JP2019077360A - Work vehicle - Google Patents

Abstract

To provide a work vehicle which inhibits accuracy deterioration caused by influence of vibration in obstacle detection of the work vehicle.SOLUTION: A work vehicle has a positioning device 174 which measures a self position of a traveling vehicle body 100. The positioning device 174 is fixed to a positioning device stay 173 which attaches the positioning device 174 to an upper part of a cabin roof 27 of the traveling vehicle body 100. A first camera 102 which monitors a periphery of a vehicle is attached to a lower surface of an antenna fixing part 173b of the positioning device stay 173. A second camera 103 which captures images of the rear side of the traveling vehicle body 100 is attached to a second camera stay 103a provided on a lower surface of a rear part of the cabin roof 27.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圃場で走行しながら作業を行う作業車両に関する。   The present invention relates to a work vehicle that performs work while traveling in a field.

走行車体の後部に耕耘作業機を装着し、圃場を走行しなから作業する作業車両において、前部に前方の路面状況を確認するカメラと前方の障害物までの距離を検出する超音波センサを備え、カメラの画像認識により算出した障害物までの距離と超音波センサにより検出した障害物までの距離がほぼ同一である場合、検出した障害物の手前を旋回位置とし、旋回位置に到達したときに運転者に報知し、旋回が開始されると、旋回内側後輪の片ブレーキと作業機上昇を自動で行う技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。   In a working vehicle with a tilling machine attached to the rear of the traveling vehicle and working on the field, the camera that checks the road surface condition at the front and the ultrasonic sensor that detects the distance to the obstacle ahead When the distance to the obstacle calculated by the image recognition of the camera and the distance to the obstacle detected by the ultrasonic sensor are almost the same, the front of the detected obstacle is the turning position and the turning position is reached There is known a technique in which the driver is notified and when turning is started, the single brake on the turning inner rear wheel and work implement raising are automatically performed (for example, see Patent Document 1).

特開２０１１−６２１１５号公報JP, 2011-62115, A

しかし、上記の技術では、カメラや超音波センサが走行車体前部であるボンネットやその近傍に取り付けられているため、エンジンなどからの振動の影響により障害物検知の精度が低下してしまう場合があった。   However, in the above technology, since the camera and the ultrasonic sensor are attached to the bonnet at the front of the traveling vehicle and its vicinity, the accuracy of obstacle detection may be reduced due to the influence of vibration from the engine etc. there were.

本発明は、上記課題を解決すべく次のような特徴を有する。   The present invention has the following features in order to solve the above problems.

第１の発明は、走行車体（１００）の自己位置を測定する測位装置（１７４）を有し、前記測位装置（１７４）を前記走行車体（１００）の上部に取り付ける測位装置ステー（１７３）に固定し、前記測位装置ステー（１７３）に車両周辺を監視する第１カメラ（１０２）を取り付けたことを特徴とする。   The first invention has a positioning device (174) for measuring the self position of the traveling vehicle (100), and attaches the positioning device (174) to the upper portion of the traveling vehicle (100). It is characterized in that it is fixed, and a first camera (102) for monitoring the periphery of the vehicle is attached to the positioning device stay (173).

これにより、振動の影響を受けにくい走行車体（１００）の上部に測位装置（１７４）と第１カメラ（１０２）を設置することができるため、障害物検知の精度低下を抑制できる。   As a result, since the positioning device (174) and the first camera (102) can be installed on the upper part of the traveling vehicle body (100) which is less susceptible to vibration, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of obstacle detection.

第２の発明は、第１の特徴を有する作業車両において、前記走行車体（１００）は運転席（１０）を覆うキャビン（２６）を有し、前記測位装置ステー（１７３）を前記キャビン（２６）の上方に設けたことを特徴とする。   A second invention relates to the work vehicle having the first feature, wherein the traveling vehicle body (100) has a cabin (26) covering a driver's seat (10), and the positioning device stay (173) is a cabin (26). Provided above).

