JP2023183840A - Route generation system and route generation method for automatic traveling of agricultural machine - Google Patents

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Keigo Komaru
峻史 西山
Takashi Nishiyama
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Abstract

To avoid collision between an implement of a work vehicle and an oncoming vehicle.SOLUTION: A travel control system is a system that controls automatic traveling of an agricultural work vehicle to which an implement can be mounted. The travel control system includes a control device that causes the work vehicle to perform collision avoidance traveling in which, when the work vehicle passes an oncoming vehicle in a road outside a field in a state where an implement having a width larger than the work vehicle is mounted in the work vehicle, a front part of the work vehicle comes close to the center side of the road and a rear part of the work vehicle comes close to an end side of the road, so that the work vehicle passes the oncoming vehicle while avoiding collision between the implement and the oncoming vehicle.SELECTED DRAWING: Figure 10C

Description

本開示は、農業機械の自動走行のための経路生成システムおよび経路生成方法に関する。 The present disclosure relates to a route generation system and route generation method for automatic travel of agricultural machinery.

圃場で使用される農業機械の自動化に向けた研究開発が進められている。例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)などの測位システムを利用して圃場内を自動で走行するトラクタ、コンバイン、および田植機などの作業車両が実用化されている。圃場内だけでなく、圃場外でも自動で走行する作業車両の研究開発も進められている。 Research and development is underway toward automating agricultural machinery used in fields. For example, work vehicles such as tractors, combines, and rice transplanters that automatically travel within fields using positioning systems such as GNSS (Global Navigation Satellite System) have been put into practical use. Research and development is also progressing on work vehicles that can drive automatically not only in the field, but also outside the field.

特許文献1および2は、道路を挟んで互いに離れた二つの圃場間で無人の作業車両を自動走行させるシステムの例を開示している。 Patent Documents 1 and 2 disclose examples of systems for automatically driving an unmanned work vehicle between two fields separated from each other across a road.

特開2021-073602号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-073602 特開2021-029218号公報JP2021-029218A

トラクタ等の作業車両は、後部または前部にインプルメント(作業機)を装着した状態で農作業を行う。インプルメントの中には、作業車両よりも広い幅を有するものがある。そのような幅広のインプルメントを装着した状態で作業車両が圃場外の道(例えば農道または一般道)を自動走行する場合、インプルメントと対向車との衝突を回避することが難しい。 A work vehicle such as a tractor performs agricultural work with an implement (work machine) attached to the rear or front part. Some implements have a width that is wider than the work vehicle. When a work vehicle equipped with such a wide implement automatically travels on a road outside the field (for example, a farm road or a general road), it is difficult to avoid a collision between the implement and an oncoming vehicle.

本開示は、作業車両のインプルメントと対向車との衝突を回避するための技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for avoiding a collision between an implement of a work vehicle and an oncoming vehicle.

本開示の例示的な実施形態による走行制御システムは、インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御するシステムである。前記走行制御システムは、前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態にして、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させる制御装置を備える。 A travel control system according to an exemplary embodiment of the present disclosure is a system that controls automatic travel of an agricultural work vehicle that can be equipped with an implement. The travel control system is configured such that when the work vehicle passes an oncoming vehicle on a road outside the field with an implement wider than the work vehicle mounted on the rear part, the front part of the work vehicle is mounted on the road. a control device that causes the work vehicle to perform collision avoidance driving in which the implement and the oncoming vehicle pass each other while avoiding a collision with the implement and the oncoming vehicle, with the rear part of the work vehicle moving toward the center side of the road; Be prepared.

本開示の例示的な他の実施形態による走行制御方法は、インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御する方法である。前記走行制御方法は、前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させることを含む。前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させることは、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態で、前記作業車両が前記対向車とすれ違うように前記作業車両を制御することを含む。 A travel control method according to another exemplary embodiment of the present disclosure is a method for controlling automatic travel of an agricultural work vehicle that can be equipped with an implement. The traveling control method is configured to prevent a collision between the implement and the oncoming vehicle when the working vehicle passes an oncoming vehicle on a road outside the field with an implement wider than the working vehicle attached to the rear. The method includes causing the work vehicle to perform collision avoidance driving in which the work vehicle passes each other while avoiding the collision. Making the work vehicle execute the collision avoidance driving means that the work vehicle is caused to perform the collision avoidance driving while the front part of the work vehicle is near the center of the road and the rear part of the work vehicle is near the edge of the road. The method includes controlling the work vehicle so as to pass an oncoming vehicle.

本開示の包括的または具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、もしくはコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体、またはこれらの任意の組み合わせによって実現され得る。コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は、揮発性の記憶媒体を含んでいてもよいし、不揮発性の記憶媒体を含んでいてもよい。装置は、複数の装置で構成されていてもよい。装置が二つ以上の装置で構成される場合、当該二つ以上の装置は、一つの機器内に配置されてもよいし、分離した二つ以上の機器内に分かれて配置されていてもよい。 The general or specific aspects of the disclosure may be implemented by an apparatus, system, method, integrated circuit, computer program, or computer-readable non-transitory storage medium, or any combination thereof. Computer-readable storage media may include volatile storage media or non-volatile storage media. The device may be composed of multiple devices. When a device is composed of two or more devices, the two or more devices may be placed within a single device, or may be separated into two or more separate devices. .

本開示の実施形態によれば、作業車両のインプルメントと対向車との衝突を回避することができる。 According to the embodiment of the present disclosure, it is possible to avoid a collision between an implement of a work vehicle and an oncoming vehicle.

本開示の例示的な実施形態による農業管理システムの概要を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 作業車両、および作業車両に連結されたインプルメントの例を模式的に示す側面図である。FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a work vehicle and an implement connected to the work vehicle. 作業車両およびインプルメントの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a work vehicle and an implement. RTK-GNSSによる測位を行う作業車両の例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a work vehicle that performs positioning using RTK-GNSS. キャビンの内部に設けられる操作端末および操作スイッチ群の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation terminal and a group of operation switches provided inside the cabin. 圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両の例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a work vehicle that automatically travels along a target route in a field. 制御装置によって実行される自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of steering control at the time of automatic driving performed by a control device. 目標経路に沿って走行する作業車両の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a work vehicle traveling along a target route. 目標経路から右にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a work vehicle in a position shifted to the right from a target route. 目標経路から左にシフトした位置にある作業車両の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a work vehicle in a position shifted to the left from a target route. 目標経路に対して傾斜した方向を向いている作業車両の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a work vehicle facing in a direction inclined with respect to a target route. 複数の作業車両が圃場の内部および圃場の外側の道を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles are automatically traveling on roads inside and outside a field. 圃場の外側の道に沿って作業車両が自動走行を行っているときに、作業車両の前方に対向車が存在する状況の例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a situation where an oncoming vehicle exists in front of the working vehicle when the working vehicle is automatically traveling along a road outside a field. 2つのインプルメントが衝突する状況の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a situation where two implements collide. 衝突回避走行を行っている作業車両の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a work vehicle performing collision avoidance driving. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第1の図である。FIG. 2 is a first diagram for explaining an example of changes in the positions and orientations of each vehicle when both a work vehicle and an oncoming vehicle perform collision avoidance driving. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第2の図である。FIG. 7 is a second diagram for explaining an example of changes in the position and direction of each vehicle when both the work vehicle and the oncoming vehicle perform collision avoidance driving. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第3の図である。FIG. 7 is a third diagram for explaining an example of changes in the position and direction of each vehicle when both the work vehicle and the oncoming vehicle perform collision avoidance travel. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第4の図である。FIG. 14 is a fourth diagram for explaining an example of changes in the positions and orientations of each vehicle when both the work vehicle and the oncoming vehicle perform collision avoidance travel. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第5の図である。FIG. 12 is a fifth diagram for explaining an example of changes in the positions and orientations of each vehicle when both the work vehicle and the oncoming vehicle perform collision avoidance driving; FIG. 作業車両と対向車とがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を説明するための第6の図である。FIG. 12 is a sixth diagram for explaining an example of changes in the positions and orientations of each vehicle when both the work vehicle and the oncoming vehicle perform collision avoidance travel. 衝突回避走行の制御方法の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling collision avoidance driving. 道、作業車両、およびインプルメントのそれぞれの幅を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the respective widths of a road, a work vehicle, and an implement. 衝突回避走行の経路が満たすべき条件を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining conditions that should be satisfied by a collision avoidance driving route. 衝突回避走行の経路が満たすべき条件を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining conditions that should be satisfied by a collision avoidance driving route.

(用語の定義)
本開示において「作業車両」は、作業地で作業を行うために使用される車両を意味する。「作業地」は、例えば圃場、山林、または建設現場等の、作業が行われる任意の場所である。「圃場」は、例えば果樹園、畑、水田、穀物農場、または牧草地等の、農作業が行われる任意の場所である。作業車両は、例えばトラクタ、田植機、コンバイン、乗用管理機、もしくは乗用草刈機などの農業機械、または、建設作業車もしくは除雪車などの、農業以外の用途で使用される車両であり得る。本開示における作業車両は、後部または前部に、作業内容に応じたインプルメント(「作業機」または「作業装置」とも呼ばれる。)を装着することができる。作業車両が作業を行いながら走行することを「作業走行」と称することがある。
(Definition of terms)
In the present disclosure, "work vehicle" means a vehicle used to perform work at a work site. A "work site" is any place where work is performed, such as a field, a forest, or a construction site. A "field" is any place where agricultural operations are carried out, such as an orchard, a field, a rice field, a grain farm, or a pasture. The work vehicle may be an agricultural machine such as a tractor, a rice transplanter, a combine harvester, a riding management machine, or a riding mower, or a vehicle used for purposes other than agriculture, such as a construction work vehicle or a snowplow. The work vehicle according to the present disclosure can be equipped with an implement (also referred to as a "work machine" or "work device") depending on the work content, at the rear or front part. The movement of a work vehicle while performing work is sometimes referred to as "work travel."

「農業機械」は、農業用途で使用される機械を意味する。農業機械の例は、トラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、および農業用移動ロボットを含む。トラクタのような作業車両が単独で「農業機械」として機能する場合だけでなく、作業車両に装着または牽引されるインプルメントと作業車両の全体が一つの「農業機械」として機能する場合がある。農業機械は、圃場内の地面に対して、耕耘、播種、防除、施肥、作物の植え付け、または収穫などの農作業を行う。 "Agricultural machinery" means machinery used in agricultural applications. Examples of agricultural machinery include tractors, harvesters, rice transplanters, riding management machines, vegetable transplanters, mowers, seeders, fertilizer spreaders, and agricultural mobile robots. Not only does a working vehicle such as a tractor function as an "agricultural machine" alone, but also an implement attached to or towed by the working vehicle and the entire working vehicle may function as a single "agricultural machine." Agricultural machines perform agricultural work such as plowing, sowing, pest control, fertilization, planting crops, or harvesting on the ground within a field.

「自動運転」は、運転者による手動操作によらず、制御装置の働きによって車両の走行を制御することを意味する。自動運転中、車両の走行だけでなく、作業の動作(例えばインプルメントの動作)も自動で制御されてもよい。自動運転によって車両が走行することを「自動走行」と称する。制御装置は、車両の走行に必要な操舵、走行速度の調整、走行の開始および停止の少なくとも一つを制御し得る。インプルメントが装着された作業車両を制御する場合、制御装置は、インプルメントの昇降、インプルメントの動作の開始および停止などの動作を制御してもよい。自動運転による走行には、車両が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれ得る。自動運転を行う車両は、部分的にユーザの指示に基づいて走行してもよい。また、自動運転を行う車両は、自動運転モードに加えて、運転者の手動操作によって走行する手動運転モードで動作してもよい。手動によらず、制御装置の働きによって車両の操舵を行うことを「自動操舵」と称する。制御装置の一部または全部が車両の外部にあってもよい。車両の外部にある制御装置と車両との間では、制御信号、コマンド、またはデータなどの通信が行われ得る。自動運転を行う車両は、人がその車両の走行の制御に関与することなく、周囲の環境をセンシングしながら自律的に走行してもよい。自律的な走行が可能な車両は、無人で走行することができる。自律走行中に、障害物の検出および障害物の回避動作が行われ得る。 "Automatic driving" means controlling the running of a vehicle by the function of a control device without manual operation by a driver. During automatic driving, not only the movement of the vehicle but also the operation of the work (for example, the operation of the implement) may be automatically controlled. When a vehicle runs automatically, it is called "automated driving." The control device can control at least one of steering necessary for running the vehicle, adjustment of running speed, starting and stopping of running. When controlling a work vehicle equipped with an implement, the control device may control operations such as raising and lowering the implement, starting and stopping the operation of the implement, and the like. Driving by automatic driving may include not only driving a vehicle along a predetermined route toward a destination, but also driving the vehicle to follow a tracking target. A vehicle that performs automatic driving may run partially based on instructions from a user. Furthermore, in addition to the automatic driving mode, a vehicle that performs automatic driving may operate in a manual driving mode in which the vehicle travels by manual operation by the driver. ``Automatic steering'' refers to steering a vehicle not manually but by the action of a control device. Part or all of the control device may be external to the vehicle. Communication such as control signals, commands, or data may occur between a control device external to the vehicle and the vehicle. A self-driving vehicle may run autonomously while sensing the surrounding environment without any human involvement in controlling the vehicle's driving. Vehicles that are capable of autonomous driving can run unmanned. Obstacle detection and obstacle avoidance operations may be performed during autonomous driving.

「環境地図」は、作業車両が走行する環境に存在する物の位置または領域を所定の座標系によって表現したデータである。環境地図を規定する座標系の例は、地球に対して固定された地理座標系などのワールド座標系だけでなく、オドメトリ情報に基づくポーズを表示するオドメトリ座標系などを含む。環境地図は、環境に存在する物について、位置以外の情報(例えば、属性情報その他の情報)を含んでいてもよい。環境地図は、点群地図または格子地図など、さまざまな形式の地図を含む。 The "environmental map" is data that expresses the positions or areas of objects existing in the environment in which the work vehicle travels using a predetermined coordinate system. Examples of coordinate systems that define an environmental map include not only a world coordinate system such as a geographic coordinate system fixed relative to the earth, but also an odometry coordinate system that displays a pose based on odometry information. The environmental map may include information other than location (for example, attribute information and other information) about objects existing in the environment. Environmental maps include maps in various formats, such as point cloud maps or grid maps.

「農道」は、主に農業目的で利用される道を意味する。農道は、アスファルトで舗装された道に限らず、土または砂利等で覆われた未舗装の道も含む。農道は、車両型の農業機械(例えばトラクタ等の作業車両)のみが専ら通行可能な道(私道を含む)と、一般の車両(乗用車、トラック、バス等)も通行可能な道路とを含む。作業車両は、農道に加えて一般道を自動で走行してもよい。一般道は、一般の車両の交通のために整備された道路である。 "Rural road" means a road primarily used for agricultural purposes. A farm road is not limited to a road paved with asphalt, but also includes an unpaved road covered with dirt or gravel. Farm roads include roads (including private roads) that are exclusively traversable by vehicle-type agricultural machinery (for example, work vehicles such as tractors), and roads that are also traversable by general vehicles (passenger cars, trucks, buses, etc.). The work vehicle may automatically travel on general roads in addition to farm roads. A general road is a road maintained for general vehicle traffic.

(実施形態)
以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略することがある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明および実質的に同一の構成に関する重複する説明を省略することがある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似の機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付している。
(Embodiment)
Embodiments of the present disclosure will be described below. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters and redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art. The inventors have provided the accompanying drawings and the following description to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter recited in the claims. do not have. In the following description, components having the same or similar functions are given the same reference numerals.

以下の実施形態は例示であり、本開示の技術は以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、ステップの順序、表示画面のレイアウトなどは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。 The following embodiments are illustrative, and the technology of the present disclosure is not limited to the following embodiments. For example, the numerical values, shapes, materials, steps, order of steps, layout of display screens, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and various modifications can be made as long as there is no technical contradiction. Moreover, it is possible to combine one aspect with another aspect as long as there is no technical contradiction.

以下、作業車両の一例であるトラクタに本開示の技術を適用した実施形態を説明する。本開示の技術は、トラクタに限らず、インプルメントを装着可能な他の種類の作業車両にも適用することができる。 An embodiment in which the technology of the present disclosure is applied to a tractor, which is an example of a work vehicle, will be described below. The technology of the present disclosure can be applied not only to tractors but also to other types of work vehicles that can be equipped with implements.

図1は、本開示の例示的な実施形態による農業管理システムの概要を説明するための図である。図1に示す農業管理システムは、作業車両100と、端末装置400と、管理装置600とを備える。端末装置400は、作業車両100を遠隔で監視するユーザが使用するコンピュータである。管理装置600は、農業管理システムを運営する事業者が管理するコンピュータである。作業車両100、端末装置400、および管理装置600は、ネットワーク80を介して互いに通信することができる。図1には1台の作業車両100が例示されているが、農業管理システムは、複数の作業車両またはその他の農業機械を含んでいてもよい。 FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an agricultural management system according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The agricultural management system shown in FIG. 1 includes a work vehicle 100, a terminal device 400, and a management device 600. Terminal device 400 is a computer used by a user who remotely monitors work vehicle 100. The management device 600 is a computer managed by a business operator that operates an agricultural management system. Work vehicle 100, terminal device 400, and management device 600 can communicate with each other via network 80. Although one work vehicle 100 is illustrated in FIG. 1, the agricultural management system may include a plurality of work vehicles or other agricultural machines.

本実施形態における作業車両100はトラクタである。作業車両100は、後部および前部の一方または両方にインプルメントを装着することができる。作業車両100は、インプルメントの種類に応じた農作業を行いながら圃場内を走行することができる。作業車両100は、インプルメントを装着しない状態で圃場内または圃場外を走行してもよい。 Work vehicle 100 in this embodiment is a tractor. Work vehicle 100 can be equipped with an implement on one or both of the rear and front parts. The work vehicle 100 can travel within a field while performing agricultural work depending on the type of implement. The work vehicle 100 may run inside or outside the field without any implements attached thereto.

