JP2023167080A - Automatic traveling method, automatic traveling system and automatic traveling program - Google Patents

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航平 石川
Kohei Ishikawa
真之助 宮本
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Abstract

To provide an automatic traveling method, an automatic traveling system and an automatic traveling program capable of improving accuracy of the azimuth angle of a work vehicle.SOLUTION: An acquisition processing part 112 acquires a measurement azimuth angle D0 measured by an inertial measurement device 165 for measuring the azimuth angle of a work vehicle 10. An adjustment processing part 115 adjusts weight corresponding to the measurement azimuth angle D0 on the basis of vehicle speed Vf of the work vehicle 10. An estimation processing part 116 estimates an azimuth angle D1 corresponding to a present attitude of the work vehicle 10, on the basis of the measurement azimuth angle D0 with the weight adjusted by the adjustment processing part 115, positional information of the work vehicle 10, and angle speed information of the vehicle 10. A traveling processing part 111 allows automatic traveling of the work vehicle 10 on the basis of the azimuth angle D1 estimated by the estimation processing part 116.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、作業車両を自動走行させることが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムに関する。 The present invention relates to an automatic driving method, an automatic driving system, and an automatic driving program that allow a work vehicle to travel automatically.

作業車両の位置情報に基づいて、予め設定された目標経路を走行することにより自動走行を行う作業車両が知られている。例えば、目標経路上に前方目標点を設定して、作業車両の方位角に基づいて作業車両が前記前方目標点に向かうように操舵制御することにより、作業車両を目標経路に従って自動走行させる技術が知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Work vehicles are known that automatically travel by traveling along a preset target route based on position information of the work vehicle. For example, there is a technology for automatically driving a work vehicle along the target route by setting a forward target point on the target route and controlling the steering so that the work vehicle heads toward the forward target point based on the azimuth of the work vehicle. known (for example, see Patent Document 1).

特開2020-080743号公報JP2020-080743A

ところで、作業車両の方位角を算出する装置として、方位角センサー、慣性計測装置などが存在する。前記慣性計測装置は、3軸のジャイロセンサーと3軸の加速度センサーとを用いて車体の方位を計測するため、作業車両が低速で走行する場合には、各センサーから得られる出力値が小さくなる。このため、作業車両の方位角の精度が低下し、走行精度が低下する問題が生じる。 By the way, as devices for calculating the azimuth of a work vehicle, there are azimuth angle sensors, inertial measurement devices, and the like. The inertial measurement device measures the orientation of the vehicle body using a 3-axis gyro sensor and a 3-axis acceleration sensor, so when the work vehicle travels at low speed, the output value obtained from each sensor becomes small. . As a result, the accuracy of the azimuth angle of the work vehicle decreases, causing a problem that the traveling accuracy decreases.

本発明の目的は、作業車両の方位角の精度を向上させることが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an automatic driving method, an automatic driving system, and an automatic driving program that can improve the accuracy of the azimuth angle of a work vehicle.

本発明に係る自動走行方法は、作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角に対応する重みを調整することと、前記車速に応じて重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、推定された前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、を実行する自動走行方法である。 The automatic driving method according to the present invention includes acquiring a measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of a working vehicle, and calculating a weight corresponding to the measured azimuth based on the vehicle speed of the working vehicle. and the measured azimuth whose weight is adjusted according to the vehicle speed, the position information of the work vehicle, and the angular velocity information of the work vehicle to correspond to the current posture of the work vehicle. The present invention is an automatic driving method for estimating an azimuth angle and automatically driving the work vehicle based on the estimated azimuth angle.

また、本発明に係る自動走行方法は、作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角と推定された前記方位角とのうちいずれかを出力方位角として選択することと、前記出力方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、を実行する自動走行方法である。 Further, the automatic driving method according to the present invention includes the steps of: acquiring a measured azimuth measured by a measurement unit that measures an azimuth of a working vehicle; estimating an azimuth corresponding to the current posture of the working vehicle based on vehicle angular velocity information; and estimating the measured azimuth and the estimated azimuth based on the vehicle speed of the working vehicle. This is an automatic driving method that selects either one as an output azimuth and causes the work vehicle to automatically travel based on the output azimuth.

本発明に係る自動走行システムは、取得処理部と推定処理部と走行処理部とを備える。前記取得処理部は、作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得する。前記推定処理部は、前記作業車両の車速に基づいて、前記取得処理部により取得される前記計測方位角に対応する重みを調整し、重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定する。前記走行処理部は、前記推定処理部により推定される前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させる。 The automatic driving system according to the present invention includes an acquisition processing section, an estimation processing section, and a driving processing section. The acquisition processing unit acquires a measured azimuth measured by a measurement unit that measures an azimuth of the work vehicle. The estimation processing unit adjusts a weight corresponding to the measurement azimuth acquired by the acquisition processing unit based on the vehicle speed of the work vehicle, and the measurement azimuth with the adjusted weight and the measurement azimuth of the work vehicle. An azimuth corresponding to the current attitude of the work vehicle is estimated based on the position information and the angular velocity information of the work vehicle. The travel processing section causes the work vehicle to travel automatically based on the azimuth estimated by the estimation processing section.

本発明に係る自動走行プログラムは、作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角に対応する重みを調整することと、前記車速に応じて重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、推定された前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自動走行プログラムである。 The automatic driving program according to the present invention acquires a measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of a working vehicle, and calculates a weight corresponding to the measured azimuth based on the vehicle speed of the working vehicle. and the measured azimuth whose weight is adjusted according to the vehicle speed, the position information of the work vehicle, and the angular velocity information of the work vehicle to correspond to the current posture of the work vehicle. This is an automatic driving program for causing one or more processors to estimate an azimuth and cause the work vehicle to automatically travel based on the estimated azimuth.

本発明によれば、作業車両の方位角の精度を向上させることが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic driving method, an automatic driving system, and an automatic driving program that can improve the accuracy of the azimuth angle of a work vehicle.

図1は、本発明の実施形態1に係る自動走行システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic driving system according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係る作業車両の一例を示す外観図である。FIG. 2 is an external view showing an example of a work vehicle according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係る作業車両の目標経路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a target route of a work vehicle according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態に係る作業車両の走行状態の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a running state of the work vehicle according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置の具体的構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of a vehicle control device according to Embodiment 1 of the present invention. 図6は、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定対象区間の判定方法の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for determining an estimation target section in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置におけるパラメータの調整方法の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of a parameter adjustment method in the vehicle control device according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置の他の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing another configuration of the vehicle control device according to Embodiment 1 of the present invention. 図9は、本発明の実施形態1に係る自動走行システムによって実行される自動走行処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an automatic driving process procedure executed by the automatic driving system according to the first embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施形態2に係る自動走行システムの構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an automatic driving system according to Embodiment 2 of the present invention. 図11は、本発明の実施形態2に係る車両制御装置の具体的構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a specific configuration of a vehicle control device according to Embodiment 2 of the present invention. 図12は、本発明の実施形態2に係る車両制御装置における方位角の決定方法の一例を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing an example of an azimuth determining method in the vehicle control device according to the second embodiment of the present invention. 図13Aは、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定対象区間の判定方法の他の例を示す図である。FIG. 13A is a diagram illustrating another example of a method for determining an estimation target section in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図13Bは、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定対象区間の判定方法の他の例を示す図である。FIG. 13B is a diagram illustrating another example of a method for determining an estimation target section in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図14Aは、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定値のリセット方法の他の例を示す図である。FIG. 14A is a diagram illustrating another example of a method for resetting estimated values in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図14Bは、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定値のリセット方法の他の例を示す図である。FIG. 14B is a diagram illustrating another example of a method for resetting estimated values in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図14Cは、本発明の実施形態に係る車両制御装置における推定値のリセット方法の他の例を示す図である。FIG. 14C is a diagram illustrating another example of a method for resetting estimated values in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention.

以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.

[実施形態1]
図1に示されるように、本発明の実施形態1に係る自動走行システム1は、作業車両10と、操作端末20とを含んでいる。作業車両10及び操作端末20は、通信網N1を介して通信可能である。例えば、作業車両10及び操作端末20は、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線LANを介して通信可能である。自動走行システム1は、圃場F内において作業車両10を自動走行させるシステムである。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, an automatic driving system 1 according to Embodiment 1 of the present invention includes a work vehicle 10 and an operation terminal 20. Work vehicle 10 and operation terminal 20 can communicate via communication network N1. For example, the work vehicle 10 and the operating terminal 20 can communicate via a mobile phone network, a packet network, or a wireless LAN. The automatic driving system 1 is a system for automatically driving a work vehicle 10 within a field F.

本実施形態では、作業車両10がトラクタである場合を例に挙げて説明する。なお、他の実施形態として、作業車両10は、田植機、コンバイン、建設機械、又は除雪車などであってもよい。作業車両10は、圃場F(図3参照)内を予め設定された目標経路Rに従って自動走行(自律走行)可能な構成を備えている。なお、作業車両10は、圃場F内において自動走行しながら所定の作業を行うことが可能である。 In this embodiment, a case where the work vehicle 10 is a tractor will be described as an example. Note that in other embodiments, the work vehicle 10 may be a rice transplanter, a combine harvester, a construction machine, a snowplow, or the like. The work vehicle 10 is configured to be able to automatically travel (autonomously) within the field F (see FIG. 3) following a preset target route R. Note that the work vehicle 10 can perform predetermined work while automatically traveling within the field F.

作業車両10は、測位ユニット16により算出される作業車両10の現在位置の位置情報に基づいて、圃場Fに対して予め生成された目標経路Rに従って自動走行する。なお、目標経路Rは、作業機14が作業を行う作業経路(直進経路R1)(図3の実線部分)と、作業機14が作業を行わない非作業経路(旋回経路R2)(図3の点線部分)とを含み、作業開始位置Sから作業終了位置Gまで、複数の直進経路R1及び複数の旋回経路R2を含んでいる。図3に示す目標経路Rは、作業車両10が直進経路R1及び旋回経路R2のそれぞれを自動走行する経路を示している。 The work vehicle 10 automatically travels along a target route R generated in advance for the field F based on the position information of the current position of the work vehicle 10 calculated by the positioning unit 16. Note that the target route R includes a work route (straight route R1) (solid line portion in FIG. 3) where the work machine 14 performs work, and a non-work route (swivel route R2) (shown in FIG. 3) where the work machine 14 does not perform work. From the work start position S to the work end position G, it includes a plurality of straight routes R1 and a plurality of turning routes R2. The target route R shown in FIG. 3 indicates a route in which the work vehicle 10 automatically travels on each of a straight route R1 and a turning route R2.

作業車両10は、例えば図3に示す圃場Fにおいて、作業開始位置Sから作業終了位置Gまで複数の直進経路R1を平行に往復走行しながら、各直進経路R1で作業機14により作業を行う。目標経路Rは、図3に示す経路に限定されず、作業内容に応じて適宜設定される。 For example, in a field F shown in FIG. 3, the work vehicle 10 reciprocates in parallel along a plurality of straight routes R1 from a work start position S to a work end position G, and performs work using the work implement 14 on each straight route R1. The target route R is not limited to the route shown in FIG. 3, but is appropriately set depending on the work content.

なお、作業車両10は、オペレータが搭乗してオペレータの操作に応じて目標経路Rを自動走行するものであってもよいし、直進経路のみ自動走行を行うものであってもよい。例えば、オペレータは、作業車両10に搭乗して、直進経路R1の自動走行(自動操舵)と、旋回経路R2の手動走行(手動操舵)とを切り替えながら作業車両10を走行させることが可能であってもよい。また、例えば、オペレータは、作業車両10に搭乗して、車速(走行速度)を変更する操作(アクセル操作、ブレーキ操作など)を行いながら、目標経路R又は目標経路Rの一部(例えば直進経路R1)を自動走行させることが可能であってもよい。また、作業車両10は、作業経路ごとに設定された車速情報に従って車速を制御しながら目標経路Rを自動走行してもよい。さらに、作業車両10は、オペレータが搭乗しないで目標経路Rを自動走行するものであってもよい。 Note that the work vehicle 10 may be one in which an operator is on board and automatically travel along the target route R in accordance with the operator's operations, or may be one in which the work vehicle 10 automatically travels only on a straight route. For example, an operator can board the work vehicle 10 and drive the work vehicle 10 while switching between automatic travel (automatic steering) on a straight route R1 and manual travel (manual steering) on a turning route R2. It's okay. Further, for example, the operator may board the work vehicle 10 and while performing an operation (accelerator operation, brake operation, etc.) to change the vehicle speed (traveling speed), the operator may ride the target route R or a part of the target route R (for example, a straight route R1) may be able to travel automatically. Further, the work vehicle 10 may automatically travel along the target route R while controlling the vehicle speed according to vehicle speed information set for each work route. Furthermore, the work vehicle 10 may automatically travel along the target route R without an operator on board.

操作端末20は、作業車両10による作業に関する各種情報を表示部に表示させたり、オペレータの操作を受け付けて当該操作に応じた処理を実行したりする。例えばオペレータは、操作端末20を操作して、自動走行に必要な情報を設定したり、作業車両10に作業開始指示(又は自動走行開始指示)を出力したりする。また、操作端末20は、自動走行中の作業車両10の作業状況、走行状況などの情報を表示させる。オペレータは、操作端末20において作業状況、走行状況を把握することが可能である。操作端末20は、例えば、オペレータが携帯可能な携帯端末(タブレット端末など)であって、作業車両10に着脱可能な機器である。また、操作端末20は、作業車両10に固定された機器であってもよい。 The operating terminal 20 displays various information regarding the work performed by the work vehicle 10 on a display unit, receives an operator's operation, and executes processing according to the operation. For example, the operator operates the operating terminal 20 to set information necessary for automatic driving, or outputs a work start instruction (or an automatic driving start instruction) to the work vehicle 10. Further, the operating terminal 20 displays information such as the working status and driving status of the working vehicle 10 during automatic driving. The operator can grasp the work status and traveling status on the operating terminal 20. The operating terminal 20 is, for example, a portable terminal (such as a tablet terminal) that can be carried by an operator, and is a device that can be attached to and detached from the work vehicle 10. Further, the operating terminal 20 may be a device fixed to the work vehicle 10.

[作業車両10]
図1及び図2に示すように、作業車両10は、車両制御装置11、記憶部12、走行装置13、作業機14、通信部15、測位ユニット16などを備える。車両制御装置11は、記憶部12、走行装置13、作業機14、測位ユニット16などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置11及び測位ユニット16は、無線通信可能であってもよい。
[Work vehicle 10]
As shown in FIGS. 1 and 2, the work vehicle 10 includes a vehicle control device 11, a storage section 12, a traveling device 13, a working machine 14, a communication section 15, a positioning unit 16, and the like. The vehicle control device 11 is electrically connected to a storage section 12, a traveling device 13, a working machine 14, a positioning unit 16, and the like. Note that the vehicle control device 11 and the positioning unit 16 may be able to communicate wirelessly.

通信部15は、作業車両10を有線又は無線で通信網N1に接続し、通信網N1を介して操作端末20などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。 The communication unit 15 connects the work vehicle 10 to the communication network N1 by wire or wirelessly, and executes data communication according to a predetermined communication protocol with an external device such as the operating terminal 20 via the communication network N1. communication interface.

記憶部12は、各種の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)などの不揮発性の記憶部である。記憶部12には、車両制御装置11に後述の自動走行処理(図9参照)を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、フラッシュROM、EEPROM、CD、又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部12に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー(不図示)から通信網N1を介して作業車両10にダウンロードされて記憶部12に記憶されてもよい。また、記憶部12には、操作端末20において生成される目標経路Rの経路データが記憶されてもよい。 The storage unit 12 is a nonvolatile storage unit such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) that stores various information. The storage unit 12 stores control programs such as an automatic driving program for causing the vehicle control device 11 to execute automatic driving processing (see FIG. 9), which will be described later. For example, the automatic driving program is recorded non-temporarily on a computer-readable recording medium such as a flash ROM, EEPROM, CD, or DVD, and is read by a predetermined reading device (not shown) and stored in the storage unit 12. is memorized. Note that the automatic driving program may be downloaded from a server (not shown) to the work vehicle 10 via the communication network N1 and stored in the storage unit 12. Further, the storage unit 12 may store route data of the target route R generated by the operation terminal 20.

