JP7117414B2 - work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両に関する。 The present invention relates to work vehicles.
従来、トラクタ等の作業車両には、設定した経路に沿って自律走行（無人走行）可能なものが知られており、例えば、特許文献１に示されたものがある。特許文献１に示された作業車両は、当該作業車両により作業を行う作業領域（作業現場の中央部）と作業領域を除く領域（周辺部）のそれぞれにおいて作業経路を定める制御プログラムを備えており、当該制御プログラムによって、作業経路に沿って作業車両を自律走行させることによって、所定の作業を自動化することを可能にしている。
Conventionally, work vehicles such as tractors are known to be capable of autonomous travel (unmanned travel) along a set route. The work vehicle disclosed in
しかしながら、特許文献１に示されるような従来の自律走行可能な作業車両では、作業の開始位置までは、オペレータによって、作業車両を運転操作する必要があった。このため、従来は、オペレータが作業開始位置に作業車両を配置した後で、随伴する他の作業車両まで戻る必要が生じており、作業車両の配置後すぐに作業を開始できないという問題があり、また、各作業車両の配置が離れているような場合には、オペレータの移動に要する労力が大きくなっていた。
However, in the conventional work vehicle capable of autonomous travel, such as that disclosed in
本発明は斯かる現状の課題に鑑みてなされたものであり、作業車両を作業開始位置（作業開始地点）に配置する作業の負担軽減を図り、作業効率の向上を実現することができる作業車両を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such current problems, and is a work vehicle capable of reducing the burden of arranging a work vehicle at a work start position (work start point) and improving work efficiency. is intended to provide
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above, and the means for solving the problems will now be described.
即ち、本発明の一側面に係る作業車両は、車体部と、前記車体部に装着される作業機と、前記車体部の位置情報を検出可能な位置検出部と、前記車体部を走行させる走行領域を記憶可能な記憶部と、前記走行領域内における前記車体部の走行及び前記作業機による作業を制御可能な制御部と、前記走行領域における前記車体部の経路を生成する経路生成部と、を備え、前記制御部により、前記記憶部に記憶された前記走行領域において、前記位置検出部により前記車体部の現在位置を検出可能な作業車両であって、前記制御部は、前記走行領域において前記作業機による作業の開始が指示された場合、前記車体部を前記車体部の現在位置から前記作業機による作業開始地点まで走行させることが可能であり、前記車体部の方位角を検出可能な方位角検出部を備え、前記制御部は、前記車体部の方位角と、前記現在位置から前記作業開始地点に対する方位角と、の角度差が所定の閾値以内であれば、前記車体部を前記現在位置から前記作業開始地点まで走行させる。 That is, a work vehicle according to one aspect of the present invention includes a vehicle body, a working machine attached to the vehicle body, a position detection unit capable of detecting position information of the vehicle body, and a traveling device for running the vehicle body. a storage unit capable of storing an area, a control unit capable of controlling travel of the vehicle body within the travel area and work performed by the working machine, and a route generator configured to generate a route of the vehicle body within the travel area; wherein the current position of the vehicle body can be detected by the position detection unit in the travel area stored in the storage unit by the control unit, wherein the control unit detects the current position of the vehicle body in the travel area When the start of work by the working machine is instructed, the vehicle body can be moved from the current position of the vehicle body to a work start point by the working machine, and the azimuth angle of the vehicle body can be detected. An azimuth angle detection unit is provided, and the control unit detects the azimuth angle of the vehicle body and the azimuth angle from the current position to the work start point if the angle difference is within a predetermined threshold value or less. Travel from the current position to the work start point.
本発明に係る作業車両によれば、作業車両をオペレータの運転によって作業開始位置（作業開始地点）まで配置する必要がなくなり、作業車両を用いて行う作業の効率をより良くすることができる。 According to the work vehicle of the present invention, it is not necessary for the operator to drive the work vehicle to the work start position (work start point), and the efficiency of work performed using the work vehicle can be improved.
本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両の構成について、図１～図５を参照しつつ説明する。図１に示すように、無人で自律走行可能な自律走行作業車両（以下、無人車両と称することがある）１、及び、この自律走行作業車両１に協調して作業者が操向操作する有人の走行作業車両（以下、有人車両と称することがある）１００をトラクタとし、自律走行作業車両１及び走行作業車両１００には作業機としてロータリ耕耘装置がそれぞれ装着されている実施例について説明する。但し、作業車両はトラクタに限定するものではなく、コンバイン等でもよく、また、作業機はロータリ耕耘装置に限定するものではなく、畝立て機や草刈機やレーキや播種機や施肥機等であってもよい。
A configuration of an autonomously traveling working vehicle, which is a working vehicle according to an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. As shown in FIG. 1, an unmanned and autonomously traveling autonomous working vehicle (hereinafter sometimes referred to as an unmanned vehicle) 1, and a manned vehicle operated by a worker in cooperation with the autonomous traveling working
本明細書において「自律走行」とは、トラクタが備える制御部（ＥＣＵ）によりトラクタが備える走行に関する構成が制御されて予め定められた経路に沿ってトラクタが走行することを意味する。単一の圃場における農作業を、無人車両及び有人車両で実行することを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業などと称することがある。なお、農作業の協調作業としては、「単一圃場における農作業を、無人車両及び有人車両で実行すること」に加え、「隣接する圃場等の異なる圃場における農作業を同時期に無人車両及び有人車両で実行すること」が含まれてもよい。 In this specification, the term "autonomous travel" means that the tractor travels along a predetermined route under the control of a configuration related to travel provided in the tractor by a control unit (ECU) provided in the tractor. Execution of agricultural work in a single field by unmanned vehicles and manned vehicles is sometimes referred to as cooperative work, follow-up work, accompaniment work, and the like of agricultural work. In addition to "executing agricultural work in a single field by unmanned vehicles and manned vehicles" as cooperative work of agricultural work, "agricultural work in different fields such as adjacent fields can be performed at the same time by unmanned vehicles and manned vehicles." may include "perform".