作業車両100は、自動運転機能を備える。すなわち、作業車両100は、手動によらず、制御装置の働きによって走行することができる。本実施形態における制御装置は、作業車両100の内部に設けられ、作業車両100の速度および操舵の両方を制御することができる。作業車両100は、圃場内に限らず、圃場外(例えば道路)を自動走行することもできる。 Work vehicle 100 is equipped with an automatic driving function. In other words, the work vehicle 100 can be driven not manually but by the action of the control device. The control device in this embodiment is provided inside the work vehicle 100 and can control both the speed and steering of the work vehicle 100. The work vehicle 100 can automatically travel not only inside the field but also outside the field (for example, on a road).

作業車両100は、GNSS受信機およびLiDARセンサなどの、測位あるいは自己位置推定のために利用される装置を備える。作業車両100の制御装置は、作業車両100の位置と、目標経路の情報とに基づいて、作業車両100を自動で走行させる。制御装置は、作業車両100の走行制御に加えて、インプルメントの動作の制御も行う。これにより、作業車両100は、圃場内を自動で走行しながらインプルメントを用いて農作業を実行することができる。さらに、作業車両100は、圃場外の道(例えば、農道または一般道)を目標経路に沿って自動で走行することができる。作業車両100は、圃場外の道に沿って自動走行を行うとき、カメラまたはLiDARセンサなどのセンシング装置から出力されるデータに基づいて、障害物を回避可能な局所的経路を目標経路(以下、「大域的経路」とも称する。)に沿って生成しながら走行する。作業車両100は、圃場内においては、上記と同様に局所的経路を生成しながら走行してもよいし、局所的経路を生成せずに目標経路に沿って走行し、障害物が検出された場合に停止する、という動作を行ってもよい。 The work vehicle 100 includes devices used for positioning or self-position estimation, such as a GNSS receiver and a LiDAR sensor. The control device of the work vehicle 100 automatically causes the work vehicle 100 to travel based on the position of the work vehicle 100 and information on the target route. In addition to controlling the travel of the work vehicle 100, the control device also controls the operation of the implement. Thereby, the work vehicle 100 can perform agricultural work using the implement while automatically traveling within the field. Further, the work vehicle 100 can automatically travel along a target route on a road outside the field (for example, a farm road or a general road). When the work vehicle 100 automatically travels along a road outside the field, it creates a local route that can avoid obstacles based on data output from a sensing device such as a camera or a LiDAR sensor. (also referred to as a "global route"). In the field, the work vehicle 100 may travel while generating a local route as described above, or may travel along the target route without generating a local route, and when an obstacle is detected. You may also perform an operation of stopping if there is a problem.

管理装置600は、作業車両100による農作業を管理するコンピュータである。管理装置600は、例えば圃場に関する情報をクラウド上で一元管理し、クラウド上のデータを活用して農業を支援するサーバコンピュータであり得る。管理装置600は、例えば、作業車両100の作業計画を作成し、その作業計画に従って、作業車両100の目標経路を生成してもよい。管理装置600は、作業計画によらず、ユーザが端末装置400を操作して指定した経路または経由地点を示す情報に基づいて目標経路を生成してもよい。管理装置600は、さらに、作業車両100または他の移動体がLiDARセンサなどのセンシング装置を用いて収集したデータに基づいて、環境地図の生成および編集を行ってもよい。管理装置600は、生成した作業計画、目標経路、および環境地図のデータを作業車両100に送信する。作業車両100は、それらのデータに基づいて、移動および農作業を自動で行う。 The management device 600 is a computer that manages agricultural work performed by the work vehicle 100. The management device 600 may be, for example, a server computer that centrally manages information regarding fields on the cloud and supports agriculture by utilizing data on the cloud. For example, management device 600 may create a work plan for work vehicle 100 and generate a target route for work vehicle 100 according to the work plan. The management device 600 may generate the target route based on information indicating a route or a waypoint specified by the user by operating the terminal device 400, regardless of the work plan. The management device 600 may further generate and edit an environmental map based on data collected by the work vehicle 100 or other moving body using a sensing device such as a LiDAR sensor. The management device 600 transmits the generated work plan, target route, and environmental map data to the work vehicle 100. The work vehicle 100 automatically performs movement and agricultural work based on the data.

端末装置400は、作業車両100から離れた場所にいるユーザが使用するコンピュータである。図1に示す端末装置400はラップトップコンピュータであるが、これに限定されない。端末装置400は、デスクトップPC(personal computer)などの据え置き型のコンピュータであってもよいし、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのモバイル端末でもよい。端末装置400は、作業車両100を遠隔監視したり、作業車両100を遠隔操作したりするために用いられ得る。例えば、端末装置400は、作業車両100が備える1台以上のカメラ(撮像装置)が撮影した映像をディスプレイに表示させることができる。ユーザは、その映像を見て、作業車両100の周囲の状況を確認し、作業車両100に停止または発進の指示を送ることができる。 Terminal device 400 is a computer used by a user located away from work vehicle 100. Although the terminal device 400 shown in FIG. 1 is a laptop computer, it is not limited to this. The terminal device 400 may be a stationary computer such as a desktop PC (personal computer), or may be a mobile terminal such as a smartphone or a tablet computer. Terminal device 400 can be used to remotely monitor work vehicle 100 or remotely control work vehicle 100. For example, the terminal device 400 can display images captured by one or more cameras (imaging devices) included in the work vehicle 100 on a display. The user can view the video, check the situation around the work vehicle 100, and send an instruction to the work vehicle 100 to stop or start.

以下、本実施形態におけるシステムの構成および動作をより詳細に説明する。 The configuration and operation of the system in this embodiment will be described in more detail below.

[1.構成]
図2は、作業車両100、および作業車両100に連結されたインプルメント300の例を模式的に示す側面図である。本実施形態における作業車両100は、手動運転モードと自動運転モードの両方で動作することができる。自動運転モードにおいて、作業車両100は無人で走行することができる。作業車両100は、圃場内と圃場外の両方で自動運転が可能である。
[1. composition]
FIG. 2 is a side view schematically showing an example of the work vehicle 100 and the implement 300 connected to the work vehicle 100. Work vehicle 100 in this embodiment can operate in both manual driving mode and automatic driving mode. In the automatic driving mode, the work vehicle 100 can run unmanned. The work vehicle 100 is capable of automatic operation both inside and outside the field.

図2に示すように、作業車両100は、車体101と、原動機(エンジン)102と、変速装置(トランスミッション)103とを備える。車体101には、タイヤ付き車輪104と、キャビン105とが設けられている。車輪104は、一対の前輪104Fと一対の後輪104Rとを含む。キャビン105の内部に運転席107、操舵装置106、操作端末200、および操作のためのスイッチ群が設けられている。作業車両100が圃場内で作業走行を行うとき、前輪104Fおよび後輪104Rの一方または両方は、タイヤ付き車輪ではなく無限軌道(track)を装着した複数の車輪(クローラ)に置き換えられてもよい。 As shown in FIG. 2, the work vehicle 100 includes a vehicle body 101, a prime mover (engine) 102, and a transmission 103. The vehicle body 101 is provided with wheels 104 with tires and a cabin 105. The wheels 104 include a pair of front wheels 104F and a pair of rear wheels 104R. A driver's seat 107, a steering device 106, an operation terminal 200, and a group of switches for operation are provided inside the cabin 105. When the work vehicle 100 performs work travel in a field, one or both of the front wheels 104F and the rear wheels 104R may be replaced with a plurality of wheels (crawlers) equipped with tracks instead of wheels with tires. .

作業車両100は、作業車両100の周囲をセンシングする複数のセンシング装置を備える。図2の例では、センシング装置は、複数のカメラ120と、LiDARセンサ140と、複数の障害物センサ130とを含む。 Work vehicle 100 includes a plurality of sensing devices that sense the surroundings of work vehicle 100. In the example of FIG. 2, the sensing device includes multiple cameras 120, LiDAR sensors 140, and multiple obstacle sensors 130.

カメラ120は、例えば作業車両100の前後左右に設けられ得る。カメラ120は、作業車両100の周囲の環境を撮影し、画像データを生成する。カメラ120が取得した画像は、遠隔監視を行うための端末装置400に送信され得る。当該画像は、無人運転時に作業車両100を監視するために用いられ得る。カメラ120は、作業車両100が圃場外の道(農道または一般道)を走行するときに、周辺の地物もしくは障害物、白線、標識、または表示などを認識するための画像を生成する用途でも使用され得る。 Cameras 120 may be provided, for example, on the front, rear, left and right sides of work vehicle 100. Camera 120 photographs the environment around work vehicle 100 and generates image data. Images acquired by camera 120 may be transmitted to terminal device 400 for remote monitoring. The image may be used to monitor work vehicle 100 during unmanned operation. The camera 120 is also used to generate images for recognizing surrounding features, obstacles, white lines, signs, signs, etc. when the work vehicle 100 travels on a road outside the field (farm road or general road). can be used.

図2の例におけるLiDARセンサ140は、車体101の前面下部に配置されている。LiDARセンサ140は、他の位置に設けられていてもよい。LiDARセンサ140は、作業車両100が主に圃場外を走行している間、周囲の環境に存在する物体の各計測点までの距離および方向、または各計測点の2次元もしくは3次元の座標値を示すセンサデータを繰り返し出力する。LiDARセンサ140から出力されたセンサデータは、作業車両100の制御装置によって処理される。制御装置は、センサデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両100の自己位置推定を行うことができる。制御装置は、さらに、センサデータに基づいて、作業車両100の周辺に存在する障害物などの物体を検出し、作業車両100が実際に進むべき局所的経路を、大域的経路に沿って生成することができる。制御装置は、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)などのアルゴリズムを利用して、環境地図を生成または編集することもできる。作業車両100は、異なる位置に異なる向きで配置された複数のLiDARセンサを備えていてもよい。 The LiDAR sensor 140 in the example of FIG. 2 is arranged at the lower front of the vehicle body 101. LiDAR sensor 140 may be provided at other locations. While the work vehicle 100 is mainly traveling outside the field, the LiDAR sensor 140 measures the distance and direction of objects in the surrounding environment to each measurement point, or the two-dimensional or three-dimensional coordinate values of each measurement point. Repeatedly outputs sensor data indicating . Sensor data output from LiDAR sensor 140 is processed by the control device of work vehicle 100. The control device can estimate the self-position of the work vehicle 100 by matching the sensor data with the environmental map. The control device further detects objects such as obstacles existing around the work vehicle 100 based on the sensor data, and generates a local route that the work vehicle 100 should actually follow along the global route. be able to. The control device can also generate or edit the environmental map using an algorithm such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Work vehicle 100 may include a plurality of LiDAR sensors arranged at different positions and in different orientations.

図2に示す複数の障害物センサ130は、キャビン105の前部および後部に設けられている。障害物センサ130は、他の部位にも配置され得る。例えば、車体101の側部、前部、および後部の任意の位置に、一つまたは複数の障害物センサ130が設けられ得る。障害物センサ130は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ130は、自動走行時に周囲の障害物を検出して作業車両100を停止したり迂回したりするために用いられる。LiDARセンサ140が障害物センサ130の一つとして利用されてもよい。 A plurality of obstacle sensors 130 shown in FIG. 2 are provided at the front and rear of the cabin 105. Obstacle sensor 130 may also be placed at other locations. For example, one or more obstacle sensors 130 may be provided at arbitrary positions on the side, front, and rear of the vehicle body 101. Obstacle sensor 130 may include, for example, a laser scanner or an ultrasonic sonar. Obstacle sensor 130 is used to detect surrounding obstacles during automatic driving and to stop work vehicle 100 or take a detour. LiDAR sensor 140 may be used as one of the obstacle sensors 130.

作業車両100は、さらに、GNSSユニット110を備える。GNSSユニット110は、GNSS受信機を含む。GNSS受信機は、GNSS衛星からの信号を受信するアンテナと、アンテナが受信した信号に基づいて作業車両100の位置を計算するプロセッサとを備え得る。GNSSユニット110は、複数のGNSS衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいて測位を行う。GNSSは、GPS(Global Positioning System)、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System、例えばみちびき)、GLONASS、Galileo、およびBeiDouなどの衛星測位システムの総称である。本実施形態におけるGNSSユニット110は、キャビン105の上部に設けられているが、他の位置に設けられていてもよい。 Work vehicle 100 further includes a GNSS unit 110. GNSS unit 110 includes a GNSS receiver. The GNSS receiver may include an antenna that receives signals from GNSS satellites and a processor that calculates the position of work vehicle 100 based on the signals received by the antenna. The GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from a plurality of GNSS satellites, and performs positioning based on the satellite signals. GNSS is a general term for satellite positioning systems such as GPS (Global Positioning System), QZSS (Quasi-Zenith Satellite System, eg, Michibiki), GLONASS, Galileo, and BeiDou. Although the GNSS unit 110 in this embodiment is provided in the upper part of the cabin 105, it may be provided in another position.

GNSSユニット110は、慣性計測装置(IMU)を含み得る。IMUからの信号を利用して位置データを補完することができる。IMUは、作業車両100の傾きおよび微小な動きを計測することができる。IMUによって取得されたデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補完することにより、測位の性能を向上させることができる。 GNSS unit 110 may include an inertial measurement unit (IMU). Signals from the IMU can be used to supplement the position data. The IMU can measure the tilt and minute movements of the work vehicle 100. By using data acquired by the IMU to supplement position data based on satellite signals, positioning performance can be improved.

作業車両100の制御装置は、GNSSユニット110による測位結果に加えて、カメラ120またはLiDARセンサ140などのセンシング装置が取得したセンシングデータを測位に利用してもよい。農道、林道、一般道、または果樹園のように、作業車両100が走行する環境内に特徴点として機能する地物が存在する場合、カメラ120またはLiDARセンサ140によって取得されたデータと、予め記憶装置に格納された環境地図とに基づいて、作業車両100の位置および向きを高い精度で推定することができる。カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータを用いて、衛星信号に基づく位置データを補正または補完することで、より高い精度で作業車両100の位置を特定できる。 In addition to the positioning results obtained by the GNSS unit 110, the control device of the work vehicle 100 may use sensing data acquired by a sensing device such as the camera 120 or the LiDAR sensor 140 for positioning. When there is a feature that functions as a feature point in the environment in which the work vehicle 100 travels, such as a farm road, forest road, general road, or orchard, the data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140 and the previously stored The position and orientation of work vehicle 100 can be estimated with high accuracy based on the environmental map stored in the device. By correcting or supplementing the position data based on satellite signals using the data acquired by camera 120 or LiDAR sensor 140, the position of work vehicle 100 can be specified with higher accuracy.

原動機102は、例えばディーゼルエンジンであり得る。ディーゼルエンジンに代えて電動モータが使用されてもよい。変速装置103は、変速によって作業車両100の推進力および移動速度を変化させることができる。変速装置103は、作業車両100の前進と後進とを切り換えることもできる。 Prime mover 102 may be, for example, a diesel engine. An electric motor may be used instead of a diesel engine. Transmission device 103 can change the propulsive force and moving speed of work vehicle 100 by shifting. The transmission 103 can also switch the work vehicle 100 between forward movement and reverse movement.

操舵装置106は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、ステアリングホイールによる操舵を補助するパワーステアリング装置とを含む。前輪104Fは操舵輪であり、その切れ角(「操舵角」とも称する。)を変化させることにより、作業車両100の走行方向を変化させることができる。前輪104Fの操舵角は、ステアリングホイールを操作することによって変化させることができる。パワーステアリング装置は、前輪104Fの操舵角を変化させるための補助力を供給する油圧装置または電動モータを含む。自動操舵が行われるときには、作業車両100内に配置された制御装置からの制御により、油圧装置または電動モータの力によって操舵角が自動で調整される。 Steering device 106 includes a steering wheel, a steering shaft connected to the steering wheel, and a power steering device that assists steering by the steering wheel. The front wheel 104F is a steered wheel, and by changing its turning angle (also referred to as a "steering angle"), the traveling direction of the work vehicle 100 can be changed. The steering angle of the front wheels 104F can be changed by operating the steering wheel. The power steering device includes a hydraulic device or an electric motor that supplies an auxiliary force to change the steering angle of the front wheels 104F. When automatic steering is performed, the steering angle is automatically adjusted by the power of a hydraulic system or an electric motor under control from a control device disposed within work vehicle 100.

車体101の後部には、連結装置108が設けられている。連結装置108は、例えば3点支持装置(「3点リンク」または「3点ヒッチ」とも称する。)、PTO(Power Take Off)軸、ユニバーサルジョイント、および通信ケーブルを含む。連結装置108によってインプルメント300を作業車両100に着脱することができる。連結装置108は、例えば油圧装置によって3点リンクを昇降させ、インプルメント300の位置または姿勢を変化させることができる。また、ユニバーサルジョイントを介して作業車両100からインプルメント300に動力を送ることができる。作業車両100は、インプルメント300を引きながら、インプルメント300に所定の作業を実行させることができる。連結装置は、車体101の前方に設けられていてもよい。その場合、作業車両100の前方にインプルメントを接続することができる。 A coupling device 108 is provided at the rear of the vehicle body 101. The coupling device 108 includes, for example, a three-point support device (also referred to as a "three-point link" or "three-point hitch"), a PTO (Power Take Off) shaft, a universal joint, and a communication cable. The implement 300 can be attached to and detached from the work vehicle 100 by the coupling device 108. The coupling device 108 can change the position or posture of the implement 300 by raising and lowering the three-point link using, for example, a hydraulic device. Further, power can be sent from the work vehicle 100 to the implement 300 via the universal joint. The work vehicle 100 can cause the implement 300 to perform a predetermined work while pulling the implement 300. The coupling device may be provided at the front of the vehicle body 101. In that case, an implement can be connected to the front of the work vehicle 100.

図2に示すインプルメント300は、ロータリ耕耘機であるが、インプルメント300はロータリ耕耘機に限定されない。例えば、シーダ(播種機)、スプレッダ(施肥機)、移植機、モーア(草刈機)、レーキ、ベーラ(集草機)、ハーベスタ(収穫機)、スプレイヤ、またはハローなどの、任意のインプルメントを作業車両100に接続して使用することができる。 Although the implement 300 shown in FIG. 2 is a rotary tiller, the implement 300 is not limited to a rotary tiller. For example, any implement such as a seeder, spreader, transplanter, mower, rake, baler, harvester, sprayer, or harrow. It can be used by connecting to the work vehicle 100.

