JP2002074436A

JP2002074436A - 作業車両の管理システム

Info

Publication number: JP2002074436A
Application number: JP2000263377A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Ikeuchi; 伸明池内; Tomoaki Watabe; 智明渡部; Masanori Shinoda; 正憲篠田
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、無人で作業する車両では、１つの作業
場を作業することを目的としており、複数の車両で複数
の作業場を作業する車両の管理システムは無かった。こ
のため、車両のトラブルや想定外の作業状態が発生した
ときには全体的な車両の性能が発揮できないという課題
が有った。【解決手段】複数のトラクタ…との通信装置を備えた
ホスト制御部Ｈに、少なくとも各トラクタの作業速を記
憶するデータベースＤ１と、圃場の面積を記憶するデー
タベースＤ２を備え、これらデータベースに基づいて前
記複数のトラクタで複数の圃場を作業する場合のシミュ
レーションを行う演算部を備えると共に、前記トラクタ
の作業開始後は、前記シミュレーション結果を前記トラ
クタの作業状況に応じて適宜修正する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、農業用、建築用
の作業車両や、レジャー施設等を管理する作業車両の管
理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従
来、特開平５−２８４８０６号公報に示されるように、
芝刈機などの作業車両に、ジャイロセンサや方位センサ
を備え、これらセンサにより設定された作業場（マッ
プ）内を作業する無人芝刈機等が知られている。

【０００３】しかしながら、上記従来のような作業車両
は、単体の車両で１つの作業場を作業することを目的と
しており、複数の車両で複数の作業場を連続して作業す
る車両、及びこれを管理するシステムは無かった。この
ため、上記のように複数の車両で複数の作業場を連続し
て作業する場合、管理者の知識と経験によって車両或い
は作業場を割り振るものであったので誰もが管理できる
ものではない上、車両のトラブル等が有った場合は、そ
の都度今後の作業計画を修正する為前記トラブルの発見
が遅れると、作業全体の効率が損なわれるという課題が
有った。

【０００４】また、前記農場やレジャー施設には、障害
物や環境悪化のため走行不能な場所や走行が禁止されて
いる場所が有ったり、所定の移動ルートでも天災などに
より走行不能となっている場合がある。このようなとき
には、１つの作業場での作業が終了した後、移動時に始
めて前記走行不能な状態が判明するため、作業効率が悪
化することが考えられる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を鑑
みて作業車両の管理システムを以下のように構成した。
即ち、請求項１の発明では、作業部、変速部及び操舵部
を駆動する夫れ夫れのアクチュエータと、これらアクチ
ュエータを予め設定した設定値に基づいて作業場を作業
及び走行する複数の作業車両Ｔ１，Ｔ２…と、これら複
数の作業車両に対する通信装置１を備えたホスト制御部
Ｈとからなる作業車両の管理システムにおいて、前記ホ
スト制御部Ｈには、少なくとも作業車両の作業速を記憶
するデータベースＤ１と、作業場の面積を記憶するデー
タベースＤ２を備え、これらデータベースに基づいて前
記複数の車両Ｔ１，Ｔ２…で複数の作業場Ｆ１，Ｆ２…
を作業する場合のシミュレーションを行う演算部を備え
ると共に、前記車両の作業開始後は前記シミュレーショ
ン結果を前記車両Ｔ１，Ｔ２…の作業状況に応じて適宜
修正する修正手段を備えたことを特徴とする作業車両の
管理システムとした。

【０００６】また請求項２の発明では、、請求項１で修
正されたシミュレーション結果に基づいて、前記作業車
両Ｔ１，Ｔ２…に設定したアクチュエータの設定値を変
更する変更手段を備えた作業車両の管理システムとし
た。また請求項３の発明では、作業部、変速部及び操舵
部を駆動する夫れ夫れのアクチュエータと、これらアク
チュエータの駆動状態を検出するセンサを備え、予め設
定した設定値に基づいて作業場を作業及び走行する作業
車両において、前記車体の前方または側方の障害物を検
出するセンサ２を備え、前記車両を無人で複数の作業場
を連続して作業するよう設定した場合は、１つの作業場
ａを作業しながら走行している間に、前記センサ２によ
り次の作業場ｂへの移動ルートＲ１の走行可否を判定す
る制御手段を備えたことを特徴とする作業車両の管理シ
ステムとした。