走行装置13は、作業車両10を走行させる駆動部である。図2に示すように、走行装置13は、エンジン131、前輪132、後輪133、トランスミッション134、フロントアクスル135、リアアクスル136、ハンドル137などを備える。なお、前輪132及び後輪133は、作業車両10の左右にそれぞれ設けられている。また、走行装置13は、前輪132及び後輪133を備えるホイールタイプに限らず、作業車両10の左右に設けられるクローラを備えるクローラタイプであってもよい。 The traveling device 13 is a drive unit that causes the work vehicle 10 to travel. As shown in FIG. 2, the traveling device 13 includes an engine 131, front wheels 132, rear wheels 133, a transmission 134, a front axle 135, a rear axle 136, a handle 137, and the like. Note that the front wheels 132 and the rear wheels 133 are provided on the left and right sides of the work vehicle 10, respectively. Further, the traveling device 13 is not limited to a wheel type including front wheels 132 and rear wheels 133, but may be a crawler type including crawlers provided on the left and right sides of the work vehicle 10.

エンジン131は、不図示の燃料タンクに補給される燃料を用いて駆動するディーゼルエンジン又はガソリンエンジンなどの駆動源である。走行装置13は、エンジン131とともに、又はエンジン131に代えて、電気モーターを駆動源として備えてもよい。なお、エンジン131には、不図示の発電機が接続されており、当該発電機から作業車両10に設けられた車両制御装置11等の電気部品及びバッテリー等に電力が供給される。なお、前記バッテリーは、前記発電機から供給される電力によって充電される。そして、作業車両10に設けられている車両制御装置11及び測位ユニット16等の電気部品は、エンジン131の停止後も前記バッテリーから供給される電力により駆動可能である。 The engine 131 is a driving source such as a diesel engine or a gasoline engine that is driven using fuel supplied to a fuel tank (not shown). The traveling device 13 may include an electric motor as a drive source together with or in place of the engine 131. Note that a generator (not shown) is connected to the engine 131, and power is supplied from the generator to electrical components such as the vehicle control device 11 provided in the work vehicle 10, a battery, and the like. Note that the battery is charged by power supplied from the generator. Electrical components such as the vehicle control device 11 and the positioning unit 16 provided in the work vehicle 10 can be driven by the electric power supplied from the battery even after the engine 131 is stopped.

エンジン131の駆動力は、トランスミッション134及びフロントアクスル135を介して前輪132に伝達され、トランスミッション134及びリアアクスル136を介して後輪133に伝達される。また、エンジン131の駆動力は、PTO軸(不図示)を介して作業機14にも伝達される。作業車両10が自動走行を行う場合、走行装置13は、車両制御装置11の命令に従って走行動作を行う。 The driving force of engine 131 is transmitted to front wheels 132 via transmission 134 and front axle 135, and then transmitted to rear wheels 133 via transmission 134 and rear axle 136. Further, the driving force of the engine 131 is also transmitted to the working machine 14 via a PTO shaft (not shown). When the work vehicle 10 performs automatic travel, the travel device 13 performs a travel operation according to commands from the vehicle control device 11.

作業機14は、例えば耕耘機、溝堀機、草刈機、プラウ、施肥機、播種機、散布機などであって、作業車両10に着脱可能であってもよい。これにより、作業車両10は、作業機14各々を用いて各種の作業を行うことが可能である。図2には、作業機14の一例として耕耘機を示している。 The work machine 14 may be, for example, a tiller, a trencher, a mower, a plow, a fertilizer applicator, a seeding machine, a spreader, etc., and may be detachable from the work vehicle 10. Thereby, the work vehicle 10 can perform various works using each of the work machines 14. FIG. 2 shows a tiller as an example of the work implement 14. As shown in FIG.

ハンドル137は、オペレータ又は車両制御装置11によって操作される操作部である。例えば走行装置13では、車両制御装置11によるハンドル137の操作に応じて、不図示の油圧式パワーステアリング機構などによって前輪132の角度が変更され、作業車両10の進行方向が変更される。 The handle 137 is an operating section operated by the operator or the vehicle control device 11. For example, in the traveling device 13, the angle of the front wheels 132 is changed by an unillustrated hydraulic power steering mechanism or the like in response to the operation of the handle 137 by the vehicle control device 11, and the traveling direction of the work vehicle 10 is changed.

また、走行装置13は、ハンドル137の他に、車両制御装置11によって操作される不図示のシフトレバー、アクセル、ブレーキ等を備える。そして、走行装置13では、車両制御装置11による前記シフトレバーの操作に応じて、トランスミッション134のギアが前進ギア又はバックギアなどに切り替えられ、作業車両10の走行態様が前進又は後進などに切り替えられる。また、車両制御装置11は、前記アクセルを操作してエンジン131の回転数を制御する。また、車両制御装置11は、前記ブレーキを操作して電磁ブレーキを用いて前輪132及び後輪133の回転を制動する。 In addition to the handle 137, the traveling device 13 includes a shift lever, an accelerator, a brake, etc. (not shown) that are operated by the vehicle control device 11. In the traveling device 13, the gear of the transmission 134 is switched to a forward gear or a reverse gear in response to the operation of the shift lever by the vehicle control device 11, and the traveling mode of the work vehicle 10 is switched to forward or reverse. . The vehicle control device 11 also controls the rotation speed of the engine 131 by operating the accelerator. Further, the vehicle control device 11 operates the brake to brake rotation of the front wheels 132 and the rear wheels 133 using electromagnetic brakes.

測位ユニット16は、測位制御部161、記憶部162、通信部163、測位用アンテナ164、慣性計測装置165(IMU:Inertial Measurement Unit)などを備える通信機器である。例えば、測位ユニット16は、図2に示すように、オペレータが搭乗するキャビン138の上部に設けられている。また、測位ユニット16の設置場所はキャビン138に限らない。さらに、測位ユニット16の測位制御部161、記憶部162、通信部163、測位用アンテナ164、慣性計測装置165は、作業車両10において異なる位置に分散して配置されていてもよい。なお、前述したように測位ユニット16には前記バッテリーが接続されており、測位ユニット16は、エンジン131の停止中も稼働可能である。また、測位ユニット16として、例えば携帯電話端末、スマートフォン、又はタブレット端末などが代用されてもよい。 The positioning unit 16 is a communication device that includes a positioning control section 161, a storage section 162, a communication section 163, a positioning antenna 164, an inertial measurement unit (IMU) 165, and the like. For example, as shown in FIG. 2, the positioning unit 16 is provided in the upper part of a cabin 138 in which an operator rides. Further, the installation location of the positioning unit 16 is not limited to the cabin 138. Further, the positioning control section 161, the storage section 162, the communication section 163, the positioning antenna 164, and the inertial measurement device 165 of the positioning unit 16 may be distributed and arranged at different positions in the work vehicle 10. Note that, as described above, the battery is connected to the positioning unit 16, and the positioning unit 16 can operate even when the engine 131 is stopped. Further, as the positioning unit 16, for example, a mobile phone terminal, a smartphone, a tablet terminal, or the like may be used instead.

測位制御部161は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びRAMなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。記憶部162は、測位制御部161に測位処理を実行させるためのプログラム、及び測位情報、移動情報などのデータを記憶する不揮発性メモリなどである。例えば、前記プログラムは、フラッシュROM、EEPROM、CD、又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部162に記憶される。なお、前記プログラムは、サーバー(不図示)から通信網N1を介して測位ユニット16にダウンロードされて記憶部162に記憶されてもよい。 The positioning control unit 161 is a computer system including one or more processors and storage memories such as nonvolatile memory and RAM. The storage unit 162 is a nonvolatile memory that stores a program for causing the positioning control unit 161 to execute positioning processing, and data such as positioning information and movement information. For example, the program is recorded non-temporarily on a computer-readable recording medium such as a flash ROM, EEPROM, CD, or DVD, and is read by a predetermined reading device (not shown) and stored in the storage unit 162. be done. Note that the program may be downloaded from a server (not shown) to the positioning unit 16 via the communication network N1 and stored in the storage section 162.

通信部163は、測位ユニット16を有線又は無線で通信網N1に接続し、通信網N1を介して基地局(不図示)などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。測位用アンテナ164は、衛星から発信される電波(GNSS信号)を受信するアンテナである。 The communication unit 163 connects the positioning unit 16 to the communication network N1 by wire or wirelessly, and performs data communication according to a predetermined communication protocol with an external device such as a base station (not shown) via the communication network N1. It is a communication interface for execution. The positioning antenna 164 is an antenna that receives radio waves (GNSS signals) transmitted from a satellite.

測位制御部161は、測位用アンテナ164が衛星から受信するGNSS信号に基づいて作業車両10の現在位置を算出する。例えば、作業車両10が圃場Fを自動走行する場合に、測位用アンテナ164が複数の衛星のそれぞれから発信される電波(発信時刻、軌道情報など)を受信すると、測位制御部161は、測位用アンテナ164と各衛星との距離を算出し、算出した距離に基づいて作業車両10の現在位置(緯度及び経度)を算出する。また、測位制御部161は、作業車両10に近い基地局(基準局)に対応する補正情報を利用して作業車両10の現在位置を算出する、リアルタイムキネマティック方式(RTK-GPS測位方式(RTK方式))による測位を行ってもよい。このように、作業車両10は、RTK方式による測位情報を利用して自動走行を行う。なお、作業車両10の現在位置は、測位位置(例えば測位用アンテナ164の位置)と同一位置であってもよいし、測位位置からずれた位置であってもよい。 The positioning control unit 161 calculates the current position of the work vehicle 10 based on the GNSS signal that the positioning antenna 164 receives from a satellite. For example, when the work vehicle 10 automatically travels in the field F, when the positioning antenna 164 receives radio waves (transmission time, orbit information, etc.) transmitted from each of a plurality of satellites, the positioning control unit 161 The distance between antenna 164 and each satellite is calculated, and the current position (latitude and longitude) of work vehicle 10 is calculated based on the calculated distance. Furthermore, the positioning control unit 161 uses a real-time kinematic method (RTK-GPS positioning method (RTK method) to calculate the current position of the work vehicle 10 using correction information corresponding to a base station (reference station) close to the work vehicle 10. )) positioning may be performed. In this way, the work vehicle 10 automatically travels using positioning information based on the RTK method. Note that the current position of the work vehicle 10 may be the same as the positioning position (for example, the position of the positioning antenna 164), or may be a position shifted from the positioning position.

慣性計測装置165は、3軸のジャイロセンサー、3軸の加速度センサーなどを備え、作業車両10の走行中の姿勢を計測する。例えば、慣性計測装置165は、作業車両10の車体の方位角を計測する。また、慣性計測装置165は、自動走行中の作業車両10の方位角を計測して、計測結果(計測方位角D0)を車両制御装置11に送信する(図5参照)。慣性計測装置165は、本発明の計測部の一例である。 The inertial measurement device 165 includes a 3-axis gyro sensor, a 3-axis acceleration sensor, and the like, and measures the posture of the work vehicle 10 while it is running. For example, the inertial measurement device 165 measures the azimuth of the body of the work vehicle 10. In addition, the inertial measurement device 165 measures the azimuth of the working vehicle 10 during automatic travel and transmits the measurement result (measured azimuth D0) to the vehicle control device 11 (see FIG. 5). The inertial measurement device 165 is an example of the measurement unit of the present invention.

車両制御装置11は、CPU、ROM、及びRAMなどの制御機器を有する。前記CPUは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ROMは、前記CPUに各種の演算処理を実行させるためのBIOS及びOSなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記RAMは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される。そして、車両制御装置11は、前記ROM又は記憶部12に予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUで実行することにより作業車両10を制御する。 The vehicle control device 11 includes control devices such as a CPU, ROM, and RAM. The CPU is a processor that executes various types of arithmetic processing. The ROM is a non-volatile storage unit that stores in advance control programs such as a BIOS and an OS for causing the CPU to execute various arithmetic processes. The RAM is a volatile or nonvolatile storage unit that stores various information, and is used as a temporary storage memory (work area) for various processes executed by the CPU. The vehicle control device 11 controls the work vehicle 10 by causing the CPU to execute various control programs stored in advance in the ROM or the storage unit 12.

具体的には、図1に示すように、車両制御装置11は、走行処理部111、取得処理部112、区間判定処理部113、リセット判定処理部114、調整処理部115、推定処理部116、出力処理部117などの各種の処理部を含む。なお、車両制御装置11は、前記CPUで前記自動走行プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記自動走行プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。 Specifically, as shown in FIG. 1, the vehicle control device 11 includes a travel processing section 111, an acquisition processing section 112, a section determination processing section 113, a reset determination processing section 114, an adjustment processing section 115, an estimation processing section 116, It includes various processing units such as an output processing unit 117. The vehicle control device 11 functions as the various processing units by causing the CPU to execute various processes according to the automatic driving program. Further, a part or all of the processing section may be constituted by an electronic circuit. Note that the automatic driving program may be a program for causing a plurality of processors to function as the processing units.

走行処理部111は、作業車両10の走行を制御する。具体的には、走行処理部111は、測位制御部161により測位される作業車両10の現在位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を目標経路Rに従って自動走行させる。例えば、測位状態がRTK測位可能な状態になって、操作端末20の操作画面(不図示)においてオペレータがスタートボタンを押下すると、操作端末20は作業開始指示を作業車両10に出力する。走行処理部111は、操作端末20から作業開始指示を取得すると、測位制御部161により測位される作業車両10の現在位置を示す位置情報に基づいて作業車両10の自動走行を開始させる。 The travel processing unit 111 controls the travel of the work vehicle 10 . Specifically, the travel processing unit 111 causes the work vehicle 10 to automatically travel along the target route R based on position information indicating the current position of the work vehicle 10 measured by the positioning control unit 161. For example, when the positioning state becomes a state where RTK positioning is possible and the operator presses a start button on the operation screen (not shown) of the operation terminal 20, the operation terminal 20 outputs a work start instruction to the work vehicle 10. When the travel processing unit 111 acquires the work start instruction from the operating terminal 20 , the travel processing unit 111 starts automatic travel of the work vehicle 10 based on position information indicating the current position of the work vehicle 10 measured by the positioning control unit 161 .

また、走行処理部111は、作業車両10の操舵角(ハンドル切れ角)を制御(操舵制御)して作業車両10の走行方向を制御する。図4には、作業車両10の走行状態の一例を示している。図4に示す状態では、作業車両10の現在位置P0が、目標経路Rから距離L1だけ離れている。符号α1は目標経路Rに対する現在の方位角(現在方位角)を示し、符号θ1は現在の操舵角を示している。ここで、作業車両10の前方かつ目標経路R上に目標点P1(前方目標点)を設定した場合、作業車両10の目標方位角をα2とすると、作業車両10の目標操舵角θは、「α1+θ1+α2」で表される。走行処理部111は、測位制御部161により測位される現在位置P0(位置情報)と、現在位置P0及び目標点P1から求められる目標方位角α2と、現在方位角α1と、現在操舵角θ1とに基づいて目標操舵角θを算出する。そして、走行処理部111は、目標操舵角θに基づいて作業車両10の操舵角を制御して作業車両10の走行方向を制御する。 Further, the travel processing unit 111 controls the steering angle (handle turning angle) of the work vehicle 10 (steering control) to control the travel direction of the work vehicle 10 . FIG. 4 shows an example of a running state of the work vehicle 10. In the state shown in FIG. 4, the current position P0 of the work vehicle 10 is separated from the target route R by a distance L1. The symbol α1 indicates the current azimuth angle (current azimuth angle) with respect to the target route R, and the symbol θ1 indicates the current steering angle. Here, when the target point P1 (forward target point) is set in front of the work vehicle 10 and on the target route R, and if the target azimuth angle of the work vehicle 10 is α2, the target steering angle θ of the work vehicle 10 is: α1+θ1+α2”. The travel processing unit 111 calculates the current position P0 (position information) measured by the positioning control unit 161, the target azimuth α2 obtained from the current position P0 and the target point P1, the current azimuth α1, and the current steering angle θ1. The target steering angle θ is calculated based on. The travel processing unit 111 then controls the steering angle of the work vehicle 10 based on the target steering angle θ to control the travel direction of the work vehicle 10.

以上のようにして、走行処理部111は、位置情報及び目標操舵角θに基づいて、作業車両10を目標経路Rに従って自動走行させる。これにより、作業車両10は、目標経路Rに従って自動走行しながら、作業機14による作業を行う。なお、目標経路Rは、例えば操作端末20により生成される。作業車両10は、操作端末20から目標経路Rの経路データを取得して、目標経路Rに従って圃場F内を自動走行する(図3参照)。 As described above, the travel processing unit 111 causes the work vehicle 10 to automatically travel along the target route R based on the position information and the target steering angle θ. Thereby, the work vehicle 10 performs work using the work machine 14 while automatically traveling along the target route R. Note that the target route R is generated, for example, by the operating terminal 20. The work vehicle 10 acquires the route data of the target route R from the operating terminal 20, and automatically travels within the field F according to the target route R (see FIG. 3).