図2に示す作業車両100は、有人運転が可能であるが、無人運転のみに対応していてもよい。その場合には、キャビン105、操舵装置106、および運転席107などの、有人運転にのみ必要な構成要素は、作業車両100に設けられていなくてもよい。無人の作業車両100は、自律走行、またはユーザによる遠隔操作によって走行することができる。 Although the work vehicle 100 shown in FIG. 2 is capable of manned operation, it may be capable of supporting only unmanned operation. In that case, components necessary only for manned operation, such as the cabin 105, the steering device 106, and the driver's seat 107, may not be provided in the work vehicle 100. The unmanned work vehicle 100 can run autonomously or by remote control by a user.

図3は、作業車両100およびインプルメント300の構成例を示すブロック図である。作業車両100とインプルメント300は、連結装置108に含まれる通信ケーブルを介して互いに通信することができる。作業車両100は、ネットワーク80を介して、端末装置400および管理装置600と通信することができる。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the work vehicle 100 and the implement 300. Work vehicle 100 and implement 300 can communicate with each other via a communication cable included in coupling device 108 . Work vehicle 100 can communicate with terminal device 400 and management device 600 via network 80 .

図3の例における作業車両100は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、および操作端末200に加え、作業車両100の動作状態を検出するセンサ群150、走行制御システム160、通信装置190、操作スイッチ群210、ブザー220、および走行駆動装置240を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。GNSSユニット110は、GNSS受信機111と、RTK受信機112と、慣性計測装置(IMU)115と、処理回路116とを備える。センサ群150は、ステアリングホイールセンサ152と、切れ角センサ154、車軸センサ156とを含む。制御システム160は、記憶装置170と、制御装置180とを備える。制御装置180は、複数の電子制御ユニット(ECU)181から186を備える。インプルメント300は、駆動装置340と、制御装置380と、通信装置390とを備える。なお、図3には、作業車両100による自動運転の動作との関連性が相対的に高い構成要素が示されており、それ以外の構成要素の図示は省略されている。 The work vehicle 100 in the example of FIG. 3 includes a GNSS unit 110, a camera 120, an obstacle sensor 130, a LiDAR sensor 140, and an operation terminal 200, as well as a sensor group 150 that detects the operating state of the work vehicle 100, and a travel control system 160. , a communication device 190, a group of operation switches 210, a buzzer 220, and a travel drive device 240. These components are communicatively connected to each other via a bus. The GNSS unit 110 includes a GNSS receiver 111 , an RTK receiver 112 , an inertial measurement unit (IMU) 115 , and a processing circuit 116 . Sensor group 150 includes a steering wheel sensor 152, a turning angle sensor 154, and an axle sensor 156. Control system 160 includes a storage device 170 and a control device 180. Control device 180 includes a plurality of electronic control units (ECU) 181 to 186. The implement 300 includes a drive device 340, a control device 380, and a communication device 390. Note that FIG. 3 shows components that are relatively highly relevant to the automatic driving operation of the work vehicle 100, and illustration of other components is omitted.

GNSSユニット110におけるGNSS受信機111は、複数のGNSS衛星から送信される衛星信号を受信し、衛星信号に基づいてGNSSデータを生成する。GNSSデータは、例えばNMEA-0183フォーマットなどの所定のフォーマットで生成される。GNSSデータは、例えば、衛星信号が受信されたそれぞれの衛星の識別番号、仰角、方位角、および受信強度を示す値を含み得る。 A GNSS receiver 111 in the GNSS unit 110 receives satellite signals transmitted from a plurality of GNSS satellites, and generates GNSS data based on the satellite signals. GNSS data is generated in a predetermined format, such as NMEA-0183 format. GNSS data may include, for example, values indicating the identification number, elevation, azimuth, and reception strength of each satellite from which the satellite signal was received.

図3に示すGNSSユニット110は、RTK(Real Time Kinematic)-GNSSを利用して作業車両100の測位を行う。図4は、RTK-GNSSによる測位を行う作業車両100の例を示す概念図である。RTK-GNSSによる測位では、複数のGNSS衛星50から送信される衛星信号に加えて、基準局60から送信される補正信号が利用される。基準局60は、作業車両100が作業走行を行う圃場の付近(例えば、作業車両100から10km以内の位置)に設置され得る。基準局60は、複数のGNSS衛星50から受信した衛星信号に基づいて、例えばRTCMフォーマットの補正信号を生成し、GNSSユニット110に送信する。RTK受信機112は、アンテナおよびモデムを含み、基準局60から送信される補正信号を受信する。GNSSユニット110の処理回路116は、補正信号に基づき、GNSS受信機111による測位結果を補正する。RTK-GNSSを用いることにより、例えば誤差数cmの精度で測位を行うことが可能である。緯度、経度、および高度の情報を含む位置情報が、RTK-GNSSによる高精度の測位によって取得される。GNSSユニット110は、例えば1秒間に1回から10回程度の頻度で、作業車両100の位置を計算する。 The GNSS unit 110 shown in FIG. 3 performs positioning of the work vehicle 100 using RTK (Real Time Kinematic)-GNSS. FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a work vehicle 100 that performs positioning using RTK-GNSS. In positioning using RTK-GNSS, in addition to satellite signals transmitted from the plurality of GNSS satellites 50, a correction signal transmitted from the reference station 60 is used. The reference station 60 may be installed near a field where the work vehicle 100 travels for work (for example, within 10 km from the work vehicle 100). The reference station 60 generates, for example, a correction signal in RTCM format based on the satellite signals received from the plurality of GNSS satellites 50, and transmits it to the GNSS unit 110. RTK receiver 112 includes an antenna and a modem, and receives the correction signal transmitted from reference station 60. The processing circuit 116 of the GNSS unit 110 corrects the positioning result by the GNSS receiver 111 based on the correction signal. By using RTK-GNSS, it is possible to perform positioning with an accuracy of a few centimeters, for example. Location information including latitude, longitude, and altitude information is obtained through highly accurate positioning using RTK-GNSS. GNSS unit 110 calculates the position of work vehicle 100 at a frequency of about 1 to 10 times per second, for example.

なお、測位方法はRTK-GNSSに限らず、必要な精度の位置情報が得られる任意の測位方法(干渉測位法または相対測位法など)を用いることができる。例えば、VRS(Virtual Reference Station)またはDGPS(Differential Global Positioning System)を利用した測位を行ってもよい。基準局60から送信される補正信号を用いなくても必要な精度の位置情報が得られる場合は、補正信号を用いずに位置情報を生成してもよい。その場合、GNSSユニット110は、RTK受信機112を備えていなくてもよい。 Note that the positioning method is not limited to RTK-GNSS, and any positioning method (interferometric positioning method, relative positioning method, etc.) that can obtain position information with the necessary accuracy can be used. For example, positioning may be performed using VRS (Virtual Reference Station) or DGPS (Differential Global Positioning System). If positional information with the necessary accuracy can be obtained without using the correction signal transmitted from the reference station 60, the positional information may be generated without using the correction signal. In that case, GNSS unit 110 may not include RTK receiver 112.

RTK-GNSSを利用する場合であっても、基準局60からの補正信号が得られない場所(例えば圃場から遠く離れた道路上)では、RTK受信機112からの信号によらず、他の方法で作業車両100の位置が推定される。例えば、LiDARセンサ140および/またはカメラ120から出力されたデータと、高精度の環境地図とのマッチングによって、作業車両100の位置が推定され得る。 Even when RTK-GNSS is used, in places where the correction signal from the reference station 60 cannot be obtained (for example, on a road far away from the field), other methods are used instead of the signal from the RTK receiver 112. The position of work vehicle 100 is estimated. For example, the position of work vehicle 100 can be estimated by matching data output from LiDAR sensor 140 and/or camera 120 with a high-precision environmental map.

本実施形態におけるGNSSユニット110は、さらにIMU115を備える。IMU115は、3軸加速度センサおよび3軸ジャイロスコープを備え得る。IMU115は、3軸地磁気センサなどの方位センサを備えていてもよい。IMU115は、モーションセンサとして機能し、作業車両100の加速度、速度、変位、および姿勢などの諸量を示す信号を出力することができる。処理回路116は、衛星信号および補正信号に加えて、IMU115から出力された信号に基づいて、作業車両100の位置および向きをより高い精度で推定することができる。IMU115から出力された信号は、衛星信号および補正信号に基づいて計算される位置の補正または補完に用いられ得る。IMU115は、GNSS受信機111よりも高い頻度で信号を出力する。その高頻度の信号を利用して、処理回路116は、作業車両100の位置および向きをより高い頻度(例えば、10Hz以上)で計測することができる。IMU115に代えて、3軸加速度センサおよび3軸ジャイロスコープを別々に設けてもよい。IMU115は、GNSSユニット110とは別の装置として設けられていてもよい。 The GNSS unit 110 in this embodiment further includes an IMU 115. IMU 115 may include a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyroscope. The IMU 115 may include an orientation sensor such as a 3-axis geomagnetic sensor. IMU 115 functions as a motion sensor and can output signals indicating various quantities such as acceleration, speed, displacement, and posture of work vehicle 100. Processing circuit 116 can estimate the position and orientation of work vehicle 100 with higher accuracy based on the signal output from IMU 115 in addition to the satellite signal and correction signal. The signal output from IMU 115 may be used to correct or supplement the position calculated based on the satellite signal and the correction signal. IMU 115 outputs signals more frequently than GNSS receiver 111. Using the high-frequency signal, the processing circuit 116 can measure the position and orientation of the work vehicle 100 at a higher frequency (eg, 10 Hz or more). Instead of the IMU 115, a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyroscope may be provided separately. IMU 115 may be provided as a separate device from GNSS unit 110.

カメラ120は、作業車両100の周囲の環境を撮影する撮像装置である。カメラ120は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などのイメージセンサを備える。カメラ120は、他にも、一つ以上のレンズを含む光学系、および信号処理回路を備え得る。カメラ120は、作業車両100の走行中、作業車両100の周囲の環境を撮影し、画像(例えば動画)のデータを生成する。カメラ120は、例えば、3フレーム/秒(fps: frames per second)以上のフレームレートで動画を撮影することができる。カメラ120によって生成された画像は、例えば遠隔の監視者が端末装置400を用いて作業車両100の周囲の環境を確認するときに利用され得る。カメラ120によって生成された画像は、測位または障害物の検出に利用されてもよい。図2に示すように、複数のカメラ120が作業車両100の異なる位置に設けられていてもよいし、単数のカメラが設けられていてもよい。可視光画像を生成する可視カメラと、赤外線画像を生成する赤外カメラとが別々に設けられていてもよい。可視カメラと赤外カメラの両方が監視用の画像を生成するカメラとして設けられていてもよい。赤外カメラは、夜間において障害物の検出にも用いられ得る。 Camera 120 is an imaging device that photographs the environment around work vehicle 100. The camera 120 includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Camera 120 may also include an optical system including one or more lenses, and signal processing circuitry. Camera 120 photographs the environment around work vehicle 100 while work vehicle 100 is traveling, and generates image (for example, video) data. The camera 120 can shoot moving images at a frame rate of 3 frames per second (fps) or more, for example. The image generated by camera 120 can be used, for example, when a remote monitor uses terminal device 400 to check the environment around work vehicle 100. Images generated by camera 120 may be used for positioning or obstacle detection. As shown in FIG. 2, a plurality of cameras 120 may be provided at different positions on the work vehicle 100, or a single camera may be provided. A visible camera that generates visible light images and an infrared camera that generates infrared images may be provided separately. Both a visible camera and an infrared camera may be provided as cameras that generate images for surveillance. Infrared cameras can also be used to detect obstacles at night.

障害物センサ130は、作業車両100の周囲に存在する物体を検出する。障害物センサ130は、例えばレーザスキャナまたは超音波ソナーを含み得る。障害物センサ130は、障害物センサ130から所定の距離よりも近くに物体が存在する場合に、障害物が存在することを示す信号を出力する。複数の障害物センサ130が作業車両100の異なる位置に設けられていてもよい。例えば、複数のレーザスキャナと、複数の超音波ソナーとが、作業車両100の異なる位置に配置されていてもよい。そのような多くの障害物センサ130を備えることにより、作業車両100の周囲の障害物の監視における死角を減らすことができる。 Obstacle sensor 130 detects objects existing around work vehicle 100. Obstacle sensor 130 may include, for example, a laser scanner or an ultrasonic sonar. Obstacle sensor 130 outputs a signal indicating that an obstacle exists when an object exists closer than a predetermined distance from obstacle sensor 130 . A plurality of obstacle sensors 130 may be provided at different positions of work vehicle 100. For example, multiple laser scanners and multiple ultrasonic sonars may be placed at different positions on work vehicle 100. By providing such a large number of obstacle sensors 130, blind spots in monitoring obstacles around the work vehicle 100 can be reduced.

ステアリングホイールセンサ152は、作業車両100のステアリングホイールの回転角を計測する。切れ角センサ154は、操舵輪である前輪104Fの切れ角を計測する。ステアリングホイールセンサ152および切れ角センサ154による計測値は、制御装置180による操舵制御に利用される。 Steering wheel sensor 152 measures the rotation angle of the steering wheel of work vehicle 100. The turning angle sensor 154 measures the turning angle of the front wheel 104F, which is a steered wheel. Measured values by the steering wheel sensor 152 and turning angle sensor 154 are used for steering control by the control device 180.

車軸センサ156は、車輪104に接続された車軸の回転速度、すなわち単位時間あたりの回転数を計測する。車軸センサ156は、例えば磁気抵抗素子(MR)、ホール素子、または電磁ピックアップを利用したセンサであり得る。車軸センサ156は、例えば、車軸の1分あたりの回転数(単位:rpm)を示す数値を出力する。車軸センサ156は、作業車両100の速度を計測するために使用される。 Axle sensor 156 measures the rotational speed of the axle connected to wheel 104, that is, the number of rotations per unit time. The axle sensor 156 may be a sensor using a magnetoresistive element (MR), a Hall element, or an electromagnetic pickup, for example. The axle sensor 156 outputs, for example, a numerical value indicating the number of revolutions per minute (unit: rpm) of the axle. Axle sensor 156 is used to measure the speed of work vehicle 100.

駆動装置240は、前述の原動機102、変速装置103、操舵装置106、および連結装置108などの、作業車両100の走行およびインプルメント300の駆動に必要な各種の装置を含む。原動機102は、例えばディーゼル機関などの内燃機関を備え得る。駆動装置240は、内燃機関に代えて、あるいは内燃機関とともに、トラクション用の電動モータを備えていてもよい。 Drive device 240 includes various devices necessary for running work vehicle 100 and driving implement 300, such as the aforementioned prime mover 102, transmission 103, steering device 106, and coupling device 108. Prime mover 102 may include, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine. The drive device 240 may include an electric motor for traction instead of or in addition to the internal combustion engine.

ブザー220は、異常を報知するための警告音を発する音声出力装置である。ブザー220は、例えば、自動運転時に、障害物が検出された場合に警告音を発する。ブザー220は、制御装置180によって制御される。 The buzzer 220 is an audio output device that emits a warning sound to notify of an abnormality. For example, the buzzer 220 emits a warning sound when an obstacle is detected during automatic driving. Buzzer 220 is controlled by control device 180.

記憶装置170は、フラッシュメモリまたは磁気ディスクなどの一つ以上の記憶媒体を含む。記憶装置170は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、センサ群150、および制御装置180が生成する各種のデータを記憶する。記憶装置170が記憶するデータには、作業車両100が走行する環境内の地図データ(環境地図)、および自動運転のための大域的経路(目標経路)のデータが含まれ得る。環境地図は、作業車両100が農作業を行う複数の圃場およびその周辺の道の情報を含む。環境地図および目標経路は、管理装置600におけるプロセッサによって生成され得る。なお、本実施形態における制御装置180は、環境地図および目標経路を生成または編集する機能を備えている。制御装置180は、管理装置600から取得した環境地図および目標経路を、作業車両100の走行環境に応じて編集することができる。記憶装置170は、通信装置190が管理装置600から受信した作業計画のデータも記憶する。作業計画は、複数の作業日にわたって作業車両100が実行する複数の農作業に関する情報を含む。作業計画は、例えば、各作業日において作業車両100が実行する各農作業の予定時刻の情報を含む作業スケジュールのデータであり得る。記憶装置170は、制御装置180における各ECUに、後述する各種の動作を実行させるコンピュータプログラムも記憶する。そのようなコンピュータプログラムは、記憶媒体(例えば半導体メモリまたは光ディスク等)または電気通信回線(例えばインターネット)を介して作業車両100に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。 Storage device 170 includes one or more storage media such as flash memory or magnetic disks. The storage device 170 stores various data generated by the GNSS unit 110, camera 120, obstacle sensor 130, LiDAR sensor 140, sensor group 150, and control device 180. The data stored in the storage device 170 may include map data in the environment in which the work vehicle 100 travels (environmental map) and data on a global route (target route) for automatic driving. The environmental map includes information on a plurality of fields where the work vehicle 100 performs agricultural work and roads around the fields. The environmental map and target route may be generated by a processor in management device 600. Note that the control device 180 in this embodiment has a function of generating or editing an environmental map and a target route. Control device 180 can edit the environmental map and target route acquired from management device 600 according to the driving environment of work vehicle 100. The storage device 170 also stores work plan data that the communication device 190 receives from the management device 600. The work plan includes information regarding a plurality of agricultural tasks to be performed by the work vehicle 100 over a plurality of work days. The work plan may be, for example, work schedule data that includes information on scheduled times for each agricultural work to be performed by the work vehicle 100 on each work day. The storage device 170 also stores computer programs that cause each ECU in the control device 180 to execute various operations described below. Such a computer program may be provided to work vehicle 100 via a storage medium (eg, semiconductor memory or optical disk, etc.) or a telecommunications line (eg, the Internet). Such computer programs may be sold as commercial software.

制御装置180は、複数のECUを含む。複数のECUは、例えば、速度制御用のECU181、ステアリング制御用のECU182、インプルメント制御用のECU183、自動運転制御用のECU184、経路生成用のECU185、および地図生成用のECU186を含む。 Control device 180 includes multiple ECUs. The plurality of ECUs include, for example, an ECU 181 for speed control, an ECU 182 for steering control, an ECU 183 for instrument control, an ECU 184 for automatic driving control, an ECU 185 for route generation, and an ECU 186 for map generation.