図１および図２において、自律走行作業車両１となるトラクタの全体構成について説明する。トラクタの車体部２は、ボンネット３内にエンジン４が内設され、該ボンネット３の後部のキャビン１２内にダッシュボード１４が設けられ、ダッシュボード１４上に操向操作手段となるステアリングハンドル５が設けられている。該ステアリングハンドル５の回動により操舵装置を介して前輪１０・１０の向きが回動される。操舵装置を作動させる操舵アクチュエータ４０は制御部３０を構成するステアリングコントローラ３０１と接続される。自律走行作業車両１の操舵方向は操向センサ２０により検知される。操向センサ２０はロータリエンコーダ等の角度センサからなり、前輪１０の回動基部に配置される。但し、操向センサ２０の検知構成は限定するものではなく操舵方向が認識されるものであればよく、ステアリングハンドル５の回動を検知したり、パワーステアリングの作動量を検知してもよい。操向センサ２０により得られた検出値は制御部３０のステアリングコントローラ３０１に入力される。
1 and 2, the overall configuration of the tractor that serves as the autonomous
制御部３０は、ステアリングコントローラ３０１、エンジンコントローラ３０２、変速制御コントローラ３０３、水平制御コントローラ３０４、作業制御コントローラ３０５、測位制御ユニット３０６、自律走行制御コントローラ３０７等を備え、それぞれＣＰＵ（中央演算処理装置）やＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置やインターフェース等を備え、記憶装置には動作させるためのプログラムやデータ等が記憶され、ＣＡＮ通信によりそれぞれ情報やデータ等を送受信できるように通信可能としている。また、自律走行制御コントローラ３０７は、プログラムやデータ等が記憶される記憶部たるメモリ３０９を備えている。
The
前記ステアリングハンドル５の後方に運転席６が配設され、運転席６下方にミッションケース７が配置される。ミッションケース７の左右両側にリアアクスルケース９・９が連設され、該リアアクスルケース９・９には車軸を介して後輪１１・１１が支承される。エンジン４からの動力はミッションケース７内の変速装置（主変速装置や副変速装置）により変速されて、後輪１１・１１を駆動可能としている。変速装置は例えば油圧式無段変速装置で構成して、可変容量型の油圧ポンプの可動斜板をモータ等の変速手段４４により作動させて変速可能としている。変速手段４４は制御部３０の変速制御コントローラ３０３と接続されている。後輪１１の回転数は車速センサ２７により検知され、走行速度として変速制御コントローラ３０３に入力される。但し、車速の検知方法や車速センサ２７の配置位置は限定するものではない。
A driver's seat 6 is arranged behind the
ミッションケース７内にはＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置が収納され、ＰＴＯクラッチはＰＴＯ入切手段４５により入り切りされ、ＰＴＯ入切手段４５は表示手段４９を介して制御部３０の自律走行制御コントローラ３０７と接続され、ＰＴＯ軸への動力の断接を制御可能としている。また、作業機として播種機や畦塗機等を装着した場合、作業機独自の制御ができるように作業機コントローラ３０８が備えられ、該作業機コントローラ３０８は情報通信配線（所謂、ＩＳＯＢＵＳ）を介して作業制御コントローラ３０５と接続される。
A PTO clutch and a PTO transmission are housed in the mission case 7, and the PTO clutch is turned on and off by the PTO on/off
前記エンジン４を支持するフロントフレーム１３にはフロントアクスルケース８が支持され、該フロントアクスルケース８の両側に前輪１０・１０が支承され、前記ミッションケース７からの動力を前輪１０・１０に伝達可能に構成している。前記前輪１０・１０は操舵輪となっており、ステアリングハンドル５の回動操作により回動可能とするとともに、操舵装置の駆動手段となるパワステシリンダからなる操舵アクチュエータ４０により前輪１０・１０が左右操舵回動可能となっている。操舵アクチュエータ４０は制御部３０のステアリングコントローラ３０１と接続されて制御される。
A
エンジン回転制御手段となるエンジンコントローラ３０２にはエンジン回転数センサ６１や水温センサや油圧センサ等が接続され、エンジン４の状態を検知できるようにしている。エンジンコントローラ３０２では設定回転数と実回転数から負荷を検出し、過負荷とならないように制御するとともに、後述する遠隔操作装置１１２にエンジン４の状態を送信して表示装置１１３で表示できるようにしている。
An
また、ステップ下方に配置した燃料タンク１５には燃料の液面を検知するレベルセンサ２９が配置されて表示手段４９と接続され、表示手段４９は自律走行作業車両１のダッシュボード１４に設けられ、燃料の残量を表示する。そして、燃料の残量は自律走行制御コントローラ３０７で作業可能時間が演算され、通信装置１１０を介して遠隔操作装置１１２に情報が送信されて、遠隔操作装置１１２の表示装置１１３に燃料残量と作業可能時間が表示可能とされる。なお、回転計、燃料計、油圧、異常を表示する表示手段と、現在位置等を表示可能な表示手段とは別構成でもよい。
In addition, a
前記ダッシュボード１４上にはエンジン４の回転計や燃料計や油圧等や異常を示すモニタや設定値等を表示する表示手段４９が配置されている。表示手段４９は遠隔操作装置１１２と同様にタッチパネル式として、データの入力や選択やスイッチ操作やボタン操作等も可能としている。
On the dashboard 14, a display means 49 for displaying a tachometer, a fuel gauge, an oil pressure, a monitor indicating an abnormality, a set value, and the like is arranged. As with the
また、トラクタの車体部２の後部に作業機装着装置２３を介して作業機２４が昇降可能に装設させている。本実施形態では、作業機２４としてロータリ耕耘装置を採用しており、前記ミッションケース７上に昇降シリンダ２６が設けられ、該昇降シリンダ２６を伸縮させることにより、作業機装着装置２３を構成する昇降アームを回動させて作業機２４を昇降できるようにしている。昇降シリンダ２６は昇降アクチュエータ２５の作動により伸縮され、昇降アクチュエータ２５は制御部３０の水平制御コントローラ３０４と接続されている。また、前記作業機装着装置２３の左右一側のリフトリンクには傾斜シリンダが設けられ、該傾斜シリンダを作動させる傾斜アクチュエータ４７は水平制御コントローラ３０４と接続されている。
Further, a working
位置検出部となる測位制御ユニット３０６には位置情報を検出可能とするための移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が接続され、移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８は前記キャビン１２上に設けられる。測位制御ユニット３０６には、位置算出手段を備えて緯度と経度を算出し、現在位置を表示手段４９や遠隔操作装置１１２の表示装置１１３で表示できるようにしている。なお、ＧＰＳ（米国）に加えて準天頂衛星（日本）やグロナス衛星（ロシア）等の衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を利用することで精度の高い測位ができるが、本実施形態ではＧＰＳを用いて説明する。
A
自律走行作業車両１は、車体部２の姿勢変化情報を得るためにジャイロセンサ３１、および進行方向を検知するために方位角検出部３２を具備し制御部３０と接続されている。但し、ＧＰＳの位置計測から進行方向を算出できるので、方位角検出部３２を省くことができる。ジャイロセンサ３１は、車体部２の前後方向の傾斜（ピッチ）の角速度、車体部２の左右方向の傾斜（ロール）の角速度、および旋回（ヨー）の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、車体部２の前後方向および左右方向への傾斜角度、および旋回角度を求めることが可能である。ジャイロセンサ３１の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。ジャイロセンサ３１は制御部３０に接続され、当該三つの角速度に係る情報を制御部３０に入力する。
The autonomous
方位角検出部３２は自律走行作業車両１の向き（進行方向）を検出するものである。方位角検出部３２の具体例としては磁気方位センサ等が挙げられる。方位角検出部３２はＣＡＮ通信手段を介して自律走行制御コントローラ３０７に情報が入力される。
The azimuth
こうして自律走行制御コントローラ３０７は、上記ジャイロセンサ３１、方位角検出部３２から取得した信号を姿勢・方位演算手段により演算し、自律走行作業車両１の姿勢（向き、車体部２の前後方向及び左右方向の傾斜、旋回方向）を求める。
In this way, the
自律走行作業車両１の位置情報は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を用いて取得する。ＧＰＳを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ－ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック－ＧＰＳ）測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能であるが、本実施形態では測定精度の高いＲＴＫ－ＧＰＳ測位方式を採用する。
The position information of the autonomous traveling
ＲＴＫ－ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック－ＧＰＳ）測位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする移動局とで同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で移動局にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて移動局の位置をリアルタイムに求める方法である。 RTK-GPS (real-time kinematic-GPS) positioning simultaneously performs GPS observations with a reference station whose position is known and a mobile station whose position is to be determined, and transmits the data observed at the reference station to the mobile station by wireless or other methods. , and based on the position result of the reference station, the position of the mobile station is determined in real time.
