JP2023147898A - 制御装置及び作業車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】圃場内及び圃場外における各種領域を作業者がより容易に視認する。【解決手段】制御部80は、車両位置取得部85と、圃場輪郭設定部83と、領域設定部84と、表示処理部86とを備える。車両位置取得部85は、圃場98を走行するコンバイン1の位置を示す位置情報99を取得する。圃場輪郭設定部83は、複数の位置情報99に基づいて、圃場98の輪郭981Pを設定する。領域設定部84は、輪郭981Pに基づいて、コンバイン1による作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を、圃場98の内部又は圃場98の外部に設定する。表示処理部86は、圃場98を示す圃場画像98Pと、作業対象外領域を識別するための識別画像94とを表示部73に表示させる。【選択図】図6
Description
本発明は、制御装置及び作業車両に関する。
特許文献1に記載の圃場管理システムにおける携帯端末は、圃場位置情報を利用して得られる複数の圃場の各々の位置と、作業車両又は携帯端末に搭載され測位装置によって測位された位置との間の各距離に基づいて、複数の圃場の全部又は一部に関して圃場情報を表示する。
例えば、特許文献1の携帯端末に表示される圃場情報の種類、携帯端末の表示形式、及び作業者の状況等により、作業者が携帯端末に表示された情報を視認することが困難になる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圃場内及び圃場外における各種領域を作業者がより容易に視認することが可能な制御装置及び作業車両を提供することにある。
本発明に係る制御装置は、車両位置取得部と、圃場輪郭設定部と、領域設定部と、表示処理部とを備える。前記車両位置取得部は、圃場を走行する作業車両の位置を示す位置情報を取得する。前記圃場輪郭設定部は、複数の前記位置情報に基づいて、前記圃場の輪郭を設定する。前記領域設定部は、前記輪郭に基づいて、前記作業車両による作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を、前記圃場の内部又は前記圃場の外部に設定する。前記表示処理部は、前記圃場を示す圃場画像と、前記作業対象外領域を識別するための識別画像とを表示部に表示させる。
本発明に係る作業車両は、制御装置と、走行機体と、走行装置と、刈取装置と、脱穀装置とを備える。前記走行機体には、前記制御装置が配置される。前記走行装置は、前記走行機体の下方に配置されて前記走行機体を支持し、圃場を走行する。前記刈取装置は、前記走行機体に配置され、前記圃場の未刈穀稈を刈り取る。前記脱穀装置は、前記刈取装置によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀する。前記制御装置は、前記走行装置、前記刈取装置及び前記脱穀装置を制御する。
本発明によれば、圃場内及び圃場外における各種領域を作業者がより容易に視認することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1~図3を参照して、本実施形態に係る農作物収穫システム100について説明する。図1は、本実施形態に係る農作物収穫システム100の概要図である。図2は、本実施形態におけるコンバイン1のブロック図である。図3は、本実施形態における携帯通信端末7のブロック図である。
なお、本明細書では、理解を容易にするために、前後方向、左右方向、及び上下方向を記載することがある。ここで、前後方向、左右方向、及び上下方向は、運転空間2a(図1参照)に配置された運転座席(不図示)に着座した運転者(作業者)から見た方向である。但し、説明の便宜のために前後方向、左右方向、及び上下方向を定義したに過ぎず、これらの方向の定義により、本発明の作業車両の使用時及び組立時の向きを限定する意図はない。
農作物収穫システム100は、作業車両である自脱型のコンバイン1と携帯通信端末7とを含む。農作物収穫システム100は、作業者が携帯通信端末7等を用いて指示を行うことで、コンバイン1に自動走行させつつ、コンバイン1に農作物の収穫作業等を行わせるものであり、自動走行システムの一例である。なお、自動走行の指示は、携帯通信端末7ではなく、コンバイン1に設けられた操作部材を操作して行われてもよい。コンバイン1は、作業車両の一例である。作業車両は、コンバイン1に限定されず、圃場内を自動走行可能な車両であればよい。作業車両としては、種子を圃場に播種しながら走行する播種機、肥料を圃場に施肥しながら走行する施肥機、薬剤を圃場に散布しながら走行する薬剤散布機、苗の植付作業等を行いながら走行する田植機、耕耘機、及びトラクタ等がある。収穫作業、播種、施肥、薬剤散布及び植付作業は、作業車両による作業の一例である。
自動走行とは、コンバイン1が備える制御部50により走行に関する装置が制御されることで、予め定められた経路に沿うように少なくとも操舵が自律的に行われることを意味する。また、操舵に加え、車速又は作業装置による作業等が自律的に行われる構成であってもよい。自動走行には、コンバイン1に人が乗っている場合と、コンバイン1に人が乗っていない場合とが含まれる。
図1に示されるように、本実施形態のコンバイン1は、走行機体101と、走行装置102と、刈取装置200と、脱穀装置300と、グレンタンク400と、制御部50と、記憶部55と、通信装置16とを備える。走行装置102は、走行機体101の下方に配置されて、走行機体101を支持する。刈取装置200は、走行機体101の前方に配置される。刈取装置200及び脱穀装置300は、農作業装置の一例である。通信装置16は、走行機体101の上方に配置される。制御部50は、走行機体101内部に配置される。記憶部55は、走行機体101内部に配置される。
走行機体101(コンバイン1)は、エンジン(不図示)を備える。エンジンは、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジンは、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギー(動力)に変換する。