ECU181は、駆動装置240に含まれる原動機102、変速装置103、およびブレーキを制御することによって作業車両100の速度を制御する。 ECU 181 controls the speed of work vehicle 100 by controlling prime mover 102, transmission 103, and brakes included in drive device 240.

ECU182は、ステアリングホイールセンサ152の計測値に基づいて、操舵装置106に含まれる油圧装置または電動モータを制御することによって作業車両100のステアリングを制御する。 ECU 182 controls the steering of work vehicle 100 by controlling the hydraulic system or electric motor included in steering device 106 based on the measured value of steering wheel sensor 152.

ECU183は、インプルメント300に所望の動作を実行させるために、連結装置108に含まれる3点リンクおよびPTO軸などの動作を制御する。ECU183はまた、インプルメント300の動作を制御する信号を生成し、その信号を通信装置190からインプルメント300に送信する。 ECU 183 controls the operations of the three-point link, PTO shaft, etc. included in coupling device 108 in order to cause implement 300 to perform desired operations. ECU 183 also generates a signal to control the operation of implement 300 and transmits the signal from communication device 190 to implement 300.

ECU184は、GNSSユニット110、カメラ120、障害物センサ130、LiDARセンサ140、およびセンサ群150から出力されたデータに基づいて、自動運転を実現するための演算および制御を行う。例えば、ECU184は、GNSSユニット110、カメラ120、およびLiDARセンサ140の少なくとも1つから出力されたデータに基づいて、作業車両100の位置を特定する。圃場内においては、ECU184は、GNSSユニット110から出力されたデータのみに基づいて作業車両100の位置を決定してもよい。ECU184は、カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータに基づいて作業車両100の位置を推定または補正してもよい。カメラ120またはLiDARセンサ140が取得したデータを利用することにより、測位の精度をさらに高めることができる。また、圃場外においては、ECU184は、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータを利用して作業車両100の位置を推定する。例えば、ECU184は、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータと、環境地図とのマッチングにより、作業車両100の位置を推定してもよい。自動運転中、ECU184は、推定された作業車両100の位置に基づいて、目標経路または局所的経路に沿って作業車両100が走行するために必要な演算を行う。ECU184は、ECU181に速度変更の指令を送り、ECU182に操舵角変更の指令を送る。ECU181は、速度変更の指令に応答して原動機102、変速装置103、またはブレーキを制御することによって作業車両100の速度を変化させる。ECU182は、操舵角変更の指令に応答して操舵装置106を制御することによって操舵角を変化させる。 The ECU 184 performs calculations and controls to realize automatic driving based on data output from the GNSS unit 110, camera 120, obstacle sensor 130, LiDAR sensor 140, and sensor group 150. For example, ECU 184 identifies the position of work vehicle 100 based on data output from at least one of GNSS unit 110, camera 120, and LiDAR sensor 140. In the field, ECU 184 may determine the position of work vehicle 100 based only on data output from GNSS unit 110. ECU 184 may estimate or correct the position of work vehicle 100 based on data acquired by camera 120 or LiDAR sensor 140. By using the data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140, the accuracy of positioning can be further improved. Furthermore, outside the field, ECU 184 estimates the position of work vehicle 100 using data output from LiDAR sensor 140 or camera 120. For example, the ECU 184 may estimate the position of the work vehicle 100 by matching data output from the LiDAR sensor 140 or the camera 120 with an environmental map. During automatic driving, the ECU 184 performs calculations necessary for the work vehicle 100 to travel along the target route or the local route based on the estimated position of the work vehicle 100. The ECU 184 sends a speed change command to the ECU 181 and a steering angle change command to the ECU 182. ECU 181 changes the speed of work vehicle 100 by controlling prime mover 102, transmission 103, or brake in response to a speed change command. The ECU 182 changes the steering angle by controlling the steering device 106 in response to a command to change the steering angle.

ECU185は、作業車両100が目標経路に沿って走行している間、障害物を回避可能な局所的経路を逐次生成する。ECU185は、作業車両100の走行中、カメラ120、障害物センサ130、およびLiDARセンサ140から出力されたデータに基づいて、作業車両100の周囲に存在する障害物を認識する。ECU185は、認識した障害物を回避するように局所的経路を生成する。ECU185は、管理装置600の代わりに目標経路を生成する機能を備えていてもよい。その場合、ECU185は、例えば記憶装置170に格納された作業計画に基づいて作業車両100の移動先を決定し、作業車両100の移動の開始地点から目的地点までの目標経路を決定する。ECU185は、記憶装置170に格納された道路情報を含む環境地図に基づき、例えば最短の時間で移動先に到達できる経路を目標経路として作成することができる。 ECU 185 sequentially generates local routes that can avoid obstacles while work vehicle 100 is traveling along the target route. ECU 185 recognizes obstacles existing around work vehicle 100 based on data output from camera 120, obstacle sensor 130, and LiDAR sensor 140 while work vehicle 100 is traveling. The ECU 185 generates a local route to avoid the recognized obstacle. ECU 185 may have a function of generating a target route instead of management device 600. In that case, the ECU 185 determines the destination of the work vehicle 100 based on the work plan stored in the storage device 170, for example, and determines the target route from the start point of movement of the work vehicle 100 to the destination point. The ECU 185 can create, for example, a route that can reach the travel destination in the shortest time as a target route, based on the environmental map that includes road information stored in the storage device 170.

ECU186は、作業車両100が走行する環境の地図を生成または編集する。本実施形態では、管理装置600などの外部の装置によって生成された環境地図が作業車両100に送信され、記憶装置170に記録されるが、ECU186が代わりに環境地図を生成または編集することもできる。以下、ECU186が環境地図を生成する場合の動作を説明する。環境地図は、LiDARセンサ140から出力されたセンサデータに基づいて生成され得る。環境地図を生成するとき、ECU186は、作業車両100が走行している間にLiDARセンサ140から出力されたセンサデータに基づいて3次元の点群データを逐次生成する。ECU186は、例えばSLAMなどのアルゴリズムを利用して、逐次生成した点群データを繋ぎ合わせることにより、環境地図を生成することができる。このようにして生成された環境地図は、高精度の3次元地図であり、ECU184による自己位置推定に利用され得る。この3次元地図に基づいて、大域的な経路計画に利用される2次元地図が生成され得る。本明細書では、自己位置推定に利用される3次元地図と、経路計画に利用される2次元地図とを、いずれも「環境地図」と称する。 ECU 186 generates or edits a map of the environment in which work vehicle 100 travels. In this embodiment, an environmental map generated by an external device such as the management device 600 is transmitted to the work vehicle 100 and recorded in the storage device 170, but the ECU 186 can also generate or edit the environmental map instead. . The operation when the ECU 186 generates an environmental map will be described below. The environmental map may be generated based on sensor data output from the LiDAR sensor 140. When generating the environmental map, the ECU 186 sequentially generates three-dimensional point cloud data based on sensor data output from the LiDAR sensor 140 while the work vehicle 100 is traveling. The ECU 186 can generate an environmental map by connecting sequentially generated point cloud data using, for example, an algorithm such as SLAM. The environmental map generated in this way is a highly accurate three-dimensional map, and can be used for self-position estimation by the ECU 184. Based on this three-dimensional map, a two-dimensional map used for global route planning can be generated. In this specification, both the three-dimensional map used for self-position estimation and the two-dimensional map used for route planning are referred to as "environmental maps."

これらのECUの働きにより、制御装置180は、自動運転を実現する。自動運転時において、制御装置180は、計測または推定された作業車両100の位置と、目標経路とに基づいて、駆動装置240を制御する。これにより、制御装置180は、作業車両100を目標経路に沿って走行させることができる。 Through the functions of these ECUs, the control device 180 realizes automatic operation. During automatic driving, control device 180 controls drive device 240 based on the measured or estimated position of work vehicle 100 and the target route. Thereby, the control device 180 can cause the work vehicle 100 to travel along the target route.

制御装置180に含まれる複数のECUは、例えばCAN(Controller Area Network)などのビークルバス規格に従って、相互に通信することができる。CANに代えて、車載イーサネット(登録商標)などの、より高速の通信方式が用いられてもよい。図3において、ECU181から186のそれぞれは、個別のブロックとして示されているが、これらのそれぞれの機能が、複数のECUによって実現されていてもよい。ECU181から186の少なくとも一部の機能を統合した車載コンピュータが設けられていてもよい。制御装置180は、ECU181から186以外のECUを備えていてもよく、機能に応じて任意の個数のECUが設けられ得る。各ECUは、一つ以上のプロセッサを含む処理回路を備える。 A plurality of ECUs included in control device 180 can communicate with each other, for example, according to a vehicle bus standard such as CAN (Controller Area Network). Instead of CAN, a faster communication method such as in-vehicle Ethernet (registered trademark) may be used. Although each of the ECUs 181 to 186 is shown as an individual block in FIG. 3, the functions of each of these may be realized by a plurality of ECUs. An on-vehicle computer that integrates at least some of the functions of the ECUs 181 to 186 may be provided. The control device 180 may include ECUs other than the ECUs 181 to 186, and any number of ECUs may be provided depending on the function. Each ECU includes processing circuitry including one or more processors.

通信装置190は、インプルメント300、端末装置400、および管理装置600と通信を行う回路を含む装置である。通信装置190は、例えばISOBUS-TIM等のISOBUS規格に準拠した信号の送受信を、インプルメント300の通信装置390との間で実行する回路を含む。これにより、インプルメント300に所望の動作を実行させたり、インプルメント300から情報を取得したりすることができる。通信装置190は、さらに、ネットワーク80を介した信号の送受信を、端末装置400および管理装置600のそれぞれの通信装置との間で実行するためのアンテナおよび通信回路を含み得る。ネットワーク80は、例えば、3G、4Gもしくは5Gなどのセルラー移動体通信網およびインターネットを含み得る。通信装置190は、作業車両100の近くにいる監視者が使用する携帯端末と通信する機能を備えていてもよい。そのような携帯端末との間では、Wi-Fi(登録商標)、3G、4Gもしくは5Gなどのセルラー移動体通信、またはBluetooth(登録商標)などの、任意の無線通信規格に準拠した通信が行われ得る。 The communication device 190 is a device that includes a circuit that communicates with the implement 300, the terminal device 400, and the management device 600. The communication device 190 includes a circuit that transmits and receives signals compliant with the ISOBUS standard, such as ISOBUS-TIM, to and from the communication device 390 of the implement 300. Thereby, it is possible to cause the implement 300 to perform a desired operation or to obtain information from the implement 300. Communication device 190 may further include an antenna and a communication circuit for transmitting and receiving signals via network 80 with respective communication devices of terminal device 400 and management device 600. Network 80 may include, for example, a cellular mobile communications network such as 3G, 4G or 5G and the Internet. The communication device 190 may have a function of communicating with a mobile terminal used by a supervisor near the work vehicle 100. Communication with such mobile terminals may be conducted in accordance with any wireless communication standard, such as Wi-Fi (registered trademark), cellular mobile communications such as 3G, 4G or 5G, or Bluetooth (registered trademark). I can.

操作端末200は、作業車両100の走行およびインプルメント300の動作に関する操作をユーザが実行するための端末であり、バーチャルターミナル(VT)とも称される。操作端末200は、タッチスクリーンなどの表示装置、および/または一つ以上のボタンを備え得る。表示装置は、例えば液晶または有機発光ダイオード(OLED)などのディスプレイであり得る。ユーザは、操作端末200を操作することにより、例えば自動運転モードのオン/オフの切り替え、環境地図の記録または編集、目標経路の設定、およびインプルメント300のオン/オフの切り替えなどの種々の操作を実行することができる。これらの操作の少なくとも一部は、操作スイッチ群210を操作することによっても実現され得る。操作端末200は、作業車両100から取り外せるように構成されていてもよい。作業車両100から離れた場所にいるユーザが、取り外された操作端末200を操作して作業車両100の動作を制御してもよい。ユーザは、操作端末200の代わりに、端末装置400などの、必要なアプリケーションソフトウェアがインストールされたコンピュータを操作して作業車両100の動作を制御してもよい。 The operation terminal 200 is a terminal for a user to perform operations related to the traveling of the work vehicle 100 and the operation of the implement 300, and is also referred to as a virtual terminal (VT). Operation terminal 200 may include a display device such as a touch screen and/or one or more buttons. The display device may be a display such as a liquid crystal or an organic light emitting diode (OLED), for example. By operating the operating terminal 200, the user can perform various operations such as turning on/off the automatic driving mode, recording or editing an environmental map, setting a target route, and turning the implement 300 on/off. can be executed. At least some of these operations can also be realized by operating the operation switch group 210. The operating terminal 200 may be configured to be detachable from the work vehicle 100. A user located away from work vehicle 100 may operate detached operation terminal 200 to control the operation of work vehicle 100. Instead of the operation terminal 200, the user may control the operation of the work vehicle 100 by operating a computer, such as the terminal device 400, in which necessary application software is installed.

図5は、キャビン105の内部に設けられる操作端末200および操作スイッチ群210の例を示す図である。キャビン105の内部には、ユーザが操作可能な複数のスイッチを含むスイッチ群210が配置されている。操作スイッチ群210は、例えば、主変速または副変速の変速段を選択するためのスイッチ、自動運転モードと手動運転モードとを切り替えるためのスイッチ、前進と後進とを切り替えるためのスイッチ、およびインプルメント300を昇降するためのスイッチ等を含み得る。なお、作業車両100が無人運転のみを行い、有人運転の機能を備えていない場合、作業車両100が操作スイッチ群210を備えている必要はない。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation terminal 200 and the operation switch group 210 provided inside the cabin 105. Inside the cabin 105, a switch group 210 including a plurality of switches that can be operated by a user is arranged. The operation switch group 210 includes, for example, a switch for selecting a main gear or a sub-shift, a switch for switching between an automatic operation mode and a manual operation mode, a switch for switching between forward and reverse, and an implement. It may include a switch for raising and lowering 300, etc. Note that if the work vehicle 100 performs only unmanned operation and does not have the function of manned operation, the work vehicle 100 does not need to include the operation switch group 210.

図3に示すインプルメント300における駆動装置340は、インプルメント300が所定の作業を実行するために必要な動作を行う。駆動装置340は、例えば油圧装置、電気モータ、またはポンプなどの、インプルメント300の用途に応じた装置を含む。制御装置380は、駆動装置340の動作を制御する。制御装置380は、通信装置390を介して作業車両100から送信された信号に応答して、駆動装置340に各種の動作を実行させる。また、インプルメント300の状態に応じた信号を通信装置390から作業車両100に送信することもできる。 The drive device 340 in the implement 300 shown in FIG. 3 performs operations necessary for the implement 300 to perform a predetermined work. The drive device 340 includes a device depending on the use of the implement 300, such as a hydraulic device, an electric motor, or a pump, for example. Control device 380 controls the operation of drive device 340. Control device 380 causes drive device 340 to perform various operations in response to signals transmitted from work vehicle 100 via communication device 390. Further, a signal depending on the state of the implement 300 can be transmitted from the communication device 390 to the work vehicle 100.

[2.動作]
次に、作業車両100の動作を説明する。
[2. motion]
Next, the operation of work vehicle 100 will be explained.

[2-1.自動走行動作]
まず、作業車両100による自動走行の動作の例を説明する。本実施形態における作業車両100は、圃場内および圃場外の両方で自動で走行することができる。圃場内において、作業車両100は、圃場内に設定された目標経路に沿って走行しながら、インプルメント300を駆動して所定の農作業を行う。作業車両100は、圃場内を走行中、障害物センサ130によって障害物が検出された場合、走行を停止し、ブザー220からの警告音の発出、および端末装置400への警告信号の送信などの動作を行う。圃場内において、作業車両100の測位は、主にGNSSユニット110から出力されるデータに基づいて行われる。一方、圃場外において、作業車両100は、圃場外の農道または一般道に設定された目標経路に沿って自動で走行する。作業車両100は、圃場外を走行中、カメラ120またはLiDARセンサ140によって取得されたデータに基づいて局所的経路を生成しながら走行する。圃場外において、作業車両100は、障害物が検出されると、障害物を回避するか、その場で停止する。圃場外においては、GNSSユニット110から出力される測位データに加え、LiDARセンサ140またはカメラ120から出力されるデータに基づいて作業車両100の位置が推定される。
[2-1. Automatic driving operation]
First, an example of automatic driving operation by the work vehicle 100 will be explained. The work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel both inside and outside the field. In the field, the work vehicle 100 drives the implement 300 and performs predetermined agricultural work while traveling along a target route set in the field. When the work vehicle 100 detects an obstacle by the obstacle sensor 130 while traveling in the field, the work vehicle 100 stops traveling, emits a warning sound from the buzzer 220, sends a warning signal to the terminal device 400, etc. perform an action. In the field, positioning of the work vehicle 100 is performed mainly based on data output from the GNSS unit 110. On the other hand, outside the field, the work vehicle 100 automatically travels along a target route set on a farm road or a general road outside the field. While traveling outside the field, the work vehicle 100 travels while generating a local route based on data acquired by the camera 120 or the LiDAR sensor 140. When an obstacle is detected outside the field, the work vehicle 100 either avoids the obstacle or stops on the spot. Outside the field, the position of work vehicle 100 is estimated based on data output from LiDAR sensor 140 or camera 120 in addition to positioning data output from GNSS unit 110.

以下、作業車両100が圃場内を自動走行する場合の動作を説明する。作業車両100が圃場外を自動走行する場合の動作については、後述する。 The operation when the work vehicle 100 automatically travels in a field will be described below. The operation when the work vehicle 100 automatically travels outside the field will be described later.

