JP6928571B2

JP6928571B2 - Autonomous driving system

Info

Publication number: JP6928571B2
Application number: JP2018056411A
Authority: JP
Inventors: 圭将岩村; 功一小國
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: JP2019168939A

Description

本発明は、主として、圃場内に予め設定された走行経路に沿って作業車両を走行させる自律走行システムに関する。 The present invention mainly relates to an autonomous traveling system for traveling a work vehicle along a traveling route set in advance in a field.

特許文献１には、圃場に設定された走行経路に沿って自律走行することが可能なトラクタが開示されている。このトラクタは、ＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ受信機と、を備える。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳアンテナを介して受信した情報に基づいて測位演算を行うことで、トラクタの位置（詳細にはＧＰＳアンテナの位置）を算出する。このトラクタは、走行経路に対する車体の方位、現在の操舵角、及び目標方位に基づいて目標操舵角を算出する処理を行うことで、走行経路に沿って自律走行する。 Patent Document 1 discloses a tractor capable of autonomously traveling along a traveling route set in a field. The tractor includes a GPS antenna and a GPS receiver. The GPS receiver calculates the position of the tractor (specifically, the position of the GPS antenna) by performing a positioning calculation based on the information received via the GPS antenna. This tractor autonomously travels along the travel path by performing a process of calculating the target steering angle based on the direction of the vehicle body with respect to the travel path, the current steering angle, and the target direction.

特開２００２−３５８１２２号公報JP-A-2002-358122

特許文献１では、作業車両のうち旋回時に円弧を描く箇所である車両基準点と殆ど同じ位置にＧＰＳアンテナが配置されている。そのため、特許文献１のトラクタは、旋回時においても走行経路に沿うように自律走行できる。しかし、測位アンテナの位置が作業車両の車両基準点から離れている場合、作業車両を旋回経路に沿って移動させることが困難になる場合がある。 In Patent Document 1, the GPS antenna is arranged at almost the same position as the vehicle reference point, which is a portion of the work vehicle that draws an arc when turning. Therefore, the tractor of Patent Document 1 can autonomously travel along the traveling path even when turning. However, if the position of the positioning antenna is far from the vehicle reference point of the work vehicle, it may be difficult to move the work vehicle along the turning path.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、測位アンテナの位置が作業車両の車両基準点から離れている場合であっても、作業車両を旋回経路に沿って容易に移動させることが可能な自律走行システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to move the work vehicle along a turning path even when the position of the positioning antenna is far from the vehicle reference point of the work vehicle. The purpose is to provide an autonomous traveling system that can be easily moved.

Means and effects to solve problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の自律走行システムが提供される。即ち、この自律走行システムは、位置取得部と、走行経路作成部と、走行経路補正部と、舵角制御部と、を備える。前記位置取得部は、作業車両が旋回時に円弧を描く部分である車両基準点とは異なる位置に配置された測位アンテナの位置である測位点を測位演算により取得する。前記走行経路作成部は、旋回経路を含み、前記車両基準点が通る経路である走行経路を作成する。前記走行経路補正部は、前記車両基準点に対する前記測位アンテナの相対位置に基づいて前記走行経路を補正した補正走行経路を作成する。前記舵角制御部は、前記作業車両の操舵を自律的に行うことで、前記測位点が前記補正走行経路に沿うように前記作業車両を走行させる。 According to the first aspect of the present invention, an autonomous traveling system having the following configuration is provided. That is, this autonomous travel system includes a position acquisition unit, a travel route creation unit, a travel route correction unit, and a steering angle control unit. The position acquisition unit acquires a positioning point, which is the position of a positioning antenna arranged at a position different from the vehicle reference point, which is a portion where the work vehicle draws an arc when turning, by a positioning calculation. The travel route creation unit creates a travel route that includes a turning route and is a route through which the vehicle reference point passes. The travel route correction unit creates a corrected travel route that corrects the travel route based on the relative position of the positioning antenna with respect to the vehicle reference point. The steering angle control unit autonomously steers the work vehicle so that the work vehicle travels so that the positioning point follows the corrected travel path.

これにより、車両基準点と測位点が離れている場合であっても、旋回経路からの逸脱を抑えつつ、作業車両を旋回経路に沿って走行させることができる。 As a result, even when the vehicle reference point and the positioning point are separated from each other, the work vehicle can be driven along the turning path while suppressing deviation from the turning path.

