JP7378522B2 - 作業車無線管理システム - Google Patents
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Description
このような実情から、複数の作業車間における、より効果的な無線通信ネットワークを構築した作業車無線管理システムが要望されている。
図1は、この作業車無線管理システムの基本的な構成を示している。この作業車無線管理システムの無線通信ネットワークには、2台の作業車のそれぞれに装備される通信ユニット4と、監視員が携帯するリモコン装置9とが含まれている。この無線通信ネットワークで取り扱われる周波数帯域は、第1周波数帯域と第2周波数帯域と第3周波数帯域である。第1周波数帯域が最も高い帯域であり、次いで第2周波数帯域、第3周波数帯域が最も低い帯域である。各周波数帯域は公的に規約されたものであり、第1周波数帯域が2.4ギガ帯であり、第2周波数帯域が920メガ帯であり、第3周波数帯域が429メガ帯である。もちろん、その他の帯域を採用してもよい。
(1)第1周波数帯域の通信状態が不良と判定され、第2周波数帯域の通信状態が良好と判定された場合、第1周波数帯域が第1使用周波数帯域として割り当てられている撮影画像データが、制御情報データとともに第2使用周波数帯域を用いて無線伝送される。その際、撮影画像データは、動画データでなく、静止画データなどに変換して、データ量を低減させることが好ましい。同様に、第2周波数帯域の通信状態が不良と判定され、第1周波数帯域の通信状態が良好と判定された場合、第2周波数帯域が第2使用周波数帯域として割り当てられている制御情報データが、撮影画像データとともに第1使用周波数帯域を用いて無線伝送される。
(2)第3周波数帯域の通信状態が不良と判定され、第1周波数帯域または第2周波数帯域の通信状態が良好と判定された場合、第3周波数帯域が第3使用周波数帯域として割り当てられている非常停止命令が、第1周波数帯域または第2周波数帯域を第3使用周波数帯域として、無線伝送される。
(3)第3周波数帯域の通信状態が不良と判定された場合、非常停止命令が無線伝送できない事態が生じうるので、作業車は強制的に停止させられる。
(4)第1周波数帯域と第2周波数帯域と第3周波数帯域のいずれか1つが不良と判定された場合、とりあえず、作業車は強制的に停止させられる。
作業制御部52は、作業装置30の動きを制御するために、作業装置機器群72に作業制御信号(動作制御信号の一種)を与える。エンジン制御部53は、エンジンの動作機器にエンジン制御信号(動作制御信号の一種)を与える。
最初に、通信状態判定部41からの判定結果が取り込まれ、第3周波数帯域通信状態が良好であるかどうかチェックされる(#01)。この第3周波数帯域は、デフォルトの状態では、非常停止命令をリモコン装置9から伝送するための第3使用周波数帯域に用いられている。したがって、第3周波数帯域の通信状態が不良の場合は(#01でNo分岐)、伝送データ処理部61が、作業走行制御部50に自動走行停止指令を与える(#61)。これにより、無人作業車は自動走行を停止する。さらに、この自動走行の停止を示す停止報知処理(ランプやブザーの駆動)が実行される(#62)。
第1周波数帯域は第1使用周波数帯域として利用される(#11)。第2周波数帯域は第2使用周波数帯域として利用される(#12)。
第1周波数帯域は第1使用周波数帯域として利用される(#21)。したがって、撮影画像データは、2.4ギガ帯である第1周波数帯域を用いて無線伝送される。さらに、第1周波数帯域である第1使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があるかどうかチェックされる(#22)。第1使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があれば(#22でYes分岐)、第1使用周波数帯域(第1周波数帯域)の余裕分に、本来第2周波数帯域で送信しようとしていた制御情報データを乗せる。このため、制御情報データは必要な程度だけ、簡易化(データ量低減)される(#23)。そして、制御情報データは第1周波数帯域を利用して伝送される。つまり、第1周波数帯域は、第2使用周波数帯域としても利用されることになる(#24)。第1使用周波数帯域のデータ伝送に余裕がなければ(#22でNo分岐)、第1周波数帯域は、第1使用周波数帯域及び第2使用周波数帯域として利用され、撮影画像データと制御情報データとの両方の無線伝送に用いられる。このため、撮影画像データがコマ間引きや静止画変換等によって必要な程度だけ、簡易化(データ量低減)される(#25)。同様に、制御情報データも必要な程度だけ、簡易化(データ量低減)される(#26)。そして、撮影画像データ及び制御情報データは第1周波数帯域を利用して伝送される。つまり、第1周波数帯域は、第1使用周波数帯域としてだけではなく、第2使用周波数帯域としても利用される(#27)。
