JP7492043B2 - Autonomous driving system and method for generating work route - Google Patents
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Description
本発明は、主として、作業車両を自律走行させる自律走行システム及び作業経路の生成方法に関する。 The present invention primarily relates to an autonomous driving system that allows a work vehicle to drive autonomously, and a method for generating a work route.
オフセット型作業機とは、作業車両に対して車幅方向の何れかにオフセットした位置で作業を行う作業機である。特許文献１には、オフセット型作業機を装着した作業車両を自律走行させる走行経路を作成する自律走行経路作成システムが開示されている。
An offset-type work machine is a work machine that performs work at a position offset in either direction relative to the work vehicle.
ここで、オフセット型作業機を装着して作業を行う場合は、通常の（オフセットしない）作業機を装着した場合とは異なる観点で経路を作成することが好ましいことがある。しかし、特許文献１の自律走行経路作成システムは、経路作成を単純化するために、オフセットしない作業機を装着した場合の経路を利用して、オフセット型作業機を装着した場合の経路を作成する。そのため、特許文献１の方法では、オフセット型作業機に適した経路を作成することができない可能性がある。また、オフセット型作業機を装着した場合の経路は、様々な事情（例えば、装着したオフセット型作業機の種類やオペレータの好み等）に起因して最適な経路が１つに確定できない可能性がある。
Here, when working with an offset-type work machine attached, it may be preferable to create a route from a different perspective than when a normal (non-offset) work machine is attached. However, in order to simplify route creation, the autonomous driving route creation system of
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、オフセット型作業機を装着して行う作業に特に適した経路を用いて自律走行及び作業を行う自律走行システム及び作業経路の生成方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its main objective is to provide an autonomous driving system and a method for generating a work path that autonomously drives and works using a path that is particularly suitable for work performed by an offset-type work machine.
本発明の一態様に係る自律走行システムは、作業車両を自律走行させる自律走行システムにおいて、内側作業経路と、外側作業経路と、を作成する経路作成部を備える。前記内側作業経路は、前記作業車両を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う作業経路である。前記外側作業経路は、前記作業車両を、前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、前記内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う作業経路である。 An autonomous driving system according to one aspect of the present invention is an autonomous driving system that causes a work vehicle to drive autonomously, and includes a path creation unit that creates an inner work path and an outer work path. The inner work path is a work path along which the work vehicle rotates in a first circumferential direction to perform work in an inner area. The outer work path is a work path along which the work vehicle rotates in a second circumferential direction opposite to the first circumferential direction to perform work in an outer area that is positioned so as to surround the outside of the inner area.
本発明の一態様に係る作業経路の生成方法は、作業車両を自律走行させる作業経路の生成方法であって、内側作業経路と、外側作業経路と、を作成する。前記内側作業経路は、前記作業車両を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う作業経路である。前記外側作業経路は、前記作業車両を、前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、前記内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う作業経路である。 A method for generating a work path according to one aspect of the present invention is a method for generating a work path for autonomously driving a work vehicle, and creates an inner work path and an outer work path. The inner work path is a work path in which the work vehicle rotates in a first circumferential direction to perform work in an inner area. The outer work path is a work path in which the work vehicle rotates in a second circumferential direction opposite to the first circumferential direction to perform work in an outer area located so as to surround the outside of the inner area.
次に、本発明の実施形態である自律走行システムについて説明する。自律走行システムは、圃場（走行領域）で１台又は複数台の作業車両を自律的に走行させて、作業の全部又は一部を実行させるものである。本実施形態では、作業車両としてトラクタを例に説明するが、作業車両としては、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建設作業装置、除雪車等、乗用型作業機に加え、歩行型作業機も含まれる。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、車速又は作業機による作業等が自律的に行われる構成であってもよい。自律走行には、トラクタに人が乗っている場合と、トラクタに人が乗っていない場合が含まれる。 Next, an autonomous driving system according to an embodiment of the present invention will be described. The autonomous driving system autonomously drives one or more work vehicles in a field (driving area) to perform all or part of the work. In this embodiment, a tractor is used as an example of a work vehicle, but work vehicles include tractors, rice transplanters, combine harvesters, civil engineering and construction work equipment, snowplows, and other ride-on work machines as well as walk-behind work machines. In this specification, autonomous driving means that at least steering is performed autonomously to follow a predetermined route by controlling the configuration related to the driving of the tractor by a control unit (ECU) equipped in the tractor. In addition to steering, the vehicle speed or work by the work machine may be performed autonomously. Autonomous driving includes cases where a person is riding on the tractor and cases where a person is not riding on the tractor.