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の自律走行システムが提供される。即ち、この自律走行システムは、位置取得部と、走行経路作成部と、仮想点設定部と、仮想点位置算出部と、偏差算出部と、舵角制御部と、を備える。前記位置取得部は、作業車両が旋回時に円弧を描く部分である車両基準点とは異なる位置に配置された測位アンテナの位置である測位点を測位演算により取得する。前記走行経路作成部は、旋回経路を含む経路である走行経路を作成する。前記仮想点設定部は、前記車両基準点よりも前進側であって前記測位アンテナとは異なる位置に仮想点を設定する。前記仮想点位置算出部は、前記測位アンテナと前記仮想点の位置関係に基づいて、前記位置取得部が取得した前記測位点から現在の前記仮想点の位置を算出する。前記偏差算出部は、前記仮想点位置算出部が算出した現在の前記仮想点の位置と、前記車両基準点と前記仮想点の位置関係に応じて前記走行経路をオフセットした走行経路である仮想点走行経路と、に基づいて、現在の前記仮想点における前記仮想点走行経路からの偏差を算出する。前記舵角制御部は、前記偏差算出部が算出した前記偏差に基づいて前記作業車両の操舵を自律的に行うことで、前記走行経路に沿うように前記作業車両を走行させる。 According to the second aspect of the present invention, an autonomous traveling system having the following configuration is provided. That is, this autonomous travel system includes a position acquisition unit, a travel route creation unit, a virtual point setting unit, a virtual point position calculation unit, a deviation calculation unit, and a steering angle control unit. The position acquisition unit acquires a positioning point, which is the position of a positioning antenna arranged at a position different from the vehicle reference point, which is a portion where the work vehicle draws an arc when turning, by a positioning calculation. The travel route creation unit creates a travel route that is a route including a turning route. The virtual point setting unit sets a virtual point at a position on the forward side of the vehicle reference point and different from the positioning antenna. The virtual point position calculation unit calculates the current position of the virtual point from the positioning point acquired by the position acquisition unit based on the positional relationship between the positioning antenna and the virtual point. The deviation calculation unit is a virtual point that is a travel path that is offset from the current position of the virtual point calculated by the virtual point position calculation unit and the travel path according to the positional relationship between the vehicle reference point and the virtual point. Based on the travel path, the deviation from the virtual point travel path at the current virtual point is calculated. The steering angle control unit autonomously steers the work vehicle based on the deviation calculated by the deviation calculation unit, thereby causing the work vehicle to travel along the travel path.

前記の自律走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記補正走行経路は、旋回経路と、当該旋回経路に接続される直線経路と、を含んでいる。前記舵角制御部は、前記作業車両を旋回させる旋回制御と、前記作業車両を直進させる直線制御と、を実行可能である。前記測位点が、前記直線経路と前記旋回経路の境界に到達するより前に、前記直線制御と前記旋回制御の切替えが行われる。 The autonomous traveling system preferably has the following configuration. That is, the corrected traveling path includes a turning path and a straight path connected to the turning path. The steering angle control unit can execute turning control for turning the work vehicle and linear control for turning the work vehicle straight. The linear control and the turning control are switched before the positioning point reaches the boundary between the straight path and the turning path.

これにより、経路からの逸脱を抑えつつ、直線経路から旋回経路、又は、旋回経路から直線経路へ作業車両を移行させることができる。 As a result, the work vehicle can be transferred from the straight path to the turning path or from the turning path to the straight path while suppressing the deviation from the route.

前記の自律走行システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記仮想点走行経路は、旋回経路と、当該旋回経路に接続される直線経路と、を含んでいる。前記舵角制御部は、前記作業車両を旋回させる旋回制御と、前記作業車両を直進させる直線制御と、を実行可能である。前記仮想点が、前記直線経路と前記旋回経路の境界に到達するより前に、前記直線制御と前記旋回制御の切替えが行われる。 The autonomous traveling system preferably has the following configuration. That is, the virtual point traveling path includes a turning path and a straight path connected to the turning path. The steering angle control unit can execute turning control for turning the work vehicle and linear control for turning the work vehicle straight. The linear control and the turning control are switched before the virtual point reaches the boundary between the straight path and the turning path.

第１実施形態に係る自律走行システムにより自律走行する田植機の側面図。A side view of a rice transplanter that autonomously travels by the autonomous traveling system according to the first embodiment. 田植機の平面図。Top view of rice transplanter. 自律走行システムのブロック図。Block diagram of the autonomous driving system. 車両基準点を説明する図。The figure explaining the vehicle reference point. 測位点が円弧を描くように田植機を移動させる場合の田植機の動きを示す図。The figure which shows the movement of a rice transplanter when moving a rice transplanter so that a positioning point draws an arc. 測位点が補正走行経路に沿うように田植機を走行させる様子を示す図。The figure which shows how the rice transplanter runs so that a positioning point follows a correction running path. 二輪車モデルを示す図。The figure which shows the motorcycle model. 測位点における偏差を示す図。The figure which shows the deviation at a positioning point. 第２実施形態で設定される仮想点を示す図。The figure which shows the virtual point set in 2nd Embodiment. 第２実施形態の無線通信端末７の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the wireless communication terminal 7 of 2nd Embodiment. 仮想点を基準とした偏差を示す図。The figure which shows the deviation with respect to a virtual point. 第２実施形態で走行経路に沿って田植機を走行させる様子を示す図。The figure which shows the state of running the rice transplanter along the running path in the 2nd Embodiment.