これにより、エンジン２等の振動源から離れたキャビン（２６）の上部に測位装置（１７４）と第１カメラ（１０２）を設置することができるため、振動の影響による測位装置（１７４）と第１カメラ（１０２）の障害物検知の精度低下を抑制できる。   As a result, since the positioning device (174) and the first camera (102) can be installed on the upper part of the cabin (26) apart from the vibration source such as the engine 2, the positioning device (174) It is possible to suppress the decrease in the accuracy of obstacle detection of one camera (102).

第３の発明は、第２の特徴を有する作業車両において、前記第１カメラ（１０２）はキャビン（２６）の前部に取り付けられ、走行車体（１００）の前方を撮影し、走行車体（１００）の後方を撮影する第２カメラ（１０３）をキャビンルーフ（２７）の後部下面に設けた第２カメラステー（１０３ａ）に取り付けたことを特徴とする。   A third invention relates to a work vehicle having the second feature, wherein the first camera (102) is attached to a front portion of a cabin (26) and photographs the front of a traveling vehicle body (100). And a second camera stay (103a) provided on the lower surface of the rear of the cabin roof (27).

これにより、作業車両（１００）の後方も第２カメラ（１０３）による監視が可能となる。   Thereby, monitoring by the second camera (103) becomes possible also behind the work vehicle (100).

第４の発明は第１から第３のいずれか一つの特徴を有する作業車両において、障害物の有無と障害物までの距離を検出する障害物検知センサ（１０５）をボンネット（５）前部に設けた穴部（５ａ）に設け、前記障害物検知センサ（１０５）は弾性体（１０５ｓ）を介してボンネットに取り付けられていることを特徴とする。   The fourth invention relates to a work vehicle having any one of the first to third features, wherein an obstacle detection sensor (105) for detecting the presence or absence of an obstacle and the distance to the obstacle is provided at the front of the bonnet (5) The obstacle detection sensor (105) is provided in the provided hole (5a), and the obstacle detection sensor (105) is attached to the bonnet via an elastic body (105s).

これにより、振動の影響を受けやすいボンネット（５）前部に取り付けた障害物センサ（１０５）周辺の振動を弾性体（１０５ｓ）が吸収するため、障害物センサ（１０５）が振動の影響により精度低下することを抑制できる。   As a result, the elastic body (105s) absorbs the vibration around the obstacle sensor (105) attached to the front of the bonnet (5) susceptible to the vibration, so the obstacle sensor (105) is accurate due to the influence of the vibration. It is possible to suppress the decrease.

以上の発明の特徴を有する作業車両によれば、走行車体の振動による障害物検知の精度低下を抑制することが可能となる。   According to the work vehicle having the features of the invention described above, it is possible to suppress the decrease in the accuracy of obstacle detection due to the vibration of the traveling vehicle body.

本実施の形態のトラクタの側面図Side view of the tractor according to the present embodiment 制御ブロック図Control block diagram ボンネット前部簡略斜視図図Bonnet front simplified perspective view

本発明の作業車両についての実施例を図面に基づき説明する。   An embodiment of a work vehicle of the present invention will be described based on the drawings.

図１は、本発明でいう作業車両の一例として示す走行車体１００に作業機２００を装着したトラクタ１の全体側面図で、トラクタ１の前部のボンネット５内に搭載したエンジン２の動力をミッションケース３で適宜に変速して前輪軸４と後輪軸５に伝動して前輪６と後輪７の両方或は後輪７のみを駆動し、機体上のキャビン２６内に設ける座席１０に座った作業者が中央に立設するステアリングホイール８を操作して前輪６を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するロワリンク９には、ロータリ耕運機などの作業機２００を装着し、ミッションケース３から後方へ向かって突出するＰＴＯ軸１１で装着する作業機２００を駆動する。   FIG. 1 is an overall side view of a tractor 1 in which a working machine 200 is mounted on a traveling vehicle body 100 shown as an example of a working vehicle according to the present invention, in which a motive power of an engine 2 mounted in a bonnet 5 at the front of the tractor 1 is transmitted. The gear was appropriately changed in Case 3 and transmitted to the front wheel shaft 4 and the rear wheel shaft 5 to drive both the front wheel 6 and the rear wheel 7 or only the rear wheel 7 and sat in a seat 10 provided in a cabin 26 on the machine The operator steers the front wheel 6 by operating the steering wheel 8 erected at the center. A work implement 200 such as a rotary cultivator is attached to the lower link 9 projecting rearward of the machine body, and the work implement 200 attached is driven by the PTO shaft 11 projecting rearward from the transmission case 3.