図6は、圃場内を目標経路に沿って自動で走行する作業車両100の例を模式的に示す図である。この例において、圃場は、作業車両100がインプルメント300を用いて作業を行う作業領域72と、圃場の外周縁付近に位置する枕地74とを含む。地図上で圃場のどの領域が作業領域72または枕地74に該当するかは、ユーザによって事前に設定され得る。この例における目標経路は、並列する複数の主経路P1と、複数の主経路P1を接続する複数の旋回経路P2とを含む。主経路P1は作業領域72内に位置し、旋回経路P2は枕地74内に位置する。図6に示す各主経路P1は直線状の経路であるが、各主経路P1は曲線状の部分を含んでいてもよい。図6における破線は、インプルメント300の作業幅を表している。作業幅は、予め設定され、記憶装置170に記録される。作業幅は、ユーザが操作端末200または端末装置400を操作することによって設定され、記録され得る。あるいは、作業幅は、インプルメント300を作業車両100に接続したときに自動で認識され、記録されてもよい。複数の主経路P1の間隔は、作業幅に合わせて設定され得る。目標経路は、自動運転が開始される前に、ユーザの操作に基づいて作成され得る。目標経路は、例えば圃場内の作業領域72の全体をカバーするように作成され得る。作業車両100は、図6に示すような目標経路に沿って、作業の開始地点から作業の終了地点まで、往復を繰り返しながら自動で走行する。なお、図6に示す目標経路は一例に過ぎず、目標経路の定め方は任意である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a work vehicle 100 that automatically travels in a field along a target route. In this example, the farm field includes a work area 72 where the work vehicle 100 performs work using the implement 300, and a headland 74 located near the outer periphery of the farm field. Which area of the field on the map corresponds to the work area 72 or the headland 74 can be set in advance by the user. The target route in this example includes a plurality of parallel main routes P1 and a plurality of turning routes P2 connecting the plurality of main routes P1. The main route P1 is located within the work area 72, and the turning route P2 is located within the headland 74. Although each main route P1 shown in FIG. 6 is a straight route, each main route P1 may include a curved portion. The broken line in FIG. 6 represents the working width of the implement 300. The working width is set in advance and recorded in the storage device 170. The working width can be set and recorded by the user operating the operating terminal 200 or the terminal device 400. Alternatively, the working width may be automatically recognized and recorded when the implement 300 is connected to the working vehicle 100. The intervals between the plurality of main routes P1 may be set according to the working width. The target route may be created based on a user's operation before automatic driving is started. The target route may be created to cover the entire working area 72 in the field, for example. The work vehicle 100 automatically travels along a target route as shown in FIG. 6 from a work start point to a work end point while repeating back and forth movements. Note that the target route shown in FIG. 6 is only an example, and the target route can be determined in any way.

次に、制御装置180による自動運転時の制御の例を説明する。 Next, an example of control during automatic operation by the control device 180 will be explained.

図7は、制御装置180によって実行される自動運転時の操舵制御の動作の例を示すフローチャートである。制御装置180は、作業車両100の走行中、図7に示すステップS121からS125の動作を実行することにより、自動操舵を行う。速度に関しては、例えば予め設定された速度に維持される。制御装置180は、作業車両100の走行中、GNSSユニット110によって生成された作業車両100の位置を示すデータを取得する(ステップS121)。次に、制御装置180は、作業車両100の位置と、目標経路との偏差を算出する(ステップS122)。偏差は、その時点における作業車両100の位置と、目標経路との距離を表す。制御装置180は、算出した位置の偏差が予め設定された閾値を超えるか否かを判定する(ステップS123)。偏差が閾値を超える場合、制御装置180は、偏差が小さくなるように、駆動装置240に含まれる操舵装置の制御パラメータを変更することにより、操舵角を変更する。ステップS123において偏差が閾値を超えない場合、ステップS124の動作は省略される。続くステップS125において、制御装置180は、動作終了の指令を受けたか否かを判定する。動作終了の指令は、例えばユーザが遠隔操作で自動運転の停止を指示したり、作業車両100が目的地に到達したりした場合に出され得る。動作終了の指令が出されていない場合、ステップS121に戻り、新たに計測された作業車両100の位置に基づいて、同様の動作を実行する。制御装置180は、動作終了の指令が出されるまで、ステップS121からS125の動作を繰り返す。上記の動作は、制御装置180におけるECU182、184によって実行される。 FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of steering control during automatic driving executed by the control device 180. The control device 180 performs automatic steering by executing the operations from steps S121 to S125 shown in FIG. 7 while the work vehicle 100 is traveling. Regarding the speed, for example, it is maintained at a preset speed. While the work vehicle 100 is traveling, the control device 180 acquires data indicating the position of the work vehicle 100 generated by the GNSS unit 110 (step S121). Next, control device 180 calculates the deviation between the position of work vehicle 100 and the target route (step S122). The deviation represents the distance between the position of work vehicle 100 at that point and the target route. The control device 180 determines whether the calculated positional deviation exceeds a preset threshold (step S123). If the deviation exceeds the threshold value, the control device 180 changes the steering angle by changing the control parameters of the steering device included in the drive device 240 so that the deviation becomes smaller. If the deviation does not exceed the threshold in step S123, the operation in step S124 is omitted. In subsequent step S125, control device 180 determines whether or not it has received an instruction to end the operation. The instruction to end the operation may be issued, for example, when a user instructs to stop automatic driving by remote control, or when work vehicle 100 reaches a destination. If the instruction to end the operation has not been issued, the process returns to step S121, and the same operation is executed based on the newly measured position of the work vehicle 100. The control device 180 repeats the operations from steps S121 to S125 until an instruction to end the operation is issued. The above operations are executed by the ECUs 182 and 184 in the control device 180.

図7に示す例では、制御装置180は、GNSSユニット110によって特定された作業車両100の位置と目標経路との偏差のみに基づいて駆動装置240を制御するが、方位の偏差もさらに考慮して制御してもよい。例えば、制御装置180は、GNSSユニット110によって特定された作業車両100の向きと、目標経路の方向との角度差である方位偏差が予め設定された閾値を超える場合に、その偏差に応じて駆動装置240の操舵装置の制御パラメータ(例えば操舵角)を変更してもよい。 In the example shown in FIG. 7, the control device 180 controls the drive device 240 based only on the deviation between the position of the work vehicle 100 specified by the GNSS unit 110 and the target route, but also takes into account the deviation in the direction. May be controlled. For example, when the azimuth deviation, which is the angular difference between the direction of the work vehicle 100 specified by the GNSS unit 110 and the direction of the target route, exceeds a preset threshold, the control device 180 drives the vehicle according to the deviation. Control parameters (eg, steering angle) of the steering device of device 240 may be changed.

以下、図8Aから図8Dを参照しながら、制御装置180による操舵制御の例をより具体的に説明する。 Hereinafter, an example of steering control by the control device 180 will be described in more detail with reference to FIGS. 8A to 8D.

図8Aは、目標経路Pに沿って走行する作業車両100の例を示す図である。図8Bは、目標経路Pから右にシフトした位置にある作業車両100の例を示す図である。図8Cは、目標経路Pから左にシフトした位置にある作業車両100の例を示す図である。図8Dは、目標経路Pに対して傾斜した方向を向いている作業車両100の例を示す図である。これらの図において、GNSSユニット110によって計測された作業車両100の位置および向きを示すポーズがr(x,y,θ)と表現されている。(x,y)は、地球に固定された2次元座標系であるXY座標系における作業車両100の基準点の位置を表す座標である。図8Aから図8Dに示す例において、作業車両100の基準点はキャビン上のGNSSアンテナが設置された位置にあるが、基準点の位置は任意である。θは、作業車両100の計測された向きを表す角度である。図示されている例においては、目標経路PがY軸に平行であるが、一般的には目標経路PはY軸に平行であるとは限らない。 FIG. 8A is a diagram illustrating an example of work vehicle 100 traveling along target route P. FIG. 8B is a diagram showing an example of work vehicle 100 in a position shifted to the right from target route P. FIG. 8C is a diagram showing an example of work vehicle 100 in a position shifted to the left from target route P. FIG. 8D is a diagram illustrating an example of work vehicle 100 facing in a direction inclined with respect to target route P. In these figures, the pose indicating the position and orientation of the work vehicle 100 measured by the GNSS unit 110 is expressed as r(x, y, θ). (x, y) are coordinates representing the position of the reference point of work vehicle 100 in the XY coordinate system, which is a two-dimensional coordinate system fixed to the earth. In the example shown in FIGS. 8A to 8D, the reference point of the work vehicle 100 is located at the location where the GNSS antenna is installed on the cabin, but the location of the reference point is arbitrary. θ is an angle representing the measured direction of work vehicle 100. In the illustrated example, the target route P is parallel to the Y-axis, but generally the target route P is not necessarily parallel to the Y-axis.

図8Aに示すように、作業車両100の位置および向きが目標経路Pから外れていない場合には、制御装置180は、作業車両100の操舵角および速度を変更せずに維持する。 As shown in FIG. 8A, if the position and orientation of work vehicle 100 do not deviate from target route P, control device 180 maintains the steering angle and speed of work vehicle 100 unchanged.

図8Bに示すように、作業車両100の位置が目標経路Pから右側にシフトしている場合には、制御装置180は、作業車両100の走行方向が左寄りに傾き、経路Pに近付くように操舵角を変更する。このとき、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δxの大きさに応じて調整され得る。 As shown in FIG. 8B, when the position of the work vehicle 100 is shifted to the right from the target route P, the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the traveling direction of the work vehicle 100 leans to the left and approaches the route P. Change the corner. At this time, the speed may be changed in addition to the steering angle. The magnitude of the steering angle can be adjusted, for example, depending on the magnitude of the positional deviation Δx.

図8Cに示すように、作業車両100の位置が目標経路Pから左側にシフトしている場合には、制御装置180は、作業車両100の走行方向が右寄りに傾き、経路Pに近付くように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の変化量は、例えば位置偏差Δxの大きさに応じて調整され得る。 As shown in FIG. 8C, when the position of the work vehicle 100 is shifted to the left from the target route P, the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the traveling direction of the work vehicle 100 leans to the right and approaches the route P. Change the corner. In this case as well, the speed may be changed in addition to the steering angle. The amount of change in the steering angle can be adjusted, for example, depending on the magnitude of the positional deviation Δx.

図8Dに示すように、作業車両100の位置は目標経路Pから大きく外れていないが、向きが目標経路Pの方向とは異なる場合は、制御装置180は、方位偏差Δθが小さくなるように操舵角を変更する。この場合も、操舵角に加えて速度も併せて変更してもよい。操舵角の大きさは、例えば位置偏差Δxおよび方位偏差Δθのそれぞれの大きさに応じて調整され得る。例えば、位置偏差Δxの絶対値が小さいほど方位偏差Δθに応じた操舵角の変化量を大きくしてもよい。位置偏差Δxの絶対値が大きい場合には、経路Pに戻るために操舵角を大きく変化させることになるため、必然的に方位偏差Δθの絶対値が大きくなる。逆に、位置偏差Δxの絶対値が小さい場合には、方位偏差Δθをゼロに近づけることが必要である。このため、操舵角を決定するための方位偏差Δθの重み(すなわち制御ゲイン)を相対的に大きくすることが妥当である。 As shown in FIG. 8D, if the position of the work vehicle 100 is not significantly deviated from the target route P, but the direction is different from the direction of the target route P, the control device 180 steers the work vehicle 100 so that the azimuth deviation Δθ becomes smaller. Change the corner. In this case as well, the speed may be changed in addition to the steering angle. The magnitude of the steering angle can be adjusted, for example, depending on the magnitude of each of the positional deviation Δx and the azimuth deviation Δθ. For example, the smaller the absolute value of the positional deviation Δx, the larger the amount of change in the steering angle according to the azimuth deviation Δθ. If the absolute value of the positional deviation Δx is large, the steering angle will be changed significantly in order to return to the route P, so the absolute value of the azimuth deviation Δθ will inevitably become large. Conversely, when the absolute value of the positional deviation Δx is small, it is necessary to bring the azimuth deviation Δθ close to zero. Therefore, it is appropriate to relatively increase the weight (ie, control gain) of the azimuth deviation Δθ for determining the steering angle.

作業車両100の操舵制御および速度制御には、PID制御またはMPC制御(モデル予測制御)などの制御技術が適用され得る。これらの制御技術を適用することにより、作業車両100を目標経路Pに近付ける制御を滑らかにすることができる。 Control techniques such as PID control or MPC control (model predictive control) may be applied to the steering control and speed control of work vehicle 100. By applying these control techniques, it is possible to smoothly control the work vehicle 100 to approach the target route P.

なお、走行中に一つ以上の障害物センサ130によって障害物が検出された場合には、制御装置180は、作業車両100を停止させる。このとき、ブザー220に警告音を発出させたり、警告信号を端末装置400に送信してもよい。障害物の回避が可能な場合、制御装置180は、障害物を回避するように駆動装置240を制御してもよい。 Note that if an obstacle is detected by one or more obstacle sensors 130 while traveling, the control device 180 stops the work vehicle 100. At this time, the buzzer 220 may be made to emit a warning sound, or a warning signal may be transmitted to the terminal device 400. If the obstacle can be avoided, the control device 180 may control the drive device 240 to avoid the obstacle.

本実施形態における作業車両100は、圃場内だけでなく、圃場外でも自動走行が可能である。圃場外において、制御装置180は、カメラ120またはLiDARセンサ140から出力されたデータに基づいて、作業車両100から比較的離れた位置に存在する物体(例えば、他の車両または歩行者等)を検出することができる。制御装置180は、検出された物体を回避するように局所的経路を生成し、局所的経路に沿って上記の速度制御および操舵制御を行うことにより、圃場外の道における自動走行を実現できる。 The work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel not only inside the field but also outside the field. Outside the field, the control device 180 detects objects located relatively far from the work vehicle 100 (for example, other vehicles or pedestrians) based on data output from the camera 120 or the LiDAR sensor 140. can do. The control device 180 generates a local route so as to avoid the detected object, and performs the speed control and steering control described above along the local route, thereby realizing automatic driving on a road outside the field.

このように、本実施形態における作業車両100は、圃場内および圃場外を自動で走行できる。図9は、複数の作業車両100が圃場70の内部および圃場70の外側の道76を自動走行している状況の例を模式的に示す図である。記憶装置170には、複数の圃場70およびその周辺の道76を含む領域の環境地図および目標経路が記録される。環境地図および目標経路は、管理装置600、制御装置180、操作端末200、または端末装置400によって生成され得る。作業車両100が道路上を走行する場合、作業車両100は、インプルメント300を上昇させた状態で、カメラ120およびLiDARセンサ140などのセンシング装置を用いて周囲をセンシングしながら、目標経路に沿って走行する。走行中、制御装置180は、目標経路に沿った局所的経路を逐次生成し、局所的経路に沿って作業車両100が走行するように操舵制御を行う。これにより、障害物を回避しながら自動走行することができる。走行中に、状況に応じて目標経路が変更されてもよい。 In this way, the work vehicle 100 in this embodiment can automatically travel within and outside the field. FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of a situation in which a plurality of work vehicles 100 are automatically traveling on a road 76 inside the field 70 and outside the field 70. The storage device 170 records an environmental map of an area including a plurality of fields 70 and roads 76 around them, and a target route. The environmental map and the target route may be generated by the management device 600, the control device 180, the operation terminal 200, or the terminal device 400. When the work vehicle 100 travels on a road, the work vehicle 100 moves along the target route while sensing the surroundings using sensing devices such as the camera 120 and the LiDAR sensor 140 with the implement 300 raised. Run. While traveling, control device 180 sequentially generates local routes along the target route, and performs steering control so that work vehicle 100 travels along the local routes. This allows the vehicle to travel automatically while avoiding obstacles. During driving, the target route may be changed depending on the situation.

[2-2.対向車を回避する動作]
作業車両100が圃場外の道に沿って走行しているとき、作業車両100の前方から対向車が接近してくることがある。その場合、作業車両100の制御装置180は、対向車を回避するための動作を実行する。例えば、制御装置180は、作業車両100が作業車両100よりも幅の広いインプルメント300を後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、作業車両100の前部が道の中央側に寄り、作業車両100の後部が道の端側に寄る状態にして、インプルメント300と対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を作業車両100に実行させる。以下、この動作を具体的に説明する。
[2-2. Actions to avoid oncoming vehicles]
When the work vehicle 100 is traveling along a road outside the field, an oncoming vehicle may approach from in front of the work vehicle 100. In that case, control device 180 of work vehicle 100 executes an operation to avoid the oncoming vehicle. For example, when the work vehicle 100 passes an oncoming vehicle on a road outside a field with the implement 300 wider than the work vehicle 100 attached to the rear, the control device 180 controls the control device 180 so that when the work vehicle 100 passes an oncoming vehicle on the road outside the field, the front part of the work vehicle 100 is The rear part of the working vehicle 100 is brought to the center side of the road, and the working vehicle 100 is caused to execute a collision avoidance run in which the implement 300 and an oncoming vehicle pass each other while avoiding a collision with the oncoming vehicle. This operation will be specifically explained below.

図10Aは、圃場70の外側の道76(例えば農道)に沿って作業車両100Aが自動走行を行っているときに、作業車両100Aの前方に対向車が存在する状況の例を模式的に示している。この例における対向車は、作業車両100Aと同様の作業車両100Bである。作業車両100Bは、作業車両100Aと同様、自動運転トラクタである。対向車は、作業車両100Aとは異なる種類の車両であってもよく、自動運転の機能を備えていなくてもよい。ここでは、作業車両100A、100Bの両方が、前述の作業車両100の構成(例えば図3参照)を備えている場合の例を説明する。以下の説明において、作業車両100Bを「対向車100B」とも称する。 FIG. 10A schematically shows an example of a situation where an oncoming vehicle exists in front of the working vehicle 100A when the working vehicle 100A is automatically traveling along a road 76 (for example, a farm road) outside the field 70. ing. The oncoming vehicle in this example is a work vehicle 100B similar to the work vehicle 100A. Work vehicle 100B is a self-driving tractor like work vehicle 100A. The oncoming vehicle may be a different type of vehicle from the work vehicle 100A, and may not have an automatic driving function. Here, an example will be described in which both work vehicles 100A and 100B have the configuration of work vehicle 100 described above (see, for example, FIG. 3). In the following description, work vehicle 100B is also referred to as "oncoming vehicle 100B."