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の自律走行システム１００は、圃場内で田植え（苗の植付け）を行う田植機１に自律走行を行わせるためのシステムである。ここで、自律走行とは、少なくとも操舵を自律的に行って田植機１を走行させることを意味する。本実施形態では、無線通信端末７を用いてオペレータが自律走行に関する設定を行い、その設定に基づいて田植機１が自律走行を行う。また、本実施形態では、オペレータの乗車中において田植機１に自律走行を行わせる構成であるが、オペレータが乗車していない田植機１に自律走行を行わせることもできる。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The autonomous traveling system 100 of the present embodiment is a system for causing a rice transplanter 1 for planting rice (planting seedlings) in a field to perform autonomous traveling. Here, the autonomous traveling means that the rice transplanter 1 is driven by at least steering autonomously. In the present embodiment, the operator sets the autonomous traveling using the wireless communication terminal 7, and the rice transplanter 1 performs the autonomous traveling based on the setting. Further, in the present embodiment, the rice transplanter 1 is allowed to autonomously travel while the operator is on board, but the rice transplanter 1 on which the operator is not on board may be allowed to autonomously travel.

初めに、本実施形態の田植機１について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、田植機１の側面図である。図２は、田植機１の平面図である。図１及び図２に示すように、田植機１は、車体部１１と、左右１対の前輪１２と、左右一対の後輪１３と、植付部１４と、を備える。 First, the rice transplanter 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a side view of the rice transplanter 1. FIG. 2 is a plan view of the rice transplanter 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the rice transplanter 1 includes a vehicle body portion 11, a pair of left and right front wheels 12, a pair of left and right rear wheels 13, and a planting portion 14.

車体部１１の前部に配置されたボンネット２１の内部には、エンジン２２が配置されている。エンジン２２が発生させた動力はミッションケース２３を介して前輪１２及び後輪１３に伝達される。ミッションケース２３を介して伝達された動力は、車体部１１の後部に配置されたＰＴＯ軸２４を介して植付部１４にも伝達される。車体部１１の前後方向で前輪１２と後輪１３の間の位置には、オペレータが搭乗する運転座席２５が設けられている。運転座席２５の前方には、オペレータが田植機１を操舵するための操舵ハンドル２６が配置されている。 The engine 22 is arranged inside the bonnet 21 arranged at the front portion of the vehicle body portion 11. The power generated by the engine 22 is transmitted to the front wheels 12 and the rear wheels 13 via the mission case 23. The power transmitted via the mission case 23 is also transmitted to the planting portion 14 via the PTO shaft 24 arranged at the rear portion of the vehicle body portion 11. A driver's seat 25 on which the operator rides is provided at a position between the front wheels 12 and the rear wheels 13 in the front-rear direction of the vehicle body portion 11. A steering handle 26 for the operator to steer the rice transplanter 1 is arranged in front of the driver's seat 25.

植付部１４は、車体部１１の後方に昇降リンク機構３１を介して連結されている。昇降リンク機構３１は、トップリンク３１ａ及びロワーリンク３１ｂ等を含む平行リンク構造により構成されている。ロワーリンク３１ｂには昇降シリンダ３２が連結されている。この構成で、昇降シリンダ３２を伸縮させることにより、植付部１４全体を上下に昇降させることができる。 The planting portion 14 is connected to the rear of the vehicle body portion 11 via an elevating link mechanism 31. The elevating link mechanism 31 is configured by a parallel link structure including a top link 31a, a lower link 31b, and the like. An elevating cylinder 32 is connected to the lower link 31b. With this configuration, the entire planting portion 14 can be moved up and down by expanding and contracting the elevating cylinder 32.

植付部１４は、植付入力ケース３３と、複数の植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、予備苗台３８と、を主として備えている。 The planting unit 14 mainly includes a planting input case 33, a plurality of planting units 34, a seedling stand 35, a plurality of floats 36, and a spare seedling stand 38.

それぞれの植付ユニット３４は、植付伝動ケース４１と、回転ケース４２と、を備える。植付伝動ケース４１には、ＰＴＯ軸２４及び植付入力ケース３３を介して動力が伝達される。それぞれの植付伝動ケース４１には、車幅方向の両側に回転ケース４２が取り付けられている。それぞれの回転ケース４２には、田植機１の進行方向に並べて２つの植付爪４３が取り付けられている。これらの２つの植付爪４３により、１条分の植付が行われる。 Each planting unit 34 includes a planting transmission case 41 and a rotating case 42. Power is transmitted to the planting transmission case 41 via the PTO shaft 24 and the planting input case 33. Rotating cases 42 are attached to both sides of each planting transmission case 41 in the vehicle width direction. Two planting claws 43 are attached to each of the rotating cases 42 side by side in the traveling direction of the rice transplanter 1. One row of planting is performed by these two planting claws 43.

図１に示すように、苗載台３５は、植付ユニット３４の前上方に配置されており、苗マットを載置可能に構成されている。苗載台３５は、往復で横送り移動可能（横方向にスライド可能）に構成されている。また、苗載台３５は、当該苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。この構成により、苗載台３５は、苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給できるようになっている。こうして、田植機１では、各植付ユニット３４に対して苗を順次供給し、連続的に苗の植付けを行うことができる。 As shown in FIG. 1, the seedling mounting table 35 is arranged in front of and above the planting unit 34, and is configured so that a seedling mat can be placed. The seedling stand 35 is configured to be reciprocally movable (sliding in the lateral direction). Further, the seedling stand 35 is configured so that the seedling mat can be intermittently vertically fed downward at the reciprocating end of the seedling stand 35. With this configuration, the seedling stand 35 can supply the seedlings of the seedling mat to each planting unit 34. In this way, the rice transplanter 1 can sequentially supply seedlings to each planting unit 34 and continuously plant the seedlings.