作業機２００の後部はリアカバー２０１で覆われており、このリアカバー２０１は車両左右方向のリアカバー回動軸２０１ａ回りに回動する。リアカバー２０１の下端部２０１ｂは耕耘中地面に接地して耕耘後の土を均すように構成されている。   The rear portion of the work implement 200 is covered by a rear cover 201, and the rear cover 201 pivots around a rear cover pivot shaft 201a in the left-right direction of the vehicle. The lower end portion 201b of the rear cover 201 is configured to be in contact with the ground during tilling to level the soil after tilling.

作業機２００は左右のロワリンク９とトップリンク２１３の３点で支持されており左のロワリンク９Ｌは左のリフトアーム２１０Ｌとアクチュエータの１種である傾斜シリンダ２１４で連結している。リフトアーム２１０はメインシリンダ２１２によって上下に回動するように構成されており、このリフトアーム２１０の上下回動によって作業機２００が昇降される。リフトアーム２１０の回動角はリフトアームセンサ２１１により検出される。   The work implement 200 is supported at three points of the left and right lower links 9 and the top link 213, and the left lower link 9L is connected to the left lift arm 210L by an inclined cylinder 214 which is one of the actuators. The lift arm 210 is configured to be pivoted up and down by the main cylinder 212, and the work implement 200 is moved up and down by the pivoting of the lift arm 210. The pivot angle of the lift arm 210 is detected by a lift arm sensor 211.

キャビンルーフ２７の上面には測位装置の一例としてのＧＰＳアンテナ１７４が設けられており、このＧＰＳアンテナ１７４が複数のＧＰＳ衛星３０から送信される測位信号３１を受信することにより自己位置を測定することができる。ＧＰＳアンテナ１７４は、主に丸棒の曲げ部材から成りキャビンルーフ２７の左右にわたって設けられた桁部１７３ａと主に鉄板の曲げ部材から成るアンテナ固定部１７３ｂとで構成されるＧＰＳアンテナステー１７３によりキャビンルーフ２７に取り付けられる。   A GPS antenna 174 as an example of a positioning device is provided on the upper surface of the cabin roof 27. The GPS antenna 174 measures its own position by receiving positioning signals 31 transmitted from a plurality of GPS satellites 30. Can. The GPS antenna 174 mainly includes a bending member of a round bar and a GPS antenna stay 173 formed of a girder portion 173a provided over the left and right of the cabin roof 27 and an antenna fixing portion 173b mainly including a bending member of an iron plate. It is attached to the roof 27.

第１カメラの一例としての前方カメラ１０２はキャビンルーフ２７の前方中央部で上下を挟むように構成されたＧＰＳアンテナステー１７３のアンテナ固定部１７３ｂの下面に取り付けられた前方カメラステー１０２ａに上下回動自在に取り付けられてトラクタ１の前方を撮影する。第２カメラの一例としての後方カメラ１０３はキャビンルーフ２７の後方中央部でキャビンルーフ２７の下面に取り付けられた板状の後方カメラステー１０３ａに上下回動自在に取り付けられてトラクタ１の後方を撮影する。   The front camera 102 as an example of the first camera is vertically pivoted to the front camera stay 102a attached to the lower surface of the antenna fixing portion 173b of the GPS antenna stay 173 configured to sandwich the top and bottom at the front center portion of the cabin roof 27 It is freely attached and photographs the front of the tractor 1. The rear camera 103 as an example of the second camera is rotatably attached vertically to a plate-like rear camera stay 103a attached to the lower surface of the cabin roof 27 at the rear central portion of the cabin roof 27 and photographs the rear of the tractor 1 Do.

