KR20210098554A - 경로 생성 시스템 - Google Patents

Abstract

비작업 영역의 형상에 따른 접속 경로를 생성하는 것.
작업 영역 및 비작업 영역에 있어서 작업 차량에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향을 설정하는 방향 설정부를 구비하고, 경로 생성부는, 작업 영역 내에 있어서 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 복수의 작업 경로 (P1, P2) 와, 비작업 영역에 있어서 작업 차량에 의해 자율 주행이 실시되는 주행 경로로서 각 작업 경로 (P1, P2) 를 접속하는 복수의 접속 경로 (Q) 를 포함하는 경로를 생성하는 것이고, 경로 생성부는, 접속 경로 (Q) 로서, 제 1 선회 경로 (Q1) 와, 제 2 선회 경로 (Q3) 와, 제 1 선회 경로 (Q1) 와 제 2 선회 경로 (Q3) 의 사이에 설정되는 직진 경로 (Q2) 를 포함하는 경로를 생성 가능하며, 또한, 진행 방향과 직진 경로 (Q2) 가 직교하지 않도록 직진 경로 (Q2) 를 생성 가능하다.

Description

경로 생성 시스템 {ROUTE GENERATION SYSTEM}

본 발명은, 작업 차량에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하는 경로 생성부를 구비한 경로 생성 시스템에 관한 것이다.

상기와 같은 경로 생성 시스템은, 작업 차량을 자율 주행시키는 자율 주행 시스템에 있어서 이용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1 에 기재된 시스템에서는, 포장 (圃場) 등의 작업 대상 영역에 있어서, 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 작업 영역과 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되지 않는 비작업 영역의 형상을 등록하여, 경로 생성부가, 작업 영역 내에 복수의 작업 경로를 생성하고, 각 작업 경로를 접속하는 복수의 접속 경로를 비작업 영역에 생성하고 있다.

특허문헌 1 에 기재된 시스템에서는, 포장 등의 작업 대상 영역에 있어서, 그 중앙 부분에 사각형상의 작업 영역을 등록하고, 그 작업 영역의 주위를 둘러싸도록 비작업 영역을 등록하고 있다. 경로 생성부는, 작업 영역에 있어서 작업차를 왕복 주행시키기 위한 직선상의 작업 경로를 생성하고, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향의 양단부에 위치하는 비작업 영역에 있어서 작업 차량의 진행 방향을 전환시켜 다음의 작업 경로에 접속하기 위한 선회상 (旋回狀) 의 접속 경로를 생성하고 있다.

국제 공개 제2015/119265호

포장 등의 작업 대상 영역은, 사각형상에 한정되지 않고, 예를 들어, 평행사변형 등의 외주가 경사진 형상이나 그 밖의 각종 형상이 존재하기 때문에, 작업 영역 및 비작업 영역의 형상도 일정한 형상이 되는 것이 아니라, 작업 대상 영역의 형상에 따라 상이한 형상이 된다. 따라서, 비작업 영역에 대해 선회상의 접속 경로를 생성하는 것만으로는, 비작업 영역의 형상에 따라서는 접속 경로의 일부가 작업 대상 영역의 외부로 비어져 나올 가능성이 있다. 예를 들어, 비작업 영역의 형상이, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향에 대해 경사진 형상으로 되어 있는 경우에는, 작업 영역에 있어서의 작업 차량에 직교하는 방향으로 충분한 주행 거리를 취할 수 없기 때문에, 선회상의 접속 경로를 생성하기에 충분한 선회 반경을 확보할 수 없어, 비작업 영역에 선회상의 접속 경로를 생성할 수 없게 될 가능성이 있다.

그래서, 접속 경로가 작업 대상 영역 밖으로 비어져 나오는 것을 방지하기 위해서, 충분한 선회 반경을 확보할 수 있도록 비작업 영역의 면적을 크게 하는 것이 고려되지만, 비작업 영역의 면적을 크게 하면, 작업 대상 영역에 있어서의 작업 영역의 면적이 작아져, 작업 효율의 저하를 초래하는 등의 새로운 문제가 발생하게 된다.

이 실정을 감안하여, 본 발명의 주된 과제는, 비작업 영역의 형상에 따른 접속 경로를 생성할 수 있는 경로 생성 시스템을 제공하는 점에 있다.

본 발명의 제 1 특징 구성은, 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 작업 영역과 상기 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되지 않는 비작업 영역의 형상을 등록하는 영역 등록부와,

상기 작업 영역 및 상기 비작업 영역에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와,

상기 작업 영역에 있어서의 상기 작업 차량의 진행 방향을 설정하는 방향 설정부를 구비하고,

상기 경로 생성부는, 상기 작업 영역 내에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 복수의 작업 경로와, 상기 비작업 영역에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 주행이 실시되는 주행 경로로서 각 작업 경로를 접속하는 복수의 접속 경로를 포함하는 경로를 생성하는 것으로,

상기 경로 생성부는, 상기 접속 경로로서, 제 1 선회 경로와, 제 2 선회 경로와, 제 1 선회 경로와 제 2 선회 경로의 사이에 설정되는 직진 경로를 포함하는 경로를 생성 가능하며, 또한, 상기 진행 방향과 상기 직진 경로가 직교하지 않도록 상기 직진 경로를 생성 가능한 것을 특징으로 하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 경로 생성부는, 접속 경로로서, 제 1 선회 경로와 직진 경로와 제 2 선회 경로를 포함하는 경로를 생성할 수 있기 때문에, 비작업 영역의 형상에 따라서, 제 1 선회 경로와 직진 경로와 제 2 선회 경로를 적절히 조합할 수 있어, 비작업 영역의 형상에 따른 접속 경로를 생성할 수 있다. 게다가, 경로 생성부는, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향과 직교하지 않도록 직진 경로를 생성하기 때문에, 예를 들어, 비작업 영역이, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향에 대해 경사진 형상으로 되어 있는 경우에도, 직진 경로로서 충분한 주행 거리를 확보하면서, 접속 경로를 생성할 수 있다. 이상으로부터, 비작업 영역의 한정된 스페이스에, 비작업 영역의 형상에 따른 적절한 접속 경로를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 2 특징 구성은, 제 1 선회 경로는, 상기 직진 경로보다 진행 방향 앞쪽측에 설정되는 한편, 제 2 선회 경로는, 상기 직진 경로보다 진행 방향 안쪽측에 설정되는 것으로서,

상기 경로 생성부는, 상기 작업 영역과 상기 비작업 영역의 경계선과 상기 진행 방향을 따라 연장되는 직선이 이루는 각이 예각인 경우에, 제 1 선회 경로에 있어서의 상기 작업 차량의 선회 각도를 둔각으로 설정하고,

상기 각이 둔각인 경우에, 제 1 선회 경로에 있어서의 상기 작업 차량의 선회 각도를 예각으로 설정하는 것을 특징으로 하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 작업 영역과 비작업 영역의 경계선과 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향을 따라 연장되는 직선이 이루는 각이 예각인 경우도 둔각인 경우도, 경로 생성부가, 제 1 선회 경로에 있어서의 작업 차량의 선회 각도를 적절한 각도로 설정하면서, 접속 경로를 생성할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 비작업 영역이, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향에 대해 경사진 형상으로 되어 있는 경우에도, 작업 대상 영역의 외부로 비어져 나오지 않고, 또한, 작업 영역측으로도 비어져 나오지 않는 접속 경로를 적절히 생성할 수 있다.