図１に示すフロート３６は、植付部１４の下部に設けられ、その下面が地面に接触することができるように配置されている。フロート３６が地面に接触することにより、苗を植え付ける前の田面が整地される。また、フロート３６には、当該フロート３６の揺動角を検出する図略のフロートセンサが設けられている。フロート３６の揺動角は、地面と植付部１４の距離に対応している。田植機１は、フロート３６の揺動角に基づいて昇降シリンダ３２を動作させて植付部１４を上下に昇降させることにより、植付部１４の対地高さを一定に保つことができる。 The float 36 shown in FIG. 1 is provided at the lower part of the planting portion 14, and is arranged so that the lower surface thereof can come into contact with the ground. When the float 36 comes into contact with the ground, the surface of the rice field before planting the seedlings is leveled. Further, the float 36 is provided with a float sensor (not shown) for detecting the swing angle of the float 36. The swing angle of the float 36 corresponds to the distance between the ground and the planting portion 14. The rice transplanter 1 can keep the ground height of the planting portion 14 constant by operating the elevating cylinder 32 based on the swing angle of the float 36 to raise and lower the planting portion 14 up and down.

予備苗台３８は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されており、予備のマット苗を収容した苗箱を搭載可能である。左右一対の予備苗台３８の上部同士は、上下方向及び車幅方向に延びる連結フレーム２７によって互いに連結されている。連結フレーム２７の車幅方向の中央には、筐体２８が配置されている。筐体２８の内部には、測位アンテナ６１と、慣性計測装置（角速度センサ）６２と、通信アンテナ６３と、が配置されている。測位アンテナ６１は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）を構成する測位衛星からの電波を受信することができる。この電波に基づいて公知の測位計算が行われることにより、田植機１の位置（詳細には測位アンテナ６１の位置）を取得することができる。慣性計測装置６２は、３つのジャイロセンサと３つの加速度センサを備える。従って、慣性計測装置６２は、鉛直方向（上下方向）を回転軸とした田植機１の角速度であるヨーレートを含む値を検出する。この慣性計測装置６２が検出する田植機１の角速度及び加速度が補助的に用いられることで、田植機１の測位結果の精度が高められている。通信アンテナ６３は、無線通信端末７と無線通信を行うためのアンテナである。 The spare seedling stand 38 is arranged on the outside of the bonnet 21 in the vehicle width direction, and can be equipped with a seedling box containing spare mat seedlings. The upper parts of the pair of left and right spare seedling stands 38 are connected to each other by a connecting frame 27 extending in the vertical direction and the vehicle width direction. The housing 28 is arranged at the center of the connecting frame 27 in the vehicle width direction. A positioning antenna 61, an inertial measurement unit (angular velocity sensor) 62, and a communication antenna 63 are arranged inside the housing 28. The positioning antenna 61 can receive radio waves from the positioning satellites constituting the satellite positioning system (GNSS). By performing a known positioning calculation based on this radio wave, the position of the rice transplanter 1 (specifically, the position of the positioning antenna 61) can be acquired. The inertial measurement unit 62 includes three gyro sensors and three acceleration sensors. Therefore, the inertial measurement unit 62 detects a value including the yaw rate, which is the angular velocity of the rice transplanter 1 with the vertical direction (vertical direction) as the rotation axis. The accuracy of the positioning result of the rice transplanter 1 is improved by using the angular velocity and the acceleration of the rice transplanter 1 detected by the inertial measurement unit 62 as an auxiliary. The communication antenna 63 is an antenna for performing wireless communication with the wireless communication terminal 7.

図３に示すように、田植機１は制御部５０を備える。制御部５０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部５０を、記憶部５１と、車速制御部５２と、舵角制御部５３、作業機制御部５４、舵角取得部５５、及びヨーレート取得部５６として動作させることができる。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。そのため、例えば自律操舵に関する処理を別のハードウェアが行う構成であってもよい。また、制御部５０が行う処理の一部を田植機１以外に設けられたハードウェアで行う構成であってもよい。また、制御部５０には、上記の慣性計測装置６２に加え、位置取得部６４と、通信処理部６５と、車速センサ６６と、舵角センサ６７と、が接続されている。 As shown in FIG. 3, the rice transplanter 1 includes a control unit 50. The control unit 50 is configured as a known computer, and includes a CPU, ROM, RAM, input / output unit, and the like (not shown). The CPU can read various programs and the like from the ROM and execute them. Various programs and data are stored in the ROM. Then, by the cooperation of the above hardware and software, the control unit 50 is stored in the storage unit 51, the vehicle speed control unit 52, the steering angle control unit 53, the work equipment control unit 54, the steering angle acquisition unit 55, and the yaw rate acquisition. It can be operated as a unit 56. The control unit 50 may be one piece of hardware or a plurality of pieces of hardware that can communicate with each other. Therefore, for example, another hardware may perform processing related to autonomous steering. Further, a part of the processing performed by the control unit 50 may be performed by hardware provided other than the rice transplanter 1. Further, in addition to the inertial measurement unit 62 described above, the control unit 50 is connected to a position acquisition unit 64, a communication processing unit 65, a vehicle speed sensor 66, and a steering angle sensor 67.