また、走行処理部111は、操作端末20から作業停止指示を取得すると作業車両10の自動走行を停止させる。例えば、操作端末20の操作画面(不図示)においてオペレータがストップボタンを押下すると、操作端末20は作業停止指示を作業車両10に出力する。走行処理部111は、操作端末20から作業停止指示を取得すると、作業車両10の自動走行を停止させる。これにより、作業車両10は、自動走行を停止し、作業機14による作業を停止する。走行処理部111は、本発明の走行処理部の一例である。 Further, when the travel processing unit 111 receives a work stop instruction from the operation terminal 20, it stops the automatic travel of the work vehicle 10. For example, when the operator presses a stop button on the operation screen (not shown) of the operation terminal 20, the operation terminal 20 outputs a work stop instruction to the work vehicle 10. When the travel processing unit 111 acquires the work stop instruction from the operating terminal 20, it stops the automatic travel of the work vehicle 10. As a result, the work vehicle 10 stops automatically traveling, and the work by the work machine 14 is stopped. The travel processing section 111 is an example of the travel processing section of the present invention.

上述したように、作業車両10を目標経路Rに従って自動走行させるためには、作業車両10の現在の方位角を高精度に計測して操舵角を制御する必要がある。しかし、従来の技術では、作業車両10が低速で走行する場合に、作業車両10の方位角の精度が低下する(方位角がドリフトする)問題が生じる。これにより、作業車両10の走行精度が低下してしまう。これに対して、本実施形態に係る自動走行システムは、以下に示すように、作業車両の方位角の精度を向上させることが可能である。以下では、図5を参照しつつ、車両制御装置11の具体例について説明する。 As described above, in order to cause the work vehicle 10 to automatically travel along the target route R, it is necessary to measure the current azimuth of the work vehicle 10 with high precision and control the steering angle. However, in the conventional technology, when the work vehicle 10 travels at low speed, a problem arises in which the accuracy of the azimuth of the work vehicle 10 decreases (the azimuth drifts). As a result, the traveling accuracy of the work vehicle 10 deteriorates. On the other hand, the automatic driving system according to the present embodiment can improve the accuracy of the azimuth of the work vehicle, as described below. A specific example of the vehicle control device 11 will be described below with reference to FIG.

取得処理部112は、作業車両10の方位角を計測する慣性計測装置165により計測される方位角(以下、計測方位角D0という。)を取得する。慣性計測装置165は、作業車両10の自動走行が開始すると所定の周期で計測方位角D0を計測し、車両制御装置11に送信する。取得処理部112は、慣性計測装置165から所定の周期で計測方位角D0を取得する。図5に示すように、取得処理部112は、慣性計測装置165から取得した計測方位角D0の情報を推定処理部116及び出力処理部117に出力する。取得処理部112は、本発明の取得処理部の一例である。 The acquisition processing unit 112 acquires the azimuth (hereinafter referred to as measurement azimuth D0) measured by the inertial measurement device 165 that measures the azimuth of the work vehicle 10. The inertial measurement device 165 measures the measurement azimuth D0 at a predetermined period when the automatic traveling of the work vehicle 10 starts, and transmits the measured azimuth D0 to the vehicle control device 11. The acquisition processing unit 112 acquires the measured azimuth D0 from the inertial measurement device 165 at a predetermined period. As shown in FIG. 5, the acquisition processing unit 112 outputs information on the measurement azimuth D0 acquired from the inertial measurement device 165 to the estimation processing unit 116 and the output processing unit 117. The acquisition processing unit 112 is an example of an acquisition processing unit of the present invention.

区間判定処理部113は、作業車両10の走行経路(走行区間)が方位角を推定する推定対象区間であるか否かを判定する。具体的には、区間判定処理部113は、経路情報d0に基づいて、前記走行経路が前記推定対象区間であるか否かを判定する。 The section determination processing unit 113 determines whether the travel route (traveling section) of the work vehicle 10 is an estimation target section for estimating the azimuth. Specifically, the section determination processing unit 113 determines whether the travel route is the estimation target section based on the route information d0.

ここで、例えば、作業車両10の車速Vfは、高い作業精度が要求される直進経路R1において低速(例えば1km/h)に設定され、作業を行わない旋回経路R2において高速(例えば2km/h)に設定されている。この場合、図6に示すように、区間判定処理部113は、走行経路が直進経路R1の場合に前記推定対象区間であると判定し、走行経路が旋回経路R2の場合に前記推定対象区間ではないと判定する。図5に示すように、区間判定処理部113は、作業車両10の走行経路が方位角の推定対象区間であること、又は、作業車両10の走行経路が方位角の推定対象区間ではないことを示す判定結果d1を、リセット判定処理部114及び出力処理部117に出力する。 Here, for example, the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is set to a low speed (for example, 1 km/h) on the straight route R1 where high work accuracy is required, and is set to a high speed (for example, 2 km/h) on the turning route R2 where no work is performed. is set to . In this case, as shown in FIG. 6, the section determination processing unit 113 determines that it is the estimation target section when the traveling route is the straight route R1, and determines that the estimation target section is the one when the traveling route is the turning route R2. It is determined that there is no. As shown in FIG. 5, the section determination processing unit 113 determines that the traveling route of the work vehicle 10 is a section subject to azimuth estimation, or that the traveling route of the working vehicle 10 is not a section subject to azimuth estimation. The determination result d1 shown is output to the reset determination processing section 114 and the output processing section 117.

リセット判定処理部114は、作業車両10の方位角(現在方位角)を推定する推定処理部116における推定値をリセットするか否かを判定する。具体的には、リセット判定処理部114は、作業車両10の方位角D1を推定するカルマンフィルタKFの推定値(姿勢状態)の累積誤差をリセットするか否かを判定する。例えば図5に示すように、リセット判定処理部114は、区間判定処理部113の判定結果d1と、リセット判定情報d2と、作業車両10の車速Vfとに基づいて、前記推定値をリセットするか否かを判定する。リセット判定情報d2は、前記推定値をリセットするタイミングを規定する情報であり、例えば図6に示すように、直進経路R1(前記推定対象区間)の開始地点Rpを示す情報である。なお、リセット判定情報d2は、開始地点Rpの設定方法に応じて定められた情報(位置情報、自動走行状態を示す情報、経路情報など)であってもよい。 The reset determination processing unit 114 determines whether or not to reset the estimated value in the estimation processing unit 116 that estimates the azimuth (current azimuth) of the work vehicle 10. Specifically, the reset determination processing unit 114 determines whether to reset the cumulative error of the estimated value (posture state) of the Kalman filter KF that estimates the azimuth D1 of the work vehicle 10. For example, as shown in FIG. 5, the reset determination processing unit 114 resets the estimated value based on the determination result d1 of the section determination processing unit 113, the reset determination information d2, and the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. Determine whether or not. The reset determination information d2 is information that defines the timing for resetting the estimated value, and is information that indicates the starting point Rp of the straight route R1 (the estimation target section), as shown in FIG. 6, for example. Note that the reset determination information d2 may be information (position information, information indicating an automatic driving state, route information, etc.) determined according to the method of setting the starting point Rp.

例えば、リセット判定処理部114は、作業車両10が直進経路R1の開始地点Rpに位置し、車速Vfが所定車速(例えば2km/h)以下の場合に、前記推定値をリセットすると判定する。図5に示すように、リセット判定処理部114は、推定処理部116における推定値をリセットすること、又は、推定処理部116における推定値をリセットしないことを示す判定結果Rfを、推定処理部116に出力する。 For example, the reset determination processing unit 114 determines to reset the estimated value when the work vehicle 10 is located at the starting point Rp of the straight route R1 and the vehicle speed Vf is less than or equal to a predetermined vehicle speed (for example, 2 km/h). As shown in FIG. 5, the reset determination processing unit 114 transmits the determination result Rf indicating that the estimated value in the estimation processing unit 116 is to be reset or that the estimated value in the estimation processing unit 116 is not to be reset. Output to.

調整処理部115は、作業車両10の車速Vfに基づいて、計測方位角D0に対応する重みを調整するための情報(パラメータPf)を設定して推定処理部116に出力する。具体的には、調整処理部115は、推定処理部116における方位角の推定処理に用いられるパラメータPfを、作業車両10の車速Vfに応じて調整する。調整処理部115は、調整したパラメータPfを推定処理部116に出力する。パラメータPfは、例えば推定処理部116のカルマンフィルタKFにおける方位角の観測における分散であり、カルマンゲインのパラメータに相当する。パラメータPfの具体例は後述する。 The adjustment processing unit 115 sets information (parameter Pf) for adjusting the weight corresponding to the measured azimuth angle D0 based on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10, and outputs it to the estimation processing unit 116. Specifically, the adjustment processing unit 115 adjusts the parameter Pf used in the azimuth estimation process in the estimation processing unit 116 according to the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. The adjustment processing unit 115 outputs the adjusted parameter Pf to the estimation processing unit 116. The parameter Pf is, for example, the variance in the observation of the azimuth angle in the Kalman filter KF of the estimation processing unit 116, and corresponds to the Kalman gain parameter. A specific example of the parameter Pf will be described later.

推定処理部116は、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1(図4の現在方位角α1)を推定する。具体的には、推定処理部116はカルマンフィルタKFで構成されており、カルマンフィルタKFは、リセット判定処理部114の判定結果Rfと、調整処理部115において設定されるパラメータPfと、位置情報f1と、角速度情報f2と、取得処理部112から取得する計測方位角D0とに基づいて、作業車両10の方位角D1を推定する。位置情報f1は、測位制御部161により測位される作業車両10の位置を示す情報(測位情報)である。角速度情報f2は、慣性計測装置165により計測される作業車両10の角速度の情報である。なお、角速度情報f2には、作業車両10の加速度情報が含まれてもよい。カルマンフィルタKFは、位置情報f1及び角速度情報f2に基づいて、ロール角、ピッチ角、及びヨー角を含む作業車両10の姿勢状態を示す状態推定値(方位角)を算出する。 The estimation processing unit 116 estimates an azimuth D1 (current azimuth α1 in FIG. 4) corresponding to the current attitude of the work vehicle 10. Specifically, the estimation processing section 116 is configured with a Kalman filter KF, and the Kalman filter KF uses the determination result Rf of the reset determination processing section 114, the parameter Pf set in the adjustment processing section 115, the position information f1, The azimuth D1 of the work vehicle 10 is estimated based on the angular velocity information f2 and the measured azimuth D0 acquired from the acquisition processing unit 112. The position information f1 is information (positioning information) indicating the position of the work vehicle 10 measured by the positioning control unit 161. The angular velocity information f2 is information on the angular velocity of the work vehicle 10 measured by the inertial measurement device 165. Note that the angular velocity information f2 may include acceleration information of the work vehicle 10. The Kalman filter KF calculates an estimated state value (azimuth angle) indicating the posture state of the work vehicle 10 including the roll angle, pitch angle, and yaw angle, based on the position information f1 and the angular velocity information f2.

また、カルマンフィルタKFは、推定モデルによって推定された状態と、観測値(計測方位角D0)によって推定された状態とに基づいて、状態推定値(方位角)を算出する。また、カルマンフィルタKFは、車速Vfに応じたパラメータPfによって、推定モデルによって推定された状態の重みと、観測値(計測方位角D0)によって推定された状態の重みとを調整して方位角を推定する。例えば、カルマンフィルタKFは、推定モデルによって推定された推定値をx1(k)とし、観測値(計測方位角D0)によって推定された推定値をx2(k)とした場合に、推定値x(k)を、「x(k)=K・x1(k)+(1-K)・x2(k)」の式で求めることができる。前記式の係数K(但し、0<K<1)はパラメータPfに相当する。前記式に示すように、パラメータPf(係数K)が小さいほど観測値(計測方位角D0)によって推定された状態(x2(k))の重みが大きくなり計測方位角D0が支配的になる。また、パラメータPfが大きいほど推定モデルによって推定された状態(x1(k))の重みが大きくなり計測方位角D0が非支配的になる。 Furthermore, the Kalman filter KF calculates the estimated state value (azimuth) based on the state estimated by the estimation model and the state estimated from the observed value (measured azimuth D0). Furthermore, the Kalman filter KF estimates the azimuth by adjusting the weight of the state estimated by the estimation model and the weight of the state estimated by the observed value (measured azimuth D0) using a parameter Pf corresponding to the vehicle speed Vf. do. For example, the Kalman filter KF uses the estimated value x(k ) can be determined using the formula "x(k)=K*x1(k)+(1-K)*x2(k)". The coefficient K (where 0<K<1) in the above equation corresponds to the parameter Pf. As shown in the above equation, the smaller the parameter Pf (coefficient K), the greater the weight of the state (x2(k)) estimated by the observed value (measured azimuth D0), and the more dominant the measured azimuth D0 becomes. Furthermore, the larger the parameter Pf is, the greater the weight of the state (x1(k)) estimated by the estimation model becomes, and the measured azimuth D0 becomes non-dominant.

また、カルマンフィルタKFは、作業車両10の車速Vfに応じて設定されたパラメータ(重み)に基づいて、方位角D1を算出する。例えば図7に示すように、調整処理部115は、車速Vfが2km/h(本発明の第1車速)以上の場合にパラメータPfを「Pf1」(本発明の第1パラメータ)に設定する。すなわち、調整処理部115は、車速Vfが2km/h以上の場合に、計測方位角D0によって推定される状態(x2(k))の重みが大きくなり、推定モデルによって推定される状態(x1(k))の重みが小さくなるパラメータPf1(方位角の推定結果において計測方位角D0が支配的になるパラメータPf1)を設定する。 Furthermore, the Kalman filter KF calculates the azimuth D1 based on a parameter (weight) set according to the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. For example, as shown in FIG. 7, the adjustment processing unit 115 sets the parameter Pf to "Pf1" (the first parameter of the present invention) when the vehicle speed Vf is 2 km/h (the first vehicle speed of the present invention) or more. That is, the adjustment processing unit 115 determines that when the vehicle speed Vf is 2 km/h or more, the weight of the state (x2(k)) estimated by the measured azimuth angle D0 increases, and the state (x1(k)) estimated by the estimation model increases. A parameter Pf1 that gives a smaller weight to k)) (a parameter Pf1 that makes the measured azimuth D0 dominant in the azimuth estimation result) is set.

また、調整処理部115は、車速Vfが1km/h(本発明の第2車速)以下の場合にパラメータPfを「Pf2」(本発明の第2パラメータ)(但し、Pf1<Pf2)に設定する。すなわち、調整処理部115は、車速Vfが1km/h以下の場合に、推定モデルによって推定される状態(x1(k))の重みが大きくなり、計測方位角D0によって推定される状態(x2(k))の重みが小さくなるパラメータPf2(方位角の推定結果において計測方位角D0が非支配的になるパラメータPf2)を設定する。 Further, the adjustment processing unit 115 sets the parameter Pf to "Pf2" (second parameter of the present invention) (however, Pf1<Pf2) when the vehicle speed Vf is 1 km/h (second vehicle speed of the present invention) or less. . That is, the adjustment processing unit 115 determines that when the vehicle speed Vf is 1 km/h or less, the weight of the state (x1(k)) estimated by the estimation model becomes large, and the state (x2(k)) estimated by the measured azimuth angle D0 increases. Set a parameter Pf2 in which the weight of k)) becomes smaller (parameter Pf2 in which the measured azimuth angle D0 becomes non-dominant in the azimuth estimation result).

また、調整処理部115は、車速Vfが1km/hから2km/hまでの間は、車速Vfに応じて線形変化(漸減)するパラメータPfを設定する。 Further, the adjustment processing unit 115 sets a parameter Pf that linearly changes (gradually decreases) according to the vehicle speed Vf while the vehicle speed Vf is from 1 km/h to 2 km/h.

カルマンフィルタKFは、車速Vfが2km/h以上の場合にパラメータPf1を取得すると、計測方位角D0によって推定される状態の重みが大きくなる、すなわち計測方位角D0が支配的となる方位角D1を算出する。 When the Kalman filter KF obtains the parameter Pf1 when the vehicle speed Vf is 2 km/h or more, the weight of the state estimated by the measured azimuth D0 increases, that is, calculates the azimuth D1 where the measured azimuth D0 becomes dominant. do.