본 발명의 제 3 특징 구성은, 상기 경로 생성부는, 제 1 선회 경로의 선회 반경과 제 2 선회 경로의 선회 반경을 동일한 선회 반경으로 설정하며, 또한, 상기 직진 경로와 상기 경계선과의 거리보다도 상기 직진 경로와 상기 비작업 영역의 외주와의 거리쪽이 짧아지도록 상기 직진 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 제 1 선회 경로 및 제 2 선회 경로의 선회 반경을 동일한 선회 반경으로 하기 때문에, 제 1 선회 경로를 자율 주행할 때와 제 2 선회 경로를 자율 주행할 때에 있어서, 선회 반경을 다르게 하기 위한 제어 등의 처리를 실시할 일이 없어, 자율 주행을 실시하기 위한 제어 구성의 간소화를 도모할 수 있다. 게다가, 직진 경로는, 작업 영역으로부터 최대한 멀어지는 측에 생성할 수 있기 때문에, 제 2 선회 경로에 있어서의 작업 차량의 선회 반경을 보다 크게 취할 수 있다. 이로써, 제 2 선회 경로를 자율 주행 중에, 작업 차량의 위치나 자세 등을 조정하기 위한 시간을 확보할 수 있어, 작업 차량의 위치나 자세를 안정시킨 상태로 작업 경로에서의 자율 작업을 개시할 수 있다.

본 발명의 제 4 특징 구성은, 상기 경로 생성부는, 제 1 선회 경로의 제 1 선회 반경과 제 2 선회 경로의 제 2 선회 반경을 서로 상이한 선회 반경으로 설정하며, 또한, 제 1 선회 반경보다 제 2 선회 반경쪽이 긴 것을 특징으로 하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 제 2 선회 경로에 있어서의 작업 차량의 선회 반경을 보다 크게 취할 수 있기 때문에, 제 2 선회 경로를 자율 주행 중에, 작업 차량의 위치나 자세 등을 조정하기 위한 시간을 확보할 수 있어, 작업 차량의 위치나 자세를 안정시킨 상태로 작업 경로에서의 자율 작업을 개시할 수 있다.

본 발명의 제 5 특징 구성은, 상기 각이 예각인 경우에, 상기 진행 방향과 상기 직진 경로가 직교하도록 상기 직진 경로를 생성하도록 상기 경로 생성부에 지시 가능한 지시부를 구비하고,

상기 지시부는, 상기 각이 둔각인 경우에, 상기 경로 생성부에 대해 상기 지시를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 작업 영역과 비작업 영역의 경계선과 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향을 따라 연장되는 직선이 이루는 각이 예각인 경우에는, 사용자가 지시부에서 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향과 직진 경로가 직교하도록 직진 경로를 생성하도록 경로 생성부에 지시할 수 있다. 따라서, 사용자의 요망에 따라서, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향과 직진 경로가 직교하는 직진 경로를 생성할 수 있다.

한편, 작업 영역과 비작업 영역의 경계선과 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향을 따라 연장되는 직선이 이루는 각이 둔각인 경우에는, 지시부에서 경로 생성부에 대해 지시를 행하지 않기 때문에, 작업 영역에 있어서의 작업 차량의 진행 방향과 직진 경로가 직교하는 직진 경로가 생성되지 않아, 작업 대상 영역의 외부로 비어져 나오는 직진 경로가 생성되는 것을 적절히 방지할 수 있다.

도 1 은 자율 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 자율 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은 포장의 작업 영역에 있어서의 작업 경로를 나타내는 도면이다.
도 4 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 19 는 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 은 포장의 비작업 영역에 있어서의 접속 경로를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 관련된 경로 생성 시스템을 사용한 자율 주행 시스템의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

이 자율 주행 시스템은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 주행 경로를 따라 자율 주행하는 작업 차량으로서의 트랙터 (1) 와, 그 트랙터 (1) 에 대해 각종 정보를 지시 가능한 무선 통신 단말 (2) 이 구비되어 있다. 그리고, 이 실시형태에서는, 트랙터 (1) 의 위치 정보를 취득할 때에, 측위 보정 정보를 트랙터 (1) 에 송신 가능한 기준국 (4) 이 구비되어 있다.

도 1 에서는, 작업 차량으로서 트랙터 (1) 를 예시했지만, 트랙터 외에, 이앙기, 콤바인, 토목·건축 작업 장치, 제설차 등, 승용형 작업 차량에 추가하여, 보행형 작업 차량도 적용 가능하다. 또, 트랙터 (1) 에 장착하는 작업기 (5) 에 대해서, 도 1 에서는 경운 (耕耘) 장치를 장착한 경우를 예시하고 있지만, 경운 장치에 한정되지 않고, 쟁기, 시비 (施肥) 장치 등, 각종 작업기를 적용할 수 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 트랙터 (1) 에는 차량측 무선 통신부 (14) 가 구비되고, 무선 통신 단말 (2) 에는 단말측 무선 통신부 (21) 가 구비되고, 기준국 (4) 에는 기준국측 무선 통신부 (41) 가 구비되어 있다. 이로써, 차량측 무선 통신부 (14) 와 단말측 무선 통신부 (21) 의 사이, 및 차량측 무선 통신부 (14) 와 기준국측 무선 통신부 (41) 의 사이에서 무선 네트워크 시스템이 구축되어 있어, 트랙터 (1) 와 무선 통신 단말 (2) 의 사이, 및 트랙터 (1) 와 기준국 (4) 의 사이에서 각종 정보가 무선으로 송수신 가능하게 구성되어 있다.