本実施形態においては、自律走行作業車両１に移動局となる測位制御ユニット３０６と移動ＧＰＳアンテナ３４とデータ受信アンテナ３８が配置され、基準局となる固定通信機３５と固定ＧＰＳアンテナ３６とデータ送信アンテナ３９が所定位置に配設される。本実施形態のＲＴＫ－ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック－ＧＰＳ）測位は、基準局および移動局の両方で位相の測定（相対測位）を行い、基準局の固定通信機３５で測位したデータをデータ送信アンテナ３９からデータ受信アンテナ３８に送信する。
In this embodiment, a
自律走行作業車両１に配置された移動ＧＰＳアンテナ３４はＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信する。この信号は測位制御ユニット３０６に送信され測位される。そして、同時に基準局となる固定ＧＰＳアンテナ３６でＧＰＳ衛星３７・３７・・・からの信号を受信し、固定通信機３５で測位し測位制御ユニット３０６に送信し、観測されたデータを解析して移動局の位置を決定する。
A
こうして、自律走行制御コントローラ３０７は自律走行作業車両１を自律走行させる自律走行手段として備えられる。つまり、自律走行制御コントローラ３０７と接続された各種情報取得ユニットによって、自律走行作業車両１の走行状態を各種情報として取得し、自律走行制御コントローラ３０７と接続された各種制御ユニットによって、自律走行作業車両１の自律走行を制御する。具体的には、ＧＰＳ衛星３７・３７・・・から送信される電波を受信して測位制御ユニット３０６において設定時間間隔で車体部２の位置情報を求め、ジャイロセンサ３１及び方位角検出部３２から車体部２の変位情報および方位情報を求め、これら位置情報と変位情報と方位情報に基づいて車体部２が予め設定した経路（走行経路と作業経路）Ｒに沿って走行するように、操舵アクチュエータ４０、変速手段４４、昇降アクチュエータ２５、ＰＴＯ入切手段４５、エンジンコントローラ３０２等を制御して自律走行し、自動で作業できるようにしている。
In this way, the
また、自律走行作業車両１には障害物センサ４１が配置されて制御部３０と接続され、障害物に当接しないようにしている。例えば、障害物センサ４１はレーザセンサや超音波センサやカメラで構成して車体部２の前部や側部や後部に配置して制御部３０と接続し、制御部３０によって車体部２の前方や側方や後方に障害物があるかどうかを検出し、障害物が設定距離以内に近づくと走行を停止させるように制御する。
Further, an
また、自律走行作業車両１には前方を撮影するカメラ４２Ｆや後方の作業機や作業後の圃場状態を撮影するカメラ４２Ｒが搭載され制御部３０と接続されている。カメラ４２Ｆ・４２Ｒは本実施形態ではキャビン１２のルーフの前部上と後部上に配置しているが、配置位置は限定するものではなく、キャビン１２内の前部上と後部上や一つのカメラ４２を車体部２の中心に配置して鉛直軸を中心に回転させて周囲を撮影しても、複数のカメラ４２を車体部２の四隅に配置して車体部２の周囲を撮影する構成であってもよい。カメラ４２Ｆ・４２Ｒで撮影された映像は走行作業車両１００に備えられた遠隔操作装置１１２の表示装置１１３に表示される。
Further, the autonomous
遠隔操作装置１１２は前記自律走行作業車両１の後述する作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂを設定したり、自律走行作業車両１を遠隔操作したり、自律走行作業車両１の走行状態や作業機の作動状態を監視したり、作業データを記憶したりするものであり、制御装置（ＣＰＵやメモリ）や通信装置１１１や表示装置１１３等を備える。
The
有人走行車両となる走行作業車両１００は作業者が乗車して運転操作するとともに、走行作業車両１００に遠隔操作装置１１２を搭載して自律走行作業車両１を操作可能としている。走行作業車両１００の基本構成は自律走行作業車両１と略同じ構成であるので詳細な説明は省略する。なお、走行作業車両１００（または遠隔操作装置１１２）にＧＰＳ用の制御ユニットを備える構成とすることも可能である。
The traveling
遠隔操作装置１１２は、走行作業車両１００及び自律走行作業車両１のダッシュボード等の操作部に着脱可能としている。遠隔操作装置１１２は走行作業車両１００のダッシュボードに取り付けたまま操作することも、走行作業車両１００の外に持ち出して携帯して操作することも、自律走行作業車両１のダッシュボード１４に取り付けても操作可能としている。遠隔操作装置１１２は、例えばノート型やタブレット型のパーソナルコンピュータで構成することができる。本実施形態ではタブレット型のパーソナルコンピュータで構成している。
The
さらに、遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１は無線で相互に通信可能に構成しており、自律走行作業車両１と遠隔操作装置１１２には通信するための通信装置１１０・１１１がそれぞれ設けられている。通信装置１１１は遠隔操作装置１１２に一体的に構成されている。通信手段は、例えば無線ＬＡＮ等で相互に通信可能に構成されている。遠隔操作装置１１２は画面に触れることで操作可能なタッチパネル式の操作画面とした表示装置１１３を筐体表面に設け、筐体内に通信装置１１１やＣＰＵや記憶装置１１４やバッテリ等を収納している。
Furthermore, the
次に、遠隔操作装置１１２により作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂを設定する手順について説明する。遠隔操作装置１１２の表示装置１１３はタッチパネル式としており、電源をオンして遠隔操作装置１１２を起動させると初期画面が現れるようにしている。初期画面では、図３に示すように、トラクタ設定ボタン２０１、圃場設定ボタン２０２、経路生成設定ボタン２０３、データ転送ボタン２０４、作業開始ボタン２０５、終了ボタン２０６が表示される。
Next, a procedure for setting the work route Ra and the travel route Rb using the
まず、トラクタ設定について説明する。トラクタ設定ボタン２０１をタッチすると、過去にこの遠隔操作装置１１２によりトラクタを用いて作業を行った場合、つまり、過去に設定したトラクタが存在する場合、そのトラクタ名（機種）が表示される。複数のトラクタ名が表示されると今回使用するトラクタ名をタッチして選択し、その後初期画面に戻る。新規にトラクタ設定を行う場合には、トラクタの機種を特定する。この場合、機種名を直接入力する。或いは、複数のトラクタの機種を表示装置１１３に一覧表示させて所望の機種を選択できるようにしている。
First, the tractor setting will be explained. When the
トラクタの機種が設定されると、移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置の設定画面が現れる。移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置は、トラクタによって異なり、取り付ける技術者によっても異なる場合もあるので、トラクタの平面図を表示させて取付位置を設定する。
When the model of the tractor is set, a screen for setting the mounting position of the
移動ＧＰＳアンテナ３４の取付位置が設定されると、トラクタに装着される作業機のサイズ、形状、作業機の位置の設定画面が現れる。作業機の位置は前部か、前輪と後輪の間か、後部か、オフセットか、を選択する。作業機の設定が終了すると、作業中の車速、作業中のエンジン回転数、旋回時の車速、旋回時のエンジン回転数の設定画面が現れる。作業中の車速は往路と復路で異なる車速とすることも可能である。車速、及び、エンジン回転数の設定が終了すると、初期画面に戻る。
When the mounting position of the
次に、圃場設定について、説明する。圃場設定ボタン２０２をタッチすると、過去にこの遠隔操作装置１１２によりトラクタを用いて作業行った場合、つまり、過去に設定した圃場が存在する場合、設定されている圃場の名前が表示される。表示された複数の圃場名から今回作業を行う圃場名をタッチして選択すると、その後、後述する経路生成設定に進み、或いは、初期画面に戻ることが可能である。なお、設定された圃場を編集又は新規に設定することも可能である。
Next, field setting will be described. When the farm
登録された圃場がない場合には、新規の圃場設定となる。新規の圃場設定を選択すると、図４に示すように、トラクタ（自律走行作業車両１）を圃場Ｈ内の四隅のうちの一つの隅Ａに位置させ、「測定開始」のボタンをタッチする。その後、トラクタを圃場Ｈの外周に沿って走行させて圃場形状を登録する。次に、作業者は、登録された圃場形状から、角位置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄや変曲点を登録して圃場形状を特定する。 If there is no registered farm field, a new farm field is set. When a new field setting is selected, as shown in FIG. 4, the tractor (autonomous working vehicle 1) is positioned at one corner A of the four corners in the field H, and the "start measurement" button is touched. After that, the tractor is caused to travel along the outer circumference of the field H, and the shape of the field is registered. Next, the operator registers the corner positions A, B, C, and D and the inflection point from the registered field shape to specify the field shape.