作業車両100Aは、後部にインプルメント300Aを装着している。この例におけるインプルメント300Aの幅は、作業車両100Aの幅よりも大きい。対向車である作業車両100Bは、作業車両100Aと同様のトラクタであり、後部にインプルメント300Bを装着している。インプルメント300Bの幅は、作業車両100Bの幅よりも大きい。 The work vehicle 100A is equipped with an implement 300A at the rear. The width of implement 300A in this example is greater than the width of work vehicle 100A. The work vehicle 100B, which is the oncoming vehicle, is a tractor similar to the work vehicle 100A, and is equipped with an implement 300B at the rear. The width of implement 300B is greater than the width of work vehicle 100B.

図10Aに示す例においては、インプルメント300A、300Bの幅が広く、作業車両100Aと対向車100Bとが通常の方法ですれ違おうとすると、インプルメント300Aとインプルメント300Bとが衝突する。ここで通常の方法とは、作業車両100Aが道76の一方の端に寄り、対向車100Bが道76の反対側の端に寄ってすれ違う方法を指す。図10Bは、インプルメント300Aとインプルメント300Bとが衝突する状況の例を示している。図10Bにおける破線矢印は、作業車両100Aおよび対向車100Bの走行軌跡の例を示している。図10Bの例では、道76の幅が狭く、インプルメント300A、300Bの幅が広いため、すれ違いの際にインプルメント300Aとインプルメント300Bとが衝突する。対向車100Bがインプルメント300Bを装着していない場合も、道幅が狭いと、インプルメント300Aと対向車100Bとが衝突する可能性がある。 In the example shown in FIG. 10A, implements 300A and 300B are wide, and when work vehicle 100A and oncoming vehicle 100B try to pass each other in a normal manner, implement 300A and implement 300B collide. Here, the normal method refers to a method in which the work vehicle 100A approaches one end of the road 76 and the oncoming vehicle 100B approaches the opposite end of the road 76 and passes each other. FIG. 10B shows an example of a situation where implement 300A and implement 300B collide. Broken arrows in FIG. 10B indicate examples of travel trajectories of the work vehicle 100A and the oncoming vehicle 100B. In the example of FIG. 10B, the width of the road 76 is narrow and the widths of the implements 300A and 300B are wide, so the implements 300A and 300B collide when they pass each other. Even if the oncoming vehicle 100B is not equipped with the implement 300B, there is a possibility that the implement 300A and the oncoming vehicle 100B will collide if the road width is narrow.

衝突を避けるため、本実施形態における作業車両100Aは、前部が道76の中央側に寄り、後部が道76の端側に寄る状態にして、インプルメント300Aと対向車100Bとの衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を行う。ここで、「インプルメント300Aと対向車100Bとの衝突」は、インプルメント300Aと対向車100Bの車体との衝突だけでなく、インプルメント300Aと対向車100Bのインプルメント300Bとの衝突を含む。 In order to avoid a collision, the work vehicle 100A in this embodiment has its front section closer to the center of the road 76 and its rear section closer to the edge of the road 76 to avoid a collision between the implement 300A and the oncoming vehicle 100B. While passing each other, they perform collision avoidance driving. Here, the "collision between the implement 300A and the oncoming vehicle 100B" includes not only the collision between the implement 300A and the vehicle body of the oncoming vehicle 100B, but also the collision between the implement 300A and the implement 300B of the oncoming vehicle 100B.

図10Cは、衝突回避走行を行っている作業車両100Aの例を示している。この例では、対向車100Bも同様の衝突回避走行を行っている。図10Cの例において、制御装置180は、作業車両100Aの進行方向を、まず道76の中央から遠ざかる方向に変化させ、その後、道76の中央に近付く方向に変化させる。図10Cにおいて、道76の中央を表す中央線76cが破線で示されている。図10Cの例では、対向車100Bも作業車両100Aと同様の動作を行う。これにより、作業車両100Aおよび対向車100Bは、例えば図10Cにおいて破線矢印で示すような軌跡で走行し、互いにすれ違う。このようなすれ違いのための走行を本明細書において「衝突回避走行」と呼ぶ。衝突回避走行により、作業車両100Aのインプルメント300Aと対向車100Bのインプルメント300B(または車体もしくはタイヤ)との衝突を回避することができる。 FIG. 10C shows an example of a work vehicle 100A performing collision avoidance travel. In this example, the oncoming vehicle 100B is also performing a similar collision avoidance drive. In the example of FIG. 10C, the control device 180 first changes the traveling direction of the work vehicle 100A in a direction away from the center of the road 76, and then changes it in a direction toward the center of the road 76. In FIG. 10C, a center line 76c representing the center of the road 76 is shown as a broken line. In the example of FIG. 10C, the oncoming vehicle 100B also performs the same operation as the work vehicle 100A. As a result, the work vehicle 100A and the oncoming vehicle 100B travel along trajectories as shown by the broken line arrows in FIG. 10C, for example, and pass each other. Such driving for passing each other is referred to as "collision avoidance driving" in this specification. By running to avoid collision, it is possible to avoid a collision between the implement 300A of the work vehicle 100A and the implement 300B (or the vehicle body or tires) of the oncoming vehicle 100B.

図10Cの例において、制御装置180は、インプルメント300Aの一部が道76の外側にはみ出すように衝突回避走行の経路を決定する。インプルメント300Aの一部が道76の外側にはみ出した状態で衝突回避走行を行うことにより、インプルメント300Aと対向車100Bとの衝突を回避しやすくなる。なお、作業車両100Aが圃場70の外側の道76上を走行するとき、インプルメント300Aは、道76の表面よりも高い位置にある。よって、例えば圃場70が道76よりも低い位置にある場合、インプルメント300Aの一部が道76の外側にはみ出したとしても問題はない。 In the example of FIG. 10C, the control device 180 determines the collision avoidance travel route so that a portion of the implement 300A protrudes outside the road 76. By performing collision avoidance driving with a portion of the implement 300A protruding outside the road 76, it becomes easier to avoid a collision between the implement 300A and the oncoming vehicle 100B. Note that when the work vehicle 100A travels on the road 76 outside the field 70, the implement 300A is located at a higher position than the surface of the road 76. Therefore, for example, if the field 70 is located at a lower position than the road 76, there is no problem even if a part of the implement 300A protrudes outside the road 76.

図11Aから図11Fは、作業車両100Aと対向車100Bとがともに衝突回避走行を行うときの各車両の位置および向きの変化の一例を示している。作業車両100Aおよび対向車100Bは、図11Aから図11Fに示すような軌跡で走行することにより、互いに衝突せずにすれ違うことができる。 FIGS. 11A to 11F show an example of changes in the positions and orientations of each vehicle when both the work vehicle 100A and the oncoming vehicle 100B perform collision avoidance travel. The work vehicle 100A and the oncoming vehicle 100B can pass each other without colliding with each other by traveling along the trajectories shown in FIGS. 11A to 11F.

なお、対向車100Bは運転者による手動運転で走行してもよい。その場合でも、運転者が上記と同様の軌跡で対向車100Bが走行するように運転すれば、同様に衝突を回避することができる。また、図10Bの例のように対向車100Bが道76の端に寄ってから直進する場合であっても、対向車100Bの位置に応じて作業車両100Aが上記の衝突回避走行を行うことにより、衝突を回避することができる。 Note that the oncoming vehicle 100B may be driven manually by the driver. Even in that case, if the driver drives so that the oncoming vehicle 100B travels along the same trajectory as above, the collision can be avoided in the same way. Further, even if the oncoming vehicle 100B approaches the edge of the road 76 and then proceeds straight as in the example of FIG. , collision can be avoided.

本実施形態における制御装置180は、作業車両100Aが備える測位装置(例えばGNSSユニット110等)から出力された作業車両100Aの位置情報と、記憶装置170に格納された環境地図とに基づいて、圃場70外の道76に設定された目標経路に沿って作業車両100Aを走行させる。制御装置180は、目標経路に沿って作業車両100Aを走行させているときに対向車100Bが検知された場合に、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させるか否かを決定する。制御装置180は、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させることを決定した場合、衝突回避走行の経路を生成し、当該経路に沿って作業車両100Aを走行させる。以下、上記の動作をより詳細に説明する。 The control device 180 in the present embodiment determines the position of the farm field based on the position information of the work vehicle 100A output from the positioning device (for example, the GNSS unit 110, etc.) included in the work vehicle 100A and the environmental map stored in the storage device 170. The work vehicle 100A is caused to travel along a target route set on a road 76 outside the road 70. When the oncoming vehicle 100B is detected while the work vehicle 100A is traveling along the target route, the control device 180 determines whether or not to cause the work vehicle 100A to perform collision avoidance travel. When the control device 180 determines to cause the work vehicle 100A to perform collision avoidance travel, it generates a collision avoidance travel route and causes the work vehicle 100A to travel along the route. The above operation will be explained in more detail below.

図12は、衝突回避走行の制御方法の一例を示すフローチャートである。図12の例において、制御装置180は、作業車両100Aの自動走行の制御を行っているとき、ステップS200からS206の動作を実行する。以下、各ステップの動作を説明する。 FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a collision avoidance driving control method. In the example of FIG. 12, the control device 180 executes the operations from steps S200 to S206 when controlling automatic travel of the work vehicle 100A. The operation of each step will be explained below.

ステップS200において、制御装置180は、対向車100Bの位置情報を取得する。例えば、制御装置180は、ネットワークを介して、対向車100Bの位置情報を取得することができる。作業車両100A、100Bを含め、圃場70の周辺のエリア内を自動走行する各作業車両100は、測位装置(例えばGNSSユニット110等)によって取得した自己の位置情報を逐次管理装置600に送信するように構成され得る。その場合、制御装置180は、ネットワークを介して、管理装置600から、対向車100Bの位置情報を取得することができる。あるいは、制御装置180は、対向車100Bの位置情報を、作業車両100Aが備えるセンシング装置(LiDARセンサ140および/またはカメラ120等)から出力されたセンサデータおよび環境地図に基づく推定によって取得してもよい。 In step S200, control device 180 acquires position information of oncoming vehicle 100B. For example, the control device 180 can acquire position information of the oncoming vehicle 100B via the network. Each work vehicle 100, including work vehicles 100A and 100B, which automatically travels within the area around the field 70, is configured to sequentially transmit its own position information acquired by a positioning device (for example, GNSS unit 110, etc.) to the management device 600. may be configured. In that case, the control device 180 can acquire the position information of the oncoming vehicle 100B from the management device 600 via the network. Alternatively, the control device 180 may acquire the position information of the oncoming vehicle 100B by estimation based on sensor data output from a sensing device (LiDAR sensor 140 and/or camera 120, etc.) provided in the work vehicle 100A and an environmental map. good.

ステップS201において、制御装置180は、対向車100Bが作業車両100Aの進路上に存在するか否かを判定する。例えば、制御装置180は、測位装置によって計測された作業車両100Aの位置と、対向車100Bの位置とに基づいて、作業車両100Aの前方の所定距離(例えば、10m、20m、または30m等)以内の範囲に対向車100Bが存在するか否かを判定する。作業車両100Aの位置は、例えば、作業車両100Aが備える測位装置(例えばGNSSユニット110等)から取得することができる。測位装置は、カメラ120および/またはLiDARセンサ140から出力されたデータと、環境地図とのマッチングによって自己位置推定を行う装置であってもよい。図3の構成例では、ECU184がそのような自己位置推定を行う測位装置としての機能を果たし得る。作業車両100Aの進路上に対向車100Bが検知された場合、ステップS202に進む。対向車100Bが検知されなかった場合、ステップS205に進み、現状の経路に沿った走行制御を継続する。 In step S201, control device 180 determines whether oncoming vehicle 100B is present on the path of work vehicle 100A. For example, the control device 180 may be within a predetermined distance (for example, 10 m, 20 m, or 30 m, etc.) in front of the working vehicle 100A based on the position of the working vehicle 100A measured by the positioning device and the position of the oncoming vehicle 100B. It is determined whether the oncoming vehicle 100B exists within the range. The position of the work vehicle 100A can be acquired, for example, from a positioning device (for example, the GNSS unit 110, etc.) included in the work vehicle 100A. The positioning device may be a device that performs self-position estimation by matching data output from the camera 120 and/or the LiDAR sensor 140 with an environmental map. In the configuration example of FIG. 3, the ECU 184 can function as a positioning device that performs such self-position estimation. If the oncoming vehicle 100B is detected on the path of the work vehicle 100A, the process advances to step S202. If the oncoming vehicle 100B is not detected, the process proceeds to step S205, and travel control along the current route is continued.

ステップS202において、制御装置180は、衝突回避走行が必要か否かを判定する。制御装置180は、例えば、道76の幅および作業車両100Aのインプルメント300Aの幅等の情報を取得し、それらの幅に基づいて、衝突回避走行が必要か否かを判定する。図10Bに示す例のように、作業車両100Aが道76の端に寄っただけでは衝突を回避できない場合、制御装置180は衝突回避走行が必要であると判定する。この判定のさらに具体的な例については後述する。衝突回避走行が必要と判定された場合、ステップS203に進む。衝突回避走行が不要と判定された場合、ステップS204に進む。 In step S202, the control device 180 determines whether collision avoidance driving is necessary. The control device 180 obtains information such as the width of the road 76 and the width of the implement 300A of the work vehicle 100A, and determines whether collision avoidance driving is necessary based on these widths. As in the example shown in FIG. 10B, if the work vehicle 100A cannot avoid a collision simply by moving to the edge of the road 76, the control device 180 determines that collision avoidance driving is necessary. A more specific example of this determination will be described later. If it is determined that collision avoidance driving is necessary, the process advances to step S203. If it is determined that collision avoidance driving is unnecessary, the process advances to step S204.

ステップS203において、制御装置180は、衝突回避走行の経路を生成する。例えば、制御装置180は、図10Cに示すような、道76の端に寄った後、作業車両100Aの前部が道76の中央側に寄り、後部が道76の端側に寄った状態で進む経路を生成する。衝突回避走行の経路を決定する方法の具体例については後述する。 In step S203, the control device 180 generates a collision avoidance driving route. For example, the control device 180 may control the work vehicle 100A when the front part of the work vehicle 100A approaches the center side of the road 76 and the rear part approaches the edge side of the road 76 after approaching the edge of the road 76 as shown in FIG. 10C. Generate a path to follow. A specific example of a method for determining a collision avoidance driving route will be described later.

ステップS204において、制御装置180は、通常の経路生成処理を行う。例えば、制御装置180は、図10Bにおいて破線矢印で示すような、道76の端に寄ってから直進する経路を生成する。 In step S204, the control device 180 performs normal route generation processing. For example, the control device 180 generates a route that approaches the edge of the road 76 and then goes straight, as shown by the dashed arrow in FIG. 10B.

ステップS205において、制御装置180は、生成された経路に沿って作業車両100Aが走行するように作業車両100Aの走行駆動装置240を制御する。ここで、ステップS201において進路上に対向車が存在しないと判定された場合は、制御装置180は、前回生成した経路に沿って作業車両100Aを走行させる。ステップS203において衝突回避走行の経路が生成された場合は、制御装置180は、当該衝突回避走行の経路に沿って作業車両100Aを走行させる。ステップS204において通常の回避動作の経路が生成された場合は、制御装置180は、当該通常の回避動作の経路に沿って作業車両100Aを走行させる。制御装置180は、例えば図8Aから図8Dを参照して説明した方法と同様の方法で、作業車両100Aの操舵制御を行う。制御装置180は、衝突回避走行時の作業車両100の走行速度を、衝突回避走行の前後の作業車両100の走行速度よりも低くしてもよい。 In step S205, control device 180 controls travel drive device 240 of work vehicle 100A so that work vehicle 100A travels along the generated route. Here, if it is determined in step S201 that there is no oncoming vehicle on the route, the control device 180 causes the work vehicle 100A to travel along the previously generated route. When the collision avoidance travel route is generated in step S203, the control device 180 causes the work vehicle 100A to travel along the collision avoidance travel route. If the route for the normal avoidance operation is generated in step S204, the control device 180 causes the work vehicle 100A to travel along the route for the normal avoidance operation. Control device 180 performs steering control of work vehicle 100A, for example, in the same manner as described with reference to FIGS. 8A to 8D. Control device 180 may set the traveling speed of work vehicle 100 during collision avoidance travel to be lower than the travel speed of work vehicle 100 before and after collision avoidance travel.

ステップS206において、制御装置180は、動作終了の指令を受けたか否かを判定する。動作終了の指令は、例えばユーザが遠隔操作で自動運転の停止を指示したり、作業車両100が目的地に到達したりした場合に出され得る。動作終了の指令が出されていない場合、ステップS200に戻る。制御装置180は、動作終了の指令が出されるまで、ステップS200からS206の動作を繰り返す。上記の動作は、制御装置180におけるECU182、184、185によって実行され得る。 In step S206, control device 180 determines whether an instruction to end the operation has been received. The instruction to end the operation may be issued, for example, when a user remotely instructs to stop automatic driving or when work vehicle 100 reaches a destination. If the command to end the operation has not been issued, the process returns to step S200. Control device 180 repeats the operations from step S200 to S206 until a command to end the operation is issued. The above operations may be executed by ECUs 182, 184, and 185 in control device 180.

以上の動作により、作業車両100Aと対向車100Bとの衝突を効果的に回避することができる。 By the above operation, a collision between the work vehicle 100A and the oncoming vehicle 100B can be effectively avoided.

次に、ステップS202における衝突回避走行が必要か否かを判定する方法の具体例を説明する。 Next, a specific example of a method for determining whether collision avoidance driving is necessary in step S202 will be described.

制御装置180は、インプルメント300Aの幅および道76の幅のそれぞれの情報を取得し、インプルメント300Aの幅および道76の幅に基づいて、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させるか否かを決定するように構成され得る。例えば、制御装置180は、インプルメント300Aの幅および道76の幅のそれぞれの情報に基づいて、図10Bに示す例のように作業車両100Aが道76の端に寄っただけでは対向車100Bとの衝突を回避できないと判定した場合に衝突回避走行を作業車両100Aに実行させる。 The control device 180 acquires information on the width of the implement 300A and the width of the road 76, and determines whether to cause the work vehicle 100A to perform collision avoidance driving based on the width of the implement 300A and the width of the road 76. may be configured to determine. For example, based on the information on the width of the implement 300A and the width of the road 76, the control device 180 determines that if the work vehicle 100A just approaches the edge of the road 76 as in the example shown in FIG. If it is determined that the collision cannot be avoided, the work vehicle 100A is caused to perform collision avoidance driving.