트랙터 (1) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 측위용 안테나 (11), 차량측 제어부 (12), 위치 정보 취득부 (13), 차량측 무선 통신부 (14), 기억부 (도시 생략) 등이 구비되어 있다. 차량측 제어부 (12) 는, 위치 정보 취득부 (13) 로 자기의 현재 위치 정보 (트랙터 (1) 의 현재 위치) 를 취득하면서, 가버너 장치, 변속 장치, 브레이크 장치 및 조타 장치 등 (도시 생략) 의 트랙터 (1) 에 구비되는 각종 장치를 제어하여, 트랙터 (1) 를 자율 주행 가능하게 구성되어 있다. 또, 트랙터 (1) 에는, 3 축의 쟈이로와 3 방향의 가속도계 등을 갖는 관성 계측 장치 (도시 생략) 가 구비되어, 차량측 제어부 (12) 가, 관성 계측 장치의 계측 정보에 기초하여, 트랙터 (1) 의 자세나 진행 방향의 방위 등을 검지 가능하게 구성되어 있다.

상기 서술한 바와 같이, 조타 장치 (도시 생략) 가 트랙터 (1) 에 구비되어 있어, 차량측 제어부 (12) 가 조타 장치를 제어함으로써, 직선상의 경로를 따라서 트랙터 (1) 가 자율 주행 가능할 뿐만 아니라, 선회 경로를 따라서 트랙터 (1) 가 자율 주행 가능하게 구성되어 있다. 이와 관련하여, 조타 장치는, 예를 들어, 스티어링 핸들의 회전 각도 (조타각) 를 조정 가능하게 하는 것이나, 트랙터 (1) 의 전륜의 조타각을 조정 가능하게 하는 것을 적용할 수 있다.

그리고, 트랙터 (1) 에는, 도시는 생략하지만, 좌측의 차륜에 대해 제동력을 부여하는 좌측 브레이크 장치와 우측의 차륜에 대해 제동력을 부여하는 우측 브레이크 장치가 구비되어 있다. 이로써, 차량측 제어부 (12) 는, 좌우 1 쌍의 브레이크 장치 중, 일방측의 브레이크 장치만을 작동시킴으로써, 작은 선회 반경의 선회 경로라도, 그 선회 경로를 따라 트랙터 (1) 를 자율 주행할 수 있도록 되어 있다. 또, 트랙터 (1) 에는, 도시는 생략하지만, 좌우의 구동륜 중, 일방측의 구동륜만 회전 속도를 증가시켜 구동시키는 배속 (倍速) 장치가 구비되어 있다. 따라서, 차량측 제어부 (12) 는, 브레이크 장치의 제어 대신에 배속 장치를 제어함으로써, 작은 선회 반경의 선회 경로를 따라 트랙터 (1) 를 자율 주행할 수 있도록 되어 있다.

측위용 안테나 (11) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 위성 측위 시스템 (GNSS) 을 구성하는 측위 위성 (3) 으로부터의 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 측위용 안테나 (11) 는, 예를 들어, 트랙터 (1) 의 캐빈의 루프의 상면에 배치되어 있다.

위성 측위 시스템을 사용한 측위 방법으로서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 기준점에 설치된 기준국 (4) 을 구비하고, 그 기준국 (4) 으로부터의 측위 보정 정보에 의해 트랙터 (1) (이동국) 의 위성 측위 정보를 보정하여, 트랙터 (1) 의 현재 위치를 구하는 측위 방법을 적용 가능하게 되어 있다. 예를 들어, DGPS (디퍼렌셜 GPS 측위), RTK 측위 (리얼타임 키네마틱 측위) 등의 각종 측위 방법을 적용할 수 있다. 이와 관련하여, 측위 방법에 대해서는, 기준국 (4) 을 구비하지 않고 단독 측위를 이용할 수도 있다.

이 실시형태에서는, 예를 들어, RTK 측위를 적용하고 있는 점에서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이동국측이 되는 트랙터 (1) 에 측위용 안테나 (11) 를 구비하는 것에 추가하여, 기준국 (4) 이 구비되어 있다. 기준국 (4) 의 설치 위치가 되는 기준점의 위치 정보는 미리 설정되고 파악되어 있다. 기준국 (4) 은, 예를 들어, 포장의 주위 등, 트랙터 (1) 의 주행의 방해가 되지 않는 위치 (기준점) 에 배치되어 있다. 기준국 (4) 에는, 기준국측 무선 통신부 (41) 와 기준국 측위 안테나 (42) 가 구비되어 있다.

RTK 측위에서는, 기준점에 설치된 기준국 (4) 과, 위치 정보를 구하는 대상의 이동국측이 되는 트랙터 (1) 의 측위용 안테나 (11) 의 양방에서 측위 위성 (3) 으로부터의 반송파 위상 (위성 측위 정보) 을 측정하고 있다. 기준국 (4) 에서는, 측위 위성 (3) 으로부터 위성 측위 정보를 측정할 때마다 또는 설정 주기가 경과할 때마다, 측정한 위성 측위 정보와 기준점의 위치 정보 등을 포함하는 측위 보정 정보를 생성하여, 기준국측 무선 통신부 (41) 로부터 트랙터 (1) 의 차량측 무선 통신부 (14) 에 측위 보정 정보를 송신하고 있다. 트랙터 (1) 의 위치 정보 취득부 (13) 는, 측위용 안테나 (11) 에서 측정한 위성 측위 정보를, 기준국 (4) 으로부터 송신되는 측위 보정 정보를 사용하여 보정하여, 트랙터 (1) 의 현재 위치 정보를 구하고 있다. 위치 정보 취득부 (13) 는, 트랙터 (1) 의 현재 위치 정보로서, 예를 들어, 위도 정보·경도 정보를 구하고 있다.

무선 통신 단말 (2) 은, 예를 들어, 터치 패널을 갖는 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성되고, 각종 정보를 터치 패널에 표시 가능하여, 터치 패널을 조작함으로써, 각종 정보도 입력 가능하게 되어 있다. 무선 통신 단말 (2) 에 대해서는, 사용자가 트랙터 (1) 의 외부에서 휴대하여 사용하는 것이 가능함과 함께, 트랙터 (1) 의 운전석의 옆쪽 등에 장착하여 사용할 수도 있다.

무선 통신 단말 (2) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 단말측 무선 통신부 (21), 영역 등록부 (22), 경로 생성부 (23), 방향 설정부 (24), 지시부 (25), 표시부 (터치 패널) 등이 구비되어 있다. 경로 생성부 (23) 는, 트랙터 (1) 가 자율 주행하는 주행 경로를 생성하도록 구성되어 있다. 또, 무선 통신 단말 (2) 에는, 기억부 (도시 생략) 가 구비되어 있고, 이 기억부에는, 사용자에 의해 등록된 정보 등, 각종 정보가 기억되어 있다.