圃場Ｈが特定されると、図５に示すように、走行開始位置Ｓｒと、作業方向Ｆと、走行終了位置Ｇｒを設定する。この圃場Ｈ内に障害物が存在する場合には、障害物の位置までトラクタを移動させ、障害物設定ボタン（図示せず）をタッチして、障害物の周囲を走行して、障害物設定を行う。なお、障害物が圃場Ｈの周囲近辺に存在したり、障害物が最小旋回半径よりも小さく、その外周を走行すると大きくなり過ぎる場合には、表示される圃場の地図から登録してもよい。上記作業が終了すると、または、過去に登録した圃場を選択すると、確認画面となり、ＯＫ（確認）ボタンと「編集／追加」ボタンが表示される。過去に登録した圃場に変更がある場合には、「編集／追加」ボタンをタッチする。 When the agricultural field H is specified, as shown in FIG. 5, the travel start position Sr, the working direction F, and the travel end position Gr are set. If there is an obstacle in the field H, move the tractor to the position of the obstacle, touch an obstacle setting button (not shown), travel around the obstacle, and set the obstacle. I do. If an obstacle exists in the vicinity of the field H, or if the obstacle is smaller than the minimum turning radius and becomes too large when traveling around it, it may be registered from the displayed map of the field. When the above work is completed, or when a field registered in the past is selected, a confirmation screen appears, and an OK (confirmation) button and an "edit/add" button are displayed. If there is a change in the field registered in the past, touch the "edit/add" button.
前記圃場設定においてＯＫボタンをタッチすると、経路生成設定となる。経路生成設定は初期画面で経路生成設定ボタン２０３をタッチすることによっても設定が可能となる。経路生成設定モードに移ると、自律走行作業車両１に対して走行作業車両１００がどの位置で走行するかの選択画面が表示される。つまり、自律走行作業車両１と走行作業車両１００の位置関係を設定する。具体的には、（１）走行作業車両１００が自律走行作業車両１の左後方に位置する。（２）走行作業車両１００が自律走行作業車両１の右後方に位置する。（３）走行作業車両１００が自律走行作業車両１の真後ろに位置する。（４）走行作業車両１００は併走しない（自律走行作業車両１のみで作業を行う）。の４種類が表示され、タッチすることにより選択できる。
When the OK button is touched in the field setting, the path generation setting is performed. The route generation setting can also be set by touching the route
次に、走行作業車両１００の作業機の幅を設定する。つまり、作業機の幅を数字で入力する。次に、スキップ数を設定する。つまり、自律走行作業車両１が圃場端（枕地）に至り第１の作業路Ｒ１から第２の作業路Ｒ２に移動する時に、経路を何本飛ばすかを設定する。具体的には、（１）スキップしない。（２）１列スキップ。（３）２列スキップ。のいずれかを選択する。次に、オーバーラップの設定を行う。つまり、作業路Ｒ１と隣接する作業路Ｒ２における作業幅の重複量の設定を行う。具体的には、（１）オーバーラップしない。（２）オーバーラップする。を選択する。なお、「オーバーラップする」を選択すると、数値入力画面が表示され、数値を入力しないと次に進むことができない。
Next, the width of the work implement of the traveling
次に、外周設定が行われる。つまり、図５に示すような、自律走行作業車両１と走行作業車両１００とにより、または、自律走行作業車両１により作業を行う作業領域ＨＡの外側の領域が設定される。言い換えれば、圃場端で非作業状態として旋回走行する枕地ＨＢと、枕地ＨＢと枕地ＨＢとの間の左右両側の圃場外周に接する非作業領域とする側部余裕地ＨＣが設定される。よって、圃場Ｈ＝作業領域ＨＡ＋枕地ＨＢ＋枕地ＨＢ＋側部余裕地ＨＣ＋側部余裕地ＨＣとなる。通常、枕地ＨＢの幅Ｗｂと側部余裕地ＨＣの幅Ｗｃは、走行作業車両１００が装着した作業機の幅の二倍以下の長さとして、自律走行作業車両１と走行作業車両１００とによる併走作業が終了した後に、作業者が走行作業車両１００に乗り込み、手動操作で外周を二周することで、仕上げることができるようにしている。但し、自律走行作業車両１で外周を作業することも可能である。
Next, perimeter setting is performed. That is, as shown in FIG. 5 , an area outside the work area HA in which work is performed by the autonomous traveling
上記の各種設定の入力が終了すると、確認画面が現れ、確認をタッチすると、自動で作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂが生成される。作業経路Ｒａは作業領域ＨＡ内で生成される経路で、作業を行いながら走行する経路であり、直線の経路となる。但し、作業領域ＨＡが矩形でない場合にははみ出すこともある。走行経路Ｒｂは作業領域ＨＡ以外の領域（枕地ＨＢと側部余裕地ＨＣ）で生成される経路で、作業を行わずに走行する経路であり、直線と曲線を組み合わせた経路となり、主に、枕地ＨＢにおいて旋回するための経路となる。 When the input of the various settings described above is completed, a confirmation screen appears, and when confirmation is touched, the work route Ra and the travel route Rb are automatically generated. The work route Ra is a route generated within the work area HA, a route that travels while performing work, and is a straight route. However, if the work area HA is not rectangular, it may protrude. The travel route Rb is a route generated in an area (headland HB and side clearance land HC) other than the work area HA, is a route for traveling without performing work, and is a route combining straight lines and curves. , the path for turning at the headland HB.