走行装置102は、コンバイン1を走行させる。具体的には、走行装置102は、エンジンにおいて生成された動力(運動エネルギー)に基づいて走行する。走行装置102は、例えば、左右一対の走行クローラ装置を含む。左右一対の走行クローラ装置は、コンバイン1を前後方向に走行させる。また、左右一対の走行クローラ装置は、コンバイン1を左右方向に旋回させる。
刈取装置200は、エンジンにおいて生成された動力(運動エネルギー)に基づいて駆動する。刈取装置200は、圃場の未刈穀稈を刈り取る。本実施形態において、刈取装置200は、刈取フレーム201と、穀稈搬送装置204とを備える。
刈取フレーム201は、走行機体101の前部に昇降自在に装着される。刈取フレーム201の下方には刈刃が配置される。刈取装置200は、圃場の未刈穀稈の株元を切断するために、刈刃を往復移動させる。
穀稈搬送装置204は、刈刃によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀装置300まで搬送する。
コンバイン1は、走行装置102を駆動して圃場内を移動しながら、刈取装置200を駆動して圃場の未刈穀稈を連続的に刈り取ることができる。
脱穀装置300は、エンジンにおいて生成された動力(運動エネルギー)に基づいて駆動する。脱穀装置300は、穀稈搬送装置204によって走行機体101に搬送された刈取穀稈を脱穀する脱穀作業を行う。刈取作業は収穫作業に含まれる。グレンタンク400は、脱穀装置300によって脱穀された穀粒を貯留する。具体的には、脱穀装置300は、唐箕ファン303と排塵ファン305とを備える。脱穀装置300は、走行機体101に搬送された刈取穀稈の穂先側を脱穀する。脱穀装置300は、脱穀した穂先側(脱穀物)を揺動選別(比重選別)する。
唐箕ファン303は、脱穀後の刈取穀稈に向けて選別風を供給する。この結果、穀粒(脱穀物)中の藁屑や夾雑物が除去される。藁屑や夾雑物が除去された穀粒は、グレンタンク400に運ばれて貯留される。排塵ファン305は、穀稈搬送装置204の後部の排塵を機外に排出する。
走行機体101(コンバイン1)は、キャビン2を更に備える。キャビン2は箱状であり、キャビン2の内部には、コンバイン1の運転者(作業者)のための運転空間2aが形成されている。運転空間2aには、図示しない運転座席、操舵ハンドル及び主変速レバー等のコンバイン1の運転に要する機器が配置される。例えば、操舵ハンドルは、運転座席の前方に配置される。操舵ハンドルは、運転座席に着座している運転者(作業者)により操作されて、図1に示す走行装置102が走行する向きを変化させる。コンバイン1のモードが手動走行モードであるとき、運転者(作業者)は、操舵ハンドルを操作してコンバイン1を旋回させることができる。旋回には、例えば、90度ターン(αターン)、U字ターン、及びフィッシュテールターンが含まれる。
例えば、主変速レバーは、運転座席の左方に配置される。主変速レバーは、運転座席に着座している運転者(作業者)により操作されて、図1に示す走行装置102の進行方向を前進と後進とに切り換える。
なお、主変速レバーは、各種のスイッチを有する。主変速レバーの各種スイッチには、例えば、扱深さを調節するためのスイッチ、刈取装置200を上昇させるためのスイッチ、刈取装置200を下降させるためのスイッチ、刈取装置200の高さを調整するためのスイッチ、及びエンジンにおいて生成された動力を刈取装置200及び脱穀装置300に伝達するか否かを切り替えるスイッチが含まれる。操舵ハンドル、主変速レバー及び各種のスイッチは、運転者(作業者)による操作に応じた指示内容を示す信号を制御部50に出力する。
通信装置16は、測位アンテナ61、慣性計測装置62、及び通信アンテナ63を有する。
測位アンテナ61は、衛星測位システム(GNSS;Global Navigation Satellite System)を構成する測位衛星からの電波(測位信号)を受信する。慣性計測装置62は、3軸の角速度センサと3方向の加速度センサとを含む。
通信アンテナ63は、携帯通信端末7と無線通信を行うためのアンテナである。無線通信には、Wi-Fi(登録商標)等の無線LAN(Local Area Network)及びBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信等が採用される。また、コンバイン1には、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用のアンテナ(不図示)が設けられていてもよい。
制御部50は、走行装置102、刈取装置200及び脱穀装置300を制御する。具体的には、図2に示されるように、制御部50は、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置である。
制御部50は、操舵ハンドル、主変速レバー及び各種のスイッチ等から出力された信号を受けて、信号の示す指示内容に従って走行装置102、刈取装置200及び脱穀装置300を制御する。制御部50は、1つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。
記憶部55は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)のような主記憶装置である。記憶部55は、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)のような補助記憶装置を更に含んでもよい。記憶部55には、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。制御部50は、各種のプログラムを記憶部55から読み出して実行する。
また、制御部50には、上記の慣性計測装置62に加え、位置取得部64、通信処理部65、車速センサ66、舵角センサ67、刈取センサ68、及び収穫量センサ69が接続されている。
