する車両左側のフロントフェンダー２Ｅから側方に張り出した位置に設けられたエアークリーナ６２の側端部に配置される。レーダ２７は、フロントフェンダー２ＥにブラケットＢ２７を介し、後方に向けて取り付けられる。レーダ２７の高さは、地上から２．５ｍ程度である。

【0046】

レーダ２４は、ダンプトラック１の左側からの側方視において設置されレーダ２７とは車両中心面Ｃを基準に左右対称位置にある。レーダ２４は、主に車両の右側側方を撮像するカメラ１２，１４が備えられるアッパデッキ２Ｂの下方に位置するロアデッキ２Ａに向けて延伸する車両右側のフロントフェンダー２Ｅから右側側方に張り出した位置に設けられたエアークリーナ６２の側端部に配置させる。レーダ２４は、フロントフェンダー２ＥにブラケットＢ２４を介し、後方に向けて取り付けられる。

【0047】

レーダ２４、２７の具体的な取付を図７に示す。レーダ２４の水平方向の照射中心軸Ｃ２４は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に３０度傾けられ、レーダ２７の水平方向の照射中心軸Ｃ２７は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に３０度傾けられる。なお、これらの角度は、３０度に限らず、４５度以下であればよい。すなわち、水平検出範囲の後方側限界線Ｌ２４，Ｌ２７が車両中心面Ｃ側に向けられ、照射領域には前輪５および後輪６を含めた車両領域Ｅ１を形成する角度になればよい。この照射中心軸Ｃ２４，Ｃ２７は、前輪５に交差し、後輪６の接地部分に指向されることが好ましい。また、レーダ２４，２７の垂直方向の各照射中心軸は、約１５度の俯角をもつ。

【0048】

レーダ２４，２７により、ダンプトラック１の側方で前輪５及び後輪６の中心軸線の後方に該当し、特にベッセル側方全域に該当する側方後方領域の障害物の検出を可能とする。また、各レーダ２４，２７は、ベッセル４及びアッパデッキ２Ｂの下方に位置し、積載時にベッセル４から飛び出す飛石等の影響を受けない。

【0049】

図７に示すように、レーダ２３，２４の水平方向の側方検出範囲およびレーダ２７，２８の水平方向の側方検出範囲はそれぞれ重複部分を有し、レーダ２３，２４，２７，２８によって、車両前端から後端までの間の両側方の領域の障害物を検出することができる。また、キャブ３が設置される車両左側の対称位置となる車両右側に配置されるレーダ２３、２４により、キャブ３からの視認の困難になる車両右側方向の障害物を検出することが可能になる。

【0050】

レーダ２５，２６を、図６およびダンプトラック１の後方視となる図１１を参照して説明する。レーダ２５，２６は、地上から２ｍ程度の高さになり、ベッセル４のカメラ１６が設置されたクロスメンバー７０よりも下方に位置する後輪６の駆動軸のリアアクスル７１のケース後方側に配置される。レーダ２５，２６は、それぞれブラケットＢ２５，Ｂ２６を介して車両中心面Ｃに対して左右対称に取り付けられる。また、レーダ２５，２６は、リアサスペンションシリンダ７２の接合部７３間に設けられる。レーダ２５は、後方斜め右方向に向けられて配置され、レーダ２６は、後方斜め左方向に向けられて配置される。

【0051】

図７に示すように、レーダ２５の水平方向の照射中心軸Ｃ２５は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の右側に４５度傾けられ、レーダ２６の水平方向の照射中心軸Ｃ２６は、車両中心面Ｃの後退方向の軸に対して車両の左側に４５度傾けられ、各照射中心軸Ｃ２５，Ｃ２６はベッセル４の下方にて車両中心面Ｃ上で交差する。また、レーダ２５，２６の垂直方向の各照射中心軸は、俯角方向に０〜１０度、この実施の形態では約５度の俯角をもつ。