第3周波数帯域である第3使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があるかどうかチェックされる(#31)。第3使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があれば(#31でYes分岐)、第3使用周波数帯域(第3周波数帯域)の余裕分に、本来第1周波数帯域で送信しようとしていた撮影画像データ及び本来第2周波数帯域で送信しようとしていた制御情報データを乗せる。429メガ帯である第3周波数帯域の伝送データ量は小さいので、必要な程度だけ撮影画像データの簡易化が行われ(#34)、第3周波数帯域を第1使用周波数帯域としても利用され、簡易化された撮影画像データが第3周波数帯域で無線伝送される(#35)。同様に、必要な程度だけ制御情報データも簡易化され(#36)、第3周波数帯域を第2使用周波数帯域としても利用され、簡易化された制御情報データが第3周波数帯域で無線伝送される(#37)。第3使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があれば(#31でNo分岐)、伝送データ処理部61が、作業走行制御部50に自動走行停止指令を与える(#32)。これにより、無人作業車は自動走行を停止する。さらに、この自動走行の停止を示す停止報知処理(ランプやブザーの駆動)が実行される(#33)。
第2周波数帯域は第2使用周波数帯域として利用される(#41)。したがって、制御情報データは、920メガ帯である第2周波数帯域を用いて無線伝送される。さらに、第2周波数帯域である第2使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があるかどうかチェックされる(#42)。第2使用周波数帯域のデータ伝送に余裕があれば(#42でYes分岐)、第2使用周波数帯域(第2周波数帯域)の余裕分に、本来第1周波数帯域で送信しようとしている撮影画像データを乗せる。このため、撮影画像データは必要な程度だけ、簡易化(データ量低減)される(#43)。そして、撮影画像データは第2周波数帯域を利用して伝送される。つまり、第2周波数帯域は、第1使用周波数帯域としても利用されることになる(#44)。第2使用周波数帯域のデータ伝送に余裕がなければ(#42でNo分岐)、撮影画像データの無線伝送を停止し(#45)、撮影画像データの伝送停止を報知する(#46)。
(1)上述した実施形態では、3つの周波数帯域が利用されていたが、それ以上の周波数帯域の利用も可能である。
(2)上述した実施形態では、リモコン装置9は、単方向の無線通信を行う、単なる信号発信器として用いられていたが、これに代えて、タブレットコンピュータのような高機能の通信端末をリモコン装置9として用いてもよい。この場合、リモコン装置9と作業車との間も双方向の無線通信が可能であり、例えば、リモコン装置9としての通信端末のタッチパネルに撮影画像データを表示させることができる。
(3)図5で示された機能ブロック図における各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合または複数の機能部に分けることができる。例えば、汎用端末3に、自動走行制御部ACを構築してもよい。
(4)上述した実施形態では、有人作業車と無人作業車を同じタイプとし、その制御系も実質的に同一としていたが、有人作業車と無人作業車を異なるタイプの作業車で構成してもよい。さらに、制御系も、有人作業車と無人作業車のそれぞれに必須のものだけを備えるようにしてもよい。