位置取得部64は、測位アンテナ61が測位衛星から受信した測位信号を用いて、コンバイン1の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部64は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のRTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS)法を利用して測位を行ってもよい。基準局は、圃場周辺の既知位置に設置される。あるいは、位置取得部64は、DGNSS(Differential GNSS)法を利用して測位を行ってもよい。あるいは、位置取得部64は、無線LAN等の電波強度に基づく位置取得、又は慣性計測装置62の計測結果を用いた慣性航法による位置取得等を行ってもよい。
通信処理部65は、通信アンテナ63を介して携帯通信端末7との間でデータの送受信を行う。
車速センサ66は、コンバイン1の車速を検出する。車速センサ66は、走行装置102に配置された車軸等に設けられる。車速センサ66が走行装置102の車軸に設けられた場合、車速センサ66は、車軸の回転に応じたパルスを発生させる。車速センサ66で得られた検出結果のデータは、制御部50へ出力される。
舵角センサ67は、例えば、操舵ハンドルに設けられ、操舵ハンドルの舵角を検出する。舵角センサ67で得られた検出結果のデータは、制御部50へ出力される。
刈取センサ68は、刈取装置200の高さ及び刈取装置200の駆動状態を検出する。刈取センサ68で得られた検出結果のデータは、制御部50へ出力される。制御部50は、刈取センサ68の検出結果に基づいて、刈取装置200が刈取作業を行っているか否かを特定できる。刈取作業は収穫作業に含まれる。
収穫量センサ69は、コンバイン1によって収穫された穀粒の量を検出する。収穫量センサ69は、検出した穀粒の量を示す情報を制御部50へ出力する。例えば、収穫量センサ69は、グレンタンク400に設けられる。収穫量センサ69は、穀粒がグレンタンク400に運ばれる際、穀粒が収穫量センサ69に衝突するときの衝撃度を測定し、測定結果を制御部50へ出力する。制御部50は、収穫量センサ69の測定結果を取得して穀粒の重量又は体積に変換し、コンバイン1によって収穫された穀粒の量を示す収穫量情報を生成する。制御部50は、収穫量センサ69の測定結果の変換を行わなくてもよい。この場合、収穫量情報は、収穫量センサ69の測定結果を示す。なお、収穫量センサ69は、農作物収穫システム100において必須の構成要素ではない。
本実施形態において、制御部50は、車速制御及び操舵制御といったコンバイン1の自動走行に関する制御が可能である。具体的には、制御部50の制御により、コンバイン1は、前進、後進、及び旋回等を自律的に行うことができる。また、制御部50は、例えば操舵を自律的に行うと共に、車速を作業者の操作に応じて変更する制御を行うこともできる。
車速を自律的に変更する場合、制御部50は、車速センサ66が検出する現在の車速を目標の車速に近づける制御を行う。車速の制御は、例えばミッションケース(不図示)内の変速装置の変速比又はエンジンの回転速度のうちの少なくとも一方を変更することにより実現される。なお、車速の制御は、コンバイン1が停止するように車速をゼロにする制御も含む。
操舵を自律的に行う場合、制御部50は、舵角センサ67が検出する現在の舵角を目標の舵角に近づける制御を行う。舵角の制御は、例えば、操舵ハンドルの回転軸に設けられた操舵アクチュエータを駆動することにより実現される。なお、制御部50は、操舵アクチュエータの駆動に代えて、走行装置102の左右の走行クローラ装置のそれぞれの回転を直接調整して、走行装置102の旋回角を調整してもよい。
また、制御部50は、予め定められた条件に基づいて、刈取装置200及び脱穀装置300の動作を制御する。具体的には、制御部50は、刈取装置200の高さの調整及び刈取作業、並びに脱穀装置300による脱穀作業等を制御する。
なお、制御部50は、各種センサの検出結果に基づいて、自動走行に関する制御、刈取装置200及び脱穀装置300の動作の制御及び収穫作業の継続の判定を行う以外に、携帯通信端末7を用いた作業者の遠隔操作に応じてコンバイン1を走行させる制御、刈取装置200及び脱穀装置300の動作の制御及び収穫作業の継続の判定を行うこともできる。
次に、図3を参照して、携帯通信端末7について説明する。図3に示されるように、携帯通信端末7は、通信アンテナ71、通信処理部72、表示部73、操作部74、及び制御部80を備える。携帯通信端末7は、タブレット端末、スマートフォン、又はノートパソコン等である。携帯通信端末7は、後述のようにコンバイン1の自動走行に関する様々な処理を行うが、これらの処理の少なくとも一部をコンバイン1の制御部50が行うこともできる。逆に、コンバイン1の制御部50が行う自動走行に関する様々な処理の少なくとも一部を携帯通信端末7が行うこともできる。
通信アンテナ71は、コンバイン1と無線通信を行うためのアンテナである。通信処理部72は、通信アンテナ71を介してコンバイン1との間でデータの送受信を行う。具体的には、制御部80は、通信処理部72及び通信アンテナ71を介して、コンバイン1に設けられた各センサの検出結果等を受信可能である。
上述したように、コンバイン1は携帯電話回線に接続可能であるため、携帯通信端末7は、コンバイン1を介して携帯電話回線に接続することができる。従って、例えばコンバイン1が有する記憶部55又は制御部80が有する記憶部81に記憶される情報の一部を外部のサーバに記憶させることもできる。なお、携帯通信用のアンテナ(不図示)は、コンバイン1ではなく、携帯通信端末7に設けられていてもよい。
表示部73は、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。表示部73は、例えば、圃場に関する情報、自動走行に関する情報、コンバイン1の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。