【０００７】更に、請求項４の発明では、作業部、変速
部及び操舵部を駆動する夫れ夫れのアクチュエータと、
これらアクチュエータの駆動状態を検出するセンサを備
え、予め設定した設定値に基づいて作業場を作業及び走
行する作業車両において、前記車体の前方または側方の
障害物を検出するセンサ２を備え、前記車両を無人で複
数の作業場を連続して作業するよう設定した場合は、１
つの作業場ａを作業しながら走行している間に、前記セ
ンサ２により次の作業場ｂへの移動ルートＲ１を検出す
る制御手段８を備えたことを特徴とする作業車両の管理
システムとした。

【０００８】

【発明の効果】以上のように構成した請求項１及び請求
項２の発明では、複数の作業車両と通信可能に構成し、
各車両の作業進行状況に応じて、適宜シミュレーション
結果を修正することができるので、車両のトラブルや作
業状態の異変等が生じた場合事前に対処することができ
る。

【０００９】また請求項３の発明では、複数の作業場を
連続して作業するように設定した場合は、前記センサ２
により作業走行中に移動ルートの走行可否を判定するの
で、予め設定された移動ルートが前記天災等により不通
となっている場合は事前に対処することができ、作業の
中断を防止することができる。

【００１０】また請求項４の発明では、複数の作業場を
連続して作業するように設定した場合は、作業走行中に
移動ルートを検出するので、１つの作業場の作業終了後
に移動ルートを模索する構成と比較して迅速な移動がで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態とし
て、農業用トラクタＴの管理システムについて説明す
る。最初に、トラクタＴの全体構成について図１乃至図
３に基づき説明する。トラクタ３は、車体前部にエンジ
ン１１を設け、このエンジン１１の回転動力を複数の変
速装置を介して後輪１２、または前後輪１３，１２へ伝
達して走行する構成となっている。また前記エンジン取
付フレーム１４の前端部には、超音波式障害物センサ２
を設け、後述するコントローラ８の指令により左右側方
の障害物及びこの高さを検出する構成となっている。

【００１２】また、前記後輪１２の左右駆動軸には、ブ
レーキディスクを設けブレーキ用アクチュエータとなる
ブレーキ用油圧シリンダ１６のピストン伸縮により旋回
時に前記ディスクを圧着して左右後輪１２，１２を独立
して制動する構成となっている。

【００１３】前記エンジン１１の後方には、図３に示す
ように、液晶モニタ１７を内蔵するメータパネル１８を
設け、前記液晶モニタ１７に、車速、ＰＴＯ回転数、各
種アクチュエータの作動状態や地図を表示する構成とな
っている。また、メータパネル１８上部には、ＧＰＳ受
信器１９とジャイロセンサ２０を内装して設け、制御手
段となるコントローラ８へ接続する構成となっている。

【００１４】またメータパネル１８上部には、ＰＨＳ
（簡易型携帯電話）２１を差し込み固定する凹部２１を
形成し、この凹部に携帯電話を嵌め込むとコネクタを介
して前記コントローラへ接続すると共に、キャビンルー
フ２２に設けたアンテナ２３より電波を送受信する構成
となっている。

【００１５】また前記メータパネル１８の後方には、操
舵部であるステアリングハンドル２６を支持するハンド
ルポスト２７を設け、この内部に操舵用アクチュエータ
となるハンドル操作用電動モータ２８を内装する構成と
なっている。また操縦席２４の側方には、作業機３０の
高さを変更するポジションレバー３１や、走行用の変速
レバー、耕深設定器２５、更にはトラクタＴを手動で操
作するか或いはホスト制御Ｈとの通信に基づいて操作す
るかを選択する手動／自動（無人走行）モード設定器２
９等を設けている。