트랙터 (1) 의 자율 주행을 실시하기 위해서, 작업 대상 영역이 되는 포장 (H) 에 관한 포장 정보의 등록, 및 트랙터 (1) 를 자율 주행시키는 주행 경로의 생성이 이루어지고 있다. 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 트랙터 (1) 를 자율 주행시키는 포장 (H) (도 3 참조) 의 형상 등, 포장 (H) 에 관한 포장 정보가 등록된다. 그리고, 경로 생성부 (23) 가, 등록된 포장 (H) 에 대해 주행 경로를 생성하고 있다. 이와 같이 하여, 복수의 포장 (H) 이 존재하는 경우에는, 복수의 포장 (H) 의 각각에 관한 포장 정보가 등록되고, 각 포장에 있어서 각종 주행 경로가 생성된다.

트랙터 (1) 의 자율 주행을 실시하는 경우에는, 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 금회 작업을 실시하는 포장 (H) 을 선택하고, 그 포장 (H) 에 대해 생성되어 있는 주행 경로 중, 금회 자율 주행시키는 주행 경로를 선택한다. 이와 같은 포장 (H) 및 주행 경로의 선택이 이루어진 후에, 자율 주행 개시 조건이 성립함으로써, 무선 통신 단말 (2) 에서 자율 주행의 개시를 지시할 수 있는 상태가 된다. 그리고, 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 트랙터 (1) 에 대해 자율 주행의 개시를 지시하여, 자율 주행을 개시할 수 있다.

무선 통신 단말 (2) 의 경로 생성부 (23) 가 주행 경로를 생성하고 있기 때문에, 그 주행 경로에 관한 경로 정보를 무선 통신 단말 (2) 로부터 트랙터 (1) 에 송신하는 것이 필요해진다. 그래서, 무선 통신 단말 (2) 은, 자율 주행을 개시하기 전이나 자율 주행을 개시한 후에 있어서, 소정의 타이밍이 되면, 경로 정보를 트랙터 (1) 에 송신하고 있다. 이로써, 트랙터 (1) 에서는, 차량측 제어부 (12) 가, 위치 정보 취득부 (13) 에서 트랙터 (1) 의 현재 위치 정보를 취득하면서, 무선 통신 단말 (2) 로부터 송신된 경로 정보에 기초하여 주행 경로를 따라 트랙터 (1) 를 자율 주행시키도록 하고 있다. 또, 위치 정보 취득부 (13) 에서 취득하는 트랙터 (1) 의 현재 위치 정보에 대해서는, 자율 주행을 개시하기 전뿐만 아니라, 자율 주행을 개시한 후에 있어서도, 리얼타임 (예를 들어, 수 백 밀리초 주기) 으로 트랙터 (1) 로부터 무선 통신 단말 (2) 에 송신되고 있어, 무선 통신 단말 (2) 의 표시부에 트랙터 (1) 의 현재 위치 등을 표시할 수 있게 되어 있다.

이하, 본 발명에 관련된 경로 생성 시스템에 대해 설명한다.

이 경로 생성 시스템은, 무선 통신 단말 (2) 의 표시부 (터치 패널) 에 각종 화면을 표시시키면서, 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 작업 대상 영역이 되는 포장 (H) 에 있어서, 트랙터 (1) 에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하고 있다. 그래서, 무선 통신 단말 (2) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 영역 등록부 (22), 경로 생성부 (23), 방향 설정부 (24), 지시부 (25) 등이 구비되어 있다.

영역 등록부 (22) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 등록되어 있는 포장 정보, 트랙터 (1) 에 관한 작업 차량 정보, 및 그 밖의 입력 정보 등에 기초하여, 트랙터 (1) 에 의해 자율 작업이 실시되는 작업 영역 (R1) 과 트랙터 (1) 에 의해 자율 작업이 실시되지 않는 비작업 영역 (R2) 의 형상을 등록하도록 구성되어 있다. 작업 영역 (R1) 은, 트랙터 (1) 가 자율 주행하면서, 트랙터 (1) 에 장착된 작업기 (5) 로 경운 등의 작업을 실제로 실시하는 자율 작업이 실시되는 영역이다. 그에 대하여, 비작업 영역 (R2) 은, 자율 주행 중에 트랙터 (1) 에 장착된 작업기 (5) 에 의한 작업이 실시되지 않고, 예를 들어, 작업기 (5) 가 상승된 상태로 자율 주행만이 실시되거나, 혹은, 자율 주행도 실시되지 않는 영역으로 되어 있다. 도 3 에 나타내는 것에서는, 영역 등록부 (22) 가, 포장 (H) 내에 있어서, 그 중앙부에 작업 영역 (R1) 을 등록하고 있고, 그 작업 영역 (R1) 의 주위를 둘러싸도록 비작업 영역 (R2) 을 등록하고 있다.

방향 설정부 (24) 는, 작업 영역 (R1) 에 있어서의 트랙터 (1) 의 진행 방향을 설정하도록 구성되어 있다. 방향 설정부 (24) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 작업 영역 (R1) 에 있어서, 예를 들어, 포장 (H) 의 상하 방향에서 트랙터 (1) 가 왕복 주행하도록, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 을 설정하고 있다.

경로 생성부 (23) 는, 작업 영역 (R1) 내에 있어서 트랙터 (1) 에 의해 자율 작업이 실시되는 복수의 작업 경로 (P) (도 3 참조) 와, 비작업 영역 (R2) 에 있어서 트랙터 (1) 에 의해 자율 주행이 실시되는 주행 경로로서 각 작업 경로 (P) 를 접속하는 복수의 접속 경로 (Q) (도 4, 도 5 등 참조) 를 포함하는 경로를 생성하도록 구성되어 있다.

경로 생성부 (23) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 작업 영역 (R1) 에 있어서, 작업 개시 위치 (S) (도 3 참조) 로부터 작업 종료 위치 (E) (도 3 참조) 에 이르도록 작업 경로 (P) 를 생성하고 있다. 경로 생성부 (23) 는, 작업 경로 (P) 로서, 포장 (H) 에 있어서의 일단측 (작업 개시 위치 (S) 가 설정된 측) 과 타단측의 사이에서 방향 설정부 (24) 에 의해 설정된 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 을 따라서 트랙터 (1) 가 왕복 주행하는 직선상의 경로를 생성하고 있다. 복수의 작업 경로 (P) 는, 작업 영역 (R1) 의 전체에 걸쳐 일정 간격을 사이에 두고 평행하게 늘어선 상태로 생성되어 있다.

경로 생성부 (23) 는, 비작업 영역 (R2) 중, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 에서 작업 영역 (R1) 의 양단부에 인접하는 개자리 (枕地) 가 되는 비작업 영역 (R2a) (도 3 참조) 에 대해, 접속 경로 (Q) (도 4, 도 5 등 참조) 를 생성하고 있다. 접속 경로 (Q) 는, 비작업 영역 (R2a) 에 있어서, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 을 반전시키면서, 인접하는 작업 경로 (P) 를 접속하기 위한 경로이다.