次に、図１から図３を参照して自律走行システム１００について具体的に説明する。図１は、トラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。図２は、トラクタ１の平面図である。図３は、自律走行システム１００の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
Next, the
図１に示すトラクタ１は、自律走行システム１００で用いられ、無線通信端末４６との間で無線通信を行うことにより操作される。トラクタ１は、圃場内を自律走行することが可能な走行機体（車体部）２を備える。走行機体２には、例えば農作業を行うための作業機３が着脱可能に取り付けられている。
The
この作業機３としては、例えば、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機があり、これらの中から選択された作業機３が走行機体２に装着される。本実施形態では、作業機３として、図略の回転刃により草刈作業を行う草刈作業部３ａを備える草刈機が用いられている。この草刈機は、草刈作業部３ａをトラクタ１に対して車幅方向にオフセットさせた状態で作業を行うオフセット型作業機である。以下では、トラクタ１に対して作業機３が車幅方向の何れに位置しているかをオフセット方向と称する。図２に示すように、本実施形態の作業機３のオフセット方向は進行方向右側である。なお、オフセット方向は、進行方向左側であってもよい。
The
図２には、オフセット距離Ｌ１と、作業幅Ｌ２と、が示されている。オフセット距離Ｌ１は、トラクタ１に対する作業機３の車幅方向の距離である。詳細には、トラクタ１の車幅方向の基準位置と、作業機３（草刈作業部３ａ）に適宜設定された基準位置３ｃの車幅方向の離間距離がオフセット距離Ｌ１である。トラクタ１の基準位位置は、例えば車幅方向の中央の位置であるが、別の位置であってもよい。作業機３の基準位置３ｃは、例えば作業機３の車幅方向の中央の位置であるが、別の位置（例えば作業幅Ｌ２の車幅方向の中央の位置）であってもよい。作業幅Ｌ２とは、草刈作業部３ａによって作業が行われる車幅方向の有効幅である。
Figure 2 shows the offset distance L1 and the working width L2. The offset distance L1 is the distance in the vehicle width direction of the working implement 3 relative to the
トラクタ１の構成について、図１及び図２を参照してより詳細に説明する。トラクタ１の走行機体２は、図１に示すように、その前部が左右１対の前輪７，７で支持され、その後部が左右１対の後輪８，８で支持されている。
The configuration of the
走行機体２の前部にはボンネット９が配置されている。このボンネット９内には、トラクタ１の駆動源であるエンジン１０及び燃料タンク（図略）が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電気モータを使用してもよい。
A
ボンネット９の後方には、ユーザが搭乗するためのキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、ユーザが操舵を行うためのステアリングハンドル（操舵具）１２と、ユーザが着座可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作具と、が主として設けられている。ただし、トラクタ１等の作業車両は、キャビン１１を備えていてもよいし、キャビン１１を備えていなくてもよい。
A
上記の操作具としては、図２に示すモニタ装置１４、スロットルレバー１５、複数の油圧操作レバー１６、主変速レバー１７等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席１３の近傍、又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。
Examples of the above-mentioned operating tools include the
モニタ装置１４は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバー１５は、エンジン１０の回転速度を設定するための操作具である。油圧操作レバー１６は、図略の油圧外部取出バルブを切換操作するための操作具である。主変速レバー１７は、トラクタ１の走行速度を無段階で変更するための操作具である。
The
図１に示すように、走行機体２の下部には、トラクタ１のシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、トランスミッション２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。トランスミッション２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、トランスミッション２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、トランスミッション２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。
The
図３に示すように、トラクタ１は、制御部４を備える。制御部４は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ等の演算装置、不揮発性メモリ等の記憶装置、及び入出力部等を備える。記憶装置には、各種のプログラム及びトラクタ１の制御に関する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装置から読み出して実行することができる。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部４を走行制御部４ａ及び作業機制御部４ｂとして動作させることができる。走行制御部４ａは、走行機体２の走行（前進、後進、停止、及び旋回等）を制御する。作業機制御部４ｂは、作業機３の動作（昇降、駆動、及び停止等）を制御する。なお、制御部４は、これら以外の制御を行うこともできる。また、制御部４は、１つのコンピュータから構成されていてもよいし、複数のコンピュータから構成されていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
走行制御部４ａは、トラクタ１の車速を制御する車速制御と、トラクタ１を操舵する操舵制御と、を行う。制御部４は、車速制御を行う場合、エンジン１０の回転速度及びトランスミッション２２の変速比の少なくとも一方を制御する。
The driving
具体的には、エンジン１０には、当該エンジン１０の回転速度を変更させる図略のアクチュエータを備えたガバナ装置４１が設けられている。走行制御部４ａは、ガバナ装置４１を制御することで、エンジン１０の回転速度を制御することができる。また、エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に噴射（供給）するための燃料の噴射時期・噴射量を調整する燃料噴射装置４５が付設されている。走行制御部４ａは、燃料噴射装置４５を制御することで、例えばエンジン１０への燃料の供給を停止させ、エンジン１０の駆動を停止させることができる。
Specifically, the
また、トランスミッション２２には、例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置４２が設けられている。走行制御部４ａは、変速装置４２の斜板の角度を図略のアクチュエータによって変更することで、トランスミッション２２の変速比を変更する。以上の処理を行うことにより、トラクタ１が目標の車速に変更される。
The
走行制御部４ａは、位置情報取得部４９からトラクタ１の位置を取得し、トラクタ１が予め定められた経路に沿って走行するように操舵制御を行う。具体的には、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリングシャフト）の中途部には、操舵アクチュエータ４３が設けられている。走行制御部４ａは、経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を計算し、得られた回動角度となるように操舵アクチュエータ４３を駆動し、ステアリングハンドル１２の回動角度を制御する。
The driving
作業機制御部４ｂは、作業実行条件を満たすか否かに基づいて、作業機３の駆動と停止を切り替える。また、作業機制御部４ｂは、作業機３の昇降を制御する。具体的には、トラクタ１は、作業機３を走行機体２に連結している３点リンク機構の近傍に、油圧シリンダ等からなる昇降アクチュエータ４４を備えている。作業機制御部４ｂが昇降アクチュエータ４４を駆動して作業機３を適宜に昇降動作させることにより、所望の高さで作業機３による作業を行うことができる。
The work
上述のような制御部４を備えるトラクタ１は、ユーザがキャビン１１内に搭乗して各種操作をしなくとも、当該制御部４により走行機体２及び作業機３を制御して、圃場内を自律走行しながら自律作業を行うことができる。
The
次に、自律走行を行うために必要な情報を取得する構成について説明する。具体的には、本実施形態のトラクタ１は、図３等に示すように、測位用アンテナ６、無線通信用アンテナ４８、車速センサ５３、及び舵角センサ５２等を備える。また、これらに加えて、トラクタ１には、走行機体２の姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を特定することが可能な慣性計測ユニット（ＩＭＵ）が備えられている。
Next, the configuration for acquiring the information necessary for autonomous driving will be described. Specifically, as shown in FIG. 3 etc., the
測位用アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。図１に示すように、測位用アンテナ６は、トラクタ１のキャビン１１のルーフ５の上面に取り付けられている。測位用アンテナ６で受信された測位信号は、図３に示す位置検出部としての位置情報取得部４９に入力される。位置情報取得部４９は、トラクタ１の走行機体２（厳密には、測位用アンテナ６）の位置情報を、例えば緯度・経度情報として算出し、取得する。当該位置情報取得部４９で取得された位置情報は、制御部４に入力されて、自律走行に利用される。
The
