JP2001337723A - 機械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法 - Google Patents

機械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法

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JP2001337723A JP2000256507A JP2000256507A JP2001337723A JP 2001337723 A JP2001337723 A JP 2001337723A JP 2000256507 A JP2000256507 A JP 2000256507A JP 2000256507 A JP2000256507 A JP 2000256507A JP 2001337723 A JP2001337723 A JP 2001337723A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】機械の走行路を妥当な経費で高精度に計画する
ことが可能であると共に、機械をこの走行路上で制御す
ることが可能な方法を提供する。 【解決手段】計画された走行路に対応する記憶媒体に保
存された信号を、コンピュータを用いて機械に転送する
ことによって、走行路上での機械の操縦を可能とする機
械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法を
開示する。前記走行路は出発点から開始し走行路を計画
するために多様に規定された複数の走行路要素により構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行可能な機械の
走行路を計画すると共に、必要に応じ、走行路に対応し
た機械の作業機能を計画する方法、並びに、この走行路
上で機械の操縦或いは作業機能の制御をするための方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば農業の分野においては、農業用
の機械の走行路、および、それと平行し、農耕作業に対
するこの機械の器具としての機能を、走行路に対応して
計画すると共に制御するためのシステムが知られてい
る。
【０００３】ＥＰ ０ ８２１ ２９６Ａ２号から、こ
の種の走行路計画システムが公知である。公知のシステ
ムにおいては、農耕作業すべき平面上に敷設された格子
構造が用いられる。次いで走行路は、所望の方法により
格子点から格子点まで確定される。各格子点間における
車両または機械の操縦には、公知の内挿（補間）法を利
用することができる。
【０００４】走行路の計画の精度は格子構造に依存す
る。また、必要に応じて行われるたとえば種蒔きのよう
な機械の作業機能の計画の精度も、格子構造に依存す
る。この格子構造が細かくなる程、走行路、および、必
要に応じた作業機能を一層精密に計画することができ
る。しかながら、この格子構造が細かくなる程、当然、
計算ユニットで処理しなければならない点の数が増え、
機械を遠隔操作しなければならない場合は、機械の操縦
およびデータの転送についても高度の要求が課せられ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、妥当
な経費により機械の走行路を高精度に計画することが可
能であると共に、この走行路上で機械を操縦可能な方法
を提供することにある。
【０００６】このシステムは、機械の作業機能の計画お
よび制御にも適することが好ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
特徴により解決される。本発明によれば、機械の走行路
を計画すると共に、この走行路上で機械を操縦する方法
が提供され、この方法においては、記憶媒体に記憶され
る走行路の計画に対応した計算ユニットによって信号が
機械に転送され、走行路上で機械を操縦することが可能
になる。走行路は、出発点から出発して複数の走行路要
素により構成され、多様に規定された走行路要素が走行
路の計画に応じて使用される。
【０００８】この方法は、走行路の計画および機械の操
縦を可能にすると共に、格子構造の制約を受けることな
く極めて高精度にかつ妥当な経費で、機械の作業機能を
計画および制御することも可能にする。走行路要素が正
確に規定されるため、内挿（補間）法を用いることが不
要となり、データが少量のまま、走行路を完全に決定す
ることが可能である。機械の作業機能の計画および実施
をする際にも同様のことが言える。たとえば、種蒔きの
ための機械を種蒔きのため多様に制御することができ、
従って、たとえば量の異なる種蒔きを、走行路に基づき
格子構造の制約を受けることなく完全に制御することが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】格子構造の制約を受けないため、
多くのさらなる利点がもたらされる。小さな農地におい
て、たとえば雑木や河川など多くの障害物や複雑な形状
が存在する場合、格子構造で適切な走行路を計画するの
は困難であることが多い。また、格子構造があまりに細
かく作られるため、データ量が膨大に増え取り扱いが難
しくなる。さらに、格子構造における２点の間で作業機
能を変更するべき場合にも諸問題が生じる。たとえば、
試験農地では小区画に多様な種子が蒔かれる。試験区画
が、格子構造により作り出された区画と一致しない場
合、種蒔きもしくは他の農耕作業を簡単に変更すること
は不可能である。
【００１０】しかしながら、本発明の方法で作業する場
合、適切な走行路要素を選択して走行路および機械の作
業機能を任意に計画することが可能であり、さらに、仕
様が複雑化した際でも、経費を増やさずに適切な走行路
および所望の作業機能を計画することが可能である。
【００１１】規定された走行路要素としては、あらゆる
種類の走行路要素を使用することが可能である。直線走
行路要素、曲線要素、または車両の転回のような基準操