비작업 영역 (R2a) 에 접속 경로 (Q) 를 생성함에 있어서, 포장 (H) 의 형상에 따라서 비작업 영역 (R2) 의 형상이 상이하기 때문에, 비작업 영역 (R2) 의 형상에 따른 접속 경로 (Q) 를 생성하는 것이 필요해진다. 예를 들어, 도 3 에 나타내는 것에서는, 포장 (H) 의 형상이 평행사변형상으로 되어 있으므로, 영역 등록부 (22) 는, 포장 (H) 의 중앙부에 평행사변형상의 작업 영역 (R1) 을 등록하고, 그 작업 영역 (R1) 의 주위를 둘러싸도록 비작업 영역 (R2) 을 등록하고 있다. 따라서, 비작업 영역 (R2) 은, 작업 영역 (R1) 에 있어서의 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 에 대해 경사진 형상이 되어 있기 때문에, 작업 영역 (R1) 에 있어서의 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) 과 직교하는 방향으로 충분한 주행 거리를 취하기가 어렵다. 그래서, 경로 생성부 (23) 는, 접속 경로 (Q) 로서, 예를 들어, 단순한 선회상의 경로를 생성하는 것이 아니라, 도 4 및 도 5 등에 나타내는 바와 같이, 제 1 선회 경로 (Q1) 와 직진 경로 (Q2) 와 제 2 선회 경로 (Q3) 를 포함하는 경로를 생성하고 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 와 제 2 선회 경로 (Q3) 의 사이에 설정되어 있다. 제 1 선회 경로 (Q1) 는, 직진 경로 (Q2) 보다 트랙터 (1) 의 진행 방향 앞쪽에 설정되어 있고, 제 2 선회 경로 (Q3) 는, 직진 경로 (Q2) 보다 트랙터 (1) 의 진행 방향 안쪽측에 설정되어 있다.

이하, 도 4 ∼ 도 21 에 기초하여, 경로 생성부 (23) 에 의한 접속 경로 (Q) 의 생성에 대해 설명한다. 도 4 ∼ 도 21 에서는, 도 3 에 있어서, 복수의 작업 경로 (P) 중, 2 개의 작업 경로 (P) 를 취출하여, 그 2 개의 작업 경로 (P) 를 어떠한 접속 경로 (Q) 로 접속하는지를 나타낸 모식도를 나타내고 있다. 도 4 및 도 5 는, 접속 경로 (Q) 의 기본적인 패턴을 나타낸 것이고, 도 6 ∼ 도 21 의 각각은, 경로 생성부 (23) 에서 생성되는 접속 경로 (Q) 를 나타낸 것으로, 경로 생성부 (23) 는, 각종 조건에 따른 접속 경로 (Q) 를 생성 가능하게 구성되어 있다.

도 4 ∼ 도 21 에 있어서, 도면 중 좌측에 위치하는 작업 경로 (P) 가, 접속 경로 (Q) 를 자율 주행하기 전에 트랙터 (1) 가 자율 작업하는 선행 작업 경로 (P1) 이고, 그 선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 직선 (제 2 직선 (K2)) 도 포함하여 나타내고 있다. 또, 도면 중 우측에 위치하는 작업 경로 (P) 가, 접속 경로 (Q) 를 자율 주행한 후에 트랙터 (1) 가 자율 작업하는 후행 작업 경로 (P2) 이고, 그 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선도 포함하여 나타내고 있다. 그리고, 도 4 ∼ 도 21 에서는, 적어도 제 1 원 (E1) 과 제 2 원 (E2) 의 2 개의 원이 점선으로 나타나 있는데, 제 1 원 (E1) 은, 선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 직선 (제 2 직선 (K2)) 에 접하는 원으로 되어 있고, 제 2 원 (E2) 은, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 접하는 원으로 되어 있다.

접속 경로 (Q) 로서 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 2 종류의 패턴이 존재하므로, 우선은 그 패턴에 대해 설명한다.

경로 생성부 (23) 가 접속 경로 (Q) 를 생성함에 있어서, 도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴과 도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴의 2 종류의 패턴의 접속 경로 (Q) 를 생성 가능하다. 전진 선회 패턴에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 선회 경로 (Q1) 를 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 하고, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 이어지는 직진 경로 (Q2) 를, 트랙터 (1) 를 후진시킨 후에 전진시키는 직선상의 경로로 하고, 직진 경로 (Q2) 에 이어지는 제 2 선회 경로 (Q3) 를 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 하고 있다. 후진 선회 패턴에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 선회 경로 (Q1) 를 트랙터 (1) 가 후진하면서 선회하는 경로로 하고, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 이어지는 직진 경로 (Q2) 를, 트랙터 (1) 를 후진시킨 후에 전진시키는 직선상의 경로로 하고, 직진 경로 (Q2) 에 이어지는 제 2 선회 경로 (Q3) 를 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 하고 있다. 이와 같이, 도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴과 도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴에서는, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서, 트랙터 (1) 가 선회함에 있어 전진하는지 후진하는지가 상이한 패턴으로 되어 있다.

그리고, 도 6 ∼ 도 21 에서 나타내는 접속 경로 (Q) 의 각각은, 도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴 및 도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴 중의 어느 것으로 생성되어 있다. 도 6, 도 7, 도 10, 도 11, 도 14, 도 15, 도 18, 도 19 가, 도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴으로 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다. 도 8, 도 9, 도 12, 도 13, 도 16, 도 17, 도 20, 도 21 이, 도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴으로 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다.

경로 생성부 (23) 가 접속 경로 (Q) 를 생성함에 있어서, 도 6 등에 나타내는 바와 같이, 작업 영역 (R1) 과 비작업 영역 (R2a) 의 경계선 (K1) (이하, 제 1 경계선 (K1) 으로 약칭한다) 과 진행 방향 (X) 을 따라 연장되는 직선 (K2) (이하, 제 2 직선 (K2) 으로 약칭한다) 이 이루는 각 (α) 이 예각인 경우와, 도 7 등에 나타내는 바와 같이, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 둔각인 경우가 있다. 도 3 에서는, 작업 영역 (R1) 에 대해 상측에 인접 위치하는 비작업 영역 (R2a) 에 있어서, 각 (α) 이 예각으로 되어 있고, 작업 영역 (R1) 에 대해 하측에 인접 위치하는 비작업 영역 (R2a) 에 있어서, 각 (α) 이 둔각으로 되어 있다. 그리고, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 은, 다음으로 자율 작업을 실시하는 작업 경로 (P) (후행 작업 경로 (P2)) 측이면서, 또한 작업 영역 (R1) 측의 각으로 되어 있다.