操作部74は、タッチパネル又はハードウェアキーの少なくとも一方を含む。タッチパネルは、表示部73に重ねて配置されており、作業者の指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、携帯通信端末7の筐体の側面又は表示部73の周囲等に配置されており、作業者の指等による押圧を検出可能である。
制御部80は、図示しない演算装置及び入出力部等、並びに記憶部81を備えている。制御部80は制御装置の一例である。演算装置は、プロセッサ又はマイクロプロセッサ等である。記憶部81は、ROM及びRAMのような主記憶装置である。記憶部81は、HDD又はSSDのような補助記憶装置を更に含んでもよい。記憶部81には、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。演算装置は、各種のプログラムを記憶部81から読み出して実行する。上記のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御部80を、圃場輪郭設定部83、領域設定部84、車両位置取得部85、表示処理部86、収穫情報取得部87、算出部88として動作させることができる。圃場輪郭設定部83、領域設定部84、車両位置取得部85、表示処理部86、収穫情報取得部87及び算出部88が行う処理は後述する。
次に、図4及び図5を参照して、本実施形態におけるコンバイン1の自動走行について説明する。図4は、本実施形態におけるコンバイン1が走行する圃場98を示す図である。図5は、本実施形態における表示部73に表示される画面の一例を示す図である。
図5に示すように、表示部73には、圃場98の周囲を示す地図画像MPが表示される。地図画像MPは、圃場98を示す圃場画像98Pを含む。地図画像MPは、例えば、記憶部81に記憶されていてもよいし、携帯電話回線及びインターネットを介して携帯通信端末7外部から取得されてもよい。具体的には、携帯通信端末7の表示処理部86は、圃場画像98Pを含む地図画像MPを取得し、地図画像MPを表示部73に表示させる。
また、表示処理部86は、コンバイン1の位置を示すアイコンC1を表示部73に表示させる。具体的には、コンバイン1の位置取得部64又は慣性計測装置62等は、コンバイン1の位置情報99を検出する。通信処理部65は、位置取得部64又は慣性計測装置62等によって検出された位置情報99を携帯通信端末7に送信する。携帯通信端末7の通信処理部72は、コンバイン1から送信された位置情報99を受信する。車両位置取得部85は、通信処理部72によって受信された位置情報99を取得する。表示処理部86は、車両位置取得部85によって取得された位置情報99に基づいて、コンバイン1の位置を特定し、コンバイン1を示すアイコンC1を、表示部73の地図画像MPにおいて対応する位置に表示させる。
本実施形態において、コンバイン1を自動走行させる場合、まず、運転者(作業者)は、実際の圃場98の輪郭981に沿って、コンバイン1を手動走行させる。図4に示す例では、運転者(作業者)は、圃場98の入口EX1から、輪郭981に沿って反時計回りにコンバイン1を手動走行させている。コンバイン1は、輪郭981に沿って走行しながら、走行経路上の未刈穀稈を刈り取る。
図4に示すように、圃場98内に、輪郭981に沿って障害物SAが存在する場合、運転者(作業者)は、障害物SAを避けてコンバイン1を手動走行させる。具体的には、コンバイン1は、障害物SAに沿って、輪郭981から内側に迂回する。
位置取得部64又は慣性計測装置62等は、手動走行中にコンバイン1の位置情報99を定期的に検出する。位置取得部64又は慣性計測装置62等が検出したコンバイン1の複数の位置情報99は、順次携帯通信端末7に送信される。
携帯通信端末7の通信処理部72は、コンバイン1から送信された複数の位置情報99を受信する。車両位置取得部85は、通信処理部72によって受信された複数の位置情報99を取得する。
表示処理部86は、車両位置取得部85によって取得された複数の位置情報99に基づいて、複数の位置情報99にそれぞれ対応するポインタ99Pを、表示部73の地図画像MPにおいて対応する位置に表示させる。
圃場輪郭設定部83は、車両位置取得部85によって取得された複数の位置情報99と、コンバイン1の車幅dとに基づいて、圃場98の輪郭981Pを設定する。車幅dは、例えば、記憶部81に記憶されている。
[輪郭設定1]
次に、本実施形態における圃場98の輪郭設定処理の一例を説明する。例えば、作業者は、表示部73に表示された複数のポインタ99Pのうち、4つのポインタ99PA、99PB、99PC、99PDを選択する操作を携帯通信端末7に対して行う。
次に、本実施形態における圃場98の輪郭設定処理の一例を説明する。例えば、作業者は、表示部73に表示された複数のポインタ99Pのうち、4つのポインタ99PA、99PB、99PC、99PDを選択する操作を携帯通信端末7に対して行う。
操作部74がポインタ99PA、99PB、99PC、99PDを選択する操作を検出すると、圃場輪郭設定部83は、ポインタ99PA、99PB、99PC、99PDを、それぞれ四隅の4点とする略矩形枠の輪郭981Pを設定する。なお、圃場輪郭設定部83は、ポインタ99PA、99PB、99PC、99PDをつなぐ略矩形枠を輪郭981Pとして設定してもよい。
また、圃場輪郭設定部83は、複数のポインタ99Pのうち、四隅の4点のポインタ99Pを選択し、4点のポインタ99Pをつなぐ略矩形枠を輪郭981Pとして設定してもよい。
[輪郭設定2]
次に、本実施形態における圃場98の輪郭設定処理の他の例を説明する。例えば、表示処理部86は、車両位置取得部85によって取得された複数の位置情報99と、コンバイン1の車幅dとに基づいて、圃場98をコンバイン1が走行した軌跡を算出する。表示処理部86は、算出した軌跡を表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。
次に、本実施形態における圃場98の輪郭設定処理の他の例を説明する。例えば、表示処理部86は、車両位置取得部85によって取得された複数の位置情報99と、コンバイン1の車幅dとに基づいて、圃場98をコンバイン1が走行した軌跡を算出する。表示処理部86は、算出した軌跡を表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。