なお、本実施形態ではＧＮＳＳ－ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムが用いられているが、これに限るものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。例えば、相対測位方式（ＤＧＰＳ）、又は静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）を使用することが考えられる。 In this embodiment, a highly accurate satellite positioning system using the GNSS-RTK method is used, but this is not limited to this, and other positioning systems may be used as long as they can obtain highly accurate position coordinates. For example, it is possible to use a differential GPS (Digital GPS System) or a satellite-based augmentation system (SBAS).
無線通信用アンテナ４８は、ユーザが操作する無線通信端末４６からの信号を受信したり、無線通信端末４６への信号を送信したりするものである。図１に示すように、無線通信用アンテナ４８は、トラクタ１のキャビン１１が備えるルーフ５の上面に取り付けられている。無線通信用アンテナ４８で受信した無線通信端末４６からの信号は、図３に示す無線通信部４０で信号処理された後、制御部４に入力される。また、制御部４等から無線通信端末４６に送信する信号は、無線通信部４０で信号処理された後、無線通信用アンテナ４８から送信されて無線通信端末４６で受信される。
The
上記の車速センサ５３は、トラクタ１の車速を検出するものであり、例えば前輪７，７の間の車軸に設けられる。車速センサ５３で得られた検出結果のデータは、制御部４へ出力される。なお、トラクタ１の車速は車速センサ５３で検出せずに、測位用アンテナ６に基づいて所定距離におけるトラクタ１の移動時間に基づいて算出してもよい。舵角センサ５２は、前輪７，７の舵角を検出するセンサである。本実施形態において、舵角センサ５２は前輪７，７に設けられた図示しないキングピンに備えられている。舵角センサ５２で得られた検出結果のデータは、制御部４へ出力される。なお、舵角センサ５２をステアリングシャフトに備える構成としてもよい。
The vehicle speed sensor 53 detects the vehicle speed of the
図３に示すように、無線通信端末４６は、ディスプレイ３１及びタッチパネル３２を備える。無線通信端末４６は、タブレット端末であるが、スマートフォン又はノートＰＣ等であってもよい。なお、トラクタ１にユーザが搭乗した状態でトラクタ１に自律走行を行わせる場合は、トラクタ１側（例えば制御部４）に無線通信端末４６と同じ機能を持たせてもよい。ユーザは、無線通信端末４６のディスプレイ３１に表示された情報（例えば車速センサ５３等からの情報）を参照して確認することができる。また、ユーザは、上記のタッチパネル３２又は図略のハードウェアキー等を操作して、トラクタ１の制御部４に、トラクタ１を制御するための制御信号（例えば、一時停止信号等）を送信することができる。
As shown in FIG. 3, the
無線通信端末４６は、図示しないＣＰＵ等の演算装置、不揮発性メモリ等の記憶装置、及び入出力部等を備える。記憶装置には、各種のプログラム及び経路に関する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装置から読み出して実行することができる。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、無線通信端末４６を表示制御部３３、圃場取得部３４、設定部３５、内側作業経路作成部３６、外側作業経路作成部３７、及びモード選択部３８として動作させることができる（具体的な処理は後述）。
The
表示制御部３３は、ディスプレイ３１に表示する表示用データを作成し、表示内容を適宜に制御する。例えば、表示制御部３３は、トラクタ１を経路に沿って自律走行させている間は、所定の監視画面、指示画面等をディスプレイ３１に表示させる。
The
圃場取得部３４は、トラクタ１が自律走行を行う対象となる圃場の位置及び形状を記憶装置から取得する。圃場の位置及び形状は、トラクタ１を圃場の外周に沿って走行させた際の測位用アンテナ６の位置情報の推移に基づいて作成されている。なお、トラクタ１を実際に走行させずに、例えばディスプレイ３１に表示された地図上でユーザが範囲を指定することで、圃場の位置及び形状が作成されていてもよい。また、本実施形態では圃場に関する情報は無線通信端末４６に記憶されているが、無線通信端末４６と物理的に離れたサーバに記憶されていてもよい。この場合、圃場取得部３４は、このサーバから圃場に関する情報を取得する。
The field acquisition unit 34 acquires from the storage device the position and shape of the field in which the
設定部３５は、経路を作成するために必要となる情報（以下、経路作成情報）を設定する。設定部３５は、例えば経路作成情報を入力する画面を表示し、オペレータによる入力に応じて、経路作成情報を設定する。あるいは、設定部３５は、記憶部又はサーバ等に記憶されている情報にアクセスして経路作成情報を取得して設定することもできる。経路作成情報は、例えば、トラクタ１の車幅Ｗ、オフセット距離Ｌ１、オフセット方向、及び作業幅Ｌ２である。車幅Ｗは、図２に示すようにトラクタ１全体の車幅方向の長さであるが、前輪７及び後輪８の車幅方向の長さであってもよい。
The setting
内側作業経路作成部３６及び外側作業経路作成部３７は、作業を行うためにトラクタ１を自律走行させる作業経路を作成する。本実施形態では、圃場を内側領域と、内側領域の周囲を囲む外側領域と、に区分する。内側作業経路作成部３６は、内側領域に作業を行うための経路（内側作業経路）を作成する。外側作業経路作成部３７は、外側領域に作業を行うための経路（外側作業経路）を作成する。また、詳細は後述するが、本実施形態では内側作業経路と外側業経路はともに圃場を周回する経路であり、内側作業経路の周回方向と、外側作業経路の周回方向と、が逆方向となるように経路が作成される。内側作業経路作成部３６及び外側作業経路作成部３７が作成した作業経路は、無線通信端末４６に記憶される。
The inner work
次に、作業経路を作成する処理の流れについて図４を参照して簡単に説明する。図４は、無線通信端末４６が行う処理であるが、一部の処理をトラクタ１の制御部４が行ってもよい。初めに、圃場取得部３４は、記憶装置から圃場の位置及び形状を取得する（Ｓ１０１）。次に、設定部３５は、車幅Ｗ、オフセット距離Ｌ１、オフセット方向、及び作業幅Ｌ２の入力を受け付ける（Ｓ１０２）。上述したように、設定部３５は、オペレータが入力した情報を設定する。次に、モード選択部３８は、経路作成モードの選択を受け付ける（Ｓ１０３）。本実施形態では、複数の方法で作業経路を作成可能である。それぞれの方法は、長所及び短所があるため、オペレータが指示した経路作成モードに応じた方法で作業経路を作成する。なお、作業経路の作成毎にオペレータに問い合わせる方法に代えて、オペレータが事前に経路作成モードを選択しておき、事前に選択された経路作成モードで作業経路が毎回作成されてもよい。また、オペレータではなくモード選択部３８が様々な条件（作業機３の種類及び圃場の形状等）に基づいて経路作成モードを選択してもよい。それぞれの経路作成モードの詳細は後述する。次に、内側作業経路作成部３６及び外側作業経路作成部３７は、入力された経路作成モードに応じた方法で、内側作業経路及び外側作業経路を作成する（Ｓ１０４）。また、入力された経路作成モードに応じた順序で、内側作業経路と外側作業経路の走行順序が決定される。以上により、作業経路の作成が完了する。
Next, the flow of the process of creating a work path will be briefly described with reference to FIG. 4. FIG. 4 shows the process performed by the
ユーザは、無線通信端末４６を適宜操作して、内側作業経路作成部３６及び外側作業経路作成部３７が作成した作業経路の情報をトラクタ１の制御部４に入力（転送）する。その後、ユーザはトラクタ１を走行させて、トラクタ１を作業経路の開始位置に配置する。続いて、ユーザが無線通信端末４６を操作し、自律走行の開始を指示する。これにより、トラクタ１が作業経路に沿って走行しながら作業を行う。
The user appropriately operates the
以下、３つの経路作成モードについて詳細に説明する。以下では、３つの経路作成モードをそれぞれ第１モード、第２モード、及び第３モードと称し、この順番に説明する。また、オフセット型作業機を用いて作業を行う場合、（１）未作業領域をできる限り走行しない、（２）既作業領域を再度作業することはできる限り避ける、（３）圃場の多くの面積を自律走行で作業する等を目標として作業経路が作成される。この目標は一例であり、３つのうち、全てが重視されるとも限られず、１つ又は２つのみが重視される場合もあるまた、ここで挙げた３つ以外の点が重視される場合もある。 The three route creation modes are described in detail below. Below, the three route creation modes are referred to as the first mode, second mode, and third mode, respectively, and will be described in that order. Furthermore, when working with an offset-type work machine, a work route is created with the following goals in mind: (1) avoid traveling through unworked areas as much as possible, (2) avoid working areas that have already been worked on again as much as possible, and (3) work as much of the field as possible through autonomous travel. These goals are just one example, and it is not limited to the three being emphasized; there are cases where only one or two are emphasized, and there are also cases where points other than the three listed here are emphasized.