また、カルマンフィルタKFは、車速Vfが1km/h以下の場合にパラメータPf2を取得すると、推定モデルによって推定される状態の重みが大きくなる、すなわち計測方位角D0が非支配的となる方位角D1を算出する。 Furthermore, when the parameter Pf2 is acquired when the vehicle speed Vf is 1 km/h or less, the Kalman filter KF selects the azimuth D1 at which the weight of the state estimated by the estimation model increases, that is, the measured azimuth D0 becomes non-dominant. calculate.

また、カルマンフィルタKFは、車速Vfが1km/hから2km/hまでの場合に車速Vfに応じて補間されたパラメータPfを取得すると、パラメータPfに応じて、推定モデルによって推定される状態の重みと、パラメータPfに応じた計測方位角D0によって推定される状態の重みとが調整された方位角D1を算出する。 In addition, when the Kalman filter KF obtains the parameter Pf interpolated according to the vehicle speed Vf when the vehicle speed Vf is from 1 km/h to 2 km/h, the Kalman filter KF calculates the weight of the state estimated by the estimation model according to the parameter Pf. , calculates the azimuth D1 in which the weight of the state estimated by the measured azimuth D0 according to the parameter Pf is adjusted.

このように、推定処理部116は、作業車両10の車速Vfに基づいて、計測方位角D0に対応する重みを調整し、重みが調整された計測方位角D0と、作業車両10の位置情報と、作業車両10の角速度情報とに基づいて、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1を推定する。例えば、推定処理部116は、計測方位角D0と、計測方位角D0から推定される状態の重みを調整するパラメータPfと、作業車両10の位置情報f1及び角速度情報f2とが入力されるカルマンフィルタKFを用いて、方位角D1を推定する。また、カルマンフィルタKFは、作業車両10の車速Vfが遅いほど、計測方位角D0から推定される状態の重みが小さくなるように方位角D1を推定し、作業車両10の車速Vfが速いほど、計測方位角D0から推定される状態の重みが大きくなるように方位角D1を推定する。 In this way, the estimation processing unit 116 adjusts the weight corresponding to the measured azimuth D0 based on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10, and combines the weight-adjusted measurement azimuth D0 with the position information of the work vehicle 10. , and the angular velocity information of the work vehicle 10, the azimuth angle D1 corresponding to the current posture of the work vehicle 10 is estimated. For example, the estimation processing unit 116 uses a Kalman filter KF to which the measured azimuth D0, a parameter Pf that adjusts the weight of the state estimated from the measured azimuth D0, and the position information f1 and angular velocity information f2 of the work vehicle 10 are input. The azimuth angle D1 is estimated using . Furthermore, the Kalman filter KF estimates the azimuth D1 such that the slower the vehicle speed Vf of the work vehicle 10, the smaller the weight of the state estimated from the measured azimuth D0, and the faster the vehicle speed Vf of the work vehicle 10, the smaller the weight of the state estimated from the measured azimuth D0. The azimuth D1 is estimated so that the weight of the state estimated from the azimuth D0 becomes large.

なお、オペレータが作業車両10に搭乗する場合、オペレータは自動走行する作業車両10の車速Vfを変更することが可能であってもよい。例えば、オペレータは作業車両10の変速レバー(不図示)を操作して、自動走行中の作業車両10の車速Vfを変更することが可能であってもよい。この場合、推定処理部116は、オペレータによる車速変更操作に応じたパラメータPfに基づいて方位角D1を推定する。 In addition, when an operator boards the work vehicle 10, the operator may be able to change the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 that travels automatically. For example, the operator may be able to operate a gear shift lever (not shown) of the work vehicle 10 to change the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 during automatic travel. In this case, the estimation processing unit 116 estimates the azimuth D1 based on the parameter Pf according to the vehicle speed changing operation by the operator.

推定処理部116は、推定結果である方位角D1の情報を出力処理部117に出力する。 The estimation processing section 116 outputs information on the azimuth D1, which is the estimation result, to the output processing section 117.

なお、カルマンフィルタKFは、推定値の累積誤差をリセットしてから推定処理を実行する。例えば、作業車両10が直進経路R1の開始地点Rpに到達し、作業車両10の車速Vfが所定車速(上記の例では2km/h)以下の場合に、推定処理部116がリセット判定処理部114から推定値をリセットすることを示す判定結果Rf(図5参照)を取得すると、カルマンフィルタKFは、推定値をリセットし、その後に推定処理を実行する。これにより、カルマンフィルタKFは、推定値の累積誤差をリセットすることができるため、適切な推定値を求めることができる。推定処理部116は、本発明の推定処理部の一例である。 Note that the Kalman filter KF executes the estimation process after resetting the cumulative error of the estimated value. For example, when the work vehicle 10 reaches the starting point Rp of the straight route R1 and the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is less than or equal to a predetermined vehicle speed (2 km/h in the above example), the estimation processing unit 116 resets the reset determination processing unit 114. When the determination result Rf (see FIG. 5) indicating that the estimated value is to be reset is obtained, the Kalman filter KF resets the estimated value and then executes the estimation process. Thereby, the Kalman filter KF can reset the cumulative error of the estimated value, and therefore can obtain an appropriate estimated value. The estimation processing section 116 is an example of an estimation processing section of the present invention.

出力処理部117は、走行処理部111の走行処理(例えば操舵制御)に利用される出力方位角D2(図4に示す現在方位角α1)を出力する。具体的には、出力処理部117は、作業車両10が走行する経路に関する経路情報に基づいて、計測方位角D0及び推定された方位角D1のうちいずれかを出力方位角D2として選択する。すなわち、出力処理部117は、前記経路情報に基づいて、出力方位角D2を、計測方位角D0又は方位角D1に切り替える。 The output processing unit 117 outputs an output azimuth D2 (current azimuth α1 shown in FIG. 4) that is used for travel processing (for example, steering control) of the travel processing unit 111. Specifically, the output processing unit 117 selects either the measured azimuth D0 or the estimated azimuth D1 as the output azimuth D2 based on route information regarding the route traveled by the work vehicle 10. That is, the output processing unit 117 switches the output azimuth D2 to the measurement azimuth D0 or the azimuth D1 based on the route information.

例えば図5に示すように、出力処理部117は、区間判定処理部113から判定結果d1を取得し、推定処理部116から方位角D1を取得し、取得処理部112から計測方位角D0を取得すると、判定結果d1に基づいて、計測方位角D0又は方位角D1を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。 For example, as shown in FIG. 5, the output processing unit 117 acquires the determination result d1 from the section determination processing unit 113, acquires the azimuth D1 from the estimation processing unit 116, and acquires the measured azimuth D0 from the acquisition processing unit 112. Then, based on the determination result d1, the measured azimuth D0 or the azimuth D1 is output to the travel processing unit 111 as the output azimuth D2.

例えば、出力処理部117は、作業車両10の走行経路が低速走行に対応する直進経路R1(図6参照)の場合に、推定処理部116から取得した方位角D1を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。一方、出力処理部117は、作業車両10の走行経路が高速走行に対応する旋回経路R2(図6参照)の場合に、慣性計測装置165により計測された計測方位角D0を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。 For example, when the travel route of the work vehicle 10 is a straight route R1 (see FIG. 6) corresponding to low-speed travel, the output processing unit 117 performs travel processing using the azimuth D1 acquired from the estimation processing unit 116 as the output azimuth D2. It outputs to section 111. On the other hand, when the travel route of the work vehicle 10 is the turning route R2 (see FIG. 6) corresponding to high-speed travel, the output processing unit 117 uses the measured azimuth D0 measured by the inertial measurement device 165 as the output azimuth D2. It is output to the travel processing section 111.

他の実施形態として、図8に示すように、出力処理部117は、前記経路情報と作業車両10の車速Vfとに基づいて、計測方位角D0及び推定された方位角D1のうちいずれかを出力方位角D2として選択してもよい。例えば、出力処理部117は、作業車両10の走行経路が直進経路R1であって、かつ、作業車両10の車速Vfが所定車速(例えば2km/h)未満の場合に、推定処理部116から取得した方位角D1を出力方位角D2として走行処理部111に出力し、作業車両10の走行経路が直進経路R1であって、かつ、作業車両10の車速Vfが所定車速(例えば2km/h又は2km/hよりも速い速度)以上の場合に、慣性計測装置165により計測された計測方位角D0を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。 As another embodiment, as shown in FIG. 8, the output processing unit 117 selects either the measured azimuth D0 or the estimated azimuth D1 based on the route information and the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. It may be selected as the output azimuth D2. For example, when the traveling route of the work vehicle 10 is the straight route R1 and the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is less than a predetermined vehicle speed (for example, 2 km/h), the output processing unit 117 acquires information from the estimation processing unit 116. The calculated azimuth D1 is output to the travel processing unit 111 as an output azimuth D2, and the travel route of the work vehicle 10 is the straight route R1, and the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is a predetermined vehicle speed (for example, 2 km/h or 2 km). /h), the measured azimuth D0 measured by the inertial measurement device 165 is output to the travel processing unit 111 as the output azimuth D2.

走行処理部111は、出力処理部117により出力される出力方位角D2を上述の現在方位角α1(図4参照)として(α1=D2)、作業車両10の目標操舵角θ(θ=α1+θ1+α2)を算出し、目標操舵角θに基づいて作業車両10の操舵角を制御する。このように、走行処理部111は、推定処理部116により推定された方位角D1に基づいて、作業車両10を自動走行させる。これにより、作業車両10は、低速走行時にも高精度に目標経路Rに従って自動走行を行うことができる。 The traveling processing unit 111 sets the output azimuth D2 output by the output processing unit 117 to the above-mentioned current azimuth α1 (see FIG. 4) (α1=D2), and sets the target steering angle θ of the work vehicle 10 (θ=α1+θ1+α2). is calculated, and the steering angle of the work vehicle 10 is controlled based on the target steering angle θ. In this way, the travel processing unit 111 causes the work vehicle 10 to travel automatically based on the azimuth D1 estimated by the estimation processing unit 116. Thereby, the work vehicle 10 can automatically travel along the target route R with high precision even when traveling at low speed.

[操作端末20]
図1に示すように、操作端末20は、操作制御部21、記憶部22、操作表示部23、及び通信部24などを備える情報処理装置である。操作端末20は、タブレット端末、スマートフォンなどの携帯端末で構成されてもよい。
[Operation terminal 20]
As shown in FIG. 1, the operation terminal 20 is an information processing device that includes an operation control section 21, a storage section 22, an operation display section 23, a communication section 24, and the like. The operation terminal 20 may be configured with a mobile terminal such as a tablet terminal or a smartphone.

通信部24は、操作端末20を有線又は無線で通信網N1に接続し、通信網N1を介して一又は複数の作業車両10などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。 The communication unit 24 connects the operation terminal 20 to the communication network N1 by wire or wirelessly, and performs data communication with external devices such as one or more work vehicles 10 via the communication network N1 according to a predetermined communication protocol. It is a communication interface for executing.

操作表示部23は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。オペレータは、前記表示部に表示される操作画面において、前記操作部を操作して各種情報(後述の作業車両情報、圃場情報、作業情報など)を登録する操作を行うことが可能である。また、オペレータは、前記操作部を操作して作業車両10に対する作業開始指示を行うことが可能である。また、作業車両10が無人走行する場合、オペレータは、作業車両10から離れた場所において、操作端末20に表示される走行軌跡により、圃場F内を目標経路Rに従って自動走行する作業車両10の走行状態を把握することが可能であってもよい。 The operation display unit 23 is a user interface that includes a display unit such as a liquid crystal display or an organic EL display that displays various information, and an operation unit such as a touch panel, mouse, or keyboard that receives operations. The operator can register various information (work vehicle information, field information, work information, etc. to be described later) by operating the operation section on the operation screen displayed on the display section. Further, the operator can instruct the work vehicle 10 to start work by operating the operation section. In addition, when the work vehicle 10 runs unmanned, the operator, at a location away from the work vehicle 10, can make the work vehicle 10 automatically travel along the target route R within the field F based on the travel trajectory displayed on the operation terminal 20. It may be possible to grasp the state.

記憶部22は、各種の情報を記憶するHDD又はSSDなどの不揮発性の記憶部である。記憶部22には、操作制御部21に所定の制御処理を実行させるための制御プログラムが記憶されている。例えば、前記制御プログラムは、フラッシュROM、EEPROM、CD、又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、操作端末20が備える所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部22に記憶される。なお、前記制御プログラムは、サーバー(不図示)から通信網N1を介して操作端末20にダウンロードされて記憶部22に記憶されてもよい。また、記憶部22は、作業車両10から送信される作業情報を記憶してもよい。 The storage unit 22 is a nonvolatile storage unit such as an HDD or an SSD that stores various information. The storage unit 22 stores a control program for causing the operation control unit 21 to execute predetermined control processing. For example, the control program is recorded non-temporarily on a computer-readable recording medium such as a flash ROM, EEPROM, CD, or DVD, and is read by a predetermined reading device (not shown) included in the operating terminal 20. and is stored in the storage unit 22. Note that the control program may be downloaded from a server (not shown) to the operation terminal 20 via the communication network N1 and stored in the storage unit 22. Furthermore, the storage unit 22 may store work information transmitted from the work vehicle 10.

また、記憶部22には、作業車両10を自動走行させるための専用アプリケーションがインストールされている。操作制御部21は、前記専用アプリケーションを起動させて、作業車両10に関する各種情報の設定処理、作業車両10の目標経路Rの生成処理、作業車両10に対する作業開始指示などを行う。 Furthermore, a dedicated application for automatically driving the work vehicle 10 is installed in the storage unit 22 . The operation control unit 21 activates the dedicated application and performs processing for setting various information regarding the work vehicle 10, processing for generating a target route R for the work vehicle 10, instructing the work vehicle 10 to start work, and the like.

操作制御部21は、CPU、ROM、及びRAMなどの制御機器を有する。前記CPUは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ROMは、前記CPUに各種の演算処理を実行させるためのBIOS及びOSなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記RAMは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される。そして、操作制御部21は、前記ROM又は記憶部22に予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUで実行することにより操作端末20を制御する。 The operation control unit 21 includes control devices such as a CPU, ROM, and RAM. The CPU is a processor that executes various types of arithmetic processing. The ROM is a non-volatile storage unit that stores in advance control programs such as a BIOS and an OS for causing the CPU to execute various arithmetic processes. The RAM is a volatile or nonvolatile storage unit that stores various information, and is used as a temporary storage memory (work area) for various processes executed by the CPU. The operation control unit 21 controls the operation terminal 20 by executing various control programs stored in advance in the ROM or storage unit 22 on the CPU.

具体的には、操作制御部21は、作業車両10に関する情報(以下、作業車両情報という。)を設定する。操作制御部21は、作業車両10の機種、作業車両10において測位用アンテナ164が取り付けられている位置、作業機14の種類、作業機14のサイズ及び形状、作業機14の作業車両10に対する位置等の情報について、オペレータが操作端末20において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。 Specifically, the operation control unit 21 sets information regarding the work vehicle 10 (hereinafter referred to as work vehicle information). The operation control unit 21 determines the model of the work vehicle 10 , the position where the positioning antenna 164 is attached on the work vehicle 10 , the type of work implement 14 , the size and shape of the work implement 14 , and the position of the work implement 14 with respect to the work vehicle 10 The information is set by the operator performing a registration operation on the operation terminal 20.

また、操作制御部21は、圃場Fに関する情報(以下、圃場情報という。)を設定する。操作制御部21は、圃場Fの位置及び形状、作業を開始する作業開始位置S及び作業を終了する作業終了位置G、作業方向等の情報について、操作端末20において登録する操作を行うことにより当該情報を設定する。なお、作業方向とは、圃場Fから枕地、非作業地などを除いた領域において、作業機14で作業を行いながら作業車両10を走行させる方向を意味する。 The operation control unit 21 also sets information regarding the field F (hereinafter referred to as field information). The operation control unit 21 registers information such as the position and shape of the field F, the work start position S to start the work, the work end position G to end the work, and the work direction by performing an operation to register it on the operation terminal 20. Set information. Note that the working direction means the direction in which the working vehicle 10 travels while working with the working machine 14 in an area excluding the headland, non-working area, etc. from the field F.