位置取得部６４は、測位アンテナ６１に電気的に接続されている。位置取得部６４は、測位アンテナ６１で受信した電波に基づく測位信号から、田植機１の位置を例えば緯度及び経度の情報として取得する。位置取得部６４は、図示しない基準局からの測位信号を適宜の方法で受信した上で、公知のＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用して測位を行う。しかしながら、これに代えて、例えばディファレンシャルＧＮＳＳを用いた測位、又は単独測位等が行われてもよい。あるいは、無線ＬＡＮ等の電波強度に基づく位置取得又は慣性航法による位置取得等が行われてもよい。 The position acquisition unit 64 is electrically connected to the positioning antenna 61. The position acquisition unit 64 acquires the position of the rice transplanter 1 as, for example, latitude and longitude information from the positioning signal based on the radio wave received by the positioning antenna 61. The position acquisition unit 64 receives a positioning signal from a reference station (not shown) by an appropriate method, and then performs positioning using a known GNSS-RTK method. However, instead of this, for example, positioning using a differential GNSS, independent positioning, or the like may be performed. Alternatively, position acquisition based on the radio wave strength of a wireless LAN or the like or position acquisition by inertial navigation may be performed.

通信処理部６５は、通信アンテナ６３に電気的に接続されている。この通信処理部６５は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７との間でデータの送受信を行うことができる。 The communication processing unit 65 is electrically connected to the communication antenna 63. The communication processing unit 65 can perform modulation processing or demodulation processing by an appropriate method to transmit / receive data to / from the wireless communication terminal 7.

車速センサ６６は、田植機１の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に配置されている。車速センサ６６は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。車速センサ６６で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。 The vehicle speed sensor 66 is arranged at an appropriate position of the rice transplanter 1, for example, on the axle of the front wheel 12. The vehicle speed sensor 66 is configured to generate a pulse according to the rotation of the axle, for example. The detection result data obtained by the vehicle speed sensor 66 is output to the control unit 50.

舵角センサ６７は、舵角を検出するセンサである。本明細書において、舵角とは、ステアリング角度と、タイヤ角度（ホイール角度）と、を含む。ステアリング角度とは、ステアリングシャフトの回転角度である。タイヤ角度とは、田植機１の前後軸に対する車輪の傾斜角（更に言えば、平面視で、車両の前後軸と、車輪の回転軸と垂直な方向と、がなす角）である。本実施形態では、ステアリングシャフトに舵角センサ６７が配置されており、ステアリング角度が検出される。なお、舵角センサ６７は、タイヤ角度を検出する構成であってもよい。この構成では、舵角センサ６７は、例えば前輪１２に設けられた図示しないキングピンに備えられる。舵角センサ６７で得られた検出結果のデータは、制御部５０へ出力される。 The steering angle sensor 67 is a sensor that detects the steering angle. In the present specification, the steering angle includes a steering angle and a tire angle (wheel angle). The steering angle is the rotation angle of the steering shaft. The tire angle is the inclination angle of the wheel with respect to the front-rear axis of the rice planting machine 1 (more specifically, the angle formed by the front-rear axis of the vehicle and the direction perpendicular to the rotation axis of the wheel in a plan view). In the present embodiment, the steering angle sensor 67 is arranged on the steering shaft, and the steering angle is detected. The steering angle sensor 67 may be configured to detect the tire angle. In this configuration, the steering angle sensor 67 is provided, for example, on a kingpin (not shown) provided on the front wheel 12. The detection result data obtained by the steering angle sensor 67 is output to the control unit 50.

車速制御部５２は、田植機１の車速を自律的に変更する車速制御を行う。車速制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の車速を調整する制御である。具体的には、車速制御部５２は、車速センサ６６の検出結果により得られた現在の車速が目標の車速に近づくように、ミッションケース２３内の変速装置の変速比、及び、エンジン２２の回転速度の少なくとも一方を変更する。なお、この車速制御には、車速をゼロにして田植機１を停止させる制御も含まれる。 The vehicle speed control unit 52 performs vehicle speed control for autonomously changing the vehicle speed of the rice transplanter 1. The vehicle speed control is a control for adjusting the vehicle speed of the rice transplanter 1 based on predetermined conditions. Specifically, the vehicle speed control unit 52 sets the gear ratio of the transmission in the mission case 23 and the rotation of the engine 22 so that the current vehicle speed obtained by the detection result of the vehicle speed sensor 66 approaches the target vehicle speed. Change at least one of the speeds. The vehicle speed control also includes a control for stopping the rice transplanter 1 by setting the vehicle speed to zero.