作業車両100Aの記憶装置170には、作業車両100Aが走行する環境におけるそれぞれの道76の幅、作業車両100Aの幅、およびインプルメント300Aの幅などの情報が予め記録され得る。インプルメント300Aの幅の情報は、ユーザによって入力されてもよいし、インプルメント300Aを作業車両100Aに装着したときにインプルメント300Aから自動で入力されてもよい。道76の幅の情報は、環境地図の属性情報として地図データに含まれていてもよい。あるいは、道76の幅は、作業車両100Aが過去に道76を走行したときにカメラ120によって撮影された画像に基づく処理によって計算されてもよい。制御装置180は、管理装置600等の外部の装置からネットワークを介して道76の幅の情報を取得してもよい。 Information such as the width of each road 76 in the environment in which the work vehicle 100A travels, the width of the work vehicle 100A, and the width of the implement 300A may be recorded in advance in the storage device 170 of the work vehicle 100A. The width information of the implement 300A may be input by the user, or may be automatically input from the implement 300A when the implement 300A is mounted on the work vehicle 100A. Information about the width of the road 76 may be included in the map data as attribute information of the environmental map. Alternatively, the width of the road 76 may be calculated by processing based on images taken by the camera 120 when the work vehicle 100A traveled on the road 76 in the past. The control device 180 may obtain information on the width of the road 76 from an external device such as the management device 600 via a network.

制御装置180は、対向車100Bの幅の情報をさらに取得し、対向車100Bの幅にさらに基づいて、衝突回避走行を作業車両に実行させるか否かを決定してもよい。ここで、対向車100Bが、対向車100Bの幅よりも大きい幅を有するインプルメント300Bを装着している場合、インプルメント300Bの幅が「対向車100Bの幅」として取り扱われる。作業車両100Aは、外部の装置(例えば管理装置600)から、ネットワークを介して、対向車である作業車両100Bの位置および幅、ならびにインプルメント300Bの幅などの情報を予め取得してもよい。 The control device 180 may further acquire information on the width of the oncoming vehicle 100B, and further based on the width of the oncoming vehicle 100B, determine whether or not to cause the work vehicle to perform collision avoidance driving. Here, if the oncoming vehicle 100B is equipped with an implement 300B having a width larger than the width of the oncoming vehicle 100B, the width of the implement 300B is treated as "the width of the oncoming vehicle 100B". The work vehicle 100A may previously obtain information such as the position and width of the oncoming work vehicle 100B and the width of the implement 300B from an external device (for example, the management device 600) via the network.

図13は、道76、作業車両100A、100B、およびインプルメント300A、300Bのそれぞれの幅を例示している。図13に示すように、道76の幅をW、作業車両100Aの幅をWV1、インプルメント300Aの幅をWI1、作業車両100Bの幅をWV2、インプルメント300Bの幅をWI2とする。ここで、作業車両100A、100B、およびインプルメント300A、300Bの各々の幅は、それぞれの中で最も幅の広い部分の幅を指す。 FIG. 13 illustrates the respective widths of the road 76, the work vehicles 100A, 100B, and the implements 300A, 300B. As shown in FIG. 13, the width of the road 76 is W R , the width of the work vehicle 100A is W V1 , the width of the implement 300A is W I1 , the width of the work vehicle 100B is W V2 , and the width of the implement 300B is W I2 shall be. Here, the width of each of the work vehicles 100A, 100B and the implements 300A, 300B refers to the width of the widest part thereof.

制御装置180は、インプルメント300Aの幅WI1および道76の幅Wに基づいて、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させるか否かを決定するように構成され得る。例えば、インプルメント300Aの幅WI1が道76の幅Wの半分に1以下の第1係数を乗じた値よりも大きい場合に、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させてもよい。第1係数は、例えば1.0、0.9、または0.8などの、1に近い値に設定され得る。第1係数は、例えば0.7以上1.0以下であり得る。インプルメント300Aの幅WI1が道76の幅Wの半分よりも小さい場合、図10Bに示す通常の回避動作でも対向車100Bとの衝突を避けることが可能である。このため、制御装置180は、インプルメント300Aの幅WI1が道76の幅Wの半分に1以下の第1係数を乗じた値以下である場合には、図10Bに示す通常の回避動作を実行させてもよい。 The control device 180 may be configured to determine whether or not to cause the work vehicle 100A to perform collision avoidance travel based on the width W I1 of the implement 300A and the width W R of the road 76. For example, when the width W I1 of the implement 300A is larger than a value obtained by multiplying half the width W R of the road 76 by a first coefficient of 1 or less, the work vehicle 100A may be caused to perform collision avoidance driving. The first coefficient may be set to a value close to 1, such as 1.0, 0.9, or 0.8. The first coefficient may be, for example, 0.7 or more and 1.0 or less. If the width W I1 of the implement 300A is smaller than half the width W R of the road 76, it is possible to avoid the collision with the oncoming vehicle 100B even with the normal avoidance operation shown in FIG. 10B. Therefore, when the width W I1 of the implement 300A is less than or equal to the value obtained by multiplying half the width W R of the road 76 by a first coefficient of 1 or less, the control device 180 performs the normal avoidance operation shown in FIG. 10B. may be executed.

衝突が生じるか否かは、インプルメント300Aの幅WI1と道76の幅Wだけでなく、対向車100Bの幅(この例ではインプルメント300Bの幅WI2)にも依存する。このため、制御装置180は、例えば、インプルメント300Aの幅WI1と対向車100Bの幅(インプルメントの幅WI2)との合計が、道の幅Wに1以下の第2係数を乗じた値よりも大きい場合に、衝突回避走行を作業車両100Aに実行させてもよい。第2係数は、例えば1.0、0.9または0.8などの、1に近い値に設定され得る。第2係数は、例えば0.7以上1.0以下の値に設定され得る。インプルメント300Aの幅WI1とインプルメントの幅WI2との合計が、道の幅Wよりも小さい場合、図10Bに示す通常の回避動作でも対向車100Bとの衝突を避けることが可能である。このため、制御装置180は、インプルメント300Aの幅WI1と対向車100Bのインプルメントの幅WI2との合計が道の幅Wに1以下の第2係数を乗じた値以下である場合には、図10Bに示す通常の回避動作を実行させてもよい。 Whether a collision occurs depends not only on the width W I1 of the implement 300A and the width W R of the road 76, but also on the width of the oncoming vehicle 100B (width W I2 of the implement 300B in this example). For this reason, the control device 180 determines, for example, that the sum of the width W I1 of the implement 300A and the width of the oncoming vehicle 100B (width W I2 of the implement) is calculated by multiplying the road width W R by a second coefficient of 1 or less. If the value is larger than the above value, the work vehicle 100A may be caused to perform collision avoidance driving. The second coefficient may be set to a value close to 1, such as 1.0, 0.9 or 0.8. The second coefficient may be set to a value of 0.7 or more and 1.0 or less, for example. If the sum of the width W I1 of the implement 300A and the width W I2 of the implement is smaller than the width W R of the road, it is possible to avoid a collision with the oncoming vehicle 100B even with the normal avoidance action shown in FIG. 10B. be. Therefore, if the sum of the width W I1 of the implement 300A and the width W I2 of the oncoming vehicle 100B is less than or equal to the road width W R multiplied by a second coefficient of 1 or less, the control device 180 controls the In this case, a normal avoidance operation shown in FIG. 10B may be performed.

ここで、インプルメント300A、300Bが互いに衝突しない条件をより詳細に検討する。図13に示すように、作業車両100Aが道76の端に寄っており、且つ作業車両100Bが道76の反対側の端に寄っている状態で、作業車両100A、100Bが互いに反対方向に直進する状況を考える。この場合、以下の不等式(1)を満たせば、インプルメント300A、300B同士の衝突が生じない。

Figure 2023183840000002
Here, conditions under which the implements 300A and 300B do not collide with each other will be considered in more detail. As shown in FIG. 13, with work vehicle 100A approaching the edge of road 76 and work vehicle 100B approaching the opposite end of road 76, work vehicles 100A and 100B proceed straight in opposite directions. Think about the situation where you want to do something. In this case, if the following inequality (1) is satisfied, there will be no collision between the implements 300A and 300B.
Figure 2023183840000002

式(1)は、以下の式(2)に変形される。

Figure 2023183840000003
Equation (1) is transformed into Equation (2) below.
Figure 2023183840000003

すなわち、作業車両100Aの幅WV1と、インプルメント300Aの幅WI1と、作業車両100Bの幅WV2と、インプルメント300Bの幅WI2との和の半分が、道76の幅Wよりも小さければ、インプルメント300A、300B同士の衝突が生じない。 That is, half of the sum of the width W V1 of the work vehicle 100A, the width W I1 of the implement 300A, the width W V2 of the work vehicle 100B, and the width W I2 of the implement 300B is less than the width W R of the road 76. If it is also small, there will be no collision between the implements 300A and 300B.

しかし、現実には作業車両100A、100Bは、道76の端よりも若干内側を走行するため、上記の不等式(2)を満たしていても、衝突が生じ得る。そこで、kを1以下の正の係数として、制御装置180は、以下の式(3)を満たす場合は図10Bに示す通常の制御を行い、式(3)を満たさない場合に図10Cに示す衝突回避走行の制御を行ってもよい。

Figure 2023183840000004
ここでkは、例えば0.7以上1以下の値に設定され得る。 However, in reality, the work vehicles 100A and 100B travel slightly inside the edge of the road 76, so a collision may occur even if the above inequality (2) is satisfied. Therefore, when k is a positive coefficient of 1 or less, the control device 180 performs the normal control shown in FIG. 10B when the following formula (3) is satisfied, and performs the normal control shown in FIG. 10C when the formula (3) is not satisfied. Collision avoidance driving may also be controlled.
Figure 2023183840000004
Here, k may be set to a value of 0.7 or more and 1 or less, for example.

なお、作業車両100Bの幅WV2が作業車両100Aの幅WV1に等しく、インプルメント300Bの幅WI2がインプルメント300Aの幅WI1に等しい場合、式(3)は、以下の式(4)に変形される。

Figure 2023183840000005
Note that when the width W V2 of the work vehicle 100B is equal to the width W V1 of the work vehicle 100A, and the width W I2 of the implement 300B is equal to the width W I1 of the implement 300A, equation (3) is changed to the following equation (4). ) is transformed into
Figure 2023183840000005

この場合、制御装置180は、式(4)を満たす場合は図10Bに示す通常の制御を行い、式(4)を満たさない場合に図10Cに示す衝突回避走行の制御を行ってもよい。 In this case, the control device 180 may perform normal control shown in FIG. 10B when formula (4) is satisfied, and may perform collision avoidance driving control shown in FIG. 10C when formula (4) is not satisfied.

次に、図12のステップS203における衝突回避走行の経路の決定方法の具体例を説明する。 Next, a specific example of the method for determining the collision avoidance driving route in step S203 in FIG. 12 will be described.

制御装置180は、インプルメント300Aの幅WI1および道76の幅Wに基づいて、衝突回避走行の経路を決定するように構成され得る。例えば、制御装置180は、インプルメント300Aの幅WI1と道76の幅Wとに基づき、作業車両100Aが対向車100Bとすれ違うときにインプルメント300Aの一端が道76の中央線76Cを超えないように衝突回避走行の経路を決定してもよい。 The control device 180 may be configured to determine the collision avoidance travel route based on the width W I1 of the implement 300A and the width W R of the road 76. For example, the control device 180 determines, based on the width W I1 of the implement 300A and the width W R of the road 76, that one end of the implement 300A exceeds the center line 76C of the road 76 when the work vehicle 100A passes an oncoming vehicle 100B. The route for collision avoidance driving may be determined so as to avoid collisions.

図14Aおよび図14Bは、衝突回避走行の経路が満たすべき条件を説明するための図である。これらの図において、衝突回避走行の局所的経路が太線の矢印で示されている。制御装置180は、局所的経路を決定し、その局所的経路に沿って作業車両100Aを走行させる動作を繰り返す。これにより、作業車両100Aは、図11Aから図11Fに示すような衝突回避走行を行う。局所的経路は、比較的短い長さ(例えば数十センチメートルから数メートル程度)の経路である。制御装置180は、LiDARセンサ140、カメラ120、および障害物センサ130等のセンシング装置から出力されたデータに基づいて、周囲の対向車100B等の障害物を検知し、障害物を避けるように局所的経路を逐次決定する。 FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining conditions that should be satisfied by a collision avoidance driving route. In these figures, local routes for collision avoidance driving are indicated by thick arrows. Control device 180 repeats the operation of determining a local route and causing work vehicle 100A to travel along the local route. Thereby, the work vehicle 100A performs collision avoidance driving as shown in FIGS. 11A to 11F. A local path is a path of relatively short length (eg, on the order of tens of centimeters to several meters). The control device 180 detects obstacles such as a nearby oncoming vehicle 100B based on data output from sensing devices such as the LiDAR sensor 140, the camera 120, and the obstacle sensor 130, and moves locally to avoid the obstacles. The target route is determined sequentially.

図14Aに示すように、ある瞬間における作業車両100Aの進行方向(図中の太線矢印の方向)と、道76の中央線76cが延びる方向(図の上方向)とのなす角をθとする。また、作業車両100Aの中心を通り進行方向に延びる直線と、道76の中央線76cとの交点をCとし、点Cと作業車両100Aの前端部との距離をLとする。θおよびLは、対向車100Bとのすれ違いのために制御されるパラメータである。図14Aに示すように、作業車両100Aの長さをLV1、作業車両100Aの後部のロアリンクからインプルメント300Aの中心までの距離をLI1とする。インプルメント300Aの一端が道76の中央線76Cを超えないという条件から、以下の不等式(5)を満たすことが必要である。

Figure 2023183840000006
As shown in FIG. 14A, the angle formed by the traveling direction of the work vehicle 100A (the direction of the thick arrow in the figure) at a certain moment and the direction in which the center line 76c of the road 76 extends (the upper direction in the figure) is assumed to be θ. . Also, let C be the intersection of a straight line passing through the center of the work vehicle 100A and extending in the traveling direction and the center line 76c of the road 76, and let L be the distance between the point C and the front end of the work vehicle 100A. θ and L are parameters that are controlled in order to pass each other with the oncoming vehicle 100B. As shown in FIG. 14A, the length of the work vehicle 100A is L V1 and the distance from the lower link at the rear of the work vehicle 100A to the center of the implement 300A is L I1 . From the condition that one end of the implement 300A does not exceed the center line 76C of the road 76, it is necessary to satisfy the following inequality (5).
Figure 2023183840000006

式(5)は、以下の式(6)に変形される。

Figure 2023183840000007
Equation (5) is transformed into Equation (6) below.
Figure 2023183840000007

したがって、制御装置180は、Lおよびθが不等式(6)を満たすように衝突回避走行の局所的経路を決定するように構成され得る。 Therefore, the control device 180 may be configured to determine the local route for collision avoidance driving such that L and θ satisfy inequality (6).

また、図14Bに示すように、作業車両100Aの2つの後輪のうち、道76の端側に位置する後輪が道76の外側にはみ出さないことが要求される。そのためには、以下の不等式(7)を満たすことが必要である。

Figure 2023183840000008
Further, as shown in FIG. 14B, of the two rear wheels of the work vehicle 100A, the rear wheel located at the end of the road 76 is required not to protrude outside the road 76. For this purpose, it is necessary to satisfy the following inequality (7).
Figure 2023183840000008

式(7)は以下の式(8)に変形される。

Figure 2023183840000009
Equation (7) is transformed into the following equation (8).
Figure 2023183840000009

したがって、制御装置180は、Lおよびθが不等式(8)を満たすように衝突回避走行の局所的経路を決定するように構成され得る。 Therefore, the control device 180 may be configured to determine the local route for collision avoidance driving such that L and θ satisfy inequality (8).

、WV1、WI1、LV1、LI1は、道路情報または作業車両100Aおよびインプルメント300Aの諸元から取得できる固定値である。制御装置180は、Lおよびθが不等式(6)および(8)の両方を満たすように作業車両100Aを制御することにより、インプルメント300Aの一端が道76の中央線76Cを超えたり、作業車両100の後輪が道76の外側にはみ出したりすることを回避することができる。これにより、対向車100Bとの衝突を回避する衝突回避走行の経路を適切に設定することができる。 W R , W V1 , W I1 , L V1 , and L I1 are fixed values that can be obtained from road information or specifications of the work vehicle 100A and the implement 300A. The control device 180 controls the work vehicle 100A so that L and θ satisfy both inequalities (6) and (8), so that one end of the implement 300A does not exceed the center line 76C of the road 76 or the work vehicle It is possible to prevent the rear wheels of the vehicle 100 from protruding outside the road 76. Thereby, it is possible to appropriately set a collision avoidance driving route that avoids a collision with the oncoming vehicle 100B.

制御装置180は、対向車100Bの幅にさらに基づいて衝突回避走行の経路を決定してもよい。例えば、式(5)の左辺に、対向車100Bの幅に応じて決定される1以下の正の係数kを掛けた以下の式(9)を満たすように衝突回避走行の経路を決定してもよい。

Figure 2023183840000010
ここで、係数kは、対向車100Bの幅WV2またはインプルメントWI2の幅が大きいほど小さい値に設定される。制御装置180は、例えばネットワークを介して対向車100Bの幅WV2またはインプルメントの幅WI2の情報を取得することができる。制御装置180は、WV2または幅WI2が大きいほど小さくなる係数kを決定し、θおよびLが式(9)を満たすように衝突回避走行の経路を決定してもよい。これにより、衝突の可能性をさらに低減させることができる。 The control device 180 may determine the collision avoidance travel route further based on the width of the oncoming vehicle 100B. For example, the collision avoidance driving route is determined to satisfy the following equation (9), which is obtained by multiplying the left side of equation (5) by a positive coefficient k2 of 1 or less determined according to the width of the oncoming vehicle 100B. You can.
Figure 2023183840000010
Here, the coefficient k2 is set to a smaller value as the width WV2 of the oncoming vehicle 100B or the width of the implement WI2 becomes larger. The control device 180 can obtain information on the width WV2 of the oncoming vehicle 100B or the width WI2 of the implement via the network, for example. The control device 180 may determine a coefficient k 2 that becomes smaller as W V2 or width W I2 becomes larger, and determine the collision avoidance driving route so that θ and L satisfy equation (9). Thereby, the possibility of collision can be further reduced.