圃場Fの位置及び形状の情報は、例えばオペレータが作業車両10に搭乗して圃場Fの外周に沿って一回り周回するように運転し、そのときの測位用アンテナ164の位置情報の推移を記録することで、自動的に取得することができる。また、圃場Fの位置及び形状は、操作端末20に地図を表示させた状態でオペレータが操作端末20を操作して当該地図上の複数の点を指定することで得られた多角形に基づいて取得することもできる。取得された圃場Fの位置及び形状により特定される領域は、作業車両10を走行させることが可能な領域(走行領域)である。 The information on the position and shape of the field F can be obtained by, for example, an operator boarding the work vehicle 10 and driving it around the outer circumference of the field F, and recording the transition of the position information of the positioning antenna 164 at that time. You can get it automatically by doing this. In addition, the position and shape of the field F are determined based on a polygon obtained by the operator specifying multiple points on the map by operating the operating terminal 20 with the map displayed on the operating terminal 20. You can also obtain it. The area specified by the acquired position and shape of the field F is an area (driving area) in which the work vehicle 10 can travel.

また、操作制御部21は、作業を具体的にどのように行うかに関する情報(以下、作業情報という。)を設定する。操作制御部21は、作業情報として、作業車両10(無人トラクタ)と有人の作業車両10の協調作業の有無、作業車両10が枕地において旋回する場合にスキップする作業経路の数であるスキップ数、枕地の幅、及び非耕作地の幅等を設定可能に構成されている。 The operation control unit 21 also sets information regarding how to specifically perform the work (hereinafter referred to as work information). The operation control unit 21 includes, as work information, whether or not there is cooperative work between the work vehicle 10 (unmanned tractor) and the manned work vehicle 10, and the number of skips, which is the number of work routes skipped when the work vehicle 10 turns in a headland. , the width of headland, the width of non-cultivated land, etc. can be set.

また、操作制御部21は、前記設定情報に基づいて、作業車両10を自動走行させる経路である目標経路Rを生成する。本実施形態の目標経路Rは、作業機14が作業を行う作業経路(直進経路R1)と、作業機14が作業を行わない非作業経路(旋回経路R2)とを含む(図3参照)。操作制御部21は、前記各設定情報に基づいて、作業車両10の目標経路Rを生成して記憶することができる。 Further, the operation control unit 21 generates a target route R, which is a route along which the work vehicle 10 automatically travels, based on the setting information. The target route R of this embodiment includes a work route (straight route R1) where the work machine 14 performs work and a non-work route (swivel route R2) where the work machine 14 does not work (see FIG. 3). The operation control unit 21 can generate and store a target route R for the work vehicle 10 based on each of the setting information.

具体的には、操作制御部21は、圃場設定で登録した作業開始位置S及び作業終了位置Gに基づいて目標経路R(図3参照)を生成する。目標経路Rは、図3に示す経路に限定されない。 Specifically, the operation control unit 21 generates the target route R (see FIG. 3) based on the work start position S and the work end position G registered in the field setting. The target route R is not limited to the route shown in FIG.

また、操作制御部21は、目標経路Rに関連付けて作業車両10の車速Vfの情報を設定する。例えば、オペレータは、作業時の車速Vf(直進経路R1の走行速度)、旋回時の車速(旋回経路R2の走行速度)などを設定することができる。操作制御部21は、設定された車速情報を目標経路Rに関連付けて登録する。操作制御部21は、生成した目標経路Rの経路データを作業車両10に出力する。また、操作制御部21は、オペレータの操作に基づいて、作業開始指示及び作業終了指示を作業車両10に出力する。 Further, the operation control unit 21 sets information on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 in association with the target route R. For example, the operator can set the vehicle speed Vf during work (the traveling speed on the straight route R1), the vehicle speed when turning (the traveling speed on the turning route R2), and the like. The operation control unit 21 registers the set vehicle speed information in association with the target route R. The operation control unit 21 outputs route data of the generated target route R to the work vehicle 10. Further, the operation control unit 21 outputs a work start instruction and a work end instruction to the work vehicle 10 based on the operator's operation.

また、操作制御部21は、オペレータから、作業開始の指示操作(作業開始指示操作)、自動走行している作業車両10の作業を停止させる指示操作(作業停止指示操作)などを受け付ける。操作制御部21は、前記作業開始指示操作を受け付けると、前記作業開始指示を作業車両10に出力する。これにより、作業車両10の車両制御装置11は、操作端末20から前記作業開始指示を取得する。車両制御装置11は、前記作業開始指示を取得すると、作業車両10の作業及び走行を開始させる。また、操作制御部21は、前記作業停止指示操作を受け付けると、前記作業停止指示を作業車両10に出力する。これにより、作業車両10の車両制御装置11は、操作端末20から前記作業停止指示を取得する。車両制御装置11は、前記作業停止指示を取得すると、作業車両10の作業及び走行を停止させる。 Further, the operation control unit 21 receives an instruction operation to start work (work start instruction operation), an instruction operation to stop the work of the automatically traveling work vehicle 10 (work stop instruction operation), etc. from the operator. Upon receiving the work start instruction operation, the operation control unit 21 outputs the work start instruction to the work vehicle 10. Thereby, the vehicle control device 11 of the work vehicle 10 acquires the work start instruction from the operation terminal 20. Upon acquiring the work start instruction, the vehicle control device 11 causes the work vehicle 10 to start working and traveling. Further, upon receiving the work stop instruction operation, the operation control unit 21 outputs the work stop instruction to the work vehicle 10. Thereby, the vehicle control device 11 of the work vehicle 10 acquires the work stop instruction from the operation terminal 20. Upon acquiring the work stop instruction, the vehicle control device 11 stops the work and traveling of the work vehicle 10.

作業車両10は、操作端末20から転送される目標経路Rの経路データを受信すると記憶部12に記憶する。作業車両10は、現在位置が圃場F内に位置している場合に自動走行できるように構成されており、現在位置が圃場F外に位置している場合には自動走行できないように構成されている。また、作業車両10は、例えば現在位置が作業開始位置Sと一致している場合に自動走行できるように構成されている。 When the work vehicle 10 receives the route data of the target route R transferred from the operating terminal 20, the work vehicle 10 stores it in the storage unit 12. The work vehicle 10 is configured to be able to run automatically when the current position is located within the field F, and is configured so that it cannot run automatically when the current position is located outside the field F. There is. Further, the work vehicle 10 is configured to be able to travel automatically when the current position matches the work start position S, for example.

作業車両10は、現在位置が作業開始位置Sと一致している場合に、オペレータにより操作画面においてスタートボタンが押されて作業開始指示が与えられると、車両制御装置11によって、作業機14による作業を開始する。すなわち、操作制御部21は、現在位置が作業開始位置Sと一致していることを条件に作業車両10の自動走行を許可する。なお、作業車両10の自動走行を許可する条件は、前記条件に限定されない。 When the current position of the work vehicle 10 matches the work start position S, when the operator presses the start button on the operation screen to instruct the work vehicle 10 to start work, the vehicle control device 11 causes the work implement 14 to perform the work. Start. That is, the operation control unit 21 allows the work vehicle 10 to travel automatically on the condition that the current position matches the work start position S. Note that the conditions for permitting automatic travel of the work vehicle 10 are not limited to the above conditions.

車両制御装置11は、目標経路Rの情報に基づいて、作業車両10を作業開始位置Sから作業終了位置Gまで自動走行させるとともに、作業機14を昇降させて作業を実行させる。また、車両制御装置11は、目標経路Rに関連付けられた車速Vfに基づいて、作業車両10の車速Vfを変更しながら作業車両10を自動走行させる。例えば、車両制御装置11は、作業車両10が直進経路R1を走行する場合に車速Vfを「1km/h」に設定し、作業車両10が旋回経路R2を走行する場合に車速Vfを「2km/h」に設定して、作業車両10を自動走行させる。 Based on the information on the target route R, the vehicle control device 11 causes the work vehicle 10 to automatically travel from the work start position S to the work end position G, and raises and lowers the work machine 14 to execute the work. Further, the vehicle control device 11 causes the work vehicle 10 to travel automatically while changing the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 based on the vehicle speed Vf associated with the target route R. For example, the vehicle control device 11 sets the vehicle speed Vf to "1 km/h" when the work vehicle 10 travels on the straight route R1, and sets the vehicle speed Vf to "2 km/h" when the work vehicle 10 travels on the turning route R2. h" to cause the work vehicle 10 to travel automatically.

また、車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了すると、作業終了位置Gから圃場Fの入口まで自動走行させてもよい。作業車両10が自動走行している場合、操作制御部21は、作業車両10の状態(位置、車速等)を作業車両10から受信して操作表示部23に表示させることができる。 Further, the vehicle control device 11 may cause the work vehicle 10 to automatically travel from the work end position G to the entrance of the field F when the work vehicle 10 finishes the work. When the work vehicle 10 is automatically traveling, the operation control unit 21 can receive the status (position, vehicle speed, etc.) of the work vehicle 10 from the work vehicle 10 and display it on the operation display unit 23.

なお、操作端末20は、サーバー(不図示)が提供する農業支援サービスのウェブサイト(農業支援サイト)に通信網N1を介してアクセス可能であってもよい。この場合、操作端末20は、操作制御部21によってブラウザプログラムが実行されることにより、前記サーバーの操作用端末として機能することが可能である。そして、前記サーバーは、上述の各処理部を備え、各処理を実行する。 Note that the operating terminal 20 may be able to access a website (agricultural support site) of an agricultural support service provided by a server (not shown) via the communication network N1. In this case, the operation terminal 20 can function as an operation terminal for the server by executing a browser program by the operation control unit 21. The server includes each of the above-mentioned processing units and executes each process.

[自動走行処理]
以下、図9を参照しつつ、自動走行システム1が実行する前記自動走行処理の一例について説明する。
[Automatic driving processing]
Hereinafter, an example of the automatic driving process executed by the automatic driving system 1 will be described with reference to FIG. 9.

なお、本発明は、前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップを実行する自動走行方法の発明として捉えることができる。また、ここで説明する前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップは適宜省略されてもよい。なお、前記自動走行処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは車両制御装置11が前記自動走行処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、一又は複数のプロセッサーが当該自動走行処理における各ステップを分散して実行する自動走行方法も他の実施形態として考えられる。 Note that the present invention can be regarded as an invention of an automatic driving method that executes one or more steps included in the automatic driving process. Furthermore, one or more steps included in the automatic driving process described here may be omitted as appropriate. Note that the steps in the automatic driving process may be executed in a different order as long as similar effects are produced. Furthermore, here, a case will be described in which the vehicle control device 11 executes each step in the automatic driving process, but an automatic driving system in which one or more processors execute each step in the automatic driving process in a distributed manner Other embodiments of the method are also contemplated.

ここでは、操作制御部21により、圃場Fに対して直進経路R1及び旋回経路R2を含む目標経路R(図3参照)が設定されているものとする。 Here, it is assumed that the operation control unit 21 has set a target route R (see FIG. 3) for the field F including a straight route R1 and a turning route R2.

ステップS1において、作業車両10の車両制御装置11は、自動走行を開始する。具体的には、車両制御装置11は、操作制御部21がオペレータから作業開始指示操作を受け付けると、目標経路Rに応じた自動走行を開始する。例えば、車両制御装置11は、作業車両10の現在位置が作業開始位置S(直進経路R1の始端位置)に一致する場合に、自動走行を開始させる。 In step S1, the vehicle control device 11 of the work vehicle 10 starts automatic travel. Specifically, when the operation control unit 21 receives a work start instruction operation from the operator, the vehicle control device 11 starts automatic traveling according to the target route R. For example, the vehicle control device 11 starts automatic travel when the current position of the work vehicle 10 matches the work start position S (the starting position of the straight route R1).

次にステップS2において、車両制御装置11は、慣性計測装置165から計測方位角D0を取得する。車両制御装置11は、所定の周期で計測方位角D0を取得する。 Next, in step S2, the vehicle control device 11 obtains the measured azimuth D0 from the inertial measurement device 165. The vehicle control device 11 acquires the measured azimuth D0 at a predetermined period.

次にステップS3において、車両制御装置11は、作業車両10の走行経路(走行区間)が方位角の推定対象区間であるか否かを判定する。例えば、区間判定処理部113は、経路情報d0に基づいて、走行経路が直進経路R1であるか否かを判定する。車両制御装置11は、走行経路が直進経路R1の場合に前記推定対象区間であると判定し、走行経路が旋回経路R2の場合に前記推定対象区間ではないと判定する。車両制御装置11は、前記走行経路が前記推定対象区間であると判定すると(S3:Yes)、処理をステップS4に移行させる。一方、車両制御装置11は、前記走行経路が前記推定対象区間ではないと判定すると(S3:No)、処理をステップS31に移行させる。 Next, in step S3, the vehicle control device 11 determines whether the travel route (traveling section) of the work vehicle 10 is an azimuth estimation target section. For example, the section determination processing unit 113 determines whether the travel route is the straight route R1 based on the route information d0. The vehicle control device 11 determines that the traveling route is the estimation target section when the traveling route is the straight route R1, and determines that the traveling route is not the estimation target section when the traveling route is the turning route R2. When the vehicle control device 11 determines that the travel route is the estimation target section (S3: Yes), the vehicle control device 11 moves the process to step S4. On the other hand, when the vehicle control device 11 determines that the travel route is not the estimation target section (S3: No), the process proceeds to step S31.

ステップS4において、操作制御部21は、カルマンフィルタKF(図5参照)における推定値の累積誤差をリセットする。 In step S4, the operation control unit 21 resets the cumulative error of the estimated value in the Kalman filter KF (see FIG. 5).

次にステップS5において、操作制御部21は、作業車両10の車速Vfに基づいて、カルマンフィルタKFにおける推定値の算出に用いるパラメータPfを調整する。具体的には、操作制御部21は、作業車両10の車速Vfが速いほど小さくなり、作業車両10の車速Vfが遅いほど大きくなるパラメータPfを設定する。例えば、図7に示すように、車両制御装置11は、車速Vfが2km/h以上の場合にパラメータPf1を設定し、車速Vfが1km/h以下の場合にパラメータPf2に設定し、車速Vfが1km/hから2km/hまでの間は、車速Vfに応じて線形変化(漸減)するパラメータPfを設定する。 Next, in step S5, the operation control unit 21 adjusts the parameter Pf used for calculating the estimated value in the Kalman filter KF, based on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. Specifically, the operation control unit 21 sets a parameter Pf that decreases as the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 becomes faster and increases as the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 becomes slower. For example, as shown in FIG. 7, the vehicle control device 11 sets parameter Pf1 when vehicle speed Vf is 2 km/h or more, sets parameter Pf2 when vehicle speed Vf is 1 km/h or less, and sets parameter Pf2 when vehicle speed Vf is 1 km/h or less. From 1 km/h to 2 km/h, a parameter Pf that linearly changes (gradually decreases) according to the vehicle speed Vf is set.

また、操作制御部21は、車速Vfが2km/h以上の場合に、計測方位角D0によって推定される状態(上述の推定値「x2(k)」)の重みが大きくなり、推定モデルによって推定される状態(上述の推定値「x1(k)」)の重みが小さくなるパラメータPf1(カルマンフィルタKFにおける推定値において計測方位角D0が支配的になるパラメータPf1)を設定する。また、操作制御部21は、車速Vfが1km/h以下の場合に、推定モデルによって推定される状態の重みが大きくなり、計測方位角D0によって推定される状態の重みが小さくなるパラメータPf2(カルマンフィルタKFにおける推定値において計測方位角D0が非支配的になるパラメータPf2)を設定する。 In addition, when the vehicle speed Vf is 2 km/h or more, the operation control unit 21 assumes that the state estimated by the measured azimuth D0 (the above-mentioned estimated value "x2(k)") has a large weight, and is estimated by the estimation model. A parameter Pf1 (parameter Pf1 in which the measured azimuth angle D0 becomes dominant in the estimated value in the Kalman filter KF) is set so that the weight of the state (the above-mentioned estimated value "x1(k)") becomes small. In addition, the operation control unit 21 uses a parameter Pf2 (Kalman filter A parameter Pf2) is set so that the measured azimuth angle D0 becomes non-dominant in the estimated value in KF.