【００１６】前記ポジションレバー３１の回動基部に
は、レバー操作位置を検出するポテンショメータ３２を
設け、この検出値を前記コントローラ８へ送信して、ト
ラクタ３後部の作業機昇降用アクチュエータとなる作業
機昇降油圧シリンダ３３を駆動しリフトアーム３４を上
下回動する構成となっている。またこのリフトアーム３
４の回動基部には、同アーム３４の作動角を検出するリ
フトアーム角センサ３５を設けている。これにより、コ
ントローラ８は、前記ポジションレバー３１の操作角と
リフトアーム３４の設定角が一致するように前記作業機
昇降用油圧シリンダ１へ連通する圧油を調整する構成と
なっている。

【００１７】また車体後部には、トップリンクと左右ロ
アリンクとからなる３点リンク機構を設け、これに各種
作業機（図例ではロータリ作業機３０）を連結する構成
となっている。ロータリ作業機３０は、耕耘爪の上方を
覆うロータリカバー３７と、この後部に上下動自在に支
持するリヤカバー３８等を設けると共に、前記ロータリ
カバー３７上にポテンショメータ式の耕深センサ３９を
設け、同センサ３９によりロータリカバー３７に対する
リヤカバー３８の回動角度を耕深として検出する構成と
なっている。

【００１８】これにより前記コントローラ８では、耕深
設定器２５による設定値と耕深センサ３９の検出値を一
致させるべく作業機昇降用油圧シリンダへ送る圧油を調
整して作業機の高さを変更する耕深制御を行う構成とな
っている。前記トラクタＴのコントローラ８について説
明する。

【００１９】コントローラ８は、内部にホスト制御部Ｈ
とのデータ通信を行うための通信手段となるトラクタ側
通信モデム３及びＰＨＳ２１と、各種情報を処理するＣ
ＰＵや、各種センサ検出値などを一時記憶するＲＡＭ、
後述するシミュレーションの結果を実行する各種制御プ
ログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ等を備えている。

【００２０】そして、コントローラ８入力側には、前記
前記ＧＰＳ受信器１９、ジャイロセンサ２０、手動/／
自動モード設定器２９、ポジションレバー３１のポテン
ショメータ３２、リフトアーム角センサ２、障害物セン
サ２、耕深センサ３９、スロープセンサ４０等を接続し
て設け、出力側には、ハンドル操作用電動モータ２８、
各種油圧制御弁等を介して作業機昇降用油圧シリンダ３
３、変速用アクチュエータとなる複数の油圧クラッチ４
１…等を接続し、更に液晶モニタ１７を接続して設けて
いる。

【００２１】尚、他のトラクタＴのコントローラ８も上
記と略同様の構成であるので説明を省略する。次にホス
ト制御部Ｈの構成について説明する。ホスト制御部Ｈに
は、図５に示すように、シミュレーションを行う演算手
段及び修正手段、そしてアクチュエータの設定値を変更
する変更手段となるＣＰＵを有するパーソナルコンピュ
ータ４５と、その周辺機器４６と、前記トラクタＴとの
通信装置となる通信モデム１等を備え、前記コンピュー
タの記憶装置には、各トラクタの馬力や作業幅、標準速
度等の作業性能データを記憶する機械性能データベース
Ｄ１、各圃場の形状や長さ、面積等を記憶する圃場デー
タベースＤ２、更には前記ＧＰＳ装置に対応した地図デ
ータベースＤ３等を格納する構成となっている。

【００２２】以上のように構成したトラクタＴとホスト
制御部Ｈでは図９乃至図１１に示す制御フローチャート
のように作業を行う。尚、ここでは、前記トラクタＴに
オペレータが搭乗せず所謂無人走行で作業する場合を説
明する。まず最初のステップとしてにホスト制御部Ｈの
管理者は、前記地図データから作業場としてこれから行
う圃場ａ，ｂ，…を選択し、これら圃場毎に耕深値等の
制御値、或いは優先順位がある場合はこれらを入力す
る。また同時に使用するトラクタＴ１，Ｔ２，…を選択
する。

【００２３】これにより、コンピュータ３４の演算部
（ＣＰＵ）では前記機械性能データベスＤ１、圃場デー
タベースＤ２の各種ファイルまたはデータを読み込み、
各トラクタＴの圃場割り当てを演算する。詳しくは圃場
面積が広い程、作業速が速いトラクタＴを順に割り当
て、残った圃場を作業完了順に各トラクタＴへ再度割り
当てる。また前記シミュレーションでは作業終了時間と
各圃場の作業経路及び各ポイントでの通過時間などを予
測演算（図５及び図８）し、パーソナルコンピュータ４
５のモニタへ表示する。