縦（Standart-Manoever）も可能であり、多様な種類の
転回を設定することも可能である。曲線をさらに分割
し、一定の半径を持つ円形セグメントと、変化するが規
定された半径を持つ移行曲線にすることも可能である。
当然、走行路要素の長さが異なっていても構わない。
【００１２】直線走行路要素は、その長さだけを単位に
しても充分規定することが可能である。一定の半径を持
つ曲線要素は、半径およびその走行路の長さを単位に、
或いは、半径および角度の部分を単位にすることによ
り、規定することが可能である。移行曲線とは、特定の
曲線で相互に固定して結びつけられたものを意味する。
従って、移行曲線は、個々の曲線要素を付加することで
規定される。
【００１３】走行路要素には、走行方向の指示、すなわ
ち、出発点および終点を設けることができる。結果とし
て、走行方向に関する付加的情報が不要になるので、機
械の操縦が一層単純になる。このようにして、機械が正
しい走行路上にあるが間違った方向に走行することを効
果的に防止することができる。
【００１４】走行路要素には機械の作業機能を、特に、
走行路に基づく整地のために機械に整地機能を付与する
ことが可能である。たとえば、農地を多様な方法で耕す
ことが可能である。たとえば、建築分野におけるシステ
ムを使用した場合には、土台となる土地は、走行路に基
づいて多少の土を除去することにより水平となる。その
結果、平坦な土地を得ることが可能である。
【００１５】さらに走行路要素には、機械独自のパラメ
ータを付与することも可能である。たとえば機械を遠隔
制御するべき場合は、走行路要素に駆動や操縦などに関
する機械独自のパラメータを付与し、機械の自動制御
が、計画された走行路上でたとえばコンピュータにより
可能となる。機械の作業機能（たとえば農耕作業）を制
御するべき場合は、作業パラメータを走行路要素に関連
づけしなければならない。
【００１６】計画された走行路は、しばしば多様な機械
または作業機能に利用される。この場合は、走行路をコ
ンピューター内の走行路ライブラリーに格納し、必要に
応じ、機械の作業機能に関する機械パラメータおよび／
またはデータに関連付けすることも有用である。
【００１７】機械独自のパラメータは、この機械の作業
機能に関するデータを含むことができるコンピューター
内の機械ライブラリーに格納することが可能である。
【００１８】以下、添付の図１乃至図４を参照して本発
明の方法を一層詳細に説明する。
【００１９】図１は、転回部分および障害物１（たとえ
ば樹木）周囲の迂回部分を含む走行路セクションを示
す。出発点Ａから出発し、点Ｂへの直線走行路セクショ
ンを走行し、この走行路セクションは、２つの直線走行
路要素で構成される。点Ｂで転回し、直線走行路セクシ
ョンに対し平行に逆走する。この目的のために、走行路
要素としては、点Ｂと点Ｃとの間に位置する基準転回部
（Standdartwende）が設けられる。直線走行路セクショ
ンの点Ｃから点Ｄまでは反対方向に走行する。この直線
走行路セクションも２つの異なる長い直線走行路要素で
構成される。
【００２０】障害物１は、所定の半径および所定の長さ
または所定の角度を持つ円形セグメントにより迂回され
る。点Ｄからこの走行路要素「円形セグメント」の出発
点Ｅに達するには、いわゆる移行曲線が必要である。こ
の移行曲線は、一定の半径を持たないが正確に規定され
た走行路要素としても使用される。図示した移行曲線は
２つの円形セグメントで構成され、両円形セグメントの
半径および該両円形セグメントの延在する固定された角
度部分により正確に規定される。
【００２１】円形セグメントの終点を示す点Ｆから、直
線走行路セクションに対し平行な所望の走行路に所望の
距離で戻るには、半径の小さい比較的狭い円形セグメン
トがさらに必要である。この円形セグメントの終点Ｇの
後には、点Ｈまでの直線走行路要素が存在している。
【００２２】図２は、走行路の詳細な図を示す。本発明
の方法で実現される所望の走行路を実線で示す。本発明
による方法と従来の方法との相違点を明瞭にするため、
たとえば、従来の方法で利用されるような走行路の図示
部分には格子を設け、さらに、従来の方法によって実現
される走行路を点線で示すが、この走行路は、所望の走
路からずれている。
【００２３】本発明の方法により実現される所望の走行
路は、２つの直線走行路要素で構成され、この２つの直
線走行路要素は、Ｓ字状に配置された２個の９０度の円
形セグメントにより連結される。即ち、この走行路は、
点Ｉから直線的に点Ｊに至り、次いで９０度の円形セグ
メントを介して右方向の点Ｋに至り、この点Ｋから９０
度の円形セグメントを介して左方向の点Ｌに至り、さら
に第１直線走行路セクションに対し平行に点Ｍまで続い
ている。本発明の方法によれば、走行路は格子から完全
に独立し、所望の走行路に正確に対応するように計画可
能であることが明らかである。
【００２４】しかしながら、格子を用いて操作する場
合、走行される点Ｊ、ＫおよびＬは、格子ライン上に位
置するが格子交差点には位置していない。従って、これ
らの点を、従来の方法で走行することは不可能である。
走行路は、点線で示したように、ずらして計画しなけれ
ばならず、点Ｊ′、Ｋ′、Ｌ′を通って走行する。点
Ｌ′に至ってようやく走行路は再び実際に所望された走
行路に達する。一方、本発明によるシステムでは、適切
な走行路要素を単純に組み合わせ、任意に配置された点
を走行することが可能であり、格子ラインに位置しない
点（たとえば点Ｎ）も走行可能である。
【００２５】図３は、多様な種子を試験的に蒔くために
区画された試験農地２を示す。各区画３は同一であり、
この区画３に応じた異なる種子を蒔くことは、従来の方
法でも本発明の方法でも実現することができる。
【００２６】図４は、所定の使用条件の理由から、異な
って区画された試験農地４を示す。完全に異なる区画
５、６、７、８、９が存在し、四角形の区画の他にハン
マー状区画６も存在する。さらに、隣接するがずらして
配置された同じ大きさの区画８、９も設けられる。この
種の試験農地４に対応して種子を蒔くには、従来の方法
では、極めて細かい格子を敷設して作業しなければなら