舵角制御部５３は、田植機１の舵角を自律的に変更する舵角制御を行う。舵角制御とは、予め定められた条件に基づいて田植機１の舵角を調整する制御である。具体的には、舵角制御部５３は、舵角センサ６７の検出結果により得られた現在舵角に基づいて、例えば操舵ハンドル２６の回転軸（ステアリングシャフト）に設けられた操舵アクチュエータを駆動する。なお、舵角制御の詳細については後述する。舵角制御部５３は、ステアリング角度ではなくタイヤ角度を直接調整する構成であってもよい。 The rudder angle control unit 53 performs rudder angle control that autonomously changes the rudder angle of the rice transplanter 1. The rudder angle control is a control for adjusting the rudder angle of the rice transplanter 1 based on predetermined conditions. Specifically, the steering angle control unit 53 drives, for example, a steering actuator provided on the rotation shaft (steering shaft) of the steering handle 26 based on the current steering angle obtained from the detection result of the steering angle sensor 67. .. The details of the rudder angle control will be described later. The steering angle control unit 53 may be configured to directly adjust the tire angle instead of the steering angle.

本実施形態の田植機１は、車速制御及び舵角制御の両方を同時に行うこともできるが、何れか一方のみを行うこともできる。例えば、制御部５０が舵角制御のみを行う場合、車速はオペレータが手動で操作する。 The rice transplanter 1 of the present embodiment can perform both vehicle speed control and steering angle control at the same time, but can also perform only one of them. For example, when the control unit 50 only controls the steering angle, the operator manually operates the vehicle speed.

作業機制御部５４は、予め定められた条件に基づいて植付部１４の動作（昇降動作又は植付動作等）を制御可能である。舵角取得部５５は、舵角センサ６７が検出した舵角を取得する処理を行う。ヨーレート取得部５６は、慣性計測装置６２の検出値の１つであるヨーレートを取得する処理を行う。 The work machine control unit 54 can control the operation (elevation operation, planting operation, etc.) of the planting unit 14 based on predetermined conditions. The steering angle acquisition unit 55 performs a process of acquiring the steering angle detected by the steering angle sensor 67. The yaw rate acquisition unit 56 performs a process of acquiring the yaw rate, which is one of the detected values of the inertial measurement unit 62.

無線通信端末７は、タブレット型のコンピュータである。無線通信端末７は、通信アンテナ７１と、通信処理部７２と、表示部７３と、操作部７４と、制御部８０と、を備える。なお、無線通信端末７はタブレット型のコンピュータに限るものではなく、スマートフォン又はノートパソコンであってもよい。無線通信端末７は、後述のように田植機１の自律走行に関する様々な処理を行うが、この処理の少なくとも一部を田植機１の演算装置が行うこともできる。逆に、田植機１が行う自律走行に関する様々な処理の少なくとも一部を無線通信端末７が行うこともできる。 The wireless communication terminal 7 is a tablet-type computer. The wireless communication terminal 7 includes a communication antenna 71, a communication processing unit 72, a display unit 73, an operation unit 74, and a control unit 80. The wireless communication terminal 7 is not limited to a tablet-type computer, and may be a smartphone or a notebook computer. The wireless communication terminal 7 performs various processes related to the autonomous traveling of the rice transplanter 1 as described later, and at least a part of this process can be performed by the arithmetic unit of the rice transplanter 1. On the contrary, the wireless communication terminal 7 can also perform at least a part of various processes related to autonomous traveling performed by the rice transplanter 1.

通信アンテナ７１は、田植機１と無線通信を行うための近距離通信用のアンテナと、携帯電話回線及びインターネットを利用した通信を行うための携帯通信用アンテナと、を含んで構成されている。通信処理部７２は、通信アンテナ７１に電気的に接続されている。通信処理部７２は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、無線通信端末７又は他の機器との間でデータの送受信を行うことができる。 The communication antenna 71 includes a short-range communication antenna for wireless communication with the rice transplanter 1 and a mobile communication antenna for communication using a mobile phone line and the Internet. The communication processing unit 72 is electrically connected to the communication antenna 71. The communication processing unit 72 can perform modulation processing or demodulation processing by an appropriate method to transmit / receive data to / from the wireless communication terminal 7 or another device.

表示部７３は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等であり、画像を表示可能に構成されている。表示部７３は、例えば、自律走行に関する情報、田植機１の設定に関する情報、各種センサの検出結果、及び警告情報等を表示することができる。操作部７４は、タッチパネルと、ハードウェアキーと、を含んでいる。タッチパネルは、表示部７３に重ねて配置されており、オペレータの指等による操作を検出可能である。ハードウェアキーは、無線通信端末７の筐体の側面又は表示部７３の周囲等に配置されており、オペレータが押圧することで操作可能である。なお、無線通信端末７は、タッチパネルとハードウェアキーの何れか一方のみを備える構成であってもよい。 The display unit 73 is a liquid crystal display, an organic EL display, or the like, and is configured to be able to display an image. The display unit 73 can display, for example, information on autonomous driving, information on the setting of the rice transplanter 1, detection results of various sensors, warning information, and the like. The operation unit 74 includes a touch panel and hardware keys. The touch panel is arranged so as to be overlapped with the display unit 73, and can detect an operation by an operator's finger or the like. The hardware key is arranged on the side surface of the housing of the wireless communication terminal 7 or around the display unit 73, and can be operated by being pressed by the operator. The wireless communication terminal 7 may be configured to include only one of a touch panel and a hardware key.