【0052】

各レーダ２５，２６は、車両中心面Ｃに対し左右対称に取り付けられ各照射中心軸が交差する様に設置されているため、車両の後端部から後方の領域の障害物を全て検出することができる。特に、レーダ２５，２６は、クロスメンバー７０より低い位置となるリアアクスル７１のケースに小さい俯角をもって配置される。図１２および図１３に示すように、車両の低い位置に小さい俯角をもって設置されたレーダ２５，２６により車両の遠方およびベッセル４の後方に隠れた障害物を同時に検出することができる。なお、レーダ２５の水平方向の照射中心軸Ｃ２５とレーダ２６の水平方向の照射中心軸Ｃ２６とは、車両中心面Ｃに対して４５度としたが、４５度以下であればよく、例えば３０度であってもよい。この値は、レーダ２５，２６の車輪６後端に対する後方への張り出し具合によって決定すればよい。

【0053】

車両の各々の方向の障害物を検出するレーダ２１〜２８は、俯瞰画像を生成するため車両各々の方向を撮像する各カメラ１１〜１６より低い位置の部材に取り付けられる。垂直方向に小さい角度を有するレーダを用いても、カメラより低い位置にレーダを設置する事によりカメラが撮像し生成した俯瞰画像においても、レーダで検出した障害物情報を俯瞰画像中へ表示する事が可能になる。

【0054】

［レーダ２１〜２８の検出データに基づく障害物検出処理］
ここで、図１４に示したフローチャートを参照して、レーダ２１〜２８の検出データに基づいた障害物検出処理手順について説明する。まず、障害物処理部２２０は、各レーダ２１〜２８ごとの所定走査数のレーダ検出データを障害物情報収集部２１０から入力する（ステップＳ１０１）。その後、このレーダ検出データに対して、基本フィルタを用いて有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この基本フィルタ（前処理フィルタ）は、例えばレーダ検出範囲（有効走査角および有効距離）内で、自動車程度の大きさを示す有効検出範囲を有し、かつ、最低限の所定反射信号強度を有するものを有効データとして出力する。

【0055】

基本フィルタによる有効データがある場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、さらに、この有効データの中から、センサ別フィルタが有効とする有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。このセンサ別フィルタは、各レーダ２１〜２８の仕様に基づいたフィルタ処理を行うものであり、レーダ検出範囲をレーダ検出能力に対応していくつかの領域に区分し、各領域ごとの条件を満足するデータを有効データとして出力する。反射信号は、遠い領域では強度が小さくなり、近い領域では、時間分解能が悪くなり、走査角によっても検出能力が異なる場合があるからである。

【0056】

センサ別フィルタが有効とする有効データがある場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、さらに、この有効データの中から、領域フィルタが有効とする有効データがあるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。領域フィルタは、センサ別フィルタが有効と判断した有効データの中に、車両内部を示す予め設定された車両領域がある場合に、この車両領域内の有効データを削除する。

【0057】

領域フィルタが有効とする有効データがある場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、この有効データを位置情報として表示制御部１３０に出力する（ステップＳ１０５）。その後、コントローラ１００内で本処理の終了指示があるか否かを判断し（ステップＳ１０６）、終了指示があった場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。なお、基本フィルタによる有効データがない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、センサ別フィルタが有効とする有効データがない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、領域フィルタが有効とする有効データがない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、および終了指示がない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）には、ステップＳ１０１に移行し、上述した処理を繰り返す。

【0058】

上述したように、障害物処理部２２０は、領域フィルタによって車両領域内の有効データを削除するようにしている。例えば、レーダ２４，２７で検出された障害物情報のうち、図７に示した車両領域Ｅ１の障害物情報は有効データでないとして領域フィルタによって削除される。この結果、車両領域Ｅ１の障害物情報は、表示制御部１３０およびモニタ画像生成部１４０を介してモニタ５０に送出されないため、この車両領域Ｅ１の障害物情報は、モニタ５０の表示画面上に表示されない。