次に、図５から図９を参照して、第１モードでの作業経路の作成方法について説明する。第１モードでは、図８に示すように、圃場を外側領域と内側領域（第１内側領域及び第２内側領域）に区分する。外側領域は、内側領域の外側を囲むように位置している。第１内側領域は、第２内側領域の外側を囲むように位置している。外側領域に作業を行うための経路が外側作業経路６１である。第１内側領域に作業を行うための経路が第１内側作業経路６２である。第２内側領域に作業を行うための経路が第２内側作業経路６３である。トラクタ１は、外側作業経路６１、第１内側作業経路６２、及び第２内側作業経路６３の順に走行して作業を行う。
Next, a method for creating a work path in the first mode will be described with reference to Figures 5 to 9. In the first mode, as shown in Figure 8, the field is divided into an outer area and an inner area (first inner area and second inner area). The outer area is located so as to surround the outside of the inner area. The first inner area is located so as to surround the outside of the second inner area. The path for performing work in the outer area is the
初めに、図５を参照して外側作業経路６１について説明する。図５の上側にはトラクタ１が外側作業経路６１を走行する前の状態が示されており、図５の下側にはトラクタ１が外側作業経路６１に沿って走行して作業が終了した後の状態が示されている。図５に示すように、外側作業経路６１は、オフセット方向が外側となるようにして、トラクタ１を走行させる経路である。「オフセット方向が外側となるように」とは、作業機３（草刈作業部３ａ）がトラクタ１よりも圃場の外縁に近くなること（走行経路よりも作業跡が圃場の外縁に近くなること）である。
First, the
外側作業経路６１は、作業機３を外側領域の外側の端部に位置させて、作業機３が外側領域の外縁に沿うようにトラクタ１を周回させる経路である。外側作業経路６１の走行中において、トラクタ１は、旋回中を除いて作業を行う。従って、例えば圃場が矩形である場合、四辺全てに作業が行われる。また、オフセット方向を外側にして外側領域を走行させることで、圃場の端部まで作業を行うことができる。
The
図５の上側では、外側作業経路６１を分かり易く示すために、圃場の四隅において、トラクタ１の向きを９０度変化させるだけの簡単な旋回が示されている。このような旋回を行う場合、厳密には、圃場の四隅の近傍には作業が行われない。そのため、本実施形態では、実際には以下のように旋回が行われる。即ち、初めにトラクタ１の向きを９０度変化させた後に、一度後退して作業機３を圃場の隅に合わせて、再び前進しながら作業を行う。なお、圃場の四隅の近傍の作業が不要な場合、トラクタ１の向きを９０度変化させるだけの旋回を行ってもよい。あるいは、ここで説明した２つの方法は一例であり、それ以外の方法で旋回を行ってもよい。また、外側作業経路６１に限られず、他の作業経路についても旋回の方法は特に限定されない。
In the upper part of FIG. 5, in order to clearly show the outer working
外側作業経路６１は、既作業領域の幅が車幅Ｗよりも広くなるまでトラクタ１を周回させる経路であることが好ましい。本実施形態では、作業幅Ｌ２が車幅Ｗと同じか、作業幅Ｌ２が車幅Ｗよりも長いため、トラクタ１を１周させるだけで、既作業領域の幅が車幅Ｗよりも広くなる。作業幅Ｌ２が車幅Ｗよりも短い場合は、トラクタ１を複数周回させることが好ましい。複数周回させる場合、基本的には経路の間隔は作業幅Ｌ２に一致する。また、この場合、内側から外側の順にトラクタ１を周回させることが好ましい（逆の順にトラクタ１を周回させてもよい）。
The outer working
次に、図６を参照して、第１内側作業経路６２について説明する。図６の上側にはトラクタ１が第１内側作業経路６２を走行する前の状態が示されており、図６の下側にはトラクタ１が第１内側作業経路６２に沿って走行して作業が終了した後の状態が示されている。図６に示すように、第１内側作業経路６２は、オフセット方向が内側となるようにして、トラクタ１を走行させる経路である。つまり、外側作業経路６１の周回方向を第１周回方向（本実施形態では反時計回り）とし、第１内側作業経路６２の周回方向を第２周回方向（本実施形態では時計回り）とした場合、第１周回方向と第２周回方向は反対である。
Next, the first inner working
第１内側作業経路６２は、作業機３を内側領域の外側の端部に位置させて、作業機３を内側領域の外縁に沿うように（２周目以降は、その内側に沿うように）トラクタ１を周回させる経路である。第１内側作業経路６２の走行中において、トラクタ１は、旋回中を除いて（即ち、圃場が矩形の場合は四辺全てについて）作業を行う。第１内側作業経路６２は、既作業領域（外側作業経路６１の既作業領域も含む）の幅が、後述の第２内側作業経路６３の旋回を行うための幅よりも広くなるまでトラクタ１を周回させることが好ましい。本実施形態では、トラクタ１を２周させることで（外側領域も含めるとトラクタ１を合計で３周させることで）、既作業領域の幅が、第２内側作業経路６３の旋回を行うための幅よりも広くなるものとする。
The first inner working
第１内側作業経路６２は、外側から内側の順にトラクタ１を周回させる。また、外側と内側の経路の間隔は、基本的には作業幅Ｌ２に一致する。ここで、第１内側作業経路６２の１周目の周回時において、トラクタ１は、外側領域（即ち、既作業領域）を走行する。また、外側領域の幅は車幅Ｗよりも広いため、トラクタ１が未作業領域を走行することはない。また、第１内側作業経路６２の２周目において、トラクタ１は、外側領域、又は、第１内側作業経路６２の１周目による既作業領域を走行する。そのため、第１内側作業経路６２の２周目においても、トラクタ１が未作業領域を走行することはない（これ以降の周回時についても場合も同様）。
The first inner working
次に、図７及び図８を参照して、第２内側作業経路６３について説明する。図７の上側にはトラクタ１が第２内側作業経路６３の１周目を走行する前の状態が示されており、図７の下側にはトラクタ１が第２内側作業経路６３の１周目に沿って走行して、１周目の作業が終了した後の状態が示されている。図８には、第２内側作業経路６３の２周目以降について示されている。図７及び図８に示すように、第２内側作業経路６３は、オフセット方向が内側となるようにして（即ち周回方向が第２周回方向となるようにして）、トラクタ１を走行させる経路である。
Next, the second
図８に示すように、第２内側作業経路６３は、圃場長手方向に平行に直進する経路（非作業経路）と、圃場短手方向に平行に直進する経路（作業経路）と、を含んでいる。作業経路は、基本的には作業幅Ｌ２間隔で複数並べられている。トラクタ１は、非作業経路を走行する場合は作業を行わず、作業経路を走行する場合に作業を行う。図７に示すように、初めは、トラクタ１は、圃場長手方向の一側の端の作業経路に沿って走行する。次に、トラクタ１は、９０度旋回して非作業経路を走行する。その後、トラクタ１は、９０度旋回して、圃場長手方向の反対側の端の作業経路を走行する。次に、トラクタ１は、９０度旋回して、非作業経路を走行する。以上により、第２内側作業経路６３の１周目が完了する。２周目は、図８に示すように、圃場長手方向の端から２番目の２つの作業経路と、１周目と同じ非作業経路と、を走行する。３周目以降は、圃場長手方向の更に内側の作業経路と、１周目と同じ非作業経路と、を走行していき、圃場長手方向の中央の作業経路を走行することで、第２内側作業経路６３の全体の走行が完了する。
As shown in FIG. 8, the second
このように外側から内側の順番で作業を行うことで、未作業領域をできる限り走行せずに、トラクタ１を走行させることができる。また、非作業経路を設定して非作業経路の走行時には作業を行わないため、既作業領域に重複して作業が行われることをできる限り避けることができる。なお、圃場長手方向の中央の作業経路を走行する場合のみ、既作業領域に重複して作業が行われる可能性がある。本実施形態では、圃場短手方向に平行に作業経路が作成される。これに代えて、圃場長手方向に平行に作業経路が作成されてもよい。
By performing work from the outside to the inside in this way, the
本実施形態では、外側作業経路６１の周回方向と第１内側作業経路６２の周回方向が異なるため、外側作業経路６１を行った後に、トラクタ１の向きを反転させる（１８０度変化させる）必要がある。また、トラクタ１の旋回半径の関係上、外側作業経路６１から右側に１８０度旋回して第１内側作業経路６２に到達することはできない。以下、図９を参照して、トラクタ１の向きの反転方法について説明する。図９に示すように、この反転方法は、第１例と第２例がある。
In this embodiment, since the rotation direction of the outer working
第１例では、トラクタ１は、（１）に示すように外側作業経路６１に沿って直進（前進）する。次に、トラクタ１は、（２）に示すように内側に（第１内側作業経路６２から離れる側に、第１周回方向に）２７０度旋回（前進）した後に、その反対側に（第２周回方向に）９０度旋回（前進）して第１内側作業経路６２の進行方向に沿う向きとなる。次に、トラクタ１は、（３）に示すように第１内側作業経路６２の開始位置まで直進（後進）した後に、（４）に示すように第１内側作業経路６２に沿って直進（前進）する。なお、（２）に沿って走行する際に、作業機３が圃場の外縁を超える可能性があるが、圃場を登録する際には実際の圃場よりも少し内側を登録するため、作業機３が圃場の外縁を少し超えても問題は生じない。あるいは、（１）の走行後に少し後進した後に、同様の方法を行えばよい（第２例、及び第２モードにおいても同様）。
