JP7229303B2 - 走行作業機 - Google Patents
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Description
圃場を走行する走行機体と、
圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体が前記作業装置による作業を行いつつ走行する作業走行のための目標移動経路を設定する経路設定部と、
前記走行機体の走行が行われた際の走行軌跡を取得するための走行軌跡取得手段と、が備えられ、
目標移動経路に沿った走行と次の目標移動経路に沿った走行に向けての旋回とを繰り返す走行作業機であって、
前記走行機体の方位である自機方位の反転、前記作業装置の上昇動作、前記走行機体に備えられた整地ロータの上昇動作、前記走行機体に備えられた整地フロートの上昇動作、前記走行機体のサイドクラッチが切られること、及び前記作業装置に対する動力が遮断されること、及び、前記走行機体の直進走行の起点位置への到達のうちの少なくともいずれかにより、前記走行機体の旋回が判別され、
前記走行機体の旋回が判別されると、前記経路設定部は、前記走行機体の旋回中又は旋回後に、前記走行軌跡に沿って前記次の目標移動経路を設定し、
前記目標移動経路は、前記走行軌跡のうち、予め設定された移動経路と一致又は略一致した状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第一領域に対応して設定される第一経路と、前記走行軌跡のうち、前記予め設定された移動経路の左右方向に位置ずれした状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第二領域に対応して設定される第二経路と、によって構成されている。
また、本発明の走行作業機は、
圃場を走行する走行機体と、
圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体が前記作業装置による作業を行いつつ走行する作業走行のための目標移動経路を設定する経路設定部と、
前記走行機体の走行が行われた際の走行軌跡を取得するための走行軌跡取得手段と、が備えられ、
前記経路設定部は、前記走行軌跡に沿って前記目標移動経路を設定することを特徴とする。
このため、例えば走行軌跡が曲線状の場合であっても、経路設定部は、後工程の目標移動経路として当該曲線状の走行軌跡に沿う目標移動経路を設定できる。これにより、当該後工程の目標移動経路に沿って作業走行が行われる際に、既作業領域の既植苗が踏み荒らされたり、畦際旋回前後の走行軌跡の間に不作業領域が発生したりする虞が軽減される。その結果、目標移動経路を走行機体の走行軌跡に精度良く隣接するように設定可能な走行作業機が実現される。
前記目標移動経路は、前記走行軌跡のうち、予め設定された移動経路と一致又は略一致した状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第一領域に対応して設定される第一経路と、前記走行軌跡のうち、前記予め設定された移動経路の左右方向に位置ずれした状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第二領域に対応して設定される第二経路と、によって構成され、
前記第二経路は、前記第二領域が前記予め設定された移動経路に対して前記位置ずれした側に、前記第一経路に対して位置ずれする状態で設定されると好適である。
前記第一経路と前記第二経路との位置ずれ量は、前記予め設定された移動経路と前記第二領域との位置ずれ量よりも小さくなるように構成されていると好適である。
前記目標移動経路が複数に亘って設定される状態で、
前記第一経路と前記第二経路との位置ずれ量は、後工程になる程、小さくなるように構成されていると好適である。
前記第一経路及び前記第二経路は、直線状に形成されていると好適である。
前記目標移動経路は、前記走行軌跡に基づく近似曲線によって構成されていると好適である。
航法衛星の測位信号に基づいて前記走行機体の位置を示す測位データを検出する位置検出手段が備えられ、
前記走行軌跡取得手段は、前記測位データに基づいて前記走行軌跡を取得するように構成されていると好適である。
前記走行機体の加速度及び角加速度を計測可能な慣性計測手段が備えられ、
前記走行軌跡取得手段は、前記加速度もしくは前記角加速度、又はその両方に基づいて前記走行軌跡を取得するように構成されていると好適である。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、本発明の走行作業機の一例として乗用型田植機を例に挙げて説明する。なお、図2に示されているように、本実施形態では、矢印Fが走行機体Cの機体前部側、矢印Bが走行機体Cの機体後部側、矢印Lが走行機体Cの機体左側、矢印Rが走行機体Cの機体右側である。