前方カメラ１０３および後方カメラ１０４の映像を処理する映像処理部１０４はキャビン２６内の運転席１０の後方に取り付けられる。障害物センサ１０５はボンネット５の前部に設けられた穴部５ａの中に設けられトラクタ１の前方の障害物の有無と、障害物までの距離を検出するため、前方に向けて電磁波または超音波などが照射されている。   An image processing unit 104 that processes an image of the front camera 103 and the rear camera 104 is attached to the rear of the driver's seat 10 in the cabin 26. The obstacle sensor 105 is provided in a hole 5a provided at the front of the hood 5 and detects electromagnetic waves or super rays forward to detect the presence of an obstacle in front of the tractor 1 and the distance to the obstacle. Sound waves are being emitted.

ステアリングホイール８の近傍には作業管理や車両の設定を行うタブレット端末などの携帯端末１０６が設けられている。この携帯端末１０６は自動運転の予定走行経路Ｐの設定時に各種パラメータを入力する入力手段としても使用される。   In the vicinity of the steering wheel 8, a portable terminal 106 such as a tablet terminal for performing work management and setting of a vehicle is provided. The portable terminal 106 is also used as an input unit for inputting various parameters at the time of setting the scheduled travel route P for automatic driving.

ステアリングホイール８の下方にはステアリングシャフト（図示せず）が通っており、その近傍にステアリングを電子的に制御するステアリングモータ１０１が設けられている。   A steering shaft (not shown) passes below the steering wheel 8, and a steering motor 101 for electronically controlling the steering is provided in the vicinity thereof.

ボンネット５内部には制御部の一例としての自動運転ＥＣＵ１５０が搭載されており、これが予定走行経路ＰとＧＰＳアンテナ１７４で受信した測位信号３１に基づき算出した自己位置とを比較しながら予定走行経路Ｐ上を走行するようにエンジン２やステアリングホイール８を制御する。   An autonomous driving ECU 150 as an example of a control unit is mounted inside the bonnet 5, and the planned traveling route P is compared with the planned traveling route P and the own position calculated based on the positioning signal 31 received by the GPS antenna 174. The engine 2 and the steering wheel 8 are controlled to travel on the top.

図２はトラクタ１の制御ブロック図である。トラクタ１には車両の走行を制御する制御部としての車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０とＧＰＳアンテナ１７４で得た信号を基に位置情報を処理し、予定走行経路Ｐと自己位置を比較して車両ＥＣＵ５０に対する制御信号を送信する自動運転ＥＣＵ１５０が搭載されている。   FIG. 2 is a control block diagram of the tractor 1. The tractor 1 processes position information based on signals obtained by a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control unit for controlling the traveling of the vehicle and the GPS antenna 174, and compares the planned traveling route P with the self position. An autonomous driving ECU 150 for transmitting a control signal to the vehicle ECU 50 is mounted.

車両ＥＣＵには走行車速を検出する車速センサ５１からの信号と、前輪２の操向角度を検出するステリングセンサ５２からの信号と、変速位置を検出する変速センサ５３からの信号とが入力される。車両ＥＣＵからはエンジン２の出力を制御する信号と、ステアリングホイール８の操向角度を制御するステアリングモータ１０１の操作信号と、変速装置５６の変速操作信号と、車両の走行を停止するブレーキを操作するブレーキシリンダ５７へのブレーキ操作信号と、作業機２００を昇降するメインシリンダ２１２への昇降操作信号とが出力される。   A signal from the vehicle speed sensor 51 for detecting the traveling vehicle speed, a signal from the steering sensor 52 for detecting the steering angle of the front wheel 2, and a signal from the shift sensor 53 for detecting the shift position are input to the vehicle ECU. . From the vehicle ECU, a signal for controlling the output of the engine 2, an operation signal for the steering motor 101 for controlling the steering angle of the steering wheel 8, a shift operation signal for the transmission 56, and a brake for stopping the traveling of the vehicle A brake operation signal to the brake cylinder 57 and a lift operation signal to the main cylinder 212 for lifting and lowering the work machine 200 are output.