그래서, 경로 생성부 (23) 는, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 예각인 경우와 둔각인 경우에서 상이한 접속 경로 (Q) 를 생성하고 있다. 도 6, 도 8, 도 10, 도 12, 도 14, 도 16, 도 18, 도 20 이, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 예각인 경우에 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다. 도 7, 도 9, 도 11, 도 13, 도 15, 도 17, 도 19, 도 21 이, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 둔각인 경우에 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다.

트랙터 (1) 를 자율 주행시키는 경우에, 상기 서술한 바와 같이, 차량측 제어부 (12) 가, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어함으로써, 작은 선회 반경의 선회 경로를 따라 트랙터 (1) 를 자율 주행할 수 있도록 되어 있다. 그래서, 경로 생성부 (23) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을 동일한 선회 반경으로 하는 접속 경로 (Q) 를 생성 가능함과 함께, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을 상이한 선회 반경으로 하는 접속 경로 (Q) 를 생성 가능하게 구성되어 있다.

도 6 ∼ 도 13 이, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을 동일한 선회 반경으로 하여 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다. 도 14 ∼ 도 21 이, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을 상이한 선회 반경으로 하여 생성된 접속 경로 (Q) 를 나타내고 있다. 또, 도 6 ∼ 도 9 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하지 않고 선회했을 때의 선회 반경으로 한 경우를 나타내고 있다. 도 10 ∼ 도 13 은, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하여 선회했을 때의 선회 반경으로 한 경우를 나타내고 있다. 도 14 ∼ 도 17 은, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하여 선회했을 때의 선회 반경으로 하고, 또한, 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하지 않고 선회했을 때의 선회 반경으로 한 경우를 나타내고 있다. 도 18 ∼ 도 21 은, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하지 않고 선회했을 때의 선회 반경으로 하면서, 또한 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경을, 브레이크 장치나 배속 장치를 제어하여 선회했을 때의 선회 반경으로 한 경우를 나타내고 있다.

이상과 같이, 경로 생성부 (23) 는, 접속 경로 (Q) 로서 도 6 ∼ 도 21 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 를 생성 가능하게 구성되어 있다. 도 6 ∼ 도 21 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 를 설명함에 있어서, 도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴과 도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴 중 어느 쪽의 패턴에 해당하는지, 및 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각이 예각인지 둔각인지에 의해, 4 개의 그룹으로 그룹을 나누어 설명한다.

(제 1 그룹)

도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴이고, 또한 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) (도 6 참조) 이 예각인 제 1 그룹에 대해 설명한다. 이 제 1 그룹에 해당하는 것은, 도 6, 도 10, 도 14, 도 18 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 이다.

도 6 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에 대해 설명을 추가한다. 제 1 선회 경로 (Q1) 는, 제 2 직선 (K2) (선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 연장선) 과 제 1 원 (E1) 의 접점으로부터 제 1 원 (E1) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 에 가까워지는 측을 향해 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 그리고, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 예각으로 되어 있기 때문에, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서의 선회 각도 (β) 는 둔각으로 설정되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 종단 위치로부터 계속되어, 일단, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측으로 후진시킨 후, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 에 가까워지는 측으로 전진시키는 직선상의 경로로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 원 (E1) 과 제 2 원 (E2) 에 접하는 접선 상에 생성되어 있다. 이와 관련하여, 도 4 ∼ 도 21 에 있어서, 직진 경로 (Q2) 를 알기 쉽게 나타내기 위해, 제 1 원 (E1) 과 제 2 원 (E2) 에 접하는 접선 상으로부터 조금 이동시킨 위치에 직진 경로 (Q2) 를 나타내고 있다. 도 6 에 나타내는 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 경계선 (K1) 및 포장 (H) 의 외주 (T) 와 평행이 되도록 생성되어 있고, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직교하고 있지 않다. 제 2 선회 경로 (Q3) 는, 직진 경로 (Q2) 의 종단 위치 (직진 경로 (Q2) 와 제 2 원 (E2) 이 접하는 위치) 로부터 제 2 원 (E2) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 를 향해 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 이와 관련하여, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

여기서, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 원 (E1) 은, 선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 직선 (제 2 직선 (K2)) 에 접하는 원으로 되어 있기 때문에, 제 1 원 (E1) 을 따라 제 1 선회 경로 (Q1) 를 생성함으로써, 트랙터 (1) 는, 선행 작업 경로 (P1) 를 자율 작업 (작업기 (5) 에 의해 작업하는 상태에서의 자율 주행) 한 후에, 계속해서 제 1 선회 경로 (Q1) 를 자율 주행 (작업기 (5) 에 의해 작업하지 않는 상태에서의 자율 주행) 할 수 있다. 또, 제 2 원 (E2) 은, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 접하는 원으로 되어 있기 때문에, 제 2 원 (E2) 을 따라 제 2 선회 경로 (Q3) 를 생성함으로써, 트랙터 (1) 는, 제 2 선회 경로 (Q3) 를 자율 주행한 후에, 계속해서 후행 작업 경로 (P2) 를 자율 작업할 수 있다.

도 6 ∼ 도 21 에 나타내는 바와 같이, 경로 생성부 (23) 가, 제 1 원 (E1) 을 따라 제 1 선회 경로 (Q1) 를 생성하고, 제 2 원 (E2) 을 따라 제 2 선회 경로 (Q3) 를 생성하고 있기 때문에, 도 6 ∼ 도 21 에 나타내는 접속 경로 (Q) 중 어느 것에 있어서도, 트랙터 (1) 는, 선행 작업 경로 (P1) 를 자율 작업한 후에, 계속해서 제 1 선회 경로 (Q1) 를 자율 주행할 수 있음과 함께, 제 2 선회 경로 (Q3) 를 자율 주행한 후에, 계속해서 후행 작업 경로 (P2) 를 자율 작업할 수 있다.

도 10 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에 대해 설명한다. 도 10 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 6 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점, 및 직진 경로 (Q2) 가, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직교하도록 생성되어 있는 점이 상이하다. 이와 관련하여, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 무선 통신 단말 (2) 에는, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직진 경로 (Q2) 가 직교하도록 직진 경로 (Q2) 를 생성하도록 경로 생성부 (23) 에 지시 가능한 지시부 (25) 가 구비되어 있다. 도 10 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 지시부 (25) 에서 경로 생성부 (23) 에 대한 지시가 행해진 경우를 나타내고 있다. 그리고, 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 지시부 (25) 에 의한 경로 생성부 (23) 에 대한 지시가 가능하도록 되어 있다. 이로써, 경로 생성부 (23) 는, 도 6 등에 나타내는 바와 같이, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직진 경로 (Q2) 가 직교하지 않도록 직진 경로 (Q2) 를 생성할 뿐만 아니라, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 사용자의 조작 등에 의해, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직진 경로 (Q2) 가 직교하는 직진 경로 (Q2) 도 생성 가능하게 되어 있다.