【００２４】尚、図８中の符号ａは前記作業機を下降着
地して圃場を耕耘する直進経路を示し、符号ｂは作業機
を上昇させて旋回する旋回経路、符合ｃは前記旋回経路
に残った未耕地を耕耘する所謂「回り耕」経路を示す。
また、前記シミュレーションにおいて作業を行う圃場が
地図上で畦Ｗを介して隣接しているかどうかを判定し、
これがＹＥＳの場合は、管理者は、トラクタＴの乗り越
え位置（Ｐ１，Ｐ２…）を前記地図画面上で入力する。

【００２５】そして、最後に前記シミュレーションで決
定した各種データ、情報、制御設定値を各トラクタＴへ
送信する。また、トラクタＴが作業中である場合は、各
トラクタＴから位置情報、作業状態を所定時間毎に受信
し、この通過時間と前記シミュレーションでの通過予定
時間とを比較して所定時間以上の「作業の遅れ」が有る
場合は、直ちに音声を出力すると共に警告画面を表示し
て管理者へ喚起する。

【００２６】そして、前記フローのループ毎に前記シミ
ュレーションを再度行って、今後の各圃場の割り当てと
作業経路、作業時間を演算表示する。また、前記「作業
の遅れ」を検出した時には、トタクタＴの変速設定値を
変更して車速を増速したり、前記耕深設定値を変更して
負荷を増減させる構成となっている。また、この作業遅
れがなんらかのトラブルによるものであり、トラクタＴ
が作業を継続できなくなった場合は、他のトラクタＴが
引き継いで圃場を作業するものであるが、この場合、必
要な情報、例えば前記畔高さの情報などは、ホスト制御
部Ｈを介して後継のトラクタＴの記憶装置に転送する。

【００２７】一方、前記ホスト制御部Ｈからデータを受
信した各トラクタＴは、図１０乃至図１１の無人走行制
御の制御プログラムの概要を示すフローチャートのよう
に、前記ＧＰＳ受信器１９とジャイロセンサ２０から現
在位置を検出しながら設定経路を走行し、且つこれに対
応した各種制御を実行すると共に、所定時間毎に現在位
置をホスト制御部Ｈへ送信する。

【００２８】ここで、前記図８中の「回り耕」経路ｃで
の制御について説明すると、この「回り耕」経路ｃで
は、走行中、前記耕深制御を実行すると同時に前記障害
物センサ２により設定された畦乗り越え位置Ｐ１（Ｐ
２）の高さ或いは障害物の有無を検出する。そしてこの
高さが所定の高さ以上、または畦付近に他の障害物を発
見した場合、「畦乗り越え不能」と判断して直ちにこの
旨をホスト制御部Ｈへ送信する。

【００２９】尚、前記「回り耕」経路ｃを走行している
間は、他のポイントの畦高さを検出し、前記圃場データ
に記憶する構成となっている。また、前記畦乗り越え位
置Ｐ１に異常が無ければ、各圃場の作業終了後の移動
前、即ち畦乗り越え前に、一度管理者へ確認を仰ぎこれ
が承認されると移動を開始する。これにより、畦乗り越
え前に、圃場の作業最終確認をすることができると共
に、畦乗り越え時の異常を注意するよう喚起することが
できる。また、前記確認が承認されない場合や畦コ越え
位置（図中ポイントＰ２）に障害物が有る場合は、前記
回り耕時に蓄積したデータより他の乗り越え可能な位置
Ｐ２’を候補として表示し、再度管理者へ確認のための
信号を送る。

【００３０】尚、この発明の別形態としては、前記障害
物センサ２として、を車体前方の移動ルートの状態を検
出する方法としても良いし、取付位置として車体の左右
両側部に設けたり、接触式の障害物センサとしても良
い。以上のように構成したトラクタＴの管理システムで
は、複数のトラクタＴ…と通信可能に構成し、各トラク
タＴの作業進行状況に応じて、適宜シミュレーション結
果を修正するので、トラブルや作業状態が変更したとき
にも迅速に対処することができる。