自動運転ＥＣＵ１５０と車両ＥＣＵ５０とは有線通信により上方を互いに送受信することができ、車両の位置に応じて各種制御を実行することも可能である。車両ＥＣＵ５０は携帯端末１０６とは無線通信により情報の送受信を行い、車両の状態や作業状況を携帯端末１０６の画像表示部に表示することもできる。   The automatic driving ECU 150 and the vehicle ECU 50 can mutually transmit and receive the upper side by wired communication, and can also execute various controls in accordance with the position of the vehicle. The vehicle ECU 50 can transmit and receive information to and from the portable terminal 106 by wireless communication, and can also display the state of the vehicle and the work status on the image display unit of the portable terminal 106.

前方カメラ１０２および後方カメラ１０３にて撮影された映像は映像処理部１０４に入力されて画像処理され、障害物を検知すると検知された障害物の情報が自動運転ＥＣＵ１５０に入力される。障害物センサ１０５はレーザーを周囲に照射して反射した信号を受信して障害物を検出するユニットであり、障害物検出信号を自動運転ＥＣＵ１５０に入力する。   An image captured by the front camera 102 and the rear camera 103 is input to the image processing unit 104 and subjected to image processing, and information on an obstacle detected when an obstacle is detected is input to the automatic driving ECU 150. The obstacle sensor 105 is a unit that irradiates a laser to the surroundings and receives a reflected signal to detect an obstacle, and inputs an obstacle detection signal to the autonomous driving ECU 150.

図３はトラクタ１にボンネット５前部の簡略斜視図である。ボンネット５の前部に穴部５ａを設けて、穴部５ａ内に障害物検知センサ１０５を設置する。この障害物検知センサ１０５は、例えば赤外線センサや超音波センサ、ミリ波レーダーなど、物体の存在を検出するセンサである。障害物検知センサ１０５は、上側センサ取り付けステー１０５ａに取り付けられ、上側センサ取り付けステー１０５ａはボンネット５に取り付け固定される下側センサ取り付けステー１０５ｂに、ボルト１０５ｃと弾性体の一例としてのばね１０５ｓを介して４隅を取り付けられる。エンジン等の振動は４つのばね１０５ｓによって吸収されるため、障害物センサ１０５が障害物を検出する際の振動の影響は抑制される。   FIG. 3 is a simplified perspective view of the front of the bonnet 5 in the tractor 1. A hole 5a is provided in the front of the bonnet 5, and an obstacle detection sensor 105 is installed in the hole 5a. The obstacle detection sensor 105 is a sensor that detects the presence of an object, such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or a millimeter wave radar, for example. The obstacle detection sensor 105 is attached to the upper sensor attachment stay 105 a, and the upper sensor attachment stay 105 a is attached and fixed to the bonnet 5 via the bolt 105 c and a spring 105 s as an example of an elastic body. The four corners can be attached. The vibration of the engine or the like is absorbed by the four springs 105s, so the influence of the vibration when the obstacle sensor 105 detects an obstacle is suppressed.

以上の構成により、走行するトラクタ１の前進方向に存在する障害物を検出する前方カメラ１０２は、振動源であるエンジン２から離れたキャビンルーフ２７の上部に、振動を避けて取り付けられたＧＰＳアンテナ１７４と一緒にＧＰＳアンテナステー１７３に取り付けられるため、障害物検出において振動による悪影響を抑制できる。   With the above configuration, the front camera 102 for detecting an obstacle present in the forward direction of the traveling tractor 1 is a GPS antenna attached to the top of the cabin roof 27 away from the engine 2 as the vibration source, avoiding the vibration. Since it is attached to the GPS antenna stay 173 together with the H. 174, adverse effects due to vibration can be suppressed in obstacle detection.