(5)上述した実施形態では、作業車として、ロータリ耕耘機を作業装置30として装備したトラクタを、作業車として取り上げたが、そのようなトラクタ以外にも、例えば、田植機、施肥機、コンバインなどの農作業車、あるいは作業装置30としてドーザやローラ等を備える建設作業車等の種々の作業車も、実施形態として採用することができる。また、一方の作業車は、実際には作業を行わない車両であってもよい。
4 :通信ユニット
40 :通信処理部
41 :通信状態判定部
42 :使用周波数帯域選択部
50 :作業走行制御部
61 :伝送データ処理部
62 :モード切替部
85 :撮影カメラ
86 :障害物センサ
9 :リモコン装置
91 :非常停止ボタン
92 :自動走行開始ボタン
93 :一時停止ボタン
95 :撮影カメラ
AC :自動走行制御部
CU :制御ユニット
Claims (9)
- 複数の作業車間において少なくとも第1作業車の通信ユニットから第2作業車に通信ネットワークを介して情報を送信する作業車無線管理システムであって、
人為操作を受け付けるとともに予め設定された第3使用周波数帯域を用いて前記第1作業車を停止させる指令情報を送信可能な通信端末が備えられ、
前記通信ユニットは、前記第1作業車の周辺の撮影画像データを、前記第3使用周波数帯域と異なる周波数帯域として予め設定された第1使用周波数帯域及び第2使用周波数帯域の少なくとも一方を用いて前記第2作業車へ送信可能なように構成され、かつ、前記通信端末から前記第3使用周波数帯域を用いて送信された前記指令情報を受信可能なように構成され、
前記通信ユニットは、前記通信端末から前記指令情報を受信していない場合において、前記撮影画像データを前記通信端末へ送信するとともに、前記第1使用周波数帯域と前記第2使用周波数帯域と前記第3使用周波数帯域との少なくとも一つを用いて前記通信端末へ送信した前記撮影画像データを前記第2作業車へ送信するように構成されている作業車無線管理システム。 - 前記第3使用周波数帯域が不良と判定された場合、前記第1使用周波数帯域と前記第2使用周波数帯域との少なくとも一方が良好な状態であっても、前記作業車は強制的に停止させられる請求項1に記載の作業車無線管理システム。
- 前記第1作業車は、自動走行する無人作業車であって、
前記第2作業車は、手動走行する有人作業車であって、
前記通信端末は、前記作業車の外にいるユーザによって操作されるリモコン装置であって、
前記撮影画像データの通信は前記有人作業車と前記無人作業車との間で行われ、前記指令情報の通信は前記リモコン装置と前記無人作業車との間で行われる請求項1または2に記載の作業車無線管理システム。 - 前記第3使用周波数帯域が不良と判定された場合、前記第1使用周波数帯域と前記第2使用周波数帯域との少なくとも一方が良好な状態であっても、前記無人作業車は強制的に停止させられる請求項3に記載の作業車無線管理システム。
- 前記第1使用周波数帯域と前記第2使用周波数帯域と前記第3使用周波数帯域とを含む複数の使用周波数帯域の通信状態を判定する通信状態判定部と、
前記複数の使用周波数帯域において、前記撮影画像データを含むデータ種類毎に割り当てる前記使用周波数帯域を前記通信状態に基づいて選択する使用周波数帯域選択部と、が備えられている請求項1から4の何れか一項に記載の作業車無線管理システム。 - 前記通信状態判定部は、前記通信状態を、受信信号強度またはビーコン信号チェックあるいはその両方で行う請求項5に記載の作業車無線管理システム。
- データ伝送容量の余裕が前記使用周波数帯域の少なくとも1つに生じている場合、少なくとも1つの前記データ種類におけるデータ内容の少なくとも一部が、前記データ伝送容量に余裕がある前記使用周波数帯域を用いて重複伝送される請求項5または6に記載の作業車無線管理システム。
- 前記複数の使用周波数帯域のうちの少なくとも1つが不良と判定され、少なくとも1つが良好と判定された場合、不良と判定された周波数帯域を割り当てられている前記使用周波数帯域で伝送される前記データ種類におけるデータ内容の少なくとも一部が、良好と判定された周波数帯域である前記使用周波数帯域によって伝送される請求項5から7の何れか一項に記載の作業車無線管理システム。
- 前記第1作業車は、自動走行する無人作業車であって、
前記複数の使用周波数帯域のうちの少なくとも1つが不良と判定された場合、前記無人作業車は強制的に停止させられる請求項5から8の何れか一項に記載の作業車無線管理システム。
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