In the first example, the
第２例では、トラクタ１は、（１）に示すように外側作業経路６１に沿って直進（前進）する。次に、トラクタ１は、第１内側作業経路６２から離れる側に（第１周回方向に）９０度旋回（前進）する。次に、トラクタ１は、（３）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（４）に示すように内側に（第１周回方向に）１８０度旋回（前進）した後に、その反対側に（第２周回方向に）９０度旋回（前進）して第１内側作業経路６２に沿う向きとなる。次に、トラクタ１は、（５）に示すように第１内側作業経路６２の開始位置まで直進（後進）した後に、（６）に示すように第１内側作業経路６２に沿って直進（前進）する。
In the second example, the
次に、図１０から図１２を参照して、第２モードでの作業経路の作成方法について説明する。第２モード以降の説明において、第１モードと共通する部分については説明を省略又は簡略化する。第２モードでは、図１１に示すように、圃場を外側領域と内側領域に区分する。第１モードとは異なり、第２モードでは、内側領域は、２つに区分されない。外側領域に作業を行うための経路が外側作業経路７１である。内側領域に作業を行うための経路が内側作業経路７２である。トラクタ１は、外側作業経路７１、内側作業経路７２の順に走行して作業を行う。
Next, a method for creating a work path in the second mode will be described with reference to Figures 10 to 12. In the explanation of the second mode and onwards, explanations of parts common to the first mode will be omitted or simplified. In the second mode, as shown in Figure 11, the field is divided into an outer area and an inner area. Unlike the first mode, in the second mode, the inner area is not divided into two. The path for performing work in the outer area is the
初めに、図１０を参照して外側作業経路７１について説明する。図１０の上側にはトラクタ１が外側作業経路７１を走行する前の状態が示されており、図１０の下側にはトラクタ１が外側作業経路７１に沿って走行して作業が終了した後の状態が示されている。図１０に示すように、外側作業経路７１は、オフセット方向が外側となるようにして（即ち周回方向が第１周回方向となるようにして）、トラクタ１を走行させる経路である。
First, the
外側作業経路７１は、作業機３を外側領域の内側の端部に位置させて、作業機３を外側領域の内縁に沿うように（２周目以降は、その外側に沿うように）トラクタ１を周回させる経路である。外側作業経路７１の走行中において、トラクタ１は、旋回中を除いて（即ち、圃場が矩形の場合は四辺全てについて）作業を行う。外側作業経路７１は、既作業領域の幅が、後述の内側作業経路７２の旋回を行うための幅よりも広くなる回数分、トラクタ１を周回させることが好ましい。本実施形態では、トラクタ１を３周させることで、既作業領域の幅が、内側作業経路７２の旋回を行うための幅よりも広くなるものとする。
The
外側作業経路７１は、内側から外側の順にトラクタ１を周回させる。また、内側と外側の経路の間隔は、基本的には作業幅Ｌ２に一致する。本実施形態では、作業幅Ｌ２が車幅Ｗと同じか、作業幅Ｌ２が車幅Ｗよりも長いため、２周目以降の周回時において、トラクタ１が未作業領域を走行することはない。また、オフセット方向を外側にして外側領域を走行させることで、圃場の端部まで作業を行うことができる。
The
次に、図１１を参照して内側作業経路７２について説明する。図１１の上側にはトラクタ１が内側作業経路７２を走行する前の状態が示されており、図１１の下側にはトラクタ１が内側作業経路７２に沿って走行して、作業が終了した後の状態が示されている。図１１に示すように、内側作業経路７２は、オフセット方向が内側となるようにして（即ち周回方向が第２周回方向となるようにして）、トラクタ１を走行させる経路である。なお、内側作業経路７２は、第２内側作業経路６３と同じ経路であるため、これ以降の説明を省略する。
Next, the
本実施形態では、外側作業経路７１の周回方向と内側作業経路７２の周回方向が異なるため、外側作業経路７１を行った後に、トラクタ１の向きを反転させる（１８０度変化させる）必要がある。以下、図１２を参照して、トラクタ１の向きの反転方法について説明する。図１２に示すように、この反転方法は、第１例と第２例がある。
In this embodiment, since the rotation direction of the outer working
第１例では、トラクタ１は、（１）に示すように外側作業経路７１に沿って圃場端まで直進（前進）する。次に、トラクタ１は、（２）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（３）に示すように内側に（第１内側作業経路６２から離れる側に、第１周回方向に）２７０度旋回（前進）した後に、その反対側に（第１周回方向に）９０度旋回（前進）して内側作業経路７２の進行方向に沿う向きとなり、内側作業経路７２に沿って直進（前進）する。
In the first example, the
第２例では、トラクタ１は、（１）に示すように外側作業経路７１に沿って圃場端まで直進（前進）する。次に、トラクタ１は、（２）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（３）に示すように内側作業経路７２に近づく側に（第１周回方向に）９０度旋回（前進）する。次に、トラクタ１は、（４）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（５）に示すように内側に（第１周回方向に）９０度旋回（前進）して内側作業経路７２の進行方向に沿う向きとなり、内側作業経路７２に沿って直進（前進）する。
In the second example, the
次に、図１３から図１６を参照して、第３モードでの作業経路の作成方法について説明する。第３モードでは、図１５に示すように、圃場を内側領域と外側領域に区分する。内側領域に作業を行うための経路が内側作業経路８１である。外側領域に作業を行うための経路が外側作業経路８２である。トラクタ１は、内側作業経路８１、外側作業経路８２の順に走行して作業を行う。
Next, a method for creating a work path in the third mode will be described with reference to Figures 13 to 16. In the third mode, the field is divided into an inner area and an outer area as shown in Figure 15. The path for performing work in the inner area is the
初めに、図１３を参照して内側作業経路８１について説明する。図１３の上側にはトラクタ１が内側作業経路８１を走行する前の状態が示されており、図１３の下側にはトラクタ１が内側作業経路８１に沿って走行して作業が終了した後の状態が示されている。図１３に示すように、内側作業経路８１は、オフセット方向が内側となるようにして（即ち周回方向が第２周回方向となるようにして）、トラクタ１を走行させる経路である。内側作業経路８１は第１内側作業経路６２と類似するため、共通する部分の説明を省略する。内側作業経路８１と第１内側作業経路６２の相違点は、（１）作業経路が形成される向きが９０度異なることと、（２）内側領域の大きさが異なることである。
First, the
この（１）に関し、内側作業経路８１は、圃場長手方向に平行に直進する経路（作業経路）と、圃場短手方向に平行に直進する経路（非作業経路）と、を含んでいる。従って、圃場短手方向の端から中央の順番で、作業経路が行われる。なお、内側作業経路８１において、圃場短手方向と平行に作業経路を作成してもよい。
Regarding (1), the
上記の（２）に関し、第１モードでは、外側領域を最低限の大きさにして、残りを内側領域にして作業を行う。これに対し、第３モードでは、内側領域を最低限の大きさにして、残りを外側領域にして作業を行う。具体的には、第３モードでは、後述の外側作業経路８２の１周目の旋回を行うための領域が確保できる本数の作業経路が作成される。本実施形態では、３本の作業経路が作成されている。
Regarding (2) above, in the first mode, the outer area is made the minimum size and the remainder is made the inner area, and work is performed therein. In contrast, in the third mode, the inner area is made the minimum size and the remainder is made the outer area, and work is performed therein. Specifically, in the third mode, a number of work paths are created that ensure an area for the first rotation of the
