JP2019113960A - 自動操舵システム - Google Patents
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Abstract
Description
このような実情に鑑み、旋回走行において、簡単な算法で高速に位置ずれ量及び方位ずれ量を算出して、正確な操舵制御が可能な自動操舵システムが要望されている。
なお、ここでの、旋回円は、厳密な円に限定されるのではなく、近似的な円も含み、さらには、微小時間で半径が変化する旋回円の中心が変化するものも含むとする。
(1)自車位置算出部55から車体10の自車位置である旋回基準点VPの座標値(x、y)を取得する。
(2)基準直線BLの直線式を求める。
(3)旋回円Cの中心Pと旋回基準点VPとの間の長さである2点間距離dを求める。
(4)2点間距離dから旋回円半径Rを減算して、その値を位置ずれ量δとする。
(5)車体方位算出部56からの車体方位に基づいて車体中心線CLの直線式を求める。
(6)基準直線BLの直線式に基づいて、基準直線BLに垂直な方位基準線PLを算出し、車体中心線CLと方位基準線PLとがなす角度(交差角)を方位ずれ量θとして算出する。
(7)角度αから90°を減算して、その値を方位ずれ量θとする。
(8)位置ずれ量δと方位ずれ量θとから操舵量を算出する。
(A)図8は、設定された旋回円C(旋回円Cの半径がRとする)での旋回走行において、旋回終了時に位置ずれ量δが生じている状況を示している。このような旋回ずれが生じた原因として、「旋回開始時において車体10の方位がずれていた」、あるいは、「圃場の滑りなどにより実際の旋回半径が大きくなった」といった複数の原因が考えられるので、決定的な対策を講じることが困難である。この問題を解決するために、旋回開始時及び旋回終了時の実際の車体10の位置と方位とから、適正に旋回走行できる適正化旋回円Coを算出する。図8に示すように、旋回開始時の車体10の旋回基準点VPを通って車体中心線CLに垂直な直線K1と、旋回終了時の車体10の旋回基準点VPを通って車体中心線CLに垂直な直線K2との交点を求め、その交点を中心として、旋回開始時の車体10の旋回基準点VPと旋回終了時の車体10の旋回基準点VPとを通る円が適正化旋回円であり、半径Rcを有する。以降の旋回走行では、この適正化旋回円Coを設定することにより、旋回ずれの少ない旋回走行が期待できる。
(1)上述した実施形態では、旋回経路に用いられる旋回円は、圃場に対して走行経路作成アルゴリズムによって生成されるか、あるいは人為的に生成された走行経路に含まれており、走行時において、走行経路設定部54により、順次、目標走行経路として設定される。その際、旋回ずれの発生等に基づいて、旋回円の半径が自動的に変更される例も説明した。これに加えて、人為的に旋回円の半径を変更する構成を採用してもよい。例えば、半径の大きな旋回円(緩旋回用旋回円)が設定される「緩やかモード」と、半径が小さな旋回円(急旋回用旋回円)が選択される「高速モード」といった複数の旋回モードを選択できる人為操作具、を設けてもよい。「穏やかモード」が選択されると、極力圃場を荒らさない旋回が実現し、「高速モード」が選択されると、旋回走行の時間が短くなり、作業時間が短縮される。なお、実際の車体10の旋回半径は、左右のクローラ機構のクローラ速度の差、あるいは左右の駆動車輪の速度差によって決まってくるが、走行動力をクローラ機構や駆動車輪に伝達する油圧伝動機構における油圧を調整して、旋回半径を調整することも可能である。
10 :車体(走行車体)
11 :走行装置
51 :走行制御部
510 :操舵制御部
511 :手動走行制御部
512 :自動走行制御部
52 :作業制御部
53 :走行モード管理部
54 :走行経路設定部
55 :自車位置算出部
56 :車体方位算出部
57 :位置ずれ量算出部
58 :方位ずれ量算出部
59 :基準直線算出部
80 :自車位置検出モジュール
81 :衛星航法モジュール
82 :慣性航法モジュール
BL :基準直線
C :旋回円
CL :車体中心線
PL :方位基準線
R :旋回円の半径
VP :旋回基準点(基準点)
δ :位置ずれ量
θ :方位ずれ量
Claims (5)
- 設定された旋回円に沿って作業車を自動走行させる自動操舵システムであって、
前記作業車における基準点の位置を算出する基準点算出部と、
前記旋回円の中心と前記基準点とを通る直線を基準直線として算出する基準直線算出部と、
前記基準直線と前記旋回円との交点から前記基準点までの距離を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出部と、
前記作業車の車体の向きを示す車体方位を算出する車体方位算出部と、
前記基準点を通り前記基準直線に垂直な線と前記車体方位との交差角を方位ずれ量として算出する方位ずれ量算出部と、
前記位置ずれ量と前記方位ずれ量とが小さくなる操舵量を出力する操舵制御部と、を備えた自動操舵システム。 - 前記位置ずれ量算出部は、前記基準直線における前記旋回円の中心と前記基準点との間の長さから前記旋回円の半径を減算することで前記距離を算出する請求項1に記載の自動操舵システム。
- 前記操舵制御部は、現在の操舵量と前記位置ずれ量と前記方位ずれ量とを入力パラメータとして、PID制御方式またはPI制御方式で前記操舵量を演算して出力する請求項1または2に記載の自動操舵システム。
- 前記旋回円は、延び方向が異なる旋回前走行経路と旋回後走行経路とを円弧でつなぐように設定され、前記旋回円として、急旋回用旋回円と緩旋回用旋回円が選択可能に用意されている請求項1から3のいずれか一項に記載の自動操舵システム。
- 前回の旋回走行での旋回走行誤差に基づいて、次の旋回走行で設定される旋回円の半径が調整される請求項1から4のいずれか一項に記載の自動操舵システム。
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