用于利用学习过程检测邻近机器的物体的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于检测邻近机器(10)的区域(38)中的物体的系统(30)，所述系统(30)包括检测传感器(32)、输出装置(34)以及控制器(36)。所述控制器(36)被配置成：在邻近所述机器(10)并且在所述区域(38)内限定障碍区(54)；从所述检测传感器(32)接收检测信号；确定所述检测信号是否指示物体存在于所述障碍区(54)内；以及基于学习障碍检测过程确定所述物体是否指示机器部件(12,22,14)，所述检测信号是否指示所述物体存在于所述障碍区(54)内。学习障碍检测过程被配置成通过将所述检测信号与部件关联的检测数据进行比较来确定所述物体是否指示机器部件(12，22，14)。所述控制器(36)被配置成如果第一物体不指示机器部件(12，22，14)时向输出装置提供报警信号。

System and method for detecting objects in adjacent machines using learning process

The invention provides a system (30) for detecting objects in an area (38) adjacent to a machine (10), comprising a detection sensor (32), an output device (34) and a controller (36). The controller (36) is configured to: define obstacle area (54) in the vicinity of the machine (10) and in the region (38); receive detection signal from the detection sensor (32); determine whether the detection signal indicates that the object exists in the obstacle area (54); and determine whether the object indicates the machine component (12, 22, 14) or not based on the learning disability detection process. Indicates that the object exists in the obstacle area (54). The learning disability detection process is configured to determine whether the object indicates a machine component (12, 22, 14) by comparing the detection data associated with the component with the detection signal. The controller (36) is configured to provide an alarm signal to the output device if the first object does not indicate a machine component (12, 22, 14).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用学习过程检测邻近机器的物体的系统和方法
本公开大体上涉及与机器关联的物体检测系统，且更具体地涉及用于机器的将检测到邻近机器具有已知存在的已知物体过滤掉的物体检测系统。
技术介绍
在各种作业行业中(例如，建筑、材料移动、开采、搬运等)，在工作场地上在机器附近或机器的路径内的物体可能破坏机器的作业操作。而且，如果物体与机器接触，此类物体可能对机器或在工作场地上运行的其它机器造成损坏。另外，不管机器是以手动、自主还是半自主模式操作，所述物体可能中断机器的先前计划的移动路径。因此，物体检测通常用于确保在机器操作的工作场地上在机器附近存在物体对机器的一个或多个机载或远程操作员是已知的。物体检测系统和方法可利用定位于机器附近的各种传感器确定对于给定空间在机器附近存在物体。例如，诸如相机之类的视觉传感器可以提供关于机器的某个视角的馈送，其中操作员可以确定外物的存在。在一些情况下，视觉传感器是不实际的；和/或操作员在工作操作过程中不能注意到此类视觉馈送。因此，其它感测技术和/或装置用于确定物体存在，例如检测传感器、RADAR(无线电检测和测距)传感器、LiDAR(光检测和测距)传感器等。通过利用例如雷达传感器，物体检测系统可扫描邻近机器的给定空间并且如果来自雷达传感器的数据指示在给定空间内存在物体则向操作员提供报警。然而，来自例如雷达传感器的原始数据本身并不描绘在给定空间内检测到的物体是否是附接到机器或以其它方式与机器关联的物体或者机器本身(例如，地面接合装置、机器框架元件、机器工具以及有目的地附接到机器的任何物体)，或者本身并不描绘所述物体是否是外物(外物是在物体检测发生的时间不附接到机器或者另外与机器没有功能关联的任何物体)。