【0059】

また、各レーダ２５，２６は、車両中心面Ｃに交差する様に角度を設けて設置するが、角度によってはリアサスペンションシリンダ７２を検出してしまう。このリアサスペンションシリンダ７２を車両領域として予め設定しておくことによって、障害物処理部２２０の領域フィルタは、この車両領域の障害物情報を削除するため、このリアサスペンションシリンダ７２は、モニタ５０の表示画面上に表示されない。

【0060】

なお、レーダ２１〜２８で取得されたレーダ検出データは、地面の情報を含む場合がある。そこで、障害物処理部２２０は、車両の設置面以下の領域を車両領域と同様の削除領域として予め設定し、領域フィルタによって、わだち等を考慮した所定高さ以下となる地面のレーダ検出データを削除することが好ましい。

【0061】

このようなレーダ２１〜２８を用いることによって、車両の全周囲の障害物を検出することができる。特に、従来検出することができなかった、ベッセル側方領域の障害物を検出することができるとともに、ベッセル後端部より後方の領域の障害物を検出することができる。

【0062】

なお、各レーダ２１〜２８は、図１５および図１６に示したレーダ２５のように、レーダ本体８１の周囲を囲むフードである保護部材８３を設けている。この保護部材８３は、ケーブル８２を引き出す部分が切り欠きとなっている。この保護部材８３を設けることによって、レーダの照射部への泥除けを行うことができ、レーダの検出機能を維持できる。また、保護部材８３によって、石跳ねなどによるレーダの破損防止を図ることができる。

【0063】

さらに、保護部材８３によって囲まれた空間の開口部、すなわち照射側の開口部を覆う保護部材８４を設けるようにしてもよい。この保護部材８４は、前面保護を行うものであり、強度を有することはもちろんであるが、レーダ信号が透過する部材であることが必要である。また、透明部材であることが好ましい。透明であると、レーダ本体８１表面での結露などを目視確認できるからである。この保護部材８４は、たとえば、ポリカーボネートによって形成される。

【0064】

なお、後方の障害物を検出する一対のレーダ２５，２６を配置したが、これに限らず、たとえば、１８０度に近い、水平方向に広角なレーダ８０を用いる場合、図１７に示すように、リアアクスル７１の中央であって、リアサスペンションシリンダの接合部間に１つ設置するようにしてもよい。この場合垂直方向に小さい角度を有するレーダを用いても、車両の低い位置にレーダを設置する事により車両遠方の障害物を検出する事が可能になる。また、この実施の形態では左右一対のレーダを記載しているが、障害物検出を可能とするための配置とすれば、レーダの配置は左右一対でなくてもよい。

【0065】

また、上述したダンプトラックは、無線管理される無人ダンプトラック運行システムにおけるダンプトラックにも適用される。この場合、レーダ２１〜２８によって障害物を検出した場合、緊急停止などによって衝突防止の制御を行う。

【符号の説明】

【0066】

１ ダンプトラック
２ 車体フレーム
２Ａ ロアデッキ
２Ｂ アッパデッキ
２Ｃ，２Ｄ ラダー
２Ｅ フロントフェンダー
３ キャブ
３ａ〜３ｄ 支柱
４ ベッセル
５ 前輪
６ 後輪
７ ベース
１０ 周辺監視装置
１１〜１６ カメラ
２１〜２８，８０ レーダ
３１ 運転席
３３ ダッシュカバー
３４ 無線装置
３５ ラジオ受信機
３６ リターダ
３７ シフトレバー
５０ モニタ
６２ エアークリーナ
７０ クロスメンバー
７１ リアアクスル
７２ リアサスペンションシリンダ
７３ 接合部
１００ コントローラ
１１０ 俯瞰画像合成部
１２０ カメラ画像切替・視点変換部
１３０ 表示制御部
１４０ モニタ画像生成部
２１０ 障害物情報収集部
２２０ 障害物処理部
３００ ピックアップトラック
Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２５，Ｂ２６，Ｂ２７，Ｂ２８ ブラケット
Ｃ 車両中心面
Ｃ２１〜Ｃ２８ 照射中心軸
Ｅ１ 車両領域
Ｌ２４，Ｌ２７ 後方側限界線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】