次にステップS6において、操作制御部21は、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1(図4の現在方位角α1)を推定する。例えば、操作制御部21は、カルマンフィルタKFにおいて、作業車両10の車速Vfに応じて設定されたパラメータPfに基づいて方位角D1を推定する。例えば、カルマンフィルタKFは、車速Vfが2km/h以上の場合に、パラメータPf1を用いて方位角D1を推定する。また、カルマンフィルタKFは、車速Vfが1km/h以下の場合に、パラメータPf2を用いて方位角D1を推定する。また、カルマンフィルタKFは、車速Vfが1km/hから2km/hまでの間の場合は、線形特性(図7参照)から補間されたパラメータPfを用いて方位角D1を推定する。 Next, in step S6, the operation control unit 21 estimates the azimuth D1 (current azimuth α1 in FIG. 4) corresponding to the current attitude of the work vehicle 10. For example, the operation control unit 21 estimates the azimuth D1 based on the parameter Pf set according to the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 in the Kalman filter KF. For example, the Kalman filter KF estimates the azimuth D1 using the parameter Pf1 when the vehicle speed Vf is 2 km/h or more. Furthermore, the Kalman filter KF estimates the azimuth D1 using the parameter Pf2 when the vehicle speed Vf is 1 km/h or less. Furthermore, when the vehicle speed Vf is between 1 km/h and 2 km/h, the Kalman filter KF estimates the azimuth D1 using the parameter Pf interpolated from the linear characteristic (see FIG. 7).

このように、操作制御部21は、作業車両10の車速Vfが速いほど計測方位角D0から推定される状態の重みが大きくなる(推定要素が弱くなる)ように方位角D1を推定し、作業車両10の車速Vfが遅いほど計測方位角D0から推定される状態の重みが小さくなる(推定要素が強くなる)ように方位角D1を推定する。 In this way, the operation control unit 21 estimates the azimuth D1 so that the faster the vehicle speed Vf of the work vehicle 10, the greater the weight of the state estimated from the measured azimuth D0 (the estimated element becomes weaker), and The azimuth D1 is estimated such that the slower the vehicle speed Vf of the vehicle 10, the smaller the weight of the state estimated from the measured azimuth D0 (the stronger the estimation element).

次にステップS7において、操作制御部21は、推定した方位角D1を出力方位角D2(図5参照)として出力する。一方、ステップS31では、操作制御部21は、慣性計測装置165により計測された計測方位角D0を出力方位角D2(図5参照)として出力する。 Next, in step S7, the operation control unit 21 outputs the estimated azimuth D1 as an output azimuth D2 (see FIG. 5). On the other hand, in step S31, the operation control unit 21 outputs the measured azimuth D0 measured by the inertial measurement device 165 as the output azimuth D2 (see FIG. 5).

このように、操作制御部21は、作業車両10の走行経路が低速走行に対応する直進経路R1(図6参照)の場合に(S3:Yes)、推定した方位角D1を出力方位角D2として出力する(S7)。一方、操作制御部21は、作業車両10の走行経路が高速走行に対応する旋回経路R2(図6参照)の場合に(S3:No)、慣性計測装置165により計測された計測方位角D0を出力方位角D2として出力する(S31)。 In this way, when the travel route of the work vehicle 10 is the straight route R1 (see FIG. 6) corresponding to low-speed travel (S3: Yes), the operation control unit 21 sets the estimated azimuth D1 as the output azimuth D2. Output (S7). On the other hand, when the travel route of the work vehicle 10 is the turning route R2 (see FIG. 6) corresponding to high-speed travel (S3: No), the operation control unit 21 calculates the measured azimuth D0 measured by the inertial measurement device 165. It is output as the output azimuth D2 (S31).

次にステップS8において、操作制御部21は、出力方位角D2に基づいて、作業車両10の目標操舵角θを算出する。例えば、操作制御部21は、現在方位角α1(出力方位角D2)と、現在の操舵角θ1と、目標方位角α2とに基づいて、作業車両10の目標操舵角θ(θ=α1+θ1+α2)を算出する(図4参照)。 Next, in step S8, the operation control unit 21 calculates the target steering angle θ of the work vehicle 10 based on the output azimuth D2. For example, the operation control unit 21 determines the target steering angle θ (θ=α1+θ1+α2) of the work vehicle 10 based on the current azimuth angle α1 (output azimuth angle D2), the current steering angle θ1, and the target azimuth angle α2. Calculate (see Figure 4).

次にステップS9において、操作制御部21は、目標操舵角θに基づいて作業車両10の操舵角を制御し、作業車両10の自動走行を制御する。 Next, in step S9, the operation control unit 21 controls the steering angle of the work vehicle 10 based on the target steering angle θ, and controls automatic travel of the work vehicle 10.

次にステップS10において、車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了したか否かを判定する。例えば、作業車両10が作業終了位置Gに到達した場合(S10:Yes)、車両制御装置11は、処理を終了する。一方、作業車両10が作業終了位置Gに到達していない場合(S10:No)、処理をステップS2に移行させて、上述の処理を繰り返す。以上のようにして、自動走行システム1は、前記自動走行処理を実行する。 Next, in step S10, the vehicle control device 11 determines whether the work vehicle 10 has finished its work. For example, when the work vehicle 10 reaches the work end position G (S10: Yes), the vehicle control device 11 ends the process. On the other hand, if the work vehicle 10 has not reached the work end position G (S10: No), the process moves to step S2 and the above-described process is repeated. As described above, the automatic driving system 1 executes the automatic driving process.

以上説明したように、実施形態1に係る自動走行システム1は、作業車両10の方位角を計測する計測部(慣性計測装置165)により計測された計測方位角D0を取得し、作業車両10の車速Vfに基づいて、計測方位角D0に対応する重みを調整し、車速Vfに応じて重みが調整された計測方位角D0と、作業車両10の位置情報と、作業車両10の角速度情報とに基づいて、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1を推定し、推定した方位角D1に基づいて作業車両10を自動走行させる。 As described above, the automatic driving system 1 according to the first embodiment acquires the measured azimuth D0 measured by the measurement unit (inertial measurement device 165) that measures the azimuth of the work vehicle 10, and obtains the measured azimuth D0 of the work vehicle 10. Based on the vehicle speed Vf, the weight corresponding to the measured azimuth D0 is adjusted, and the measured azimuth D0 whose weight is adjusted according to the vehicle speed Vf, the position information of the work vehicle 10, and the angular velocity information of the work vehicle 10 are combined. Based on this, the azimuth D1 corresponding to the current posture of the work vehicle 10 is estimated, and the work vehicle 10 is caused to travel automatically based on the estimated azimuth D1.

上記構成によれば、作業車両10の車速Vfに応じて、計測方位角D0に対応する重みを調整して、作業車両10の方位角D1(現在方位角)を推定することができる。例えば、作業車両10の車速Vfが遅い場合(低速走行時)には、カルマンフィルタKFにおいて計測方位角D0によって推定される状態の重み小さくして(計測方位角D0を非支配的にして)、方位角D1を推定することができる。このように、作業車両10が低速走行する場合に、計測方位角D0をそのまま利用せず、カルマンフィルタKFの推定値に与える計測方位角D0の影響(重み)が小さくなるように調整して方位角D1を推定する。これにより、作業車両10は、方位角の計測精度が低下する低速走行時においても高精度に方位角D1を推定することができる。よって、作業車両10の方位角の精度を向上させることができるため、高精度な自動走行が可能となる。また、方位角の推定処理が不要となる区間(例えば高速走行区間)では、従来通りの計測方位角D0を用いて操舵制御することにより、自動走行の精度を維持することができる。 According to the above configuration, it is possible to estimate the azimuth D1 (current azimuth) of the work vehicle 10 by adjusting the weight corresponding to the measured azimuth D0 according to the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. For example, when the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is slow (during low-speed running), the weight of the state estimated by the measured azimuth D0 is reduced in the Kalman filter KF (the measured azimuth D0 is made non-dominant), and the azimuth Angle D1 can be estimated. In this way, when the work vehicle 10 travels at low speed, the measured azimuth D0 is not used as is, but the azimuth is adjusted so that the influence (weight) of the measured azimuth D0 on the estimated value of the Kalman filter KF is reduced. Estimate D1. Thereby, the work vehicle 10 can estimate the azimuth D1 with high accuracy even when traveling at low speeds where the measurement accuracy of the azimuth angle decreases. Therefore, the accuracy of the azimuth angle of the work vehicle 10 can be improved, so that highly accurate automatic travel is possible. Furthermore, in sections where azimuth angle estimation processing is unnecessary (for example, high-speed driving sections), the accuracy of automatic driving can be maintained by performing steering control using the conventionally measured azimuth angle D0.

[実施形態2]
図10は、本発明の実施形態2に係る自動走行システム1の構成を示すブロック図である。以下では、実施形態1に係る自動走行システム1との相違点について説明する。なお、図10において、実施形態1に係る自動走行システム1(図1参照)と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。
[Embodiment 2]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an automatic driving system 1 according to Embodiment 2 of the present invention. Below, differences from the automatic driving system 1 according to the first embodiment will be explained. Note that, in FIG. 10, components having the same functions as those of the automatic driving system 1 according to the first embodiment (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals.

図10に示すように、実施形態2に係る作業車両10では、車両制御装置11において、調整処理部115(図1参照)が省略されている。 As shown in FIG. 10, in the work vehicle 10 according to the second embodiment, the adjustment processing section 115 (see FIG. 1) is omitted in the vehicle control device 11.

図11には、実施形態2に係る車両制御装置11の具体例を示している。実施形態2に係る車両制御装置11では、推定処理部116のカルマンフィルタKFに、リセット判定処理部114の判定結果Rfと、位置情報f1と、角速度情報f2と、計測方位角D0とが入力される。カルマンフィルタKFは、判定結果Rfと位置情報f1と角速度情報f2と計測方位角D0とに基づいて、作業車両10の方位角D1を推定する。例えば、カルマンフィルタKFは、作業車両10の走行経路が低速走行に対応する直進経路R1(図6参照)の場合に、位置情報f1と角速度情報f2と計測方位角D0とに基づいて作業車両10の方位角D1を推定する。 FIG. 11 shows a specific example of the vehicle control device 11 according to the second embodiment. In the vehicle control device 11 according to the second embodiment, the determination result Rf of the reset determination processing section 114, the position information f1, the angular velocity information f2, and the measured azimuth D0 are input to the Kalman filter KF of the estimation processing section 116. . The Kalman filter KF estimates the azimuth D1 of the work vehicle 10 based on the determination result Rf, the position information f1, the angular velocity information f2, and the measured azimuth D0. For example, when the travel route of the work vehicle 10 is a straight route R1 (see FIG. 6) corresponding to low-speed travel, the Kalman filter KF determines the direction of the work vehicle 10 based on the position information f1, the angular velocity information f2, and the measured azimuth D0. Estimate the azimuth D1.

出力処理部117には、区間判定処理部113の判定結果d1と、推定処理部116の推定結果(方位角D1)と、慣性計測装置165の計測結果(計測方位角D0)と、作業車両10の車速Vfとが入力される。例えば、出力処理部117は、車速Vfが2km/h未満になった場合に、方位角D1を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。また、出力処理部117は、車速Vfが2km/h以上になった場合に、計測方位角D0を出力方位角D2として走行処理部111に出力する。 The output processing unit 117 includes the determination result d1 of the section determination processing unit 113, the estimation result (azimuth D1) of the estimation processing unit 116, the measurement result (measured azimuth D0) of the inertial measurement device 165, and the work vehicle 10. The vehicle speed Vf is input. For example, when the vehicle speed Vf becomes less than 2 km/h, the output processing unit 117 outputs the azimuth D1 to the travel processing unit 111 as the output azimuth D2. Furthermore, when the vehicle speed Vf becomes 2 km/h or more, the output processing section 117 outputs the measured azimuth D0 to the traveling processing section 111 as the output azimuth D2.

このように、実施形態2に係る車両制御装置11は、作業車両10の方位角を計測する慣性計測装置165により計測された計測方位角D0を取得し、計測方位角D0と、作業車両10の位置情報と、作業車両10の角速度情報とに基づいて、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1を推定し、作業車両10の車速Vfに基づいて、計測方位角D0と推定された方位角D1とのうちいずれかを出力方位角D2として選択し、出力方位角D2に基づいて作業車両10を自動走行させる構成を備える。 In this manner, the vehicle control device 11 according to the second embodiment acquires the measured azimuth D0 measured by the inertial measurement device 165 that measures the azimuth of the work vehicle 10, and calculates the measured azimuth D0 and the azimuth of the work vehicle 10. Based on the position information and the angular velocity information of the work vehicle 10, the azimuth D1 corresponding to the current posture of the work vehicle 10 is estimated, and the measured azimuth D0 is estimated based on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. A configuration is provided in which one of the azimuth angles D1 is selected as the output azimuth angle D2, and the work vehicle 10 automatically travels based on the output azimuth angle D2.

他の実施形態として、図12に示すように、出力処理部117は、出力方位角D2の急激な変動を抑えるために、所定の車速範囲(例えば1km/h~2km/h)を不感帯に設定してもよい。この場合、出力処理部117は、車速Vfが低下して1km/hになるまでは計測方位角D0を出力方位角D2として出力し、車速Vfが1km/h以下になった場合に方位角D1(推定方位角)を出力方位角D2として出力する。また、出力処理部117は、車速Vfが上昇して2km/hになるまでは方位角D1(推定方位角)を出力方位角D2として出力し、車速Vfが2km/h以上になった場合に計測方位角D0を出力方位角D2として出力する。 As another embodiment, as shown in FIG. 12, the output processing unit 117 sets a predetermined vehicle speed range (for example, 1 km/h to 2 km/h) as a dead zone in order to suppress sudden fluctuations in the output azimuth D2. You may. In this case, the output processing unit 117 outputs the measured azimuth D0 as the output azimuth D2 until the vehicle speed Vf decreases to 1 km/h, and outputs the azimuth D1 when the vehicle speed Vf becomes 1 km/h or less. (estimated azimuth) is output as the output azimuth D2. Further, the output processing unit 117 outputs the azimuth D1 (estimated azimuth) as the output azimuth D2 until the vehicle speed Vf increases to 2 km/h, and when the vehicle speed Vf becomes 2 km/h or more, The measured azimuth D0 is output as the output azimuth D2.

すなわち、出力処理部117は、作業車両10の車速Vfが第1車速(例えば1km/h)以下の場合に、推定された方位角D1を出力方位角D2として選択し、作業車両10の車速Vfが前記第1車速以上の第2車速(例えば1km/h又は2km/h)以上の場合に、計測方位角D0を出力方位角D2として選択する。 That is, when the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is less than or equal to the first vehicle speed (for example, 1 km/h), the output processing unit 117 selects the estimated azimuth D1 as the output azimuth D2, and sets the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 to the estimated azimuth D1. is a second vehicle speed (for example, 1 km/h or 2 km/h) that is higher than the first vehicle speed, the measured azimuth D0 is selected as the output azimuth D2.

実施形態2に係る自動走行処理では、実施形態1に係る前記自動走行処理(図9参照)のステップS5が省略される。また、実施形態2に係る自動走行処理では、実施形態1に係る前記自動走行処理のステップS3において、車両制御装置11は、作業車両10の走行経路(走行区間)が方位角の推定対象区間であるか否か、及び、作業車両10の車速Vfが所定車速未満であるか否かを判定する。車両制御装置11は、前記走行経路が前記推定対象区間であって、車速Vfが所定車速未満であると判定すると(S3:Yes)、処理をステップS4に移行させる。一方、車両制御装置11は、前記走行経路が前記推定対象区間ではないと判定した場合、又は、車速Vfが所定車速以上であると判定した場合に(S3:No)、処理をステップS31に移行させる。その他の処理は実施形態1に係る前記自動走行処理と同一である。 In the automatic driving process according to the second embodiment, step S5 of the automatic driving process (see FIG. 9) according to the first embodiment is omitted. Further, in the automatic driving process according to the second embodiment, in step S3 of the automatic driving process according to the first embodiment, the vehicle control device 11 determines that the driving route (travel section) of the work vehicle 10 is an azimuth estimation target area. It is determined whether the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is less than a predetermined vehicle speed. When the vehicle control device 11 determines that the travel route is the estimation target section and the vehicle speed Vf is less than the predetermined vehicle speed (S3: Yes), the process proceeds to step S4. On the other hand, if the vehicle control device 11 determines that the travel route is not in the estimation target section, or if it determines that the vehicle speed Vf is equal to or higher than the predetermined vehicle speed (S3: No), the vehicle control device 11 shifts the process to step S31. let Other processes are the same as the automatic driving process according to the first embodiment.