【００３１】また、複数の圃場を連続して作業する場合
は、前記障害物センサ２により回り耕経路を作業走行中
に畦乗り越え位置の走行可否を判定するので、予め設定
された乗り越え位置が前記天災等により不通となってい
る場合は事前に対処することができ、作業の中断を防止
することができる。

【００３２】また、前述のように指定された畦乗り越え
位置以外の畦高さも検出するので、１つの作業場の作業
終了後に移動ルートを模索する構成と比較してトラブル
時にも迅速な移動ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図。

【図２】トラクタの全体平面図。

【図３】メータパネルの正面図。

【図４】コントローラの接続状態を示す図。

【図５】シミュレーション結果を示したホスト制御部の
コンピュータの図。

【図６】機械性能ＤＢのデータファイル例。

【図７】作業情報ＤＢのデータファイル例。

【図８】シミュレーションを示す図。

【図９】シミュレーションの演算処理の概要を示すフロ
ーチャート。

【図１０】無人走行制御のプログラムの概要を示すフロ
ーチャート（１）。

【図１１】無人走行制御のプログラムの概要を示すフロ
ーチャート（２）。

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 49/00 Ｂ６２Ｄ 49/00 ＮＦターム(参考） 2B041 AA15 AB05 AC03 GA01 2B043 AA04 AB19 BA02 BA09 BB03 DA17 EA06 EA37 EB05 EB08 EB17 EB22 EC13 EC14 EC18 ED01 ED12 ED14 ED16 EE01 EE02 2B304 KA08 KA16 LA03 LA06 LB05 LB15 MA04 MA18 MC08 QA12 QB15 QC03 QC17 3E038 AA06 AA07 BA09 BA20 CA03 DA03 DB08 EA02 FA10 GA02 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業部、変速部及び操舵部を駆動する夫
れ夫れのアクチュエータと、これらアクチュエータを予
め設定した設定値に基づいて作業場を作業及び走行する
複数の作業車両Ｔ１，Ｔ２…と、これら複数の作業車両
に対する通信装置１を備えたホスト制御部Ｈとからなる
作業車両の管理システムにおいて、前記ホスト制御部Ｈ
には、少なくとも作業車両の作業速を記憶するデータベ
ースＤ１と、作業場の面積を記憶するデータベースＤ２
を備え、これらデータベースに基づいて前記複数の車両
Ｔ１，Ｔ２…で複数の作業場ａ，ｂ…を作業する場合の
シミュレーションを行う演算部を備えると共に、前記車
両の作業開始後は前記シミュレーション結果を前記車両
Ｔ１，Ｔ２…の作業状況に応じて適宜修正する修正手段
を備えたことを特徴とする作業車両の管理システム。
【請求項２】請求項１で修正されたシミュレーション
結果に基づいて、前記作業車両Ｔ１，Ｔ２…に設定した
アクチュエータの設定値を変更する変更手段を備えた作
業車両の管理システム。
【請求項３】作業部、変速部及び操舵部を駆動する夫
れ夫れのアクチュエータと、これらアクチュエータの駆
動状態を検出するセンサを備え、予め設定した設定値に
基づいて作業場を作業及び走行する作業車両において、
前記車体の前方または側方の障害物を検出するセンサ２
を備え、前記車両を無人で複数の作業場を連続して作業
するよう設定した場合は、１つの作業場ａを作業しなが
ら走行している間に、前記センサ２により次の作業場ｂ
への移動ルートＲ１の走行可否を判定する制御手段８を
備えたことを特徴とする作業車両の管理システム。
【請求項４】作業部、変速部及び操舵部を駆動する夫
れ夫れのアクチュエータと、これらアクチュエータの駆
動状態を検出するセンサを備え、予め設定した設定値に
基づいて作業場を作業及び走行する作業車両において、
前記車体の前方または側方の障害物を検出するセンサ２
を備え、前記車両を無人で複数の作業場を連続して作業
するよう設定した場合は、１つの作業場ａを作業しなが
ら走行している間に、前記センサ２により次の作業場ｂ
への移動ルートＲ１を検出する制御手段８を備えたこと
を特徴とする作業車両の管理システム。