在此类情况下，物体检测系统可能给操作员提供假阳性外物指示，原因是数据本身并不指示此类物体不是外来的，而是已知的机器关联的部件。因此，物体检测系统可以过滤掉指示可能导致假阳性检测的如果未被过滤的某些物体的数据。举例来说，美国专利号9,260,059(“使用位置数据的假报警减少”)中描述的物体检测系统利用定位数据与关联各种位置的目标物体的数据库结合，在操作期间过滤掉假阳性物体指示。然而，即使利用过滤，基于例如‘059专利的假报警数据库的过滤，过滤器数据也可能不足以过滤掉与机器关联的所有物体。尤其在作业机器的上下文中，与机器关联的非外物可以频繁地改变，并且很少有两个机器配置包括相同的机器部件，其中这些部件可能落在物体检测传感器的视野中。而且，此类机器相关物体，例如机器工具(例如，刀片、松土器、铲斗等)和机器结构(例如，床、箱、轮胎等)可以被移动到检测区域内的多种位置，并且这些工具的所有位置并非都是可以基于来自通用假检测数据库的信息过滤的。因此，期望有改进的物体检测系统和方法，其中假报警条件可以是针对操作员的具体机器配置(例如，配置，包括但不限于包括与机器结合使用的一个或多个工具、所述工具的位置、附接到机器框架的部件等)可定制的。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，公开了一种用于检测邻近机器的区域中的物体的系统。所述系统可包括与机器可操作地关联的检测传感器、输出装置以及与检测和输出装置可操作地关联的控制器。所述检测传感器可以被配置成如果所述检测传感器在区域内感测到物体，则生成检测信号，并且传输所述检测信号。所述输出装置可以被配置成如果物体存在于邻近机器的区域中，响应于报警信号，向机器的操作员提供报警。所述控制器可以包括处理器和存储器。所述控制器可以被配置成在邻近机器并且在区域内限定障碍区，从所述检测传感器接收检测信号，确定所述检测信号是否指示障碍区内存在物体，并基于学习障碍检测过程确定物体是否指示所述一个或多个机器部件中的机器部件，所述检测信号是否指示障碍区内存在物体。所述学习障碍检测过程可以被配置成通过将检测信号与部件关联的检测数据进行比较来确定物体是否指示机器部件，所述部件关联的检测数据指示在障碍区内检测到一个或多个机器部件中的一个或多个的发生率。所述控制器还可以被配置成在物体不指示一个或多个机器部件的机器部件时将报警信号提供到输出装置。根据本公开的另一方面，公开了一种用于确定物体检测系统的学习障碍检测过程的方法。所述学习物体检测过程可以与机器的一个或多个机器部件关联，并且可以被配置成在邻近机器的区域内使用。所述方法可包括在一段时间内从与所述机器操作地关联的检测传感器接收物体检测信号，所述物体检测信号中的每一个与所述机器的一个或多个部件中的至少一个关联。在所述一段时间内，在所述区域内的可检测物体仅包括所述一个或多个机器部件。所述区域可包括所述一个或多个机器部件所位于的障碍区。所述方法还可以包括在所述一段时间内将所接收的检测信号分类为部件关联的检测信号，并基于所述部件关联的检测信号来确定部件关联的检测数据。所述部件关联的检测数据可指示在所述障碍区内存在一个或多个机器部件中的一个或多个的发生率，且被配置成用于物体检测，其中在机器操作期间，此类物体检测将部件关联的检测数据与输入的检测信号进行比较，以确定由输入的检测信号识别的物体是否指示一个或多个部件中的一个。根据本公开的又一方面，公开了一种机器。所述机器可包括机器框架、附接到框架的一个或多个机器部件、一个或多个地面接合装置、工具、检测传感器、输出装置以及与检测和输出装置可操作地关联的控制器。所述检测传感器可以被配置成如果所述检测传感器在区域内感测到物体，则生成检测信号，并且传输所述检测信号。所述输出装置可以被配置成如果物体存在于邻近机器的区域中，响应于报警信号，向机器的操作员提供报警。所述控制器可以包括处理器和存储器。所述控制器可以被配置成在邻近机器并且在区域内限定障碍区，从所述检测传感器接收检测信号，确定所述检测信号是否指示障碍区内存在物体，并基于学习障碍检测过程确定物体是否指示所述一个或多个机器部件中的机器部件，所述检测信号是否指示障碍区内存在物体。所述部件可以是所述一个或多个地面接合装置、所述一个或多个机器部件、所述工具及其任何组合中的一个。所述学习障碍检测过程可以被配置成通过将检测信号与部件关联的检测数据进行比较来确定物体是否指示机器部件，所述部件关联的检测数据指示在障碍区内检测到一个或多个机器部件中的一个或多个的发生率。所述控制器还可以被配置成在物体不指示机器部件时将报警信号提供到输出装置。结合附图，在下文还将描述本公开的这些和其他方面以及特征。附图说明图1是根据本公开的实施例的用于检测邻近机器的区域中的物体的示例性机器和示例性系统的元件的侧视图。图2是根据本公开和图1的实施例用于检测邻近机器的区域中的物体的示例性系统的示意性框图。图3是根据图1-2和本公开的图1的机器和其关联部件的后部的俯视图，示出了图1-2的系统可以检测物体的邻近机器的区域以及区域内的障碍区。图4是根据图1-3和本公开以虚拟俯视透视图示出的图3的区域和障碍区的虚拟近似，其可以由图1-2的系统的输出装置显示，其中虚拟近似用位于障碍区内的机器的一个或多个部件的位置相对的指示填充。