作業者は、例えば、表示部73に表示された軌跡の四隅の4点を選択する操作を携帯通信端末7に対して行う。操作部74が四隅の4点を選択する操作を検出すると、圃場輪郭設定部83は、四隅の4点を頂点とする略矩形枠の輪郭981Pを設定する。
なお、圃場輪郭設定部83は、輪郭設定1及び輪郭設定2において、コンバイン1の軌跡の外側より更に外側に輪郭981Pを設定してもよい。
圃場輪郭設定部83によって輪郭981Pが設定されると、領域設定部84は、輪郭981Pに基づいて、圃場98の内部及び圃場98の外部に各種領域を設定する。例えば、領域設定部84は、圃場98の内部に、コンバイン1による収穫作業が行われる作業対象領域を設定する。また、領域設定部84は、圃場98の内部又は圃場98の外部に、コンバイン1による収穫作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を設定する。例えば、コンバイン1は、作業対象外領域において、収穫作業に関連する関連作業を行う。
例えば、領域設定部84は、複数の位置情報99と輪郭981Pとに基づいて、コンバイン1が走行できない走行不可領域S1を算出して作業対象外領域に設定する。
具体的には、領域設定部84は、輪郭981Pの内側に、走行不可領域S1が存在するか否かを判定する。
具体的には、輪郭981Pから圃場98の内側に向かって、所定の距離r1より離れた位置にポインタ99Pが位置している場合、領域設定部84は、走行不可領域S1を設定する。図5に示す例では、輪郭981Pから圃場98の内側に向かって、所定の距離r1より離れた位置に3つのポインタ99Pが位置している。領域設定部84は、3つのポインタ99Pと輪郭981Pとで囲まれた領域を走行不可領域S1であると判定する。領域設定部84は、走行不可領域S1を作業対象外領域に設定する。
以上のように、本実施形態において、走行不可領域S1が輪郭981Pとコンバイン1の軌跡とに基づいて設定されるため、作業者による走行不可領域S1を設定するための操作が不要になる。したがって、走行不可領域S1をより容易に設定できる。
次に、図6を参照して、本実施形態において設定される他の各種領域について説明する。図6は、表示部73に表示された各種領域の一例を示す図である。
例えば、領域設定部84は、コンバイン1が未刈穀稈を刈り取りながら走行した軌跡を作業済領域91に設定する。具体的には、領域設定部84は、刈取センサ68の検出結果に基づいて、コンバイン1が走行経路上の未刈穀稈を刈り取ったか否かを判定する。図4~6に示す例において、領域設定部84は、輪郭981Pを設定するために走行した軌跡を作業済領域91に設定する。作業済領域91は、作業対象領域に含まれる。
表示処理部86は、領域設定部84によって設定された作業済領域91を示す作業済領域画像91Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。
また、領域設定部84は、輪郭981Pと作業済領域91とに基づいて、未作業領域92を設定する。未作業領域92は、未刈穀稈が存在する領域を示す。具体的には、領域設定部84は、輪郭981Pの内側の領域のうち、作業済領域91以外の領域を未作業領域92に設定する。未作業領域92は、作業対象領域に含まれる。
表示処理部86は、領域設定部84によって設定された未作業領域92を示す未作業領域画像92Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。
更に、領域設定部84は、未作業領域92に基づいて、自動走行領域93を設定する。自動走行領域93は、コンバイン1が自動走行する領域を示す。具体的には、領域設定部84は、未作業領域92の内側の一部に、略矩形の自動走行領域93を設定する。自動走行領域93の位置及び大きさは、例えば、コンバイン1の車幅dに基づいて決定される。
表示処理部86は、領域設定部84によって設定された自動走行領域93を示す自動走行領域画像93Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。
例えば、作業済領域画像91P、未作業領域画像92P及び自動走行領域画像93Pは、互いに表示色が異なる等、作業者が各領域を識別できるように表示される。
なお、領域設定部84は、作業済領域91、未作業領域92及び自動走行領域93のうち、一部又は全部を設定しなくてもよい。
また、領域設定部84は、コンバイン1に収穫作業を継続させるための中継作業が行われる中継領域95(図4参照)を作業対象外領域に設定する。中継作業は、例えば、コンバイン1が収穫した農作物をトラック等に排出する作業、コンバイン1の燃料の補給作業等を含む。中継作業は、関連作業の一例である。中継領域95の座標は、記憶部81に記憶される。
例えば、中継領域95を設定する場合、作業者は、携帯通信端末7の操作部74を操作して表示部73に表示された地図画像MPのある地点を選択する。領域設定部84は、作業者が選択した地点の座標を操作部74から取得する。領域設定部84は、取得した座標と輪郭981Pとに基づいて、選択された地点の座標が輪郭981Pの内側に位置するか、輪郭981Pの外側に位置するかを判定する。選択された地点の座標が輪郭981Pの外側に位置する場合、領域設定部84は、選択された地点を含む所定の領域を中継領域95に設定する。
本実施形態において、中継領域95は、作業者によって設定されてもよい。作業者が設定する中継領域95は、例えば、圃場98を構成する複数辺のうちの少なくとも1辺である。あるいは、中継領域95は、1辺全体ではなく、1辺のうちの少なくとも1点であってもよい。領域設定部84は、作業者が選択した1点又は1辺の座標を操作部74から取得し、選択された1点又は1辺を中継領域95に設定する。