ないので、計画および機械の制御に要する経費も極めて
増大する。これに対し、本発明の方法によれば、このよ
うな問題が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により計画された走行路のセクシ
ョンを示す図である。
【図２】走行路の詳細を示す図である。
【図３】格子構造による区画に分割された農地を示す図
である。
【図４】農地の使用条件に従って区画に分割された試験
農地を示す図である。
【符号の説明】
１…障害物 ２、４…試験農地 ３、５、６、７、８、９…区画
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B043 AA04 AB06 BA09 BB03 BB04 DB21 ED01 ED12 5H301 AA03 AA10 BB01 BB02 CC03 CC06 CC10 DD01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】計画された走行路に対応する記憶媒体に保
    存された信号をコンピュータを用いて機械に転送するこ
    とによって前記機械の前記走行路上の操縦を可能とする
    機械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法
    において、 前記走行路が、出発点（Ａ）から開始され、前記走行路
    の計画のために異なって規定された複数の走行路要素に
    よって構成されることを特徴とする機械の走行路の計画
    および走行路上での機械の操縦方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、前記規定さ
    れた走行路要素として直線走行路要素と曲線要素とが設
    けられることを特徴とする機械の走行路の計画および走
    行路上での機械の操縦方法。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の方法において、複
    数の異なる長さの走行路要素を有することを特徴とする
    機械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方
    法。
  4. 【請求項４】請求項２または３記載の方法において、複
    数の異なる半径の曲線要素を有することを特徴とする機
    械の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法。
  5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法
    において、複数の変化する半径の曲線要素を有すること
    を特徴とする機械の走行路の計画および走行路上での機
    械の操縦方法。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法
    において、転回のような基準操縦を示す走行路要素を使
    用することを特徴とする機械の走行路の計画および走行
    路上での機械の操縦方法。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法
    において、前記走行路要素を方向づけると共に走行方向
    を決定することを特徴とする機械の走行路の計画および
    走行路上での機械の操縦方法。
  8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法
    において、前記走行路要素に機械の作業機能を付与する
    ことを特徴とする機械の走行路の計画および走行路上で
    の機械の操縦方法。
  9. 【請求項９】請求項８記載の方法において、前記走行路
    要素に機械の整地機能を付与することを特徴とする機械
    の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法。
  10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載の方
    法において、前記走行路要素に機械独自のパラメータを
    付与することを特徴とする機械の走行路の計画および走
    行路上での機械の操縦方法。
  11. 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
    方法において、走行速度および転回の最大角度のような
    機械を制御するための制御パラメータを前記走行路要素
    に付与することを特徴とする機械の走行路の計画および
    走行路上での機械の操縦方法。
  12. 【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか１項に記載の
    方法において、前記コンピュータが信号に基づき機械の
    制御を遂行することを特徴とする機械の走行路の計画お
    よび走行路上での機械の操縦方法。
  13. 【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項に記載の
    方法において、機械パラメータが機械ライブラリーに格
    納されることを特徴とする機械の走行路の計画および走
    行路上での機械の操縦方法。
  14. 【請求項１４】請求項１〜１３のいずれか１項に記載の
    方法において、計画された走行路が走行路ライブラリー
    に格納されることを特徴とする機械の走行路の計画およ
    び走行路上での機械の操縦方法。
  15. 【請求項１５】請求項１４記載の方法において、前記走
    行路が機械パラメータおよび／またはデータに関係する
    機械の作業機能に関連付けられることを特徴とする機械
    の走行路の計画および走行路上での機械の操縦方法。
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