图5是根据图1-2和本公开的图1的机器和其关联部件的后部的俯视图，示出了在外物至少部分地位于障碍区的情形中，图1-2的系统可以检测物体的邻近机器的区域以及区域内的障碍区。图6是根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测邻近机器(10)的区域(38)中的物体的系统(30)，所述机器(10)包括位于所述区域内的一个或多个机器部件(12，22，14)，所述系统包括：检测传感器(32)，所述检测传感器(32)与所述机器(10)操作地关联并且被配置成如果所述检测传感器(32)在所述区域(38)内感测到物体，则生成检测信号，并传输所述检测信号；输出装置(34)，所述输出装置(34)被配置成如果物体存在于邻近所述机器(10)的区域(38)中，响应于报警信号，向所述机器(10)的操作员(56)提供报警；以及控制器(36)，所述控制器(36)与所述检测传感器和输出装置(34)操作地关联，所述控制器(36)包括处理器(40)和存储器(42，44)，所述控制器(36)被配置成：在邻近所述机器(10)并在所述区域(38)内限定障碍区(54)，从所述检测传感器(32)接收所述检测信号，确定所述检测信号是否指示所述障碍区(54)内存在物体，确定所述物体是否指示所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的机器部件(12，22，14)，如果所述检测信号指示所述物体存在于所述障碍区(54)内，则基于学习障碍检测过程，所述学习障碍检测过程被配置成通过将所述检测信号与部件关联的检测数据进行比较来确定所述物体是否指示所述机器部件(12，22，14)，所述部件关联的检测数据指示在所述障碍区(54)内检测到所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的一个或多个的发生率，以及如果所述物体不指示所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的所述机器部件，则向所述输出装置(34)提供所述报警信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 US 15/2654991.一种用于检测邻近机器(10)的区域(38)中的物体的系统(30)，所述机器(10)包括位于所述区域内的一个或多个机器部件(12，22，14)，所述系统包括：检测传感器(32)，所述检测传感器(32)与所述机器(10)操作地关联并且被配置成如果所述检测传感器(32)在所述区域(38)内感测到物体，则生成检测信号，并传输所述检测信号；输出装置(34)，所述输出装置(34)被配置成如果物体存在于邻近所述机器(10)的区域(38)中，响应于报警信号，向所述机器(10)的操作员(56)提供报警；以及控制器(36)，所述控制器(36)与所述检测传感器和输出装置(34)操作地关联，所述控制器(36)包括处理器(40)和存储器(42，44)，所述控制器(36)被配置成：在邻近所述机器(10)并在所述区域(38)内限定障碍区(54)，从所述检测传感器(32)接收所述检测信号，确定所述检测信号是否指示所述障碍区(54)内存在物体，确定所述物体是否指示所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的机器部件(12，22，14)，如果所述检测信号指示所述物体存在于所述障碍区(54)内，则基于学习障碍检测过程，所述学习障碍检测过程被配置成通过将所述检测信号与部件关联的检测数据进行比较来确定所述物体是否指示所述机器部件(12，22，14)，所述部件关联的检测数据指示在所述障碍区(54)内检测到所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的一个或多个的发生率，以及如果所述物体不指示所述一个或多个机器部件(12，22，14)中的所述机器部件，则向所述输出装置(34)提供所述报警信号。2.根据权利要求1所述的系统(30)，其中，所述控制器(36)还被配置成：确定所述部件关联的检测数据，以及将所述部件关联的检测数据存储在所述存储器(42，44)上。3.根据权利要求2所述的系统(30)，其中，所述控制器(36)还被配置成：在一段时间内，从所述检测传感器(32)接收所述检测信号，在所述一段时间内，在所述障碍区(54)内可检测的物体仅包括所述一个或多个机器部件(12，22，14)，以及将在所述一段时间内接收的检测信号分类为组件关联的检测信号，并且其中，在确定所述部件关联的检测数据时，所述控制器(36)基于所述部件关联的检测信号来确定所述部件关联的检测数据。4.根据权利要求3所述的系统(30)，其中，所述输出装置(34)包括与所述控制器(36)操作地关联的视觉显示器(50)，所述视觉显示器(50)被配置成响应于来自所述控制器(36)的指令显示所述障碍区(54)的虚拟近似(60)，其中，所述障碍区(54)的所述虚拟近似(60)内的空间基于所述部件关联的检测数据用位于所述障碍区(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·库克，J·马莱，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US