また、領域設定部84は、圃場98の入口EX1(図4参照)を作業対象外領域に設定する。入口EX1では、コンバイン1を圃場98に入場させる入場作業が行われる。入場作業は、収穫作業に関連する関連作業の一例である。例えば、領域設定部84は、複数の位置情報99と輪郭981Pとに基づいて、コンバイン1が輪郭981Pを通過した座標を算出する。領域設定部84は、算出した座標が示す地点を含む所定の領域を入口EX1に設定する。図4に示す例では、入口EX1は、輪郭981Pの右上の隅である。入口EX1の形状及び大きさは、例えば、コンバイン1の車幅dに基づいて決定される。図4に示す例では、入口画像EX1Pの形状は、略矩形である。入口EX1の座標は、記憶部81に記憶される。
なお、入口EX1は、作業者によって設定されてもよい。作業者が入口EX1設定する場合、作業者は、携帯通信端末7の操作部74を操作して表示部73に表示された地図画像MPにおける入口EX1に対応する地点を選択する。領域設定部84は、作業者が選択した地点の座標を操作部74から取得し、選択された地点を含む所定の領域を入口EX1に設定する。
[識別画像]
本実施形態において、表示処理部86は、作業対象外領域を作業者が識別するための識別画像94と、圃場画像98Pとを表示部に表示させる。
本実施形態において、表示処理部86は、作業対象外領域を作業者が識別するための識別画像94と、圃場画像98Pとを表示部に表示させる。
図6に示すように、例えば、表示処理部86は、走行不可領域S1を示す走行不可領域画像S1Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。具体的には、表示処理部86は、領域設定部84によって設定された走行不可領域S1の座標を取得する。表示処理部86は、地図画像MPにおける取得した座標の示す位置に、走行不可領域画像S1Pを表示させる。
更に、表示処理部86は、走行不可領域S1を示す走行不可領域識別画像94Aを、走行不可領域画像S1Pに重ねて表示させる。走行不可領域識別画像94Aは、識別画像94の一例である。識別画像94は、例えば、ピン又はアイコン等で表示される。例えば、走行不可領域識別画像94Aは、「進入禁止の標識」が描かれた絵を含む。
また、表示処理部86は、圃場98の入口EX1を示す入口画像EX1Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。具体的には、表示処理部86は、記憶部81に記憶された入口EX1の座標を取得する。表示処理部86は、地図画像MPにおける取得した座標の示す位置に、入口画像EX1Pを表示させる。入口画像EX1Pの形状及び大きさは、例えば、入口EX1の形状及び大きさに応じて決定される。
更に、表示処理部86は、入口EX1を示す入口識別画像94Bを、入口画像EX1Pに重ねて表示させる。入口識別画像94Bは、識別画像94の一例である。例えば、入口識別画像94Bは、入口を示す「EXIT」の文字を含む。
また、表示処理部86は、中継領域95を示す中継領域画像95Pを、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。表示処理部86は、例えば、記憶部81に記憶された中継領域95の座標を取得する。表示処理部86は、取得した座標の示す位置に、中継領域画像95Pを表示させる。図6に示す例では、中継領域画像95Pの形状は、略矩形である。
更に、表示処理部86は、中継領域95を示す中継領域識別画像94Cを、中継領域画像95Pに重ねて表示させる。中継領域識別画像94Cは、識別画像94の一例である。例えば、中継領域識別画像94Cは、「サイロ」が描かれた絵を含む。
以上のように、コンバイン1が走行した軌跡に基づいて各種作業対象外領域が設定され、作業対象外領域を示す画像にそれぞれに識別画像94が付加されることで、作業者は、圃場内及び圃場外における各作業対象外領域を視認しやすくなる。
例えば、走行不可領域画像S1Pに走行不可領域識別画像94Aを付加することで、作業者が走行不可領域S1を認識しやすくなり、入口画像EX1Pに入口識別画像94Bを付加することで、作業者が入口EX1を認識しやすくなり、中継領域画像95Pに中継領域識別画像94Cを付加することで、作業者が中継領域95を認識しやすくなる。
なお、識別画像94の表示形式は、上記に限定されない。具体的には、識別画像94に含まれる文字又は絵は、特に限定されない。また、識別画像94に含まれる文字又は絵の色、柄、模様、フォント及び大きさ等は、特に限定されない。
例えば、識別画像94の表示形式は、作業者の変更操作により変更可能である。変更操作は、作業者が携帯通信端末7の操作部74に対して、識別画像94の表示形式の変更を指示する操作を示す。
具体的には、作業者が変更操作を行う場合、作業者は、表示部73に表示された識別画像94のうちから選択識別画像を選択する。例えば、作業者が表示部73に表示された識別画像94のうちの1つをタップ操作すると、タップ操作された識別画像94が選択識別画像に選択される。そして、表示処理部86は、選択識別画像の表示形式を作業者に設定させる設定画面を表示させる。例えば、作業者が設定画面に表示された各種設定をタップ操作して選択すると、表示処理部86は、選択された設定内容を反映させた識別画像94を表示部73に表示させる。
本実施形態において、識別画像94の表示形式には、例えば、選択識別画像を選択識別画像以外の識別画像94より強調して表示する強調表示が含まれる。強調表示には、例えば、点滅表示がふくまれる。具体的には、作業者が設定画面に表示された各種設定のうち、強調表示させる旨の設定を選択すると、表示処理部86は、識別画像94を強調表示させる。識別画像94を強調表示することで、強調表示された識別画像94に対応する領域に作業者の注意を引きやすくすることができる。
次に、図7を参照して、識別画像94の表示について、更に詳細に説明する。図7は、図7は、識別画像94が表示された表示部73を示す図である。図7に示す地図画像MPは、図6に示す地図画像MPが縮小されてより広範囲が表示されている。