搭乗ステップ46はボンネット12の左右両側にも延びている。
次に、自動操向制御を行うための構成について説明する。
走行機体Cに、衛星からの電波を受信して機体の位置を検出する衛星測位用システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)の一例として、周知の技術であるGPS(Global Positioning System)を利用して、機体の位置を求める衛星測位ユニット70(位置検出手段)が備えられている。本実施形態では、衛星測位ユニット70は、DGPS(Differential GPS:相対測位方式)を利用したものであるが、RTK-GPS(Real
Time Kinematic GPS:干渉測位方式)を用いることも可能である。
水田において田植機は、直線状の条植付けの経路に沿って田植え作業を伴う作業走行と、畦際付近で次の条植付けの経路に移動するための畦際旋回走行と、を交互に繰り返す。
図6に、ティーチング経路に沿って並列する複数の目標移動経路LMが示されている。本実施形態では、夫々の目標移動経路LM(1)~LM(6)は、経路設定部76によって、以下の手順で設定される。
本実施形態における乗用型田植機では、植苗の植付間隔を適度に保持するため、自機位置NMの誤差範囲は、例えば十センチメートル以内の範囲での精度が要求される。衛星測位ユニット70としてRTK-GPSが用いられる構成では、一般的にRTK-GPSの誤差が数センチメートル以内であるため、精度良い走行軌跡を取得可能である。しかし、衛星測位ユニット70としてDGPSが用いられる構成では、一般的にDGPSの誤差が数メートルの範囲に及ぶ場合があるため、精度良い走行軌跡を取得できない可能性がある。このため、衛星測位ユニット70としてDGPSが用いられる構成では慣性計測ユニット74による走行軌跡の取得手段が用いられる。
図8に、走行済目標移動経路LM1に隣接する状態で、後工程用目標移動経路LM2が示されている。図8における走行軌跡FPは、予め設定された移動経路としての走行済目標移動経路LM1と略一致した状態で、走行機体Cが走行した走行軌跡である。後工程用目標移動経路LM2は、走行機体Cが走行済目標移動経路LM1の次に作業走行を行う目標移動経路として設定される。このことから、図8の走行済目標移動経路LM1が図6の目標移動経路LM(1)に相当する場合、図8の後工程用目標移動経路LM2は、図6の目標移動経路LM(2)に相当する。また、図8の走行済目標移動経路LM1が図6の目標移動経路LM(2)に相当する場合、図8の後工程用目標移動経路LM2は、図6の目標移動経路LM(3)に相当する。後述する図9乃至図13における走行済目標移動経路LM1及び後工程用目標移動経路LM2も、同様である。
ここで、設定距離Pは、苗植付装置Wが田植え作業を行う作業幅に相当する距離である。
よって、図8に示されるように、位置座標NM3が走行済目標移動経路LM1に対して偏差d1だけ位置ずれする可能性がある。このことから、実際に位置座標NM3のみに基づいて後工程用目標移動経路LM2が設定される構成である場合、既作業領域の既植苗が踏み荒らされたり、畦際旋回前後の走行軌跡の間に不作業領域が発生したりする虞がある。
走行機体Cは、必ずしも目標移動経路LMに沿って作業走行するとは限らない。例えば、図9に示されているように、移動経路として直線状の走行済目標移動経路LM1が予め設定された場合であっても、走行機体Cのスリップや圃場の障害物の回避等によって、走行機体Cが蛇行する可能性がある。即ち、走行機体Cの実際の走行軌跡FPが、図9の蛇行軌跡fpに示されているように、走行済目標移動経路LM1の左右方向に位置ずれする。このような場合、蛇行軌跡fpが考慮されないまま後工程用目標移動経路LM2が設定されると、以下の不都合が生じる。つまり、終点位置Lf付近の位置座標NM3から未作業領域側に設定距離Pだけ離れた箇所に、後工程用目標移動経路LM2が一本の直線状にそのまま設定されると、蛇行軌跡fpによる既作業領域と、後工程用目標移動経路LM2に沿って作業走行する際の作業幅と、が重複する。そして、走行機体Cが後工程用目標移動経路LM2に沿って作業走行すると、当該既作業領域の既植苗が踏み荒らされる虞がある。この不都合を回避するため、後工程用目標移動経路LM2は、複数の経路の組合せによって構成される。
このことから、走行機体Cが第一経路lm1に沿って作業走行した後に、走行機体Cが第二経路lm2に対して機体横方向に位置ずれする。この場合、以下のような位置ずれ修正処理が、制御部79によって実行される。