次に、図１４及び図１５を参照して、外側作業経路８２について説明する。図１４の上側にはトラクタ１が外側作業経路８２の１周目を走行する前の状態が示されており、図１４の下側にはトラクタ１が外側作業経路８２の１周目に沿って走行して、１周目の作業が終了した後の状態が示されている。図１５には、外側作業経路８２の２周目以降について示されている。図１４及び図１５に示すように、外側作業経路８２は、オフセット方向が外側となるようにして（即ち周回方向が第１周回方向となるようにして）、トラクタ１を走行させる経路である。
Next, the
外側作業経路８２は、作業機３を外側領域の内側の端部に位置させて、作業機３を外側領域の内縁に沿うように（２周目以降は、その外側に沿うように）トラクタ１を周回させる経路である。外側作業経路８２の走行中において、トラクタ１は、旋回中を除いて（即ち、圃場が矩形の場合は四辺全てについて）作業を行う。
The
外側作業経路８２は、内側から外側の順にトラクタ１を周回させる。また、内側と外側の経路の間隔は、基本的には作業幅Ｌ２に一致する。ここで、外側作業経路８２の１周目の周回時において、トラクタ１は、内側領域（即ち、既作業領域）を走行する。また、内側領域は、外側作業経路８２の１周目の周回を行うことができる大きさである。従って、外側作業経路８２の１周目の周回時において、トラクタ１が未作業領域を走行することはない。また、外側作業経路８２の２周目において、トラクタ１は、内側領域、又は、外側作業経路８２の１周目による既作業領域を走行する。そのため、外側作業経路８２の２周目においても、トラクタ１が未作業領域を走行することはない（これ以降の周回時についても場合も同様）。また、オフセット方向を外側にして外側領域を走行させることで、圃場の端部まで作業を行うことができる。
The
本実施形態では、内側作業経路８１の周回方向と外側作業経路８２の周回方向が異なるため、内側作業経路８１を行った後に、トラクタ１の向きを反転させる（１８０度変化させる）必要がある。また、本実施形態では内側作業経路８１と外側作業経路８２は経路の位置が同じであるため、トラクタ１の向きを反転させることが困難である。以下、図１６を参照して、トラクタ１の向きの反転方法について説明する。図１６に示すように、この反転方法は、第１例と第２例がある。
In this embodiment, since the rotation direction of the inner working
第１例では、トラクタ１は、（１）に示すように内側作業経路８１に沿って作業機が内側領域の端に位置するまで直進（前進）する。次に、トラクタ１は、（２）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（３）に示すように内側に（第１周回方向に）１８０度旋回（前進）する。次に、トラクタ１は、（４）に示すように外側作業経路８２の開始位置まで直進（後進）した後に、（５）に示すように外側作業経路８２に沿って直進（前進）する。
In the first example, the
第２例では、トラクタ１は、（１）に示すように内側作業経路８１に沿って作業機が内側領域の端に位置するまで直進（前進）する。次に、トラクタ１は、（２）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（３）に示すように内側に（第２周回方向に）９０度旋回（前進）する。次に、トラクタ１は、（４）に示すように直進（後進）する。次に、トラクタ１は、（５）に示すように内側に（第２周回方向に）９０度旋回（前進）して外側作業経路８２の進行方向に沿う向きとなり、外側作業経路８２に沿って直進（前進）する。
In the second example, the
上記では、圃場が矩形の場合について説明したが、圃場は矩形に限られず、例えば台形であってもよい。また、圃場が台形の場合、内側領域も台形となることがある。以下では、内側領域が台形の場合において、第２内側作業経路６３を作成する別の方法について説明する。なお、以下で説明する方法は、内側作業経路７２及び外側作業経路８２にも適用可能である。
Although the above describes the case where the field is rectangular, the field is not limited to being rectangular and may be, for example, a trapezoid. Furthermore, when the field is a trapezoid, the inner area may also be a trapezoid. Below, another method of creating the second
初めに、図１７を参照して、内側領域が台形の場合に生じる課題について説明する。図１７及び図１９では、図面を見易くするために、内側領域の上側の非作業経路の図示を省略している。内側領域が矩形の場合、作業経路は何れも同じ長さである。しかし、内側領域が台形の場合、位置によって作業経路の長さが異なる。特に、旋回を行う側の辺（非作業経路が作成される側の辺、圃場が矩形の場合の長辺）が斜辺である場合、全ての作業経路の長さが異なる。 First, referring to FIG. 17, the issues that arise when the inner area is a trapezoid will be described. In FIG. 17 and FIG. 19, the non-work paths above the inner area are omitted to make the drawings easier to see. When the inner area is rectangular, all of the work paths are the same length. However, when the inner area is trapezoidal, the length of the work paths differs depending on the position. In particular, when the side on the side where turning takes place (the side on which the non-work path is created, the long side when the field is rectangular) is the hypotenuse, all of the work paths are different in length.
ここで、走行経路は、作業機３ではなくトラクタ１に対して設定される。従って、オフセット型作業機の場合、実際に作業を行うべき範囲よりも小さい又は大きい範囲に対して作業が行われる。特に、第２内側作業経路６３では、圃場長手方向の中央よりも一側と他側とで、トラクタ１の走行方向が１８０度異なる。従って、圃場長手方向の中央よりも一側（図１７の右側）では作業を行うべき範囲よりも大きい範囲に作業が行われ、圃場長手方向の中央よりも他側（図１７の左側）では作業を行うべき範囲よりも小さい範囲に作業が行われる。その結果、図１７の下側に示すように、圃場長手方向の中央に、作業跡の過剰なズレ（大きな段差）が生じる。
Here, the travel path is set for the
この過剰なズレを軽減するために、本実施形態では、図１８に示すように、圃場長手方向の中央（斜辺の中央、作業経路の並列方向の中央）に、圃場短手方向（作業経路に平行な方向）の長さが一定の領域（調整領域）を設ける。調整領域は、圃場長手方向の中央から一側と他側に作業幅Ｌ２ずつの範囲に設ける。言い換えれば、圃場長手方向の中央から、一側と他側に内側領域を拡張し、拡張した部分（調整領域）は、圃場短手方向の長さが一定である。以下、台形に調整領域が設けられた図形を調整後図形と称する。 In order to reduce this excessive misalignment, in this embodiment, as shown in Figure 18, an area (adjustment area) with a constant length in the short side of the field (direction parallel to the work path) is provided in the center of the longitudinal direction of the field (center of the hypotenuse, center of the parallel direction of the work path). The adjustment area is provided in a range of working width L2 on one side and the other side from the center of the longitudinal direction of the field. In other words, the inner area is extended on one side and the other side from the center of the longitudinal direction of the field, and the extended part (adjustment area) has a constant length in the short side of the field. Hereinafter, a shape in which an adjustment area is provided in a trapezoid will be referred to as a post-adjustment shape.