例えば、図6に示す地図画像MPを作業者がピンチイン操作すると、表示部73には、図7に示す地図画像MPが表示される。具体的には、操作部74がピンチイン操作を検出すると、表示処理部86は、表示済みの地図画像MPを縮小し、表示済みの地図画像MPより外側の範囲を示す画像と共に、新たな地図画像MPとして表示部73に表示させる。ピンチイン操作は、地図画像MPを縮小する縮小操作の一例である。なお、地図画像MPを拡大する場合、作業者は、例えば、地図画像MPをピンチアウト操作する。ピンチアウト操作は、地図画像MPを拡大する拡大操作の一例である。拡大操作及び縮小操作は、それぞれ、縮尺変更操作の一例である。本実施形態において、地図画像MPの縮小は、ピンチイン操作以外の操作によって行われてもよい。また、地図画像MPの拡大は、ピンチアウト操作以外の操作によって行われてもよい。
図7に示す地図画像MPにおいて、自動走行領域画像93P、走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cが表示部73に表示される。一方、作業済領域画像91P、未作業領域画像92P、走行不可領域画像S1P、入口画像EX1P及び中継領域画像95Pは、図7に示す地図画像MPに対して小さすぎるため、表示部73に表示されない。
具体的には、表示処理部86は、自動走行領域画像93Pを地図画像MPの縮小に応じて縮小し、表示部73に表示させる。一方、作業済領域画像91P、未作業領域画像92P、走行不可領域画像S1P、入口画像EX1P及び中継領域画像95Pを地図画像MPの縮小に応じて縮小すると、表示部73に表示できなくなるため、表示処理部86は、作業済領域画像91P、未作業領域画像92P、走行不可領域画像S1P、入口画像EX1P及び中継領域画像95Pを表示しない。
また、表示処理部86は、走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cを、地図画像MPの縮小に応じて縮小することなく、表示部73に表示させる。したがって、図7に示す走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cのサイズは、図6に示す走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cのサイズと同じである。
なお、地図画像MPが拡大表示された場合、地図画像MPが縮小表示された場合と同様に、表示処理部86は、走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cを所定のサイズで表示させる。つまり、表示処理部86は、地図画像MPの拡大又は縮小に関わらず、走行不可領域識別画像94A、入口識別画像94B及び中継領域識別画像94Cを、表示部73に対して固定比率で表示させる。したがって、地図画像MPが拡大又は縮小された場合においても、作業者が作業対象外領域を認識しやすくなる。
次に、図2、図3、図6及び図7を参照して、表示部73に表示される走行距離表示について説明する。
本実施形態において、携帯通信端末7は、コンバイン1に設けられた収穫量センサ69の検出結果に基づいて、コンバイン1による収穫作業を継続可能な距離を作業者に提示する。
例えば、図3に示す収穫情報取得部87は、図2に示す制御部50によって生成された収穫量情報を取得する。例えば、制御部50は、生成した収穫量情報を、通信処理部65及び通信アンテナ63を介して携帯通信端末7に送信する。
収穫情報取得部87は、コンバイン1から送信された収穫量情報を、通信アンテナ71及び通信処理部72を介して受信して取得する。
算出部88は、収穫情報取得部87によって取得された収穫量情報に基づいて、グレンタンク400に貯留された穀粒の量を示す貯留量Q1を算出する。具体的には、算出部88は、収穫情報取得部87によって取得された収穫量情報を順次積算して貯留量Q1を算出する。
算出部88は、グレンタンク400の容量Q2及び貯留量Q1に基づいて、グレンタンク400の残容量Q3を算出する。残容量Q3は、容量Q2から貯留量Q1を引算することで算出される。グレンタンク400の容量Q2は、例えば、記憶部55又は制御部80に記憶されている。
更に、算出部88は、グレンタンク400の残容量Q3と、コンバイン1が単位距離を走行する際に収穫される穀粒の量を示す収穫可能量情報とに基づいて、貯留量Q1がタンクの容量Q2に達するまでにコンバイン1が走行可能な走行可能距離D1を算出する。収穫可能量情報は、例えば、記憶部55又は制御部80に記憶されている。なお、収穫可能量情報は、算出部88によって算出されてもよい。例えば、算出部88は、複数の位置情報99に基づいてコンバイン1の走行距離を算出する。算出部88は、貯留量Q1を走行距離で割算して収穫可能量情報を算出する。
算出部88は、残容量Q3を収穫可能量情報で割算して走行可能距離D1を算出する。
図6及び図7に示すように、表示処理部86は、例えば、算出部88によって算出された走行可能距離D1を示すメッセージ画像MSG1を、表示部73の地図画像MPに重ねて表示させる。図6及び図7に示すメッセージ画像MSG1には、メッセージ「収穫 あとD1 m」が含まれる。なお、メッセージ画像MSG1に含まれるメッセージは、図6及び図7に示すメッセージに限定されない。また、表示処理部86は、メッセージ画像MSG1以外に、走行可能距離D1を示すメータ画像等を表示部73に表示させてもよい。走行可能距離D1が、表示部73に表示されることで、作業者は、収穫作業の継続が可能な距離を視認できる。したがって、収穫作業の効率が向上する。
次に、図8を参照して、本実施形態に係る表示方法について説明する。図8は、本実施形態に係る表示方法を示すフローチャートである。
まず、車両位置取得部85は、コンバイン1の位置情報99を取得する(ステップS11)。
圃場輪郭設定部83は、車両位置取得部85によって取得された複数の位置情報99に基づいて、圃場98の輪郭981Pを設定する(ステップS12)。
領域設定部84は、輪郭981Pに基づいて、圃場98の内部又は圃場98の外部に、コンバイン1による収穫作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を設定する(ステップS13)。例えば、輪郭981Pから圃場98の内側に向かって、所定の距離r1より離れた位置に位置情報99に対応するポインタ99Pが位置している場合、領域設定部84は、走行不可領域S1を設定する。