作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂは自律走行作業車両１と走行作業車両１００について、それぞれの作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂが生成される。経路生成後にその経路を見たい場合は、経路生成設定ボタン２０３をタッチすることでシミユレーション画像が表示され、確認することができる。なお、経路生成設定ボタン２０３をタッチしなくても作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂは生成されている。自動で作業経路Ｒａと走行経路Ｒｂが生成される際に、作業開始位置Ｓｗと作業終了位置Ｇｗが設定される。作業開始位置Ｓｗと作業終了位置Ｇｗは、圃場設定で登録した走行開始位置Ｓｒと走行終了位置Ｇｒから最も近い対応する位置に設定される。また、経路生成設定の各項目を設定すると、経路生成設定が表示され、その下部に、「経路設定ボタン」「データ転送する」「ホームへ戻る」が選択可能に表示される。
A working route Ra and a traveling route Rb are generated for the autonomous traveling
前記情報を転送するときは、初期画面において設けられたデータ転送ボタン２０４をタッチすることで転送できる。この転送は遠隔操作装置１１２で行われるため、これら設定した情報を自律走行作業車両１の制御装置に転送する必要がある。この転送は、（１）端子を用いて転送する方法と、（２）無線で転送する方法があり、本実施形態では、端子を用いる場合には、ＵＳＢケーブルを用いて遠隔操作装置１１２と自律走行作業車両１の制御装置を直接つなぐ、あるいは、ＵＳＢメモリに一旦記憶させてから、自律走行作業車両１のＵＳＢ端子に接続して転送する。また、無線で転送する場合は、無線ＬＡＮを用いて転送する。
When transferring the information, it can be transferred by touching the
ここで、本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１を作業開始位置Ｓｗまで自律走行させる方法について、説明をする。図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１は、車体部２と、該車体部２に装着される作業機２４を備えており、また、図１および図２に示す如く、車体部２の位置情報を検出可能な位置検出部たる移動ＧＰＳアンテナ３４を備えている。さらに、自律走行作業車両１は、走行領域たる圃場Ｈにおける車体部２の走行および作業機２４による作業を制御可能な制御部３０を備えており、制御部３０には、車体部２を走行させる走行領域たる圃場Ｈの形状、位置、大きさ等を記憶可能な記憶部たるメモリ３０９が備えられている。なお、以下の説明において制御部３０が登場するときには、図２を参照するものとする。
Here, a method for autonomously traveling the autonomously traveling
そして、自律走行作業車両１は、遠隔操作装置１１２で生成された作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂのデータが制御部３０に転送され、メモリ３０９に記憶されるとともに、移動ＧＰＳアンテナ３４により車体部２の現在位置Ｎを検出しつつ作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂに沿って自律的に走行可能な作業車両として構成されている。なお、自律走行作業車両１の現在位置Ｎは、通常は移動ＧＰＳアンテナ３４の位置と一致している。
The data of the work route Ra and the travel route Rb generated by the
本実施形態で示す自律走行作業車両１は、図６に示すような略長方形状の圃場Ｈを走行領域としており、圃場Ｈを構成する第１の領域たる作業領域ＨＡと、第２の領域たる枕地ＨＢおよび側部余裕地ＨＣにおいて、自律走行可能に構成されている。なお、走行作業車両１００は、走行領域たる圃場Ｈ内を自律走行する自律走行作業車両１に追従（または随伴）して、オペレータの運転により走行する。
The autonomous
自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが圃場Ｈ内に位置している場合には、制御部３０によって、自律走行できるように構成されている。一方、自律走行作業車両１は、圃場Ｈの外部（公道等）では、制御部３０によって、自律走行できないように構成されている。
The autonomously traveling
さらに、自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが走行開始位置Ｓｒに位置している場合に、制御部３０によって、自律走行できるように構成されている。
Further, the autonomous traveling
そして、自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが枕地ＨＢ上の走行開始位置Ｓｒに位置しているときに、オペレータによって作業開始ボタン２０５（図３参照）が押されて、「作業開始」の指示が与えられると、制御部３０によって、図６に示すように、そのときの現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで自律走行して、作業開始位置Ｓｗに到達した後で、作業機２４（図１、２参照）による作業を開始するように構成することができる。
Then, when the current position N of the autonomous traveling
このように自律走行作業車両１は、作業開始位置Ｓｗから離れた位置で自律走行を開始できるように構成しているため、圃場Ｈの入口と作業開始位置Ｓｗの距離が離れているような場合に、オペレータが移動する労力を減らすことができ、ひいては、自律走行作業車両１を用いた作業の効率を向上させることができる。
As described above, the autonomous traveling
遠隔操作装置１１２は、上述したトラクタ設定、圃場設定および経路生成設定の設定結果に基づいて作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂを生成する。ところで、遠隔操作装置１１２は、圃場設定において設定された走行開始位置Ｓｒから走行終了位置Ｇｒに至る作業経路Ｒａおよび走行経路Ｒｂを含む経路Ｒを生成し、経路Ｒの情報を自律走行作業車両１に送信可能である。そして当該経路Ｒの情報を取得した自律走行作業車両１（制御部３０）は、自律走行作業車両１の現在位置Ｎおよび方位角と、上記走行開始位置Ｓｒおよび作業方向Ｆとを比較してその差異が所定の偏差内である場合に自律走行を開始させることが可能である。
The
ここで、図７に示すように、圃場Ｈの入口が圃場Ｈの左右幅の略中央付近に位置し、ユーザ（オペレータ）が圃場設定において走行開始位置Ｓｒとして、圃場Ｈの左右幅の略中央付近に位置する地点Ｓａを選択し、走行終了位置Ｇｒとして地点Ｓｂを選択した場合について以下説明する。 Here, as shown in FIG. 7, the entrance of the farm field H is located near the center of the left-right width of the farm field H, and the user (operator) sets the traveling start position Sr in setting the farm field to substantially the center of the left-right width of the farm field H. A case where a nearby point Sa is selected and a point Sb is selected as the travel end position Gr will be described below.
この場合、遠隔操作装置１１２は、地点Ｓａから地点Ｓｂに至る経路Ｒを生成する。一般に経路Ｒは地点Ｓａから地点Ｓｂに向かって生成されるが、地点Ｓａが圃場Ｈの左右幅の略中央付近である場合、地点Ｓａから地点Ｓｂとは反対側に向かう経路も生成する必要があり、経路生成が複雑になる。また、走行作業車両１００が自律走行作業車両１に協調して作業を行う場合、走行作業車両１００を操作するオペレータにとっては次にどの経路に進むのかの予測が困難となる。
In this case, the
そこで、本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１では、圃場設定において圃場Ｈの角部以外の地点（例えば地点Ｓａ）が走行開始位置Ｓｒとして指定されたときに、「地点Ｓａから地点Ｓｃまで農作業を伴わずに自律走行を行った後に、地点Ｓｃから地点Ｓｂに向かって農作業を伴う自律走行を行う」か否かを選択させる構成としている。但し、図６に示すように、地点Ｓａと地点Ｓｃとの距離Ｌが、所定の設定値β以上（例えば、設定値β＝１０ｍ）離れている場合にのみ、「地点Ｓａから地点Ｓｃまで農作業を伴わずに自律走行を行った後に、地点Ｓｃから地点Ｓｂに向かって農作業を伴う自律走行を行う」か否かを選択させる。このような構成により、オペレータは作業開始位置Ｓｗまで自律走行作業車両１を運転することなく、入口近傍の圃場Ｈ内に自律走行作業車両１を持ち込むだけで自律走行させることができ、オペレータの移動距離を短くできて作業効率を向上できる。
Therefore, in the autonomous traveling
一方、距離Ｌが所定の設定値β未満である場合には、「地点Ｓａから地点Ｓｃまでオペレータの運転操作による走行をした後に、地点Ｓｃから地点Ｓｂに向かって農作業を伴う自律走行を行う」かを選択させることとしてもよい。距離Ｌが近い場合は、ユーザの負担が小さいためである。なお、上記選択をさせるタイミングは、上記タイミング（即ち圃場設定時）に限られるものではなく、圃場設定終了後の所定タイミング、例えば、地点Ｓａから地点Ｓｂに至る経路Ｒを生成し、ユーザに経路Ｒを提示した（例えば、上記シミュレーション画像を表示した）後であってもよい。 On the other hand, when the distance L is less than the predetermined set value β, "After traveling from the point Sa to the point Sc by the operator's driving operation, autonomous traveling is performed from the point Sc to the point Sb with farm work" or may be selected. This is because the burden on the user is small when the distance L is short. The timing for making the above selection is not limited to the above timing (that is, when the field is set). It may be after presenting R (for example, displaying the above simulation image).