次に、図１９に示すように、調整後図形に対して第２内側作業経路６３ａを作成する。調整領域は、上述した作業跡の過剰なズレが生じる部分に形成されている。調整領域は圃場が矩形の場合と同じなので、作業を行うべき範囲に応じた範囲が作業されることになる。また、調整領域は、２工程分（作業幅Ｌ２の２倍）であるため、圃場長手方向の中央に隣接する２工程（更に言えば、トラクタ１の進行方向が異なる２工程）について、作業を行うべき範囲に応じた範囲が作業されることになる。以上により、調整領域を設けることで、作業跡のズレを軽減することができる。
Next, as shown in FIG. 19, a second
以上に説明したように、自律走行システム１００は、作業機３が装着されたトラクタ１を自律走行させる。この自律走行システム１００は、設定部３５と、内側作業経路作成部３６と、外側作業経路作成部３７と、モード選択部３８と、を備える。設定部３５は、トラクタ１に対する作業機３の車幅方向のオフセット距離Ｌ１及びオフセット方向を設定する。内側作業経路作成部３６は、トラクタ１を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う内側作業経路６２，６３，７２，８１を作成する。外側作業経路作成部３７は、トラクタ１を、第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う外側作業経路６１，７１，８２を作成する。モード選択部３８は、内側作業経路６２，６３，７２，８１の内容と、外側作業経路６１，７１，８２の内容と、それらの走行順序と、を定めるための複数の経路作成モードから１の経路作成モードを選択する。
As described above, the
オフセット作業機を装着して作業を行う場合、周回方向に応じて、作業機３が車幅方向の何れにオフセットするかが変化する。従って、内側領域と外側領域で周回方向を変えることで、様々な事情に応じてオフセット作業機に適した経路を作成できる。また、このようにして作成される経路を選択可能とすることで、様々な事情に応じて最適な経路を用いて自律走行及び作業を行うことができる。
When working with an offset work machine attached, the direction in which the
また、上記実施形態の自律走行システム１００において、内側作業経路は、第１内側領域に作業を行う第１内側作業経路６２と、第１内側領域よりも内側の第２作業領域に作業を行う第２内側作業経路６３と、に区分されている。モード選択部３８は第１モードを選択可能であり、当該第１モードでは、外側作業経路６１、第１内側作業経路６２、第２内側作業経路６３の順序でトラクタ１を走行させる。
In addition, in the
これにより、初めに外側領域を作業することで、後からトラクタ１が第１内側作業経路６２又は第２内側作業経路６３を走行する場合に、トラクタ１が未作業領域を走行しにくくなる。更に、初めに第１内側領域に作業を行うことで、後から作業車両が第２内側作業経路６３を走行する際に、例えばトラクタ１が未作業領域を走行しにくくなる。
As a result, by working in the outer area first, when the
また、上記実施形態の自律走行システム１００において、モード選択部３８は第２モードを選択可能であり、当該第２モードでは、外側作業経路７１、内側作業経路７２の順序でトラクタ１を走行させる。
In addition, in the
これにより、初めに外側領域を作業することで、後からトラクタ１が内側領域を走行する場合に、トラクタ１が未作業領域を走行しにくくなる。
As a result, by working the outer area first, when the
また、上記実施形態の自律走行システム１００において、モード選択部３８は第３モードを選択可能であり、当該第３モードでは、内側作業経路８１、外側作業経路８２の順序でトラクタ１を走行させる。
In addition, in the
これにより、初めに内側領域を作業することで、後からトラクタ１が外側領域を走行する場合に、トラクタ１が未作業領域を走行しにくくなる。
As a result, by working the inner area first, when the
また、上記実施形態の自律走行システム１００において、設定部３５は、更に、作業機３の作業幅Ｌ２と、トラクタ１の車幅Ｗと、を設定する。外側作業経路６１，７１に沿って作業幅で作業を行うことで生成される既作業領域の幅が、車幅以下である。
In addition, in the
これにより、例えばトラクタ１が外側作業経路６１，７１の走行後に（内側作業経路６２，７２を走行するために）既作業領域を走行する場合に、トラクタ１が未作業領域を走行しにくくなる。
This makes it difficult for the
また、上記実施形態の自律走行システム１００において、内側作業経路作成部３６は、作業機３が内側にオフセットする向きでトラクタ１を周回させる内側作業経路６２，６３，７２，８１を作成する。外側作業経路作成部３７は、作業機３が外側にオフセットする向きでトラクタ１を周回させる外側作業経路６１，７１，８２を作成する。
In addition, in the
これにより、作業機３が内側にオフセットするようにして内側作業経路６２，６３，７２，８１を走行することで、未作業領域をあまり走行せずに作業を行ったりすることができる。また、作業機３が外側にオフセットするようにして外側作業経路６１，７１，８２走行することで、例えば外側領域の外縁近傍まで自律走行による作業を行うことができる。
As a result, the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 The above describes a preferred embodiment of the present invention, but the above configuration can be modified, for example, as follows:
上記実施形態で示したフローチャートは一例であり、一部の処理を省略したり、一部の処理の内容を変更したり、新たな処理を追加したりしてもよい。例えば、設定部３５が記憶装置又はサーバから経路作成情報を取得する場合は、ステップＳ１０２の処理を省略することができる。
The flowchart shown in the above embodiment is an example, and some processes may be omitted, the contents of some processes may be changed, or new processes may be added. For example, if the
上記実施形態では、外側作業経路は１つであるが、外側作業経路が複数に区分されていてもよい。また、上記実施形態では、内側作業経路ではオフセット方向が内側で、外側作業経路ではオフセット方向が外側であるが、逆であってもよい。例えば、内側領域で内側から外側の順にトラクタ１を周回させる場合等は、内側作業経路でオフセット方向が外側であってもよい。
In the above embodiment, there is one outer working path, but the outer working path may be divided into multiple paths. Also, in the above embodiment, the offset direction is inward on the inner working path and outward on the outer working path, but the opposite may also be true. For example, when the
＜発明の付記＞
本発明の観点によれば、以下の構成の自律走行システムが提供される。即ち、自律走行システムは、作業機が装着された作業車両を自律走行させる。この自律走行システムは、設定部と、内側作業経路作成部と、外側作業経路作成部と、モード選択部と、を備える。前記設定部は、前記作業車両に対する前記作業機の車幅方向のオフセット距離及びオフセット方向を設定する。前記内側作業経路作成部は、前記作業車両を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う内側作業経路を作成する。前記外側作業経路作成部は、前記作業車両を、前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、前記内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う外側作業経路を作成する。前記モード選択部は、前記内側作業経路の内容と、前記外側作業経路の内容と、前記内側作業経路と前記外側作業経路の走行順序と、を定めるための複数の経路作成モードから１の経路作成モードを選択する。
<Notes on the invention>
According to an aspect of the present invention, there is provided an autonomous driving system having the following configuration. That is, the autonomous driving system causes a work vehicle equipped with a work implement to autonomously drive. This autonomous driving system includes a setting unit, an inner working path creation unit, an outer working path creation unit, and a mode selection unit. The setting unit sets an offset distance and offset direction of the work implement in a vehicle width direction relative to the work vehicle. The inner working path creation unit creates an inner working path for performing work in an inner area by rotating the work vehicle in a first circling direction. The outer working path creation unit creates an outer working path for performing work in an outer area positioned so as to surround the outside of the inner area by rotating the work vehicle in a second circling direction opposite to the first circling direction. The mode selection unit selects one path creation mode from a plurality of path creation modes for determining the contents of the inner working path, the contents of the outer working path, and the travel order of the inner working path and the outer working path.