表示処理部86は、作業対象外領域を識別するための識別画像94を表示部73に表示させる(ステップS14)。例えば、走行不可領域S1が設定されている場合、表示処理部86は、走行不可領域識別画像94Aを表示部73に表示させる。
操作部74は、作業者による縮尺変更操作を検出する(ステップS15)。操作部74が地図画像MPを拡大する拡大操作又は地図画像MPを縮小する縮小操作を検出した場合(ステップS15でYes)、表示処理部86は、地図画像MPを拡大又は縮小して表示部73に表示させる(ステップS16)。
次に、表示処理部86は、地図画像MPの拡大又は縮小に関わらず、識別画像94を表示部73に対して固定比率で表示させる(ステップS17)。つまり、識別画像94は、地図画像MPの拡大又は縮小前と同じサイズで表示される。操作部74は、作業者による新たな縮尺変更操作を検出する(ステップS15)。
一方、操作部74が拡大操作及縮小操作のいずれも検出しない場合(ステップS15でNo)、表示処理部86は、地図画像MPの拡大及び縮小を行わず、地図画像MPの表示部73への表示を継続する(ステップS18)。
次に、表示処理部86は、識別画像94を表示部73に対して固定比率で表示させる(ステップS19)。操作部74は、作業者による縮尺変更操作を検出する(ステップS15)。
以上、図面(図1~図8)を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明は、農作業車両の分野に利用可能である。
1 :コンバイン(作業車両)
7 :携帯通信端末
69 :収穫量センサ
73 :表示部
83 :圃場輪郭設定部
84 :領域設定部
85 :車両位置取得部
86 :表示処理部
87 :収穫情報取得部
88 :算出部
94 :識別画像
94A :走行不可領域識別画像(識別画像)
94B :入口識別画像(識別画像)
94C :中継領域識別画像(識別画像)
95 :中継領域
98 :圃場
98P :圃場画像
99 :位置情報
101 :走行機体
102 :走行装置
200 :刈取装置
300 :脱穀装置
400 :グレンタンク
981P :輪郭
D1 :走行可能距離
EX1 :入口
Q1 :貯留量
Q2 :容量
S1 :走行不可領域
7 :携帯通信端末
69 :収穫量センサ
73 :表示部
83 :圃場輪郭設定部
84 :領域設定部
85 :車両位置取得部
86 :表示処理部
87 :収穫情報取得部
88 :算出部
94 :識別画像
94A :走行不可領域識別画像(識別画像)
94B :入口識別画像(識別画像)
94C :中継領域識別画像(識別画像)
95 :中継領域
98 :圃場
98P :圃場画像
99 :位置情報
101 :走行機体
102 :走行装置
200 :刈取装置
300 :脱穀装置
400 :グレンタンク
981P :輪郭
D1 :走行可能距離
EX1 :入口
Q1 :貯留量
Q2 :容量
S1 :走行不可領域
Claims (8)
- 圃場を走行する作業車両の位置を示す位置情報を取得する車両位置取得部と、
複数の前記位置情報に基づいて、前記圃場の輪郭を設定する圃場輪郭設定部と、
前記輪郭に基づいて、前記作業車両による作業の対象外の領域を示す作業対象外領域を、前記圃場の内部又は前記圃場の外部に設定する領域設定部と、
前記圃場を示す圃場画像と、前記作業対象外領域を識別するための識別画像とを表示部に表示させる表示処理部と
を備える、制御装置。 - 前記領域設定部は、前記複数の位置情報と前記輪郭とに基づいて、前記作業車両が走行できない走行不可領域を算出して前記作業対象外領域に設定する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記領域設定部は、前記圃場の入口を前記作業対象外領域に設定する、請求項1又は請求項2に記載の制御装置。
- 前記領域設定部は、前記作業車両による作業を継続させるための中継作業が行われる中継領域を前記作業対象外領域に設定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記表示処理部は、前記圃場画像の拡大又は縮小に関わらず、前記識別画像を前記表示部に対して固定比率で表示させる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記表示処理部は、複数の前記識別画像のうちから選択された選択識別画像を、前記選択識別画像以外の前記識別画像より強調して表示させる、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の制御装置。
- 収穫作業を行う前記作業車両によって収穫された穀粒の量を示す収穫量情報を取得する収穫情報取得部と、
前記収穫量情報に基づいて前記穀粒が貯留されるタンクの貯留量を算出する算出部と
を更に備え、
前記算出部は、算出した前記貯留量と、前記タンクの容量と、前記作業車両が単位距離を走行する際に収穫される穀粒の量を示す収穫可能量情報とに基づいて前記貯留量が前記タンクの容量に達するまでに前記作業車両が走行可能な走行可能距離を算出し、
前記表示処理部は、前記走行可能距離を前記表示部に表示させる、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の制御装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の制御装置と、
前記制御装置が配置される走行機体と、
前記走行機体の下方に配置されて前記走行機体を支持し、圃場を走行する走行装置と、
前記走行機体に配置され、前記圃場の未刈穀稈を刈り取る刈取装置と、
前記刈取装置によって刈り取られた刈取穀稈を脱穀する脱穀装置と
を備え、
前記制御装置は、前記走行装置、前記刈取装置及び前記脱穀装置を制御する、作業車両。
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