走行するトラクタ１の後進方向に存在する障害物を検出する後方カメラ１０３は、振動源であるエンジン２から離れたキャビンルーフ２７の上部に取り付けられるため、障害物検出において振動による悪影響を抑制できる。   The rear camera 103 for detecting an obstacle present in the reverse direction of the traveling tractor 1 is attached to the upper part of the cabin roof 27 remote from the engine 2 which is a vibration source, so that adverse effects due to vibration can be suppressed in obstacle detection.

電磁波や超音波の照射方向にある障害物の存在を検出する障害物検知センサ１０５は、ボンネット５前部において、ばね１０５ｓを介してボンネット５に取り付けられるため障害物検出において振動による悪影響を抑制できる。   The obstacle detection sensor 105 for detecting the presence of an obstacle in the direction of irradiation of electromagnetic waves or ultrasonic waves is attached to the bonnet 5 via the spring 105s at the front of the bonnet 5 and can suppress adverse effects due to vibration in obstacle detection. .

以上のように構成されるトラクタ１は車両が振動していても安定した精度にて障害物検知を行うことができる。   The tractor 1 configured as described above can perform obstacle detection with stable accuracy even if the vehicle is vibrating.

１ トラクタ（作業車両）
１０ 運転席
２６ キャビン
２７ キャビンルーフ
１００ 走行車体
１０２ 前方カメラ（第１カメラ）
１０３ 後方カメラ（第２カメラ）
１０５ 障害物検知センサ
１０５ｓ 弾性体
１７３ ＧＰＳアンテナステー（測位装置ステー）
１７４ ＧＰＳアンテナ（測位装置） 1 Tractor (work vehicle)
10 driver's seat 26 cabin 27 cabin roof 100 traveling vehicle body 102 front camera (first camera)
103 Rear camera (second camera)
105 Obstacle detection sensor 105s Elastic body 173 GPS antenna stay (positioning device stay)
174 GPS antenna (positioning device)

Claims (4)

走行車体の自己位置を測定する測位装置を有し、
前記測位装置を前記走行車体の上部に取り付ける測位装置ステーに固定し、
前記測位装置ステーに車両周辺を監視する第１カメラを取り付けた、
作業車両。 It has a positioning device that measures the self position of the traveling vehicle,
Fixing the positioning device to a positioning device stay attached to an upper portion of the traveling vehicle body;
A first camera for monitoring the periphery of the vehicle is attached to the positioning device stay,
Work vehicle. 前記走行車体は運転席を覆うキャビンを有し、
前記測位装置ステーを前記キャビンの上方に設けた
請求項１に記載の作業車両。 The traveling vehicle body has a cabin that covers the driver's seat,
The work vehicle according to claim 1, wherein the positioning device stay is provided above the cabin. 前記第１カメラはキャビンの前部に取り付けられ、走行車体の前方を撮影し、
走行車体の後方を撮影する第２カメラをキャビンルーフ後部の下面に設けた第２カメラステーに取り付けた
請求項２に記載の作業車両。 The first camera is attached to the front of the cabin and shoots the front of the traveling vehicle body,
The work vehicle according to claim 2, wherein a second camera for photographing the rear of the traveling vehicle body is attached to a second camera stay provided on a lower surface of a rear portion of the cabin roof. 障害物の有無と障害物までの距離を検出する障害物検知センサをボンネット前部に設けた穴部に設け、
前記障害物検知センサは弾性体を介してボンネットに取り付けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両。 An obstacle detection sensor for detecting the presence or absence of an obstacle and the distance to the obstacle is provided in the hole provided at the front of the bonnet,
The obstacle detection sensor is attached to the bonnet via an elastic body,
The work vehicle according to any one of claims 1 to 3.

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