上記の衝突回避走行の制御は、作業車両100Aだけでなく対向車である作業車両100Bによっても実行され得る。上記の制御によれば、道76の幅が狭い場合であっても、作業車両100Aのインプルメント300Aと作業車両100B(またはインプルメント300B)との衝突を回避することができる。このため、例えば作業車両100A、100Bの一方が、幅の狭い道76の入口の手前で一時的に停車して対向車が通過するまで待機するなどの動作を行う必要がない。このため、自動走行の効率性を向上させることができる。 The above collision avoidance driving control can be executed not only by the work vehicle 100A but also by the oncoming work vehicle 100B. According to the above control, even if the width of the road 76 is narrow, a collision between the implement 300A of the work vehicle 100A and the work vehicle 100B (or the implement 300B) can be avoided. Therefore, for example, there is no need for one of the work vehicles 100A and 100B to temporarily stop in front of the entrance of the narrow road 76 and wait until an oncoming vehicle passes. Therefore, the efficiency of automatic driving can be improved.

上記の各実施形態における自動運転制御を行うシステムは、それらの機能を有しない農業機械に後から取り付けることもできる。そのようなシステムは、農業機械とは独立して製造および販売され得る。そのようなシステムで使用されるコンピュータプログラムも、農業機械とは独立して製造および販売され得る。コンピュータプログラムは、例えばコンピュータが読み取り可能な非一時的な記憶媒体に格納されて提供され得る。コンピュータプログラムは、電気通信回線(例えばインターネット)を介したダウンロードによっても提供され得る。 The systems that perform automatic operation control in each of the above embodiments can also be installed later on agricultural machines that do not have these functions. Such systems can be manufactured and sold independently of agricultural machinery. The computer programs used in such systems may also be manufactured and sold independently of the agricultural machinery. The computer program may be provided, for example, stored in a computer readable non-transitory storage medium. Computer programs may also be provided by download via telecommunications lines (eg, the Internet).

以上のように、本開示は、以下の項目に記載の走行制御システム、作業車両、および走行制御方法を含む。 As described above, the present disclosure includes a travel control system, a work vehicle, and a travel control method described in the following items.

[項目1]
インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御する走行制御システムであって、
前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態にして、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させる制御装置を備える、走行制御システム。
[Item 1]
A travel control system that controls automatic travel of an agricultural work vehicle to which an implement can be installed,
When the work vehicle passes an oncoming vehicle on a road outside the field with an implement wider than the work vehicle attached to the rear, the front part of the work vehicle approaches the center of the road and A travel control system comprising: a control device that causes the work vehicle to execute collision avoidance driving in which the rear part of the work vehicle approaches the edge of the road, and the implement and the oncoming vehicle pass each other while avoiding a collision.

[項目2]
前記制御装置は、前記インプルメントの一部が前記道の外側にはみ出すように前記衝突回避走行の経路を決定する、項目1に記載の走行制御システム。
[Item 2]
The travel control system according to item 1, wherein the control device determines the collision avoidance travel route so that a part of the implement protrudes outside the road.

[項目3]
前記制御装置は、前記インプルメントの幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得し、前記インプルメントの幅および前記道の幅に基づいて、前記衝突回避走行の経路を決定する、項目1または2に記載の走行制御システム。
[Item 3]
Item 1 or 2, wherein the control device obtains information on the width of the implement and the width of the road, and determines the collision avoidance driving route based on the width of the implement and the width of the road. 2. The travel control system according to 2.

[項目4]
前記制御装置は、前記対向車の幅の情報をさらに取得し、前記対向車の幅にさらに基づいて、前記衝突回避走行の経路を決定する、項目3に記載の走行制御システム。
[Item 4]
The travel control system according to item 3, wherein the control device further acquires information on the width of the oncoming vehicle and determines the collision avoidance travel route based on the width of the oncoming vehicle.

[項目5]
前記制御装置は、前記インプルメントの幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得し、前記インプルメントの幅および前記道の幅に基づいて、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、項目1から4のいずれかに記載の走行制御システム。
[Item 5]
The control device acquires information on the width of the implement and the width of the road, and determines whether to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive based on the width of the implement and the width of the road. The travel control system according to any one of items 1 to 4, which determines whether

[項目6]
前記制御装置は、前記インプルメントの幅が前記道の幅の半分に1以下の第1係数を乗じた値よりも大きい場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させる、項目5に記載の走行制御システム。
[Item 6]
Item 5, wherein the control device causes the work vehicle to perform the collision avoidance drive when the width of the implement is larger than a value obtained by multiplying half the width of the road by a first coefficient of 1 or less. driving control system.

[項目7]
前記制御装置は、前記対向車の幅の情報をさらに取得し、前記対向車の幅にさらに基づいて、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、項目5に記載の走行制御システム。
[Item 7]
Item 5, wherein the control device further acquires information on the width of the oncoming vehicle, and further based on the width of the oncoming vehicle, determines whether or not to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive. Driving control system.

[項目8]
前記制御装置は、前記インプルメントの幅と前記対向車の幅との合計が、前記道の幅に1以下の第2係数を乗じた値よりも大きい場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させる、項目7に記載の走行制御システム。
[Item 8]
The control device controls the collision avoidance driving of the work vehicle when the sum of the width of the implement and the width of the oncoming vehicle is larger than a value obtained by multiplying the width of the road by a second coefficient of 1 or less. The travel control system according to item 7, which is caused to execute the driving control system.

[項目9]
前記対向車が他のインプルメントを装着した他の作業車両であり、かつ前記他のインプルメントの幅が前記他の作業車両の幅よりも大きい場合、前記制御装置は、前記他のインプルメントの幅を示す情報を前記対向車の幅を示す情報として取得する、項目4、7、8のいずれかに記載の走行制御システム。
[Item 9]
When the oncoming vehicle is another work vehicle equipped with another implement, and the width of the other implement is larger than the width of the other work vehicle, the control device The travel control system according to any one of items 4, 7, and 8, wherein information indicating the width of the oncoming vehicle is acquired as information indicating the width of the oncoming vehicle.

[項目10]
前記制御装置は、外部の装置からネットワークを介して前記対向車の幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得する、項目4、7から9のいずれかに記載の走行制御システム。
[Item 10]
The travel control system according to any one of items 4, 7 to 9, wherein the control device acquires information on the width of the oncoming vehicle and the width of the road from an external device via a network.

[項目11]
前記制御装置は、前記作業車両が備えるセンシング装置から出力されたデータに基づいて前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
項目1から10のいずれかに記載の走行制御システム。
[Item 11]
The control device determines whether or not to cause the work vehicle to perform the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected based on data output from a sensing device included in the work vehicle.
The travel control system according to any one of items 1 to 10.

[項目12]
前記制御装置は、ネットワークを介して前記対向車の位置情報を取得し、前記作業車両が備える測位装置から前記作業車両の位置情報を取得し、前記作業車両の前記位置情報と前記対向車の前記位置情報とに基づいて前記作業車両の進路上に前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
項目1に記載の走行制御システム。
[Item 12]
The control device acquires the position information of the oncoming vehicle via a network, acquires the position information of the work vehicle from a positioning device included in the work vehicle, and compares the position information of the work vehicle with the position information of the oncoming vehicle. determining whether or not to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected on the path of the work vehicle based on the position information;
The travel control system described in item 1.

[項目13]
環境地図を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記作業車両が備える測位装置から出力された前記作業車両の位置情報と、前記環境地図とに基づいて、前記圃場外の前記道に設定された目標経路に沿って前記作業車両を走行させ、
前記目標経路に沿って前記作業車両を走行させているときに前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
項目11に記載の走行制御システム。
[Item 13]
It is further equipped with a storage device for storing an environmental map,
The control device includes:
driving the work vehicle along a target route set on the road outside the field based on position information of the work vehicle output from a positioning device included in the work vehicle and the environmental map;
determining whether or not to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected while the work vehicle is traveling along the target route;
The travel control system according to item 11.

[項目14]
項目1から12のいずれかに記載の走行制御システムと、
前記制御装置によって制御される走行駆動装置と、
を備える作業車両。
[Item 14]
The travel control system according to any one of items 1 to 12;
a travel drive device controlled by the control device;
A work vehicle equipped with

[項目15]
インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御する走行制御方法であって、
前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させることを含み、
前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させることは、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態で、前記作業車両が前記対向車とすれ違うように前記作業車両を制御することを含む、走行制御方法。
[Item 15]
A travel control method for controlling automatic travel of an agricultural work vehicle that can be equipped with an implement, the method comprising:
When the work vehicle is fitted with an implement wider than the work vehicle at the rear and passes an oncoming vehicle on a road outside the field, a collision occurs in which the implement passes by the oncoming vehicle while avoiding a collision with the oncoming vehicle. including causing the work vehicle to perform avoidance driving;
Making the work vehicle execute the collision avoidance driving means that the work vehicle is caused to perform the collision avoidance driving while the front part of the work vehicle is near the center of the road and the rear part of the work vehicle is near the edge of the road. A travel control method comprising controlling the work vehicle so as to pass an oncoming vehicle.

本開示の技術は、例えばトラクタまたは建設作業車等の、インプルメントを装着可能な作業車両の自動走行を制御するシステムに適用することができる。 The technology of the present disclosure can be applied to a system that controls automatic travel of a work vehicle, such as a tractor or a construction work vehicle, that can be equipped with an implement.

50 GNSS衛星
60 基準局
70 圃場
72 作業領域
74 枕地
76 農道
80 ネットワーク
100 作業車両
101 車体
102 原動機(エンジン)
103 変速装置(トランスミッション)
104 車輪
105 キャビン
106 操舵装置
107 運転席
108 連結装置
110 GNSSユニット
111 GNSS受信機
112 RTK受信機
115 慣性計測装置(IMU)
116 処理回路
120 カメラ
130 障害物センサ
140 LiDARセンサ
150 センサ群
152 ステアリングホイールセンサ
154 切れ角センサ
156 車軸センサ
160 走行制御システム
170 記憶装置
180 制御装置
181~186 ECU
190 通信装置
200 操作端末
210 操作スイッチ群
220 ブザー
240 駆動装置
300 インプルメント
340 駆動装置
380 制御装置
390 通信装置
400 端末装置
600 管理コンピュータ
50 GNSS satellite 60 Reference station 70 Farm field 72 Work area 74 Headland 76 Farm road 80 Network 100 Work vehicle 101 Vehicle body 102 Prime mover (engine)
103 Transmission
104 Wheel 105 Cabin 106 Steering device 107 Driver's seat 108 Coupling device 110 GNSS unit 111 GNSS receiver 112 RTK receiver 115 Inertial measurement unit (IMU)
116 Processing circuit 120 Camera 130 Obstacle sensor 140 LiDAR sensor 150 Sensor group 152 Steering wheel sensor 154 Turning angle sensor 156 Axle sensor 160 Travel control system 170 Storage device 180 Control device 181 to 186 ECU
190 Communication device 200 Operation terminal 210 Operation switch group 220 Buzzer 240 Drive device 300 Implement 340 Drive device 380 Control device 390 Communication device 400 Terminal device 600 Management computer

Claims (15)

インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御する走行制御システムであって、
前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態にして、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させる制御装置を備える、走行制御システム。
A travel control system that controls automatic travel of an agricultural work vehicle to which an implement can be installed,
When the work vehicle passes an oncoming vehicle on a road outside the field with an implement wider than the work vehicle attached to the rear, the front part of the work vehicle approaches the center of the road and A travel control system comprising: a control device that causes the work vehicle to execute collision avoidance driving in which the rear part of the work vehicle approaches the edge of the road, and the implement and the oncoming vehicle pass each other while avoiding a collision.
前記制御装置は、前記インプルメントの一部が前記道の外側にはみ出すように前記衝突回避走行の経路を決定する、請求項1に記載の走行制御システム。 The travel control system according to claim 1, wherein the control device determines the collision avoidance travel route so that a part of the implement protrudes outside the road. 前記制御装置は、前記インプルメントの幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得し、前記インプルメントの幅および前記道の幅に基づいて、前記衝突回避走行の経路を決定する、請求項1または2に記載の走行制御システム。 2. The control device obtains information on the width of the implement and the width of the road, and determines the collision avoidance travel route based on the width of the implement and the width of the road. Or the traveling control system according to 2. 前記制御装置は、前記対向車の幅の情報をさらに取得し、前記対向車の幅にさらに基づいて、前記衝突回避走行の経路を決定する、請求項3に記載の走行制御システム。 The travel control system according to claim 3, wherein the control device further acquires information on the width of the oncoming vehicle and determines the collision avoidance travel route based on the width of the oncoming vehicle. 前記制御装置は、前記インプルメントの幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得し、前記インプルメントの幅および前記道の幅に基づいて、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、請求項1または2に記載の走行制御システム。 The control device acquires information on the width of the implement and the width of the road, and determines whether to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive based on the width of the implement and the width of the road. The travel control system according to claim 1 or 2, wherein the travel control system determines. 前記制御装置は、前記インプルメントの幅が前記道の幅の半分に1以下の第1係数を乗じた値よりも大きい場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させる、請求項5に記載の走行制御システム。 6. The control device causes the work vehicle to execute the collision avoidance drive when the width of the implement is larger than a value obtained by multiplying half the width of the road by a first coefficient of 1 or less. The driving control system described. 前記制御装置は、前記対向車の幅の情報をさらに取得し、前記対向車の幅にさらに基づいて、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、請求項5に記載の走行制御システム。 The control device further acquires information on the width of the oncoming vehicle, and further based on the width of the oncoming vehicle, determines whether or not to cause the work vehicle to perform the collision avoidance driving. driving control system. 前記制御装置は、前記インプルメントの幅と前記対向車の幅との合計が、前記道の幅に1以下の第2係数を乗じた値よりも大きい場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させる、請求項7に記載の走行制御システム。 The control device controls the collision avoidance driving of the work vehicle when the sum of the width of the implement and the width of the oncoming vehicle is larger than a value obtained by multiplying the width of the road by a second coefficient of 1 or less. The travel control system according to claim 7, wherein the travel control system is configured to perform the following. 前記対向車が他のインプルメントを装着した他の作業車両であり、かつ前記他のインプルメントの幅が前記他の作業車両の幅よりも大きい場合、前記制御装置は、前記他のインプルメントの幅を示す情報を前記対向車の幅を示す情報として取得する、請求項4に記載の走行制御システム。 When the oncoming vehicle is another work vehicle equipped with another implement, and the width of the other implement is larger than the width of the other work vehicle, the control device The travel control system according to claim 4, wherein information indicating a width is acquired as information indicating a width of the oncoming vehicle. 前記制御装置は、外部の装置からネットワークを介して前記対向車の幅および前記道の幅のそれぞれの情報を取得する、請求項4に記載の走行制御システム。 The travel control system according to claim 4, wherein the control device acquires information on the width of the oncoming vehicle and the width of the road from an external device via a network. 前記制御装置は、前記作業車両が備えるセンシング装置から出力されたデータに基づいて前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
請求項1に記載の走行制御システム。
The control device determines whether or not to cause the work vehicle to perform the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected based on data output from a sensing device included in the work vehicle.
The travel control system according to claim 1.
前記制御装置は、ネットワークを介して前記対向車の位置情報を取得し、前記作業車両が備える測位装置から前記作業車両の位置情報を取得し、前記作業車両の前記位置情報と前記対向車の前記位置情報とに基づいて前記作業車両の進路上に前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
請求項1に記載の走行制御システム。
The control device acquires the position information of the oncoming vehicle via a network, acquires the position information of the work vehicle from a positioning device included in the work vehicle, and compares the position information of the work vehicle with the position information of the oncoming vehicle. determining whether or not to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected on the path of the work vehicle based on the position information;
The travel control system according to claim 1.
環境地図を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記作業車両が備える測位装置から出力された前記作業車両の位置情報と、前記環境地図とに基づいて、前記圃場外の前記道に設定された目標経路に沿って前記作業車両を走行させ、
前記目標経路に沿って前記作業車両を走行させているときに前記対向車が検知された場合に、前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させるか否かを決定する、
請求項11または12に記載の走行制御システム。
It is further equipped with a storage device for storing an environmental map,
The control device includes:
driving the work vehicle along a target route set on the road outside the field based on position information of the work vehicle output from a positioning device included in the work vehicle and the environmental map;
determining whether or not to cause the work vehicle to execute the collision avoidance drive when the oncoming vehicle is detected while the work vehicle is traveling along the target route;
The travel control system according to claim 11 or 12.
請求項1または2に記載の走行制御システムと、
前記制御装置によって制御される走行駆動装置と、
を備える作業車両。
The travel control system according to claim 1 or 2,
a travel drive device controlled by the control device;
A work vehicle equipped with
インプルメントを装着可能な農業用の作業車両の自動走行を制御する走行制御方法であって、
前記作業車両が前記作業車両よりも幅の広いインプルメントを後部に装着している状態で圃場外の道において対向車とすれ違うとき、前記インプルメントと前記対向車との衝突を回避しながらすれ違う衝突回避走行を前記作業車両に実行させることを含み、
前記衝突回避走行を前記作業車両に実行させることは、前記作業車両の前部が前記道の中央側に寄り、前記作業車両の後部が前記道の端側に寄る状態で、前記作業車両が前記対向車とすれ違うように前記作業車両を制御することを含む、走行制御方法。
A travel control method for controlling automatic travel of an agricultural work vehicle that can be equipped with an implement, the method comprising:
When the work vehicle is fitted with an implement wider than the work vehicle at the rear and passes an oncoming vehicle on a road outside the field, a collision occurs in which the implement passes by the oncoming vehicle while avoiding a collision with the oncoming vehicle. including causing the work vehicle to perform avoidance driving;
Making the work vehicle execute the collision avoidance driving means that the work vehicle is caused to perform the collision avoidance driving while the front part of the work vehicle is near the center of the road and the rear part of the work vehicle is near the edge of the road. A travel control method comprising controlling the work vehicle so as to pass an oncoming vehicle.
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