制御部８０は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。ＲＯＭには、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部８０を、記憶部８１、表示制御部８２、走行経路作成部８３、偏差算出部８４、及び走行経路補正部８５として動作させることができる。 The control unit 80 is configured as a known computer, and includes a CPU, ROM, RAM, input / output unit, and the like (not shown). The CPU can read various programs and the like from the ROM and execute them. Various programs and data are stored in the ROM. Then, by the cooperation of the above hardware and software, the control unit 80 can be operated as a storage unit 81, a display control unit 82, a travel route creation unit 83, a deviation calculation unit 84, and a travel route correction unit 85. ..

記憶部８１は、田植機１の設定に関する情報、オペレータが作成した走行経路、及び走行経路を作成するための各種条件等が記憶されている。表示制御部８２は、上述した情報を表示部７３に表示する制御を行う。走行経路作成部８３は、オペレータの操作に基づいて、走行経路を作成する処理を行う。走行経路には、直線経路、旋回経路、及びそれらを組み合わせた経路がある。また、直線経路とは、完全に直線の経路だけでなく、方向が僅かに変化する経路も含む。旋回経路とは、田植機１を旋回させるための経路である。旋回経路は曲線状の経路である。旋回経路には、田植機１の向きを反転させる経路だけでなく、田植機１の向きを僅かに変化させる経路も含まれる。偏差算出部８４は、走行経路に沿って田植機１を自律走行させる際に、田植機１と走行経路の偏差を算出する。走行経路補正部８５は、走行経路を補正する（詳細は後述）。 The storage unit 81 stores information regarding the setting of the rice transplanter 1, a traveling route created by the operator, various conditions for creating the traveling route, and the like. The display control unit 82 controls to display the above-mentioned information on the display unit 73. The travel route creation unit 83 performs a process of creating a travel route based on the operation of the operator. The traveling route includes a straight route, a turning route, and a route combining them. Further, the straight path includes not only a completely straight path but also a path whose direction slightly changes. The turning path is a path for turning the rice transplanter 1. The turning path is a curved path. The turning path includes not only a path for reversing the direction of the rice transplanter 1 but also a path for slightly changing the direction of the rice transplanter 1. The deviation calculation unit 84 calculates the deviation between the rice transplanter 1 and the traveling route when the rice transplanter 1 is autonomously traveled along the traveling route. The travel path correction unit 85 corrects the travel route (details will be described later).

次に、図４及び図５を参照して、田植機１が旋回時に円弧を描く部分である車両基準点とは離れた位置に測位アンテナ６１が配置されている場合に生じる課題について説明する。図４は、車両基準点を説明する図である。図５は、測位点が円弧を描くように田植機１を移動させる場合の田植機１の動きを示す図である。なお、図４以降の図では、図面を分かり易くするために、田植機を車体、前輪及び後輪のみを用いて示す。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, problems that occur when the positioning antenna 61 is arranged at a position away from the vehicle reference point, which is a portion where the rice transplanter 1 draws an arc when turning, will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a vehicle reference point. FIG. 5 is a diagram showing the movement of the rice transplanter 1 when the rice transplanter 1 is moved so that the positioning point draws an arc. In addition, in the drawings after FIG. 4, in order to make the drawings easy to understand, the rice transplanter is shown using only the vehicle body, the front wheels, and the rear wheels.

初めに、車両基準点について説明する。田植機１が旋回中心点を旋回中心としてステアリング角度が一定で旋回する場合、田植機１のある１点は円弧を描くように位置が変化する。この点を車両基準点と称し、以下では符号Ｐ２を付して説明する。車両基準点Ｐ２の位置は、田植機１の構成（特に前輪１２及び後輪１３の位置）によって異なる。ただし、自律走行の制御で用いる車両基準点Ｐ２は厳密に算出した位置である必要はない。即ち、車両基準点Ｐ２はおおよそ正確な円弧を描く位置であればよい。本実施形態では、左右一対の後輪１３の車幅方向の中央を車両基準点Ｐ２としている。 First, the vehicle reference point will be described. When the rice transplanter 1 turns with the turning center as the turning center at a constant steering angle, the position of one point of the rice transplanter 1 changes so as to draw an arc. This point is referred to as a vehicle reference point, and will be described below with reference to reference numeral P2. The position of the vehicle reference point P2 differs depending on the configuration of the rice transplanter 1 (particularly the positions of the front wheels 12 and the rear wheels 13). However, the vehicle reference point P2 used for controlling autonomous driving does not have to be a strictly calculated position. That is, the vehicle reference point P2 may be a position that draws an approximately accurate arc. In the present embodiment, the center of the pair of left and right rear wheels 13 in the vehicle width direction is set as the vehicle reference point P2.