換言すると、第一経路lm1と第二経路lm2との位置ずれ幅Δp2は、位置座標NM3が測位される箇所と、蛇行軌跡fpにおいて最も位置ずれする箇所と、の位置ずれ幅Δp1よりも補正間隔pだけ小さくなる。これにより、第一経路lm1と第二経路lm2とに亘って作業走行が行われると、空白領域A3が植苗で埋められつつも、当該作業走行の走行軌跡は走行軌跡FPよりも直線的になる。
図14に示されているように、機体の状態が報知部59を介して表示部48の画面に表示される。表示部48は、作業情報領域100、位置ずれ情報領域101、車速情報領域102等の複数の表示領域に区分けされている。作業情報領域100は、表示部48の上側の左端に作業日時や作業実績などを表示する。位置ずれ情報領域101は、上側の中央に目標移動経路LMに対する走行機体C(自機位置NM)の位置ずれ量を表示する。車速情報領域102は、上側の右端に車速を表示する。表示部48の上側以外の大きな領域は位置情報領域104となっており、位置情報領域104は圃場における走行機体Cの位置を示す。位置情報領域104の左端の小さな領域は操舵状態情報領域103となっており、操舵状態情報領域103は制御装置75の自動操向モード又は手動操向モードの状態を表示する。位置情報領域104の右端には、タッチパネル操作式のソフトウエアボタン群120が配置されている。表示部48の更に右側には、物理ボタン群121が配置されている。
本発明は、上述した実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
74 :慣性計測ユニット
76 :経路設定部
78 :走行軌跡取得部
C :走行機体
W :苗植付装置
FP :走行軌跡
LM :目標移動経路
A1 :第一領域
A2 :第二領域
lm1 :第一経路
lm2 :第二経路
Claims (8)
- 圃場を走行する走行機体と、
圃場に対する作業を行う作業装置と、
前記走行機体が前記作業装置による作業を行いつつ走行する作業走行のための目標移動経路を設定する経路設定部と、
前記走行機体の走行が行われた際の走行軌跡を取得するための走行軌跡取得手段と、が備えられ、
目標移動経路に沿った走行と次の目標移動経路に沿った走行に向けての旋回とを繰り返す走行作業機であって、
前記走行機体の方位である自機方位の反転、前記作業装置の上昇動作、前記走行機体に備えられた整地ロータの上昇動作、前記走行機体に備えられた整地フロートの上昇動作、前記走行機体のサイドクラッチが切られること、及び前記作業装置に対する動力が遮断されること、及び、前記走行機体の直進走行の起点位置への到達のうちの少なくともいずれかにより、前記走行機体の旋回が判別され、
前記走行機体の旋回が判別されると、前記経路設定部は、前記走行機体の旋回中又は旋回後に、前記走行軌跡に沿って前記次の目標移動経路を設定し、
前記目標移動経路は、前記走行軌跡のうち、予め設定された移動経路と一致又は略一致した状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第一領域に対応して設定される第一経路と、前記走行軌跡のうち、前記予め設定された移動経路の左右方向に位置ずれした状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である第二領域に対応して設定される第二経路と、によって構成されている走行作業機。 - 前記走行機体の前部及び両側部に障害物検知部が設けられ、
前記第二領域は、前記走行軌跡のうち、前記障害物検知部により障害物が検知されたために、前記予め設定された移動経路の左右方向に位置ずれした状態で前記走行機体の走行が行われた箇所である請求項1に記載の走行作業機。 - 警報部を備え、
前記障害物検知部によって障害物が検知されると、警報が報知される請求項2に記載の走行作業機。 - 表示部を備え、
前記警報部が前記表示部に前記警報を表示する請求項3に記載の走行作業機。 - 前記警報部は、センターマスコットに設けられた照明部の点滅パターンにより前記警報を報知する請求項3又は4に記載の走行作業車。
- 前記第一経路と前記第二経路との位置ずれ量は、前記予め設定された移動経路と前記第二領域との位置ずれ量よりも小さくなるように構成されている請求項2から5のいずれか1項に記載の走行作業機。
- 前記目標移動経路が複数に亘って設定される状態で、
前記第一経路と前記第二経路との位置ずれ量は、後工程になる程、小さくなるように構成されている請求項2から6のいずれか1項に記載の走行作業機。 - 前記第一経路及び前記第二経路は、直線状に形成されている請求項2から7のいずれか1項に記載の走行作業機。
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