オフセット作業機を装着して作業を行う場合、周回方向に応じて、作業機が車幅方向の何れにオフセットするかが変化する。従って、内側領域と外側領域で周回方向を変えることで、様々な事情に応じてオフセット作業機に適した経路を作成できる。また、このようにして作成される経路を選択可能とすることで、様々な事情に応じて最適な経路を用いて自律走行及び作業を行うことができる。 When working with an offset work machine attached, the direction in which the work machine is offset in the vehicle width direction changes depending on the rotation direction. Therefore, by changing the rotation direction in the inner and outer regions, a route suitable for the offset work machine can be created depending on various circumstances. In addition, by making it possible to select the route created in this way, autonomous driving and work can be performed using the optimal route depending on various circumstances.
前記の自律走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記内側作業経路は、第１内側領域に作業を行う第１内側作業経路と、前記第１内側領域よりも内側の第２作業領域に作業を行う第２内側作業経路と、に区分されている。前記モード選択部は第１モードを選択可能であり、当該第１モードでは、前記外側作業経路、第１内側作業経路、第２内側作業経路の順序で前記作業車両を走行させる。 The autonomous driving system is preferably configured as follows. That is, the inner work path is divided into a first inner work path for performing work in a first inner area, and a second inner work path for performing work in a second work area that is more inward than the first inner area. The mode selection unit is capable of selecting a first mode, and in the first mode, the work vehicle is caused to travel along the outer work path, the first inner work path, and the second inner work path in that order.
これにより、初めに外側領域を作業することで、後から作業車両が第１内側作業経路又は第２内側作業経路を走行する場合に、作業車両が未作業領域を走行しにくくなる。更に、初めに第１内側領域に作業を行うことで、後から作業車両が第２内側作業経路を走行する際に、例えば作業車両が未作業領域を走行しにくくなる。 As a result, by working in the outer area first, when a work vehicle travels later along the first inner work path or the second inner work path, it becomes more difficult for the work vehicle to travel through the unworked area. Furthermore, by working in the first inner area first, it becomes more difficult for the work vehicle to travel through the unworked area, for example, when the work vehicle travels later along the second inner work path.
前記の自律走行システムにおいては、前記モード選択部は第２モードを選択可能であり、当該第２モードでは、前記外側作業経路、前記内側作業経路の順序で前記作業車両を走行させることが好ましい。 In the autonomous driving system, the mode selection unit can select a second mode, and in the second mode, it is preferable to drive the work vehicle along the outer work path and then the inner work path.
これにより、初めに外側領域を作業することで、後から作業車両が内側領域を走行する場合に、作業車両が未作業領域を走行しにくくなる。 By working the outer area first, if a work vehicle travels later through the inner area, it becomes more difficult for the work vehicle to travel through an unworked area.
前記の自律走行システムにおいては、前記モード選択部は第３モードを選択可能であり、当該第３モードでは、前記内側作業経路、前記外側作業経路の順序で前記作業車両を走行させることが好ましい。 In the autonomous driving system, the mode selection unit can select a third mode, and in the third mode, it is preferable to drive the work vehicle along the inner work path and then the outer work path.
これにより、初めに内側領域を作業することで、後から作業車両が外側領域を走行する場合に、作業車両が未作業領域を走行しにくくなる。 By working on the inner area first, if a work vehicle travels later on in the outer area, it becomes more difficult for the work vehicle to travel through an unworked area.
前記の自律走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記設定部は、更に、前記作業機の作業幅と、前記作業車両の車幅と、を設定する。前記外側作業経路に沿って前記作業幅で作業を行うことで生成される既作業領域の幅が、前記車幅以下である。 The autonomous driving system is preferably configured as follows. That is, the setting unit further sets the working width of the work machine and the vehicle width of the work vehicle. The width of the work area generated by performing work in the working width along the outer work path is equal to or less than the vehicle width.
これにより、例えば作業車両が外側作業経路の走行後に既作業領域を走行する場合に、作業車両が未作業領域を走行しにくくなる。 This makes it difficult for a work vehicle to travel through an unworked area, for example, when the work vehicle travels through an already-worked area after traveling along the outer work route.
前記の自律走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記内側作業経路作成部は、前記作業機が内側にオフセットする向きで前記作業車両を周回させる前記内側作業経路を作成する。前記外側作業経路作成部は、前記作業機が外側にオフセットする向きで前記作業車両を周回させる前記外側作業経路を作成する。 The autonomous driving system is preferably configured as follows. That is, the inner work path creation unit creates the inner work path that causes the work vehicle to circle with the work machine offsetting inward. The outer work path creation unit creates the outer work path that causes the work vehicle to circle with the work machine offsetting outward.
これにより、作業機が内側にオフセットするようにして内側作業経路を走行することで、未作業領域をあまり走行せずに作業を行ったりすることができる。また、作業機が外側にオフセットするようにして外側作業経路を走行することで、例えば外側領域の外縁近傍まで自律走行による作業を行うことができる。 As a result, the work machine can be offset inward and travel along the inner work path, allowing work to be performed without traveling too far through unworked areas. Also, by offsetting the work machine outward and traveling along the outer work path, work can be performed autonomously up to near the outer edge of the outer area, for example.
１ トラクタ（作業車両）
２ 走行機体
３ 作業機
３５ 設定部
３６ 内側作業経路作成部
３７ 外側作業経路作成部
１００ 自律走行システム
1. Tractor (work vehicle)
2 Traveling
Claims (3)
前記作業車両を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う内側作業経路と、
前記作業車両を、前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、前記内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う外側作業経路と、を作成する経路作成部を備える、
自律走行システム。 In an autonomous driving system for autonomously driving a work vehicle using an offset type work machine that performs work while being offset in the vehicle width direction ,
an inner work path along which the work vehicle travels in a first direction to perform work in an inner area;
an outer work path that rotates the work vehicle in a second rotation direction opposite to the first rotation direction to perform work in an outer area that is positioned so as to surround the outside of the inner area;
Autonomous driving system.
請求項１に記載の自律走行システム。 The work vehicle can be caused to travel along the inner working path and then along the outer working path.
The autonomous driving system according to claim 1 .
前記作業車両を、第１周回方向に周回させて内側領域に作業を行う内側作業経路と、
前記作業車両を、前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に周回させて、前記内側領域の外側を囲むように位置する外側領域に作業を行う外側作業経路と、を作成する、
作業経路の生成方法。 A method for generating a work path for autonomously driving a work vehicle using an offset type work machine that performs work while being offset in a vehicle width direction, comprising:
an inner work path along which the work vehicle travels in a first direction to perform work in an inner area;
an outer working path for performing work in an outer area located so as to surround the outside of the inner area by rotating the work vehicle in a second rotating direction opposite to the first rotating direction;
How to generate a work path.
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