以上のように、実施形態2に係る自動走行システム1は、作業車両10の方位角を計測する計測部(慣性計測装置165)により計測された計測方位角D0を取得し、作業車両10の位置情報と、作業車両10の角速度情報とに基づいて、作業車両10の現在の姿勢に対応する方位角D1を推定し、作業車両10の車速Vfに基づいて、計測方位角D0と推定された方位角D1とのうちいずれかを出力方位角D2として選択し、出力方位角D2に基づいて作業車両10を自動走行させる。 As described above, the automatic driving system 1 according to the second embodiment acquires the measured azimuth D0 measured by the measurement unit (inertial measurement device 165) that measures the azimuth of the work vehicle 10, and determines the position of the work vehicle 10. Based on the information and the angular velocity information of the work vehicle 10, the azimuth D1 corresponding to the current posture of the work vehicle 10 is estimated, and the estimated azimuth is the measured azimuth D0 based on the vehicle speed Vf of the work vehicle 10. One of the angles D1 and D1 is selected as the output azimuth D2, and the work vehicle 10 automatically travels based on the output azimuth D2.

上記構成によれば、例えば作業車両10の車速Vfが遅い場合に、カルマンフィルタKFの推定値に対応する方位角D1に基づいて作業車両10を自動走行させることができる。これにより、作業車両10は、低速走行時においても高精度に方位角D1を推定することができる。よって、作業車両10の方位角の精度を向上させることができるため、高精度な自動走行が可能となる。 According to the above configuration, for example, when the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is slow, the work vehicle 10 can be automatically driven based on the azimuth D1 corresponding to the estimated value of the Kalman filter KF. Thereby, the work vehicle 10 can estimate the azimuth D1 with high accuracy even when traveling at low speed. Therefore, the accuracy of the azimuth angle of the work vehicle 10 can be improved, so that highly accurate automatic travel is possible.

[他の実施形態]
上述した実施形態1及び実施形態2のそれぞれに適用可能な他の構成例ついて以下に説明する。
[Other embodiments]
Other configuration examples applicable to each of the first and second embodiments described above will be described below.

[推定対象区間の判定方法]
図6に示す例では、区間判定処理部113は、経路情報d0に基づいて、作業車両10の走行経路(走行区間)が方位角を推定する推定対象区間であるか否かを判定している([推定対象区間の判定方法1])。例えば、区間判定処理部113は、走行経路が直進経路R1の場合に前記推定対象区間であると判定し、走行経路が旋回経路R2の場合に前記推定対象区間ではないと判定している。
[Method of determining estimation target section]
In the example shown in FIG. 6, the section determination processing unit 113 determines whether the travel route (traveling section) of the work vehicle 10 is an estimation target section for estimating the azimuth, based on the route information d0. ([Estimation target section determination method 1]). For example, the section determination processing unit 113 determines that the section is the estimation target section when the traveling route is the straight route R1, and determines that the section is not the estimation target section when the traveling route is the turning route R2.

前記推定対象区間の判定方法の他の例([推定対象区間の判定方法2])として、区間判定処理部113は、作業情報に基づいて、作業車両10の走行経路が前記推定対象区間であるか否かを判定してもよい。図13Aには、前記作業情報の一例を示している。図13Aにおいて、作業車両10は、直進経路R1のうち第1部分経路R1aにおいて所定の作業(例えば溝堀作業)を行い、直進経路R1のうち第2部分経路R1bにおいて作業を行なわない。すなわち、第1部分経路R1aは作業経路(作業区間)であり、第2部分経路R1b及び旋回経路R2は非作業経路(非作業区間)である。 As another example of the method for determining the estimation target section ([Method 2 for determining the estimation target section]), the section determination processing unit 113 determines whether the traveling route of the work vehicle 10 is the estimation target section based on the work information. It may be determined whether or not. FIG. 13A shows an example of the work information. In FIG. 13A, the work vehicle 10 performs a predetermined work (for example, ditch digging work) on the first partial route R1a of the straight route R1, and does not perform any work on the second partial route R1b of the straight route R1. That is, the first partial route R1a is a working route (working section), and the second partial route R1b and the turning route R2 are non-working routes (non-working section).

ここで、例えば、作業車両10の車速Vfは、高い作業精度が要求される作業経路において低速に設定され、作業を行わない旋回経路R2において高速に設定されている。この場合、図13Aに示すように、区間判定処理部113は、作業車両10が作業を行う走行経路を前記推定対象区間であると判定し、作業車両10が作業を行わない走行経路を前記推定対象区間ではないと判定する。すなわち、区間判定処理部113は、作業区間を前記推定対象区間と判定し、非作業区間を前記推定対象区間ではないと判定する。 Here, for example, the vehicle speed Vf of the work vehicle 10 is set to a low speed on a work route where high work accuracy is required, and is set to a high speed on a turning route R2 where no work is performed. In this case, as shown in FIG. 13A, the section determination processing unit 113 determines that the travel route on which the work vehicle 10 performs work is the estimation target section, and determines the travel route on which the work vehicle 10 does not perform the work in the estimation target section. It is determined that it is not the target section. That is, the section determination processing unit 113 determines the work section as the estimation target section, and determines the non-work section as not the estimation target section.

例えば、区間判定処理部113は、作業機14が下降した場合に前記走行経路を前記推定対象区間であると判定し、作業機14が上昇した場合に前記走行経路を前記推定対象区間ではないと判定する。また例えば、区間判定処理部113は、PTO軸の回転数が所定回転数以上の場合に前記走行経路を前記推定対象区間であると判定し、PTO軸の回転数が所定回転数未満の場合に前記走行経路を前記推定対象区間ではないと判定する。作業機14の昇降状態、PTO軸の回転数は、前記作業情報の一例である。 For example, the section determination processing unit 113 determines that the traveling route is the estimation target section when the work implement 14 has descended, and determines that the travel route is not the estimation target section when the work implement 14 has gone up. judge. For example, the section determination processing unit 113 determines that the travel route is the estimation target section when the number of revolutions of the PTO shaft is equal to or higher than the predetermined number of revolutions, and when the number of revolutions of the PTO shaft is less than the predetermined number of revolutions. It is determined that the travel route is not the estimation target section. The lifting state of the working machine 14 and the rotation speed of the PTO shaft are examples of the work information.

前記推定対象区間の判定方法の他の例([推定対象区間の判定方法3])として、区間判定処理部113は、作業車両10の走行モードに基づいて、作業車両10の走行経路が前記推定対象区間であるか否かを判定してもよい。前記走行モードには、例えば、直進経路R1のみを自動走行する第1走行モードと、直進経路R1及び旋回経路R2のそれぞれを自動走行する第2走行モードとが含まれる。この場合、区間判定処理部113は、前記走行モードが前記第1走行モードの場合に、前記走行経路を前記推定対象区間であると判定し、前記走行モードが前記第2走行モードの場合に、前記走行経路を前記推定対象区間ではないと判定する。前記第1走行モードは、精度が要求される作業において選択され、第2走行モードは、精度が要求されない作業において選択されることが考えられる。このような場合に、判定方法3を採用することにより、直進経路R1において低速走行する際の作業精度を高めることができる。 As another example of the method for determining the estimation target section ([Method 3 for determining the estimation target section]), the section determination processing unit 113 determines that the travel route of the work vehicle 10 is based on the travel mode of the work vehicle 10. It may be determined whether or not it is a target section. The driving modes include, for example, a first driving mode in which the vehicle automatically travels only on the straight route R1, and a second driving mode in which the vehicle automatically travels on each of the straight route R1 and the turning route R2. In this case, the section determination processing unit 113 determines that the traveling route is the estimation target section when the traveling mode is the first traveling mode, and when the traveling mode is the second traveling mode, It is determined that the travel route is not the estimation target section. It is conceivable that the first travel mode is selected for work that requires precision, and the second travel mode is selected for work that does not require precision. In such a case, by employing determination method 3, it is possible to improve the work accuracy when traveling at low speed on the straight route R1.

前記推定対象区間の判定方法の他の例([推定対象区間の判定方法4])として、区間判定処理部113は、上述した前記判定方法1~3を組み合わせてもよい。例えば、区間判定処理部113は、前記走行モードが前記第1走行モードであり、走行経路が直進経路R1であり、かつ、作業機14が下降した場合に、前記走行経路を前記推定対象区間であると判定する。また例えば、区間判定処理部113は、前記走行モードが前記第2走行モードであり、走行経路が直進経路R1であり、かつ、作業機14が下降した場合に、前記走行経路を前記推定対象区間であると判定する。 As another example of the estimation target interval determination method ([estimation target interval determination method 4]), the interval determination processing unit 113 may combine the determination methods 1 to 3 described above. For example, when the traveling mode is the first traveling mode, the traveling route is the straight route R1, and the working machine 14 is lowered, the section determination processing unit 113 determines that the traveling route is the estimation target section. It is determined that there is. For example, when the traveling mode is the second traveling mode, the traveling route is the straight route R1, and the working machine 14 is lowered, the section determination processing unit 113 changes the traveling route to the estimation target section. It is determined that

ここで、低速作業の終了直後は、計測方位角D0が大きくドリフトしているため、すぐに推定処理を停止すると方位角の精度が悪化してしまう恐れがある。このため、低速作業の終了後も自動走行を続ける場合には、計測方位角D0の精度が戻るまで、方位角の推定処理を継続することが望ましい。そこで、例えば図13Bに示すように、区間判定処理部113は、前記走行モードが前記第2走行モードの場合に、第1部分経路R1aと、第1部分経路R1aにおいて作業が終了した直後の第2部分経路R1bとを、前記推定対象区間であると判定する。また例えば、区間判定処理部113は、前記走行モードが前記第2走行モードの場合に、直進経路R1と、直進経路R1において作業が終了した直後の旋回経路R2とを、前記推定対象区間であると判定する。 Here, immediately after the low-speed work is finished, the measured azimuth D0 has a large drift, so if the estimation process is stopped immediately, the accuracy of the azimuth may deteriorate. For this reason, if automatic travel is to continue even after the low-speed work is finished, it is desirable to continue the azimuth estimation process until the accuracy of the measured azimuth D0 returns. Therefore, as shown in FIG. 13B, for example, when the traveling mode is the second traveling mode, the section determination processing unit 113 selects the first partial route R1a and the first partial route R1a immediately after the work is completed on the first partial route R1a. 2 partial route R1b is determined to be the estimation target section. For example, when the driving mode is the second driving mode, the section determination processing unit 113 selects the straight route R1 and the turning route R2 immediately after the work is completed on the straight route R1 as the estimation target section. It is determined that

区間判定処理部113の判定結果d1はリセット判定処理部114に入力され、リセット判定処理部114は、判定結果d1に基づいて、前記推定値の累積誤差をリセットするか否かを判定する(図5等参照)。また、推定処理部116は、リセット判定処理部114の判定結果Rfに基づいて推定処理を実行する(図5等参照)。すなわち、推定処理部116は、作業車両10が走行する経路に関する経路情報(直進経路R1、旋回経路R2)と、作業車両10の作業に関する作業情報(作業機14、PTO軸に関する情報)と、作業車両10の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、方位角の推定処理を実行するか否かを判定する。 The determination result d1 of the section determination processing unit 113 is input to the reset determination processing unit 114, and the reset determination processing unit 114 determines whether or not to reset the cumulative error of the estimated value based on the determination result d1 (see FIG. (See 5th grade). Furthermore, the estimation processing unit 116 executes estimation processing based on the determination result Rf of the reset determination processing unit 114 (see FIG. 5, etc.). That is, the estimation processing unit 116 collects route information regarding the route traveled by the work vehicle 10 (straight route R1, turning route R2), work information regarding the work of the work vehicle 10 (information regarding the work implement 14 and the PTO axis), and the work Based on at least one of the driving mode information regarding the driving mode of the vehicle 10, it is determined whether or not to perform the azimuth estimation process.

また、区間判定処理部113の判定結果d1は出力処理部117に入力され、出力処理部117は、判定結果d1に基づいて、計測方位角D0及び推定された方位角D1のうちいずれかを出力方位角D2として走行処理部111に出力する(図5等参照)。出力処理部117は、上述した前記判定方法1~4による判定結果d1に基づいて出力方位角D2を走行処理部111に出力する(図5等参照)。すなわち、出力処理部117は、作業車両10が走行する経路に関する経路情報(直進経路R1、旋回経路R2)と、作業車両10の作業に関する作業情報(作業機14、PTO軸に関する情報)と、作業車両10の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、計測方位角D0及び方位角D1のうちいずれかを出力方位角D2として選択して走行処理部111に出力する。 Further, the determination result d1 of the section determination processing unit 113 is input to the output processing unit 117, and the output processing unit 117 outputs either the measured azimuth D0 or the estimated azimuth D1 based on the determination result d1. It is output to the travel processing unit 111 as the azimuth D2 (see FIG. 5, etc.). The output processing unit 117 outputs the output azimuth D2 to the travel processing unit 111 based on the determination results d1 by the determination methods 1 to 4 described above (see FIG. 5, etc.). That is, the output processing unit 117 outputs route information regarding the route traveled by the work vehicle 10 (straight route R1, turning route R2), work information regarding the work of the work vehicle 10 (information regarding the work implement 14, PTO axis), and the work information. Based on at least one of the driving mode information regarding the driving mode of the vehicle 10, one of the measured azimuth D0 and the azimuth D1 is selected as the output azimuth D2 and output to the driving processing section 111.

[推定値のリセット方法]
図6に示す例では、リセット判定処理部114は、作業車両10が前記推定対象区間に到達したか否かを判定し、作業車両10が前記推定対象区間に到達したと判定すると、カルマンフィルタKFは推定値の累積誤差をリセットする([推定値のリセット方法1])。例えば、カルマンフィルタKFは、作業車両10が直進経路R1の開始地点Rpに到達したタイミングで前記推定値の累積誤差をリセットする。
[How to reset estimated value]
In the example shown in FIG. 6, the reset determination processing unit 114 determines whether the work vehicle 10 has reached the estimation target section, and when determining that the work vehicle 10 has reached the estimation target section, the Kalman filter KF Reset the cumulative error of the estimated value ([Estimated value reset method 1]). For example, the Kalman filter KF resets the cumulative error of the estimated value at the timing when the work vehicle 10 reaches the starting point Rp of the straight route R1.

前記推定値のリセット方法の他の例([推定値のリセット方法2])として、例えば図14Aに示すように、カルマンフィルタKFは、作業車両10が各推定対象区間において最初の低速走行区間の開始地点Rsに到達したタイミングで前記推定値をリセットしてもよい。図14Aに示す例では、直進経路R1cに2か所の低速走行区間が含まれており、この場合に、カルマンフィルタKFは、最初の低速走行区間の開始地点Rsに到達したタイミングで前記推定値をリセットし、次の低速走行区間の開始地点に到達したタイミングでは前記推定値をリセットしない。 As another example of the estimated value reset method ([estimated value reset method 2]), for example, as shown in FIG. The estimated value may be reset at the timing when the point Rs is reached. In the example shown in FIG. 14A, the straight route R1c includes two low-speed travel sections, and in this case, the Kalman filter KF calculates the estimated value at the timing when the starting point Rs of the first low-speed travel section is reached. The estimated value is not reset at the timing when the start point of the next low-speed driving section is reached.

前記推定値のリセット方法の他の例([推定値のリセット方法3])として、例えば図14Bに示すように、カルマンフィルタKFは、作業車両10が各推定対象区間において各低速走行区間の開始地点Rtに到達したタイミングで前記推定値をリセットしてもよい。図14Bに示す例では、直進経路R1cに2か所の低速走行区間が含まれており、この場合に、カルマンフィルタKFは、最初の低速走行区間の開始地点Rtに到達したタイミングで前記推定値をリセットし、さらに次の低速走行区間の開始地点Rtに到達したタイミングでも前記推定値をリセットする。 As another example of the estimated value reset method ([Estimated value reset method 3]), for example, as shown in FIG. The estimated value may be reset at the timing when Rt is reached. In the example shown in FIG. 14B, the straight route R1c includes two low-speed travel sections, and in this case, the Kalman filter KF calculates the estimated value at the timing when the starting point Rt of the first low-speed travel section is reached. Furthermore, the estimated value is also reset at the timing when the starting point Rt of the next low-speed traveling section is reached.