ユーザにより「地点Ｓａから地点Ｓｃまで農作業を伴わずに自律走行をした後に、地点Ｓｃから地点Ｓｂに向かって農作業を伴う自律走行を行う」ことが選択された場合、遠隔操作装置１１２は、図６に示すように、上記作業経路Ｒａ及び走行経路Ｒｂに加えて、地点Ｓａから地点Ｓｃに至る走行経路Ｒｃを含む経路Ｒを生成する。
When the user selects “autonomously travel from point Sa to point Sc without farming, and then autonomously travel from point Sc to point Sb with farming”, the
一方、ユーザにより「地点Ｓａから地点Ｓｃまでオペレータの運転操作による走行をした後に、地点Ｓｃから地点Ｓｂに向かって農作業を伴う自律走行を行う」ことが選択された場合、遠隔操作装置１１２は、上記作業経路Ｒａ及び走行経路Ｒｂを含み、走行経路Ｒｃを含まない経路Ｒを生成する。 On the other hand, when the user selects "run autonomously from point Sc to point Sb with farm work after traveling from point Sa to point Sc by operator's driving operation", the remote control device 112 A route R that includes the work route Ra and the travel route Rb but does not include the travel route Rc is generated.
即ち、本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両１は、車体部２と、車体部２に装着される作業機２４と、車体部２の位置情報を検出可能な位置検出部たる移動ＧＰＳアンテナ３４と、車体部２を走行させる走行領域たる圃場Ｈを記憶可能な記憶部たるメモリ３０９と、圃場Ｈ内における車体部２の走行及び作業機による作業を制御可能な制御部３０と、を備え、圃場Ｈは、作業機２４により作業が行われる作業経路Ｒａを含む第１の領域たる作業領域ＨＡと、作業領域ＨＡの周囲に設定される第２の領域たる枕地ＨＢとを含み、制御部３０は、枕地ＨＢにおいて作業機２４による作業の開始が指示された場合、車体部２を、車体部２の現在位置Ｎから作業経路Ｒａの開始地点である作業開始位置Ｓｗまで走行させた後、作業機２４による作業を開始させることが可能であるものである。このような構成により、自律走行作業車両１をオペレータの運転によって作業開始位置Ｓｗまで配置する必要がなくなり、自律走行作業車両１を用いて行う作業の効率をより良くすることができる。
That is, the autonomous traveling
また、走行経路Ｒｃを含む経路Ｒに沿って自律走行を行う場合、図７に示すように、自律走行作業車両１の現在位置Ｎ及び方位角θａと、地点Ｓａを通る作業方向Ｆに平行な仮想開始線ｓ上の何れかの地点Ｓｄ、および、地点Ｓａと地点Ｓｃとを結ぶ線分と仮想開始線ｓの成す角θｂ（本実施形態では９０度）とを比較して、その差異が所定の偏差内である場合に自律走行を開始させる構成とすることが可能である。ここで所定の偏差とは、例えば、現在位置Ｎと地点Ｓｄとの距離Ｌ１が所定の設定値α（例えば、所定の設定値α＝１ｍ）以内であり、方位角θａと角θｂとの差異が所定の設定値ε（例えば、所定の設定値ε＝１５度）であることを意味する。 Further, when autonomously traveling along the route R including the traveling route Rc, as shown in FIG. Any point Sd on the imaginary starting line s and the angle θb (90 degrees in this embodiment) formed by the line segment connecting the point Sa and the point Sc are compared, and the difference is It is possible to adopt a configuration in which autonomous driving is started when the difference is within a predetermined deviation. Here, the predetermined deviation means, for example, that the distance L1 between the current position N and the point Sd is within a predetermined set value α (for example, a predetermined set value α=1 m), and the difference between the azimuth angle θa and the angle θb is a predetermined set value ε (for example, a predetermined set value ε=15 degrees).
次に、圃場設定において走行開始位置Ｓｒとして地点Ｓｃが選択された場合、あるいは、走行開始位置Ｓｒとして地点Ｓａが選択されたものの地点Ｓａから地点Ｓｃまでオペレータの運転操作による走行が行われた場合の自動走行の開始について説明する。 Next, when the point Sc is selected as the travel start position Sr in the field setting, or when the operator selects the point Sa as the travel start position Sr and travels from the point Sa to the point Sc by the operator's driving operation. The start of automatic driving will be explained.
従来は、作業開始位置Ｓｗにおける作業車両の向きが、作業車両の走行精度（ひいては作業精度）に影響を及ぼすことが考慮されていなかった。このため従来は、作業開始位置Ｓｗにおける作業車両の向きによっては、作業車両の実際の走行軌跡が、設定した走行経路Ｒｂから乖離してしまう場合があり、自律走行可能な作業車両による作業精度の確保が困難となる場合があった。 Conventionally, no consideration has been given to the influence of the orientation of the work vehicle at the work start position Sw on the travel accuracy of the work vehicle (and thus the work accuracy). For this reason, conventionally, depending on the orientation of the work vehicle at the work start position Sw, the actual travel locus of the work vehicle may deviate from the set travel route Rb. It was difficult to secure.