그리고, 지시부 (25) 는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 예각인 경우에만, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직진 경로 (Q2) 가 직교하도록 직진 경로 (Q2) 를 생성하도록 경로 생성부 (23) 에 지시 가능하게 되어 있다. 따라서, 도 7 등에 나타내는 바와 같이, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 둔각인 경우에, 지시부 (25) 는, 사용자 등의 조작이 있어도, 경로 생성부 (23) 에 대해 지시를 행하지 않도록 하고 있다.

도 14 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 6 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점에 추가하여, 직진 경로 (Q2) 가 포장 (H) 의 외주 (T) 및 제 1 경계선 (K1) 과는 평행이 아니고, 직진 경로 (Q2) 의 각도가 상이하다. 이와 관련하여, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 18 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 6 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

(제 2 그룹)

도 4 에 나타내는 전진 선회 패턴이고, 또한 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) (도 7 참조) 이 둔각인 제 2 그룹에 대해 설명한다. 이 제 2 그룹에 해당하는 것은, 도 7, 도 11, 도 15, 도 19 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 이다.

도 7 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 제 1 그룹의 도 6 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 둔각으로 되어 있기 때문에, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서의 선회 각도 (β) 는 예각으로 설정되어 있는 점이 상이하다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 11 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 제 2 그룹의 도 7 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점만 상이하다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 15 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 제 2 그룹의 도 7 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점에 추가하여, 직진 경로 (Q2) 가 포장 (H) 의 외주 (T) 및 제 1 경계선 (K1) 과는 평행이 아니고, 직진 경로 (Q2) 의 각도가 상이하다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 19 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 제 2 그룹의 도 7 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점만 상이하다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

(제 3 그룹)

도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴이고, 또한 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) (도 8 참조) 이 예각인 제 3 그룹에 대해 설명한다. 이 제 3 그룹에 해당하는 것은, 도 8, 도 12, 도 16, 도 20 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 이다.

도 8 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에 대해 설명을 추가한다. 제 1 선회 경로 (Q1) 는, 제 2 직선 (K2) (선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 연장선) 과 제 1 원 (E1) 과의 접점으로부터 제 1 원 (E1) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측을 향해 트랙터 (1) 가 후진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 그리고, 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) 이 예각이기 때문에, 제 1 선회 경로 (Q1) 에 있어서의 선회 각도 (β) 는 둔각으로 설정되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 종단 위치로부터 계속해서, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 에 가까워지는 측으로 전진시키는 직선상의 경로로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 원 (E1) 과 제 2 원 (E2) 에 접하는 접선 상에 생성되어 있고, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직교하고 있지 않다. 제 2 선회 경로 (Q3) 는, 직진 경로 (Q2) 의 종단 위치 (직진 경로 (Q2) 와 제 2 원 (E2) 이 접하는 위치) 로부터 제 2 원 (E2) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 를 향해 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 12 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 8 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 16 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 8 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 20 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 8 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 작게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

(제 4 그룹)

도 5 에 나타내는 후진 선회 패턴이고, 또한 제 1 경계선 (K1) 과 제 2 직선 (K2) 이 이루는 각 (α) (도 9 참조) 이 둔각인 제 4 그룹에 대해 설명한다. 이 제 4 그룹에 해당하는 것은, 도 9, 도 13, 도 17, 도 21 의 각각에서 나타내는 접속 경로 (Q) 이다.

도 9 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에 대해 설명을 추가한다. 경로 생성부 (23) 는, 접속 경로 (Q) 로서 제 1 선회 경로 (Q1), 직진 경로 (Q2), 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 추가하여, 중간 선회 경로 (Q4) 를 생성하고 있다. 중간 선회 경로 (Q4) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 와 직진 경로 (Q2) 의 사이에 설정되어 있다. 제 1 선회 경로 (Q1) 는, 제 2 직선 (K2) (선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 연장선) 과 제 1 원 (E1) 과의 접점으로부터 제 1 원 (E1) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측을 향해 트랙터 (1) 가 후진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 중간 선회 경로 (Q4) 는, 제 1 원 (E1) 과 제 3 원 (E3) 의 접점으로부터 계속되어, 제 3 원 (E3) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측을 향해 트랙터 (1) 가 후진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 여기서, 제 3 원 (E3) 은, 제 1 원 (E1) 및 제 2 원 (E2) 과 동일 반경이고, 제 1 원 (E1) 에 접하는 원으로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 중간 선회 경로 (Q4) 의 종단 위치로부터 계속되어, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 에 가까워지는 측으로 전진시키는 직선상의 경로로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 3 원 (E3) 과 제 2 원 (E2) 에 접하는 접선 상에 생성되어 있고, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직교하고 있지 않다. 제 2 선회 경로 (Q3) 는, 직진 경로 (Q2) 의 종단 위치 (직진 경로 (Q2) 와 제 2 원 (E2) 이 접하는 위치) 로부터 제 2 원 (E2) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 를 향해 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 13 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에서는, 제 1 선회 경로 (Q1) 는, 제 2 직선 (K2) (선행 작업 경로 (P1) 를 따라 연장되는 연장선) 과 제 1 원 (E1) 과의 접점으로부터 제 1 원 (E1) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측을 향해 트랙터 (1) 가 후진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 종단 위치로부터 계속되어, 일단, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 로부터 멀어지는 측으로 후진시킨 후, 트랙터 (1) 를 후행 작업 경로 (P2) 에 가까워지는 측으로 전진시키는 직선상의 경로로 되어 있다. 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 원 (E1) 과 제 2 원 (E2) 에 접하는 접선 상에 생성되어 있고, 트랙터 (1) 의 진행 방향 (X) (제 2 직선 (K2)) 과 직교하고 있지 않다. 제 2 선회 경로 (Q3) 는, 직진 경로 (Q2) 의 종단 위치 (직진 경로 (Q2) 와 제 2 원 (E2) 이 접하는 위치) 로부터 제 2 원 (E2) 을 따라 후행 작업 경로 (P2) 를 향해 트랙터 (1) 가 전진하면서 선회하는 경로로 되어 있다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 17 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 13 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 크게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 21 에 나타내는 접속 경로 (Q) 는, 도 13 에 나타내는 접속 경로 (Q) 와 비교하면, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 선회 반경을 크게 하고 있는 점이 상이할 뿐이다. 이와 관련하여, 제 2 직선 (K2) 에 있어서, 제 1 경계선 (K1) 과의 교점으로부터 제 1 원 (E1) 과 접하는 지점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분), 및 후행 작업 경로 (P2) 를 따라 연장되는 직선에 있어서, 제 2 원 (E2) 과 접하는 지점으로부터 제 1 경계선 (K1) 과의 교점까지의 직선상의 경로 부분 (도면 중, 실선 화살표로 나타내는 부분) 도, 접속 경로 (Q) 로서 생성되어 있다.