前記推定値のリセット方法の他の例([推定値のリセット方法4])として、例えば図14Cに示すように、カルマンフィルタKFは、作業車両10が各推定対象区間における各低速走行区間において作業を開始した後、待機区間走行後(所定時間経過後、又は、所定距離走行後)の地点Rxに到達したタイミングで前記推定値をリセットしてもよい。図14Bに示す例では、直進経路R1cに2か所の低速走行区間が含まれており、この場合に、カルマンフィルタKFは、最初の低速走行区間の開始地点から待機区間だけ離れた地点Rxに到達したタイミングで前記推定値をリセットし、さらに次の低速走行区間の開始地点から待機区間だけ離れた地点Rxに到達したタイミングでも前記推定値をリセットする。このように、低速作業の開始直後において方位角のドリフトの影響が少ない場合には、低速走行区間の開始直後の所定区間(待機区間)については、車両制御装置11は計測方位角D0に基づいて操舵制御してもよい。なお、車両制御装置11は、前記待機区間に対応する前記所定時間又は前記所定距離を、カルマンフィルタKFの推定値を適切なタイミングでリセットできるように調整することが望ましい。 As another example of the estimated value reset method ([estimated value reset method 4]), for example, as shown in FIG. After the start, the estimated value may be reset at the timing when the vehicle reaches the point Rx after traveling in the waiting section (after a predetermined time has elapsed or after traveling a predetermined distance). In the example shown in FIG. 14B, the straight route R1c includes two low-speed travel sections, and in this case, the Kalman filter KF reaches a point Rx that is separated by the waiting section from the starting point of the first low-speed travel section. The estimated value is reset at the timing when the vehicle reaches the point Rx that is separated by the waiting section from the starting point of the next low-speed driving section. In this way, when the influence of azimuth drift is small immediately after the start of low-speed work, the vehicle control device 11 uses the measured azimuth angle D0 for the predetermined section (standby section) immediately after the start of the low-speed traveling section. Steering control may also be used. Note that it is desirable that the vehicle control device 11 adjust the predetermined time or the predetermined distance corresponding to the waiting section so that the estimated value of the Kalman filter KF can be reset at an appropriate timing.

本発明の自動走行システムは、作業車両10単体で構成されてもよいし、車両制御装置11単体で構成されてもよい。また、本発明は、作業車両10の方位角を推定する推定装置、推定方法、及び推定プログラムとして実現されてもよい。この場合に、前記推定装置は、車両制御装置11の各処理部を含んで構成されてもよい。また、前記自動走行システムは、作業車両10に搭載されてもよいし、操作端末20に搭載されてもよい。 The automatic driving system of the present invention may be configured by the work vehicle 10 alone, or may be configured by the vehicle control device 11 alone. Further, the present invention may be implemented as an estimation device, an estimation method, and an estimation program that estimate the azimuth of the work vehicle 10. In this case, the estimation device may include each processing section of the vehicle control device 11. Further, the automatic driving system may be mounted on the work vehicle 10 or may be mounted on the operating terminal 20.

[発明の付記]
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
[Additional notes to the invention]
Hereinafter, a summary of the invention extracted from the above-described embodiments will be added. Note that each configuration and each processing function described in the following supplementary notes can be selected and combined as desired.

<付記1>
作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、
前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角に対応する重みを調整することと、
前記車速に応じて重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、
推定された前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
<Additional note 1>
Obtaining the measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
adjusting a weight corresponding to the measured azimuth based on the vehicle speed of the work vehicle;
An azimuth corresponding to the current posture of the work vehicle is estimated based on the measured azimuth whose weight is adjusted according to the vehicle speed, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle. And,
Automatically driving the work vehicle based on the estimated azimuth;
Automated driving method to perform.

<付記2>
前記作業車両の車速が遅いほど、前記計測方位角から推定される状態の重みが小さくなるように前記方位角を推定する、
付記1に記載の自動走行方法。
<Additional note 2>
estimating the azimuth such that the slower the vehicle speed of the work vehicle, the smaller the weight of the state estimated from the measured azimuth;
Automatic driving method described in Appendix 1.

<付記3>
前記作業車両の車速が第1車速以上の場合に、前記方位角の推定結果において前記計測方位角から推定される状態が支配的になる第1パラメータを設定して前記方位角を推定し、
前記作業車両の車速が前記第1車速よりも遅い第2車速以下の場合に、前記方位角の推定結果において前記計測方位角から推定される状態が非支配的になる第2パラメータを設定して前記方位角を推定する、
付記1又は2に記載の自動走行方法。
<Additional note 3>
When the vehicle speed of the work vehicle is a first vehicle speed or higher, estimating the azimuth by setting a first parameter such that a state estimated from the measured azimuth is dominant in the azimuth estimation result;
A second parameter is set such that a state estimated from the measured azimuth angle becomes non-dominant in the azimuth estimation result when the vehicle speed of the work vehicle is a second vehicle speed or less that is slower than the first vehicle speed. estimating the azimuth angle;
The automatic driving method described in Supplementary note 1 or 2.

<付記4>
前記第1車速と前記第2車速との間は、前記車速に応じて線形変化するパラメータを設定して前記方位角を推定する、
付記3に記載の自動走行方法。
<Additional note 4>
Between the first vehicle speed and the second vehicle speed, a parameter that linearly changes depending on the vehicle speed is set to estimate the azimuth.
Automatic driving method described in Appendix 3.

<付記5>
前記作業車両が走行する経路に関する経路情報と、前記作業車両の作業に関する作業情報と、前記作業車両の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、前記計測方位角及び推定された前記方位角のうちいずれかを出力方位角として選択することをさらに実行し、
前記出力方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させる、
付記1~4のいずれかに記載の自動走行方法。
<Additional note 5>
The measured azimuth and the estimated azimuth are based on at least one of route information regarding the route traveled by the work vehicle, work information regarding the work of the work vehicle, and travel mode information regarding the travel mode of the work vehicle. further performing selecting one of the azimuths as the output azimuth;
causing the work vehicle to travel automatically based on the output azimuth;
The automatic driving method described in any of Supplementary Notes 1 to 4.

<付記6>
前記作業車両の車速が所定車速未満の場合に、推定された前記方位角を前記出力方位角として選択し、前記作業車両の車速が前記所定車速以上の場合に、前記計測方位角を前記出力方位角として選択する、
付記5に記載の自動走行方法。
<Additional note 6>
When the vehicle speed of the work vehicle is less than a predetermined vehicle speed, the estimated azimuth is selected as the output azimuth, and when the vehicle speed of the work vehicle is greater than or equal to the predetermined vehicle speed, the measured azimuth is selected as the output azimuth. Select as corner,
Automatic driving method described in Appendix 5.

<付記7>
前記計測方位角と、前記作業車両の車速に応じたパラメータと、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とが入力されるカルマンフィルタを用いて前記方位角を推定する、
付記1~6のいずれかに記載の自動走行方法。
<Additional note 7>
estimating the azimuth using a Kalman filter into which the measured azimuth, a parameter according to the vehicle speed of the work vehicle, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle are input;
The automatic driving method described in any of Supplementary Notes 1 to 6.

<付記8>
作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、
前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、
前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角と推定された前記方位角とのうちいずれかを出力方位角として選択することと、
前記出力方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
<Additional note 8>
Obtaining the measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
estimating an azimuth corresponding to a current posture of the work vehicle based on the measured azimuth, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle;
Selecting either the measured azimuth angle or the estimated azimuth angle as an output azimuth angle based on the vehicle speed of the work vehicle;
Automatically driving the work vehicle based on the output azimuth;
Automated driving method to perform.

<付記9>
前記作業車両の車速が第1車速以上の場合に、前記計測方位角を前記出力方位角として選択し、
前記作業車両の車速が前記第1車速以下の第2車速以下の場合に、推定された前記方位角を前記出力方位角として選択する、
付記8に記載の自動走行方法。
<Additional note 9>
selecting the measured azimuth as the output azimuth when the vehicle speed of the work vehicle is a first vehicle speed or higher;
selecting the estimated azimuth as the output azimuth when the vehicle speed of the work vehicle is below the first vehicle speed and below a second vehicle speed;
Automatic driving method described in Appendix 8.

<付記10>
前記作業車両が走行する経路に関する経路情報と、前記作業車両の作業に関する作業情報と、前記作業車両の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、前記方位角の推定処理を実行するか否かを判定する、
付記1~9のいずれかに記載の自動走行方法。
<Additional note 10>
Executing the azimuth estimation process based on at least one of route information regarding a route traveled by the work vehicle, work information regarding work performed by the work vehicle, and travel mode information regarding a travel mode of the work vehicle. determine whether or not
The automatic driving method described in any one of Supplementary Notes 1 to 9.

1 :自動走行システム
10 :作業車両
11 :車両制御装置
16 :測位ユニット
20 :操作端末
111 :走行処理部
112 :取得処理部
113 :区間判定処理部
114 :リセット判定処理部
115 :調整処理部
116 :推定処理部
117 :出力処理部
161 :測位制御部
165 :慣性計測装置(計測部)
D0 :計測方位角
D1 :方位角
D2 :出力方位角
F :圃場
KF :カルマンフィルタ
Pf :パラメータ
Pf1 :パラメータ(第1パラメータ)
Pf2 :パラメータ(第2パラメータ)
R :目標経路
R1 :直進経路
R2 :旋回経路
Rf :判定結果
Vf :車速
d0 :経路情報
d1 :判定結果
d2 :リセット判定情報
f1 :位置情報
f2 :角速度情報
1: Automated driving system 10: Work vehicle 11: Vehicle control device 16: Positioning unit 20: Operation terminal 111: Travel processing section 112: Acquisition processing section 113: Section judgment processing section 114: Reset judgment processing section 115: Adjustment processing section 116 : Estimation processing unit 117 : Output processing unit 161 : Positioning control unit 165 : Inertial measurement device (measurement unit)
D0: Measurement azimuth D1: Azimuth D2: Output azimuth F: Field KF: Kalman filter Pf: Parameter Pf1: Parameter (first parameter)
Pf2: Parameter (second parameter)
R: Target route R1: Straight route R2: Turning route Rf: Judgment result Vf: Vehicle speed d0: Route information d1: Judgment result d2: Reset judgment information f1: Position information f2: Angular velocity information

Claims (12)

作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、
前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角に対応する重みを調整することと、
前記車速に応じて重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、
推定された前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
Obtaining the measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
adjusting a weight corresponding to the measured azimuth based on the vehicle speed of the work vehicle;
An azimuth corresponding to the current posture of the work vehicle is estimated based on the measured azimuth whose weight is adjusted according to the vehicle speed, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle. And,
Automatically driving the work vehicle based on the estimated azimuth;
Automated driving method to perform.
前記作業車両の車速が遅いほど、前記計測方位角から推定される状態の重みが小さくなるように前記方位角を推定する、
請求項1に記載の自動走行方法。
estimating the azimuth such that the slower the vehicle speed of the work vehicle, the smaller the weight of the state estimated from the measured azimuth;
The automatic driving method according to claim 1.
前記作業車両の車速が第1車速以上の場合に、前記方位角の推定結果において前記計測方位角から推定される状態が支配的になる第1パラメータを設定して前記方位角を推定し、
前記作業車両の車速が前記第1車速よりも遅い第2車速以下の場合に、前記方位角の推定結果において前記計測方位角から推定される状態が非支配的になる第2パラメータを設定して前記方位角を推定する、
請求項1に記載の自動走行方法。
When the vehicle speed of the work vehicle is a first vehicle speed or higher, estimating the azimuth by setting a first parameter such that a state estimated from the measured azimuth is dominant in the azimuth estimation result;
A second parameter is set such that a state estimated from the measured azimuth angle becomes non-dominant in the azimuth estimation result when the vehicle speed of the work vehicle is a second vehicle speed or less that is slower than the first vehicle speed. estimating the azimuth angle;
The automatic driving method according to claim 1.
前記第1車速と前記第2車速との間は、前記車速に応じて線形変化するパラメータを設定して前記方位角を推定する、
請求項3に記載の自動走行方法。
Between the first vehicle speed and the second vehicle speed, a parameter that linearly changes depending on the vehicle speed is set to estimate the azimuth.
The automatic driving method according to claim 3.
前記作業車両が走行する経路に関する経路情報と、前記作業車両の作業に関する作業情報と、前記作業車両の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、前記計測方位角及び推定された前記方位角のうちいずれかを出力方位角として選択することをさらに実行し、
前記出力方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させる、
請求項1~4のいずれかに記載の自動走行方法。
The measured azimuth and the estimated azimuth are based on at least one of route information regarding the route traveled by the work vehicle, work information regarding the work of the work vehicle, and travel mode information regarding the travel mode of the work vehicle. further performing selecting one of the azimuths as the output azimuth;
causing the work vehicle to travel automatically based on the output azimuth;
The automatic driving method according to any one of claims 1 to 4.
前記作業車両の車速が所定車速未満の場合に、推定された前記方位角を前記出力方位角として選択し、前記作業車両の車速が前記所定車速以上の場合に、前記計測方位角を前記出力方位角として選択する、
請求項5に記載の自動走行方法。
When the vehicle speed of the work vehicle is less than a predetermined vehicle speed, the estimated azimuth is selected as the output azimuth, and when the vehicle speed of the work vehicle is greater than or equal to the predetermined vehicle speed, the measured azimuth is selected as the output azimuth. Select as corner,
The automatic driving method according to claim 5.
前記計測方位角と、前記作業車両の車速に応じたパラメータと、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とが入力されるカルマンフィルタを用いて前記方位角を推定する、
請求項1~4のいずれかに記載の自動走行方法。
estimating the azimuth using a Kalman filter into which the measured azimuth, a parameter according to the vehicle speed of the work vehicle, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle are input;
The automatic driving method according to any one of claims 1 to 4.
作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、
前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、
前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角と推定された前記方位角とのうちいずれかを出力方位角として選択することと、
前記出力方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
Obtaining the measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
estimating an azimuth corresponding to a current posture of the work vehicle based on the measured azimuth, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle;
Selecting either the measured azimuth angle or the estimated azimuth angle as an output azimuth angle based on the vehicle speed of the work vehicle;
Automatically driving the work vehicle based on the output azimuth;
Automated driving method to perform.
前記作業車両の車速が第1車速以上の場合に、前記計測方位角を前記出力方位角として選択し、
前記作業車両の車速が前記第1車速以下の第2車速以下の場合に、推定された前記方位角を前記出力方位角として選択する、
請求項8に記載の自動走行方法。
selecting the measured azimuth as the output azimuth when the vehicle speed of the work vehicle is a first vehicle speed or higher;
selecting the estimated azimuth as the output azimuth when the vehicle speed of the work vehicle is below the first vehicle speed and below a second vehicle speed;
The automatic driving method according to claim 8.
前記作業車両が走行する経路に関する経路情報と、前記作業車両の作業に関する作業情報と、前記作業車両の走行モードに関する走行モード情報との少なくともいずれかに基づいて、前記方位角の推定処理を実行するか否かを判定する、
請求項1又は8に記載の自動走行方法。
Executing the azimuth estimation process based on at least one of route information regarding a route traveled by the work vehicle, work information regarding work performed by the work vehicle, and travel mode information regarding a travel mode of the work vehicle. determine whether or not
The automatic driving method according to claim 1 or 8.
作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得する取得処理部と、
前記作業車両の車速に基づいて、前記取得処理部により取得される前記計測方位角に対応する重みを調整し、重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定する推定処理部と、
前記推定処理部により推定される前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させる走行処理部と、
を備える自動走行システム。
an acquisition processing unit that acquires the measured azimuth measured by the measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
Based on the vehicle speed of the work vehicle, a weight corresponding to the measurement azimuth acquired by the acquisition processing unit is adjusted, and the measurement azimuth with the adjusted weight, the position information of the work vehicle, and the work an estimation processing unit that estimates an azimuth corresponding to the current posture of the work vehicle based on the angular velocity information of the vehicle;
a travel processing unit that automatically travels the work vehicle based on the azimuth estimated by the estimation processing unit;
An automated driving system equipped with
作業車両の方位角を計測する計測部により計測された計測方位角を取得することと、
前記作業車両の車速に基づいて、前記計測方位角に対応する重みを調整することと、
前記車速に応じて重みが調整された前記計測方位角と、前記作業車両の位置情報と、前記作業車両の角速度情報とに基づいて、前記作業車両の現在の姿勢に対応する方位角を推定することと、
推定された前記方位角に基づいて、前記作業車両を自動走行させることと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自動走行プログラム。
Obtaining the measured azimuth measured by a measurement unit that measures the azimuth of the work vehicle;
adjusting a weight corresponding to the measured azimuth based on the vehicle speed of the work vehicle;
An azimuth corresponding to the current posture of the work vehicle is estimated based on the measured azimuth whose weight is adjusted according to the vehicle speed, position information of the work vehicle, and angular velocity information of the work vehicle. And,
Automatically driving the work vehicle based on the estimated azimuth;
An automatic driving program that causes one or more processors to execute.
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