本発明の一実施形態に係る自律走行作業車両１は、制御部３０による経路の生成に際して、自律走行作業車両１の向き（方位角）が走行精度（ひいては作業精度）に影響を及ぼすことを考慮する構成としている。
The autonomous
自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが枕地ＨＢ上の走行開始位置Ｓｒに位置しており、かつ、作業開始の指示が与えられたときに、制御部３０によって、現在位置Ｎにおける該自律走行作業車両１の方位角を考慮して、自律走行を開始するか否かの判断をすることができるように構成されている。
When the current position N of the autonomously traveling
自律走行作業車両１では、制御部３０によって、図８に示すように、基準方位Ｘに対する自律走行作業車両１の方位角θ１と、自律走行作業車両１の現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗに対する方位角θ２との角度差ｄθを算出することができるように構成されており、算出した角度差ｄθが所定の閾値未満であるときに、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまでの自律走行を許可することができるように構成されている。
In the autonomous traveling
自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが枕地ＨＢ内に位置する状態で、オペレータによって作業開始ボタン２０５（図３参照）が押されたときに、現在位置Ｎにおける基準方位Ｘに対する方位角θ１を、方位角検出部３２（図２参照）によって検出するとともに、制御部３０によって、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗに対する方位角θ２を算出し、両方位角θ１・θ２の角度差ｄθを算出する。
When the operator presses the work start button 205 (see FIG. 3) with the current position N located in the headland HB, the autonomous traveling
そして、自律走行作業車両１は、角度差ｄθが所定の閾値未満（例えば、１０°未満）であるときに、制御部３０によって、自律走行作業車両１が、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで自律走行することを許可することができるように構成することができる。
Then, when the angle difference dθ is less than a predetermined threshold value (for example, less than 10°), the autonomous traveling
即ち、本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両１は、車体部２の方位角を検出可能な方位角検出部３２を備え、制御部３０は、車体部２の方位角θ１と、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗに対する方位角θ２と、の角度差ｄθが所定の閾値以内でなければ、車体部２を現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで走行させないものである。このように、車体部２の方位角θ１の方位角θ２に対する角度差ｄθが所定の閾値以内であるときに車体部２を自律走行させる構成により、設定した作業開始位置Ｓｗに対する車体部２の現在位置Ｎの誤差を抑制することができる。
That is, the autonomous traveling
また、自律走行作業車両１は、制御部３０によって、図９に示すように、作業開始位置Ｓｗを含む第１の作業路Ｒ１を枕地ＨＢ側に延長した仮想延長線ｆを特定し、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎが所定の偏差内であるときに、制御部３０によって、自律走行作業車両１の自律走行を許可することができるように構成することができる。なお、仮想延長線ｆは、作業開始位置Ｓｗにおける作業方向Ｆの方向に向いており、第１の作業路Ｒ１の方向に一致している。また、ここでいう「偏差」とは、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎのズレ具合であり、具体的には、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの距離である。
Further, the autonomous traveling
つまり、自律走行作業車両１は、現在位置Ｎが枕地ＨＢ内に位置しており、かつ、作業開始の指示が与えられたときに、制御部３０によって、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差を考慮して、自律走行を開始するか否かの判断をすることができるように構成されている。
In other words, when the current position N of the autonomous traveling
具体的には、自律走行作業車両１では、図９に示すように、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差が所定の偏差α以内（例えば、偏差α＝１ｍ以内）であるときに、制御部３０によって、自律走行作業車両１が、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで自律走行することを許可することができる構成とすることができる。
Specifically, in the autonomous traveling
そして、自律走行作業車両１は、制御部３０によって、特定した仮想延長線ｆと現在位置Ｎとの偏差αを小さくするように、車体部２の走行を制御する構成とすることができる。
The autonomous
即ち、本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両１において、作業経路Ｒａは、作業開始位置Ｓｗを含む第１の作業路Ｒ１を含み、制御部３０は、第１の作業路Ｒ１を枕地ＨＢに延長した仮想経路たる仮想延長線ｆを特定し、現在位置Ｎが仮想延長線ｆに対して所定の偏差α以内であれば、前記偏差を減少させるよう車体部２の走行を制御して、車体部２を現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで走行させることが可能であるものである。このような構成により、車体部２が作業開始位置Ｓｗに到達したときの、作業開始位置Ｓｗに対する現在位置Ｎの誤差を抑制することができる。
That is, in the autonomous traveling
また、自律走行作業車両１では、図１０に示すように、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差が所定の偏差α外（例えば、偏差α＞１ｍ）であるときに、制御部３０によって、自律走行作業車両１をそのまま自律走行させることを許可しないことができるように構成することができる。
Further, in the autonomous traveling
仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差が所定の偏差α外である場合、自律走行作業車両１では、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまで、追加の走行経路Ｒｂを生成し、追加で生成した走行経路Ｒｂに沿って、自律走行することを許可することができるように構成することができる。
When the deviation of the current position N with respect to the virtual extension line f is outside the predetermined deviation α, the autonomous traveling
即ち、本発明の一実施形態に係る作業車両である自律走行作業車両１において、作業経路Ｒａは、作業開始位置Ｓｗを含む第１の作業路Ｒ１を含み、制御部３０は、第１の作業路Ｒ１を枕地ＨＢに延長した仮想経路たる仮想延長線ｆを特定し、現在位置Ｎが仮想延長線ｆに対して所定の偏差外であれば、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗまでの走行経路Ｒｂを生成し、走行経路Ｒｂに沿って車体部２を走行させることが可能であるものである。このような構成により、車体部２の現在位置Ｎと作業開始位置Ｓｗが離れているときに、オペレータが作業開始位置Ｓｗまで有人走行させなくても、自律走行作業車両１を作業開始位置Ｓｗに配置することができ、オペレータにより自律走行作業車両１を作業開始位置Ｓｗに配置する手間を省くことができる。
That is, in the autonomous traveling
なお、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差αを小さくするためには、現在位置Ｎから作業開始位置Ｓｗに至るまでの経路が長いほど有利である。 In order to reduce the deviation α of the current position N with respect to the virtual extension f, the longer the path from the current position N to the work start position Sw, the more advantageous.
ここで、走行開始位置Ｓｒの設定方法について、説明する。自律走行作業車両１は、制御部３０によって、図１１に示すように、自律走行作業車両１が、自律走行を開始することができる位置である走行開始位置Ｓｒを、圃場Ｈ内に設定することができる。そして、自律走行作業車両１は、制御部３０によって、現在位置Ｎが走行開始位置Ｓｒに一致しているときに、自律走行の開始が許可されるように構成している。
Here, a method for setting the travel start position Sr will be described. The autonomous
自律走行作業車両１の現在位置Ｎは、通常は移動ＧＰＳアンテナ３４の位置と一致しているため、移動ＧＰＳアンテナ３４の位置が走行開始位置Ｓｒに一致したときに、制御部３０によって、自律走行を開始させる構成とすることができる。
Since the current position N of the autonomously traveling
自律走行作業車両１は、表示装置１１３上に走行開始位置Ｓｒと現在位置Ｎを表示することができるように構成されており、オペレータが表示装置１１３を確認しながら、走行開始位置Ｓｒと現在位置Ｎが一致するように自律走行作業車両１を運転操作することで、走行開始位置Ｓｒに対する自律走行作業車両１の位置決めを容易に行うことが可能となっている。
The autonomous
走行開始位置Ｓｒは、図１１に示すように、枕地ＨＢ上に設定することが好ましい。また、走行開始位置Ｓｒは、枕地ＨＢ上であって、かつ、作業開始位置Ｓｗからできる限り離れた位置に設定することがより好ましい。 The travel start position Sr is preferably set on the headland HB as shown in FIG. Further, it is more preferable to set the travel start position Sr at a position on the headland HB and as far as possible from the work start position Sw.