도 6 및 도 7 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에서는, 경로 생성부 (23) 가, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 선회 반경과 제 2 선회 경로 (Q3) 의 선회 반경을 동일한 선회 반경으로 설정하고 있다. 그리고, 경로 생성부 (23) 는, 직진 경로 (Q2) 와 제 1 경계선 (K1) 과의 거리 (W1) 보다도 직진 경로 (Q2) 와 비작업 영역 (R2a) 의 외주 (T) 와의 거리 (W2) 쪽이 짧아지도록 하고 있다. 이로써, 직진 경로 (Q2) 는, 제 1 경계선 (K1) 으로부터 최대한 멀어지는 측에 생성할 수 있기 때문에, 직진 경로 (Q2) 에 계속되는 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경이나 후행 작업 경로 (P2) 의 시단 (始端) 위치에 이르기까지의 주행 거리를 보다 크게 취할 수 있어, 트랙터 (1) 의 위치나 자세 등을 조정하기 위한 시간을 확보할 수 있으므로, 트랙터 (1) 의 위치나 자세를 안정시킨 상태로 후행 작업 경로 (P2) 에서의 자율 작업을 개시할 수 있다.

도 14 ∼ 도 17 에 나타내는 접속 경로 (Q) 에서는, 경로 생성부 (23) 가, 제 1 선회 경로 (Q1) 의 제 1 선회 반경 (V1) 과 제 2 선회 경로 (Q3) 의 제 2 선회 반경 (V2) 을 서로 상이한 선회 반경으로 설정하고 있다. 그리고, 경로 생성부 (23) 는, 제 1 선회 반경 (V1) 보다 제 2 선회 반경 (V2) 쪽이 길어지도록 설정하고 있다. 이로써, 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 제 2 선회 반경 (V2) 을 보다 크게 취할 수 있어, 트랙터 (1) 의 위치나 자세 등을 조정하기 위한 시간을 확보할 수 있으므로, 트랙터 (1) 의 위치나 자세를 안정시킨 상태로 후행 작업 경로 (P2) 에서의 자율 작업을 개시할 수 있다.

이상과 같이, 경로 생성부 (23) 는, 각종 조건에 따라서 상이한 접속 경로 (Q) 를 생성 가능하지만, 예를 들어, 도 6 ∼ 도 21 에서 나타내는 접속 경로 (Q) 를 무선 통신 단말 (2) 의 표시부에 표시시키고, 사용자가 무선 통신 단말 (2) 을 조작함으로써, 도 6 ∼ 도 21 에서 나타내는 접속 경로 (Q) 중, 어느 것의 접속 경로 (Q) 를 선택 가능하게 할 수 있다.

또, 경로 생성부 (23) 는, 제 1 선회 경로 (Q1) 및 제 2 선회 경로 (Q3) 에 있어서의 선회 반경으로서 2 개의 선회 반경을 설정 가능하게 하고 있지만, 2 개의 선회 반경에 한정되는 것이 아니라, 3 개 이상의 선회 반경을 설정 가능하게 할 수도 있다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 작업 차량에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하는 경로 생성부를 구비한 각종 경로 생성 시스템에 적용할 수 있다.

1 : 트랙터 (작업 차량)
22 : 영역 등록부
23 : 경로 생성부
24 : 방향 설정부
25 : 지시부
K1 : 작업 영역과 비작업 영역의 경계선 (제 1 경계선)
K2 : 작업 영역에 있어서의 트랙터의 진행 방향을 따라 연장되는 직선 (제 2 직선)
P : 작업 경로
Q : 접속 경로
Q1 : 제 1 선회 경로
Q2 : 직진 경로
Q3 : 제 2 선회 경로
R1 : 작업 영역
R2 : 비작업 영역
T : 비작업 영역의 외주
V1 : 제 1 선회 경로의 제 1 선회 반경
V2 : 제 2 선회 경로의 제 2 선회 반경
X : 트랙터의 진행 방향

Claims (4)

1. 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 포장은, 작업 영역과 상기 작업 영역의 주위에 배치되는 비작업 영역을 포함하고, 상기 포장의 형상에 따른 상기 작업 영역의 형상을 등록하는 영역 등록부와,
   상기 작업 영역 및 상기 비작업 영역에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 주행되는 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와,
   상기 작업 영역에 있어서의 상기 작업 차량의 진행 방향을 설정하는 방향 설정부를 구비하고,
   상기 경로 생성부는, 상기 작업 영역 내에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 작업이 실시되는 복수의 작업 경로와, 상기 비작업 영역에 있어서 상기 작업 차량에 의해 자율 주행이 실시되는 주행 경로로서 각 작업 경로를 접속하는 복수의 접속 경로를 포함하는 경로를 생성하는 것이고,
   상기 경로 생성부는, 상기 진행 방향과 상기 포장의 적어도 일부의 외주가 직교하지 않는 경우, 상기 접속 경로로서, 제 1 선회 경로와, 제 2 선회 경로와, 제 1 선회 경로와 제 2 선회 경로의 사이에 설정되는 직진 경로를 포함하는 경로를 생성 가능하며, 또한, 상기 포장의 외주와 평행한 상기 직진 경로를 생성 가능한 것을 특징으로 하는 경로 생성 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경로 생성부는, 제 1 선회 경로가 전진인 경우, 상기 제 1 선회 경로와 상기 제 2 선회 경로에 있어서의 선회 방향이 동일한 방향이 되도록 상기 제 1 선회 경로와 상기 제 2 선회 경로를 생성 가능한 것을 특징으로 하는 경로 생성 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 경로 생성부는, 제 1 선회 경로가 후진인 경우, 상기 제 1 선회 경로와 상기 제 2 선회 경로에 있어서의 선회 방향이 상이한 방향이 되도록 상기 제 1 선회 경로와 상기 제 2 선회 경로를 생성 가능한 것을 특징으로 하는 경로 생성 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 경로 생성부에 의해 생성된 복수의 상기 접속 경로를 표시하는 표시부를 구비하고,
   상기 표시부는, 복수의 상기 접속 경로를 선택 가능하게 표시하는 것을 특징으로 하는 경로 생성 시스템.

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