これは、走行開始位置Ｓｒを作業開始位置Ｓｗからできる限り離間させておけば、自律走行作業車両１が走行開始位置Ｓｒから作業開始位置Ｓｗまで自律走行する間に、自律走行作業車両１の方位角や姿勢を修正する余裕がうまれるためである。
If the travel start position Sr is separated from the work start position Sw as much as possible, the azimuth of the autonomous
さらに、走行開始位置Ｓｒは、制御部３０によって仮想延長線ｆを特定するとともに、仮想延長線ｆ上で、かつ、枕地ＨＢの作業領域ＨＡからできる限り離れた位置に設定することがより好ましい。
Further, it is more preferable that the travel start position Sr is specified by the
これは、自律走行作業車両１を仮想延長線ｆ上に配置しておけば、自律走行作業車両１が走行開始位置Ｓｒから作業開始位置Ｓｗまで自律走行する間に、自律走行作業車両１の方位角や姿勢をより精度よく修正することができるためである。
If the autonomous traveling
そして、自律走行作業車両１は、図１２に示すように、制御部３０によって、方位角θ１・θ２や、仮想延長線ｆに対する現在位置Ｎの偏差α等を考慮して、走行開始位置Ｓｒを設定する構成とすることができる。これにより、自律走行作業車両１を走行開始位置Ｓｒに配置するだけで、作業開始位置Ｓｗにおける自律走行作業車両１の方位角や姿勢を整えることが可能になり、自律走行作業車両１による作業精度の向上を図ることが可能になる。
Then, as shown in FIG. 12, the autonomous traveling
自律走行作業車両１では、特定した仮想延長線ｆと現在位置Ｎとの偏差αを確実に小さくさせるとともに、角度差ｄθを確実に小さくさせるために、走行開始位置Ｓｒと作業開始位置Ｓｗとの距離をできる限り大きくすることが好ましい。
In the autonomous traveling
また、走行開始位置Ｓｒを設定するときには、作業機２４の大きさ・形状等を考慮して、作業機２４が枕地ＨＢから食み出さない範囲で、枕地ＨＢにおける作業領域ＨＡから極力離れた位置に走行開始位置Ｓｒを設定することが好ましい。
Further, when setting the traveling start position Sr, the size and shape of the
また、自律走行作業車両１は、走行開始位置Ｓｒと作業開始位置Ｓｗとの間は、制御部３０によって、枕地ＨＢを走行するように走行経路Ｒｂが設定され、これにより、作業領域ＨＡを荒らすことなく、自律走行作業車両１を作業開始位置Ｓｗに配置することができる。
The
自律走行作業車両１は、図１１および図１３（Ａ）に示すように、走行開始位置Ｓｒを所定の面積を有する「領域」として設定している。走行開始位置Ｓｒが「点」として設定されていると、現在位置Ｎを走行開始位置Ｓｒに一致させるときには高い位置決め精度が要求されることとなり、自律走行作業車両１の走行開始位置Ｓｒへの位置決めが困難になる。
As shown in FIGS. 11 and 13(A), the autonomous traveling
このため、自律走行作業車両１では、走行開始位置Ｓｒを「領域」として設定することによって、位置決め時の要求精度が緩和されており、自律走行作業車両１の走行開始位置Ｓｒへの位置決めを容易に行うことができるように構成されている。
For this reason, in the autonomous traveling
具体的には、自律走行作業車両１では、図１３（Ａ）に示すように、走行開始位置Ｓｒを「円形領域」として設定することができる。この場合、走行開始位置Ｓｒの中心点と半径を指定するだけで容易に走行開始位置Ｓｒたる「領域」を設定することが可能になる。また、この場合の「円形領域」の半径は、作業開始位置Ｓｗにおいて許容される初期公差以下の半径とすることが好ましく、これにより、作業開始位置Ｓｗにおける位置決め精度を確保できる。
Specifically, in the autonomous traveling
走行開始位置Ｓｒとして設定する「領域」は、オペレータが指定した点を中心とした所定半径を有する「円形領域」として設定され、該「領域」内に自律走行作業車両１の移動ＧＰＳアンテナ３４が配置されたときに、自律走行作業車両１が走行開始位置Ｓｒに配置されたと判定される。このような構成により、自律走行作業車両１を走行開始位置Ｓｒに容易に配置することができる。
The "area" set as the travel start position Sr is set as a "circular area" having a predetermined radius centered on a point designated by the operator, and the
また、走行開始位置Ｓｒとして設定する「領域」を、枕地ＨＢ内に設定することによって、自律走行作業車両１が圃場Ｈ外で自律走行することを防止できる。
Further, by setting the “area” set as the travel start position Sr within the headland HB, the autonomous
なお、走行開始位置Ｓｒとして設定する「領域」の形状は円形には限定されず、例えば、図１３（Ｂ）に示すように、多角形（ここでは長方形）であってもよく、さらに、図１３（Ｃ）に示すように、作業開始位置Ｓｗ側に近づくにつれて左右の幅が狭くなるような形状としてもよい。 The shape of the "region" set as the travel start position Sr is not limited to a circle. For example, as shown in FIG. As shown in 13(C), the shape may be such that the left and right widths become narrower toward the work start position Sw side.
１ 自律走行作業車両
２ 車体部
２４ 作業機
３２ 方位角検出部
３４ 移動ＧＰＳアンテナ（位置検出部）
３０ 制御部
３０９ メモリ（記憶部）
Ｈ 圃場（走行領域）
ＨＡ 作業領域（第１の領域）
ＨＢ 枕地（第２の領域）
Ｒａ 作業経路
Ｒｂ 走行経路
Ｒ１ 第１の作業路
ｆ 仮想延長線
Ｓａ 走行開始位置
Ｓｗ 作業開始位置
Ｎ 現在位置
REFERENCE SIGNS
30
H field (running area)
HA working area (first area)
HB headlands (second region)
Ra work route Rb travel route R1 first work route f imaginary extension line Sa travel start position Sw work start position N current position
Claims (3)
前記制御部により、前記記憶部に記憶された前記走行領域において、前記位置検出部により前記車体部の現在位置を検出可能な作業車両であって、
前記制御部は、前記走行領域において前記作業機による作業の開始が指示された場合、前記車体部を前記車体部の現在位置から前記作業機による作業開始地点まで走行させることが可能であり、
前記車体部の方位角を検出可能な方位角検出部を備え、
前記制御部は、前記車体部の方位角と、前記現在位置から前記作業開始地点に対する方位角と、の角度差が所定の閾値未満であれば、前記車体部を前記現在位置から前記作業開始地点まで走行させることを特徴とする作業車両。 a vehicle body, a work machine attached to the vehicle body, a position detection unit capable of detecting position information of the vehicle body, a storage unit capable of storing a travel area in which the vehicle body is to travel, a control unit capable of controlling travel of the vehicle body and work performed by the working machine in the vehicle; and a route generation unit configured to generate a route of the vehicle body in the travel area,
A work vehicle capable of detecting a current position of the vehicle body portion by the position detection portion in the travel area stored in the storage portion by the control portion,
The control unit is capable of causing the vehicle body to travel from a current position of the vehicle body to a work start point by the work machine when an instruction to start work by the work machine is given in the travel area,
An azimuth angle detection unit capable of detecting the azimuth angle of the vehicle body,
If the angle difference between the azimuth angle of the vehicle body and the azimuth angle from the current position to the work start point is less than a predetermined threshold value, the controller moves the vehicle body part from the current position to the work start point. A work vehicle characterized by traveling to.
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