ここで、本実施形態では田植機１の後部には昇降可能な植付部１４が配置されているため、車両基準点Ｐ２の近傍に測位アンテナ６１を配置することは困難である。そのため、田植機１の前端の近傍（ボンネット２１の上方であって、操舵ハンドル２６よりも前方）に測位アンテナ６１を配置せざるを得ない。また、以下の説明では、位置取得部６４が取得した測位アンテナ６１の位置を測位点Ｐ１と称する。測位点Ｐ１と車両基準点Ｐ２の前後方向の位置が離れている場合、以下に示す課題が生じる。 Here, in the present embodiment, since the planting portion 14 that can be raised and lowered is arranged at the rear part of the rice transplanter 1, it is difficult to arrange the positioning antenna 61 in the vicinity of the vehicle reference point P2. Therefore, the positioning antenna 61 has to be arranged near the front end of the rice transplanter 1 (above the bonnet 21 and in front of the steering handle 26). Further, in the following description, the position of the positioning antenna 61 acquired by the position acquisition unit 64 is referred to as a positioning point P1. When the positioning point P1 and the vehicle reference point P2 are separated from each other in the front-rear direction, the following problems occur.

即ち、田植機１は測位点Ｐ１の位置を取得し、当該測位点Ｐ１が例えば図５に示す走行経路９１に沿うように、田植機１の舵角制御を行う。しかし、測位点Ｐ１は旋回時に円弧を描く部分ではないため、測位点Ｐ１と車両基準点Ｐ２の距離が離れている場合又は走行経路９１の旋回経路の曲率半径が小さい場合等においては、測位点Ｐ１を走行経路９１に沿って移動させることは困難となる。 That is, the rice transplanter 1 acquires the position of the positioning point P1 and controls the steering angle of the rice transplanter 1 so that the positioning point P1 follows, for example, the traveling path 91 shown in FIG. However, since the positioning point P1 is not a portion that draws an arc when turning, the positioning point is when the distance between the positioning point P1 and the vehicle reference point P2 is large or the radius of curvature of the turning path of the traveling path 91 is small. It becomes difficult to move P1 along the traveling path 91.

そのため、本実施形態の制御部８０（走行経路補正部８５）は、図６に示すように、走行経路９１を補正した補正走行経路９２を作成する。補正走行経路９２は、車両基準点Ｐ２に対する測位点Ｐ１の相対位置に基づいて走行経路９１を補正した経路である。具体的には、補正走行経路９２は、車両基準点Ｐ２が走行経路９１に沿って走行するときの測位点Ｐ１の走行軌跡である。言い換えれば、測位点Ｐ１が車両基準点Ｐ２よりも所定距離だけ前方にある場合、走行経路９１を、当該走行経路９１の進行向きに所定距離だけオフセットした点の軌跡である。従って、測位点Ｐ１が補正走行経路９２に沿うように田植機１を自律走行させることで、たとえ曲率半径が小さい場合であっても、車両基準点Ｐ２を走行経路９１に沿って移動させることができる。 Therefore, as shown in FIG. 6, the control unit 80 (travel path correction unit 85) of the present embodiment creates a correction travel path 92 in which the travel path 91 is corrected. The corrected travel route 92 is a route in which the travel route 91 is corrected based on the relative position of the positioning point P1 with respect to the vehicle reference point P2. Specifically, the corrected travel path 92 is a travel locus of the positioning point P1 when the vehicle reference point P2 travels along the travel path 91. In other words, when the positioning point P1 is ahead of the vehicle reference point P2 by a predetermined distance, it is a locus of a point at which the travel path 91 is offset by a predetermined distance in the traveling direction of the travel path 91. Therefore, by autonomously traveling the rice transplanter 1 so that the positioning point P1 follows the correction travel path 92, the vehicle reference point P2 can be moved along the travel path 91 even when the radius of curvature is small. can.

補正走行経路９２は、走行経路９１を進行方向にオフセットした経路であるため、旋回の前後において非対称である。また、走行経路９１は直線経路と旋回経路が滑らかに接続されるのに対し、補正走行経路９２は直線経路と旋回経路とが滑らかに接続されない。従って、測位点Ｐ１が直線経路と旋回経路の切替点に到達したタイミングで舵角を変化させても、舵角を瞬時に変化させることは不可能であるため、測位点Ｐ１が補正走行経路９２を超えてしまう。 Since the corrected traveling path 92 is a path offset from the traveling path 91 in the traveling direction, it is asymmetrical before and after turning. Further, in the traveling path 91, the straight path and the turning path are smoothly connected, whereas in the corrected traveling path 92, the straight path and the turning path are not smoothly connected. Therefore, even if the rudder angle is changed at the timing when the positioning point P1 reaches the switching point between the straight path and the turning path, it is impossible to change the rudder angle instantaneously. Therefore, the positioning point P1 is the corrected traveling path 92. Will exceed.

以上を考慮し、本実施形態の舵角制御部５３は、測位点Ｐ１が直線経路と旋回経路の切替点に到達する前に、舵角を変化させる。詳細には、舵角制御部５３は、直線経路に沿って田植機１を走行させるための制御である直線制御と、旋回経路に沿って田植機１を旋回させるための制御である旋回制御と、を実行可能である。直線制御では田植機１が直線経路に完全に沿っている場合は舵角がゼロであるが、旋回制御では田植機１が旋回経路に完全に沿っている場合であっても舵角をゼロより大きい値に設定する。つまり、旋回制御では、直線制御とは異なり、田植機１を走行経路に近づける以外の目的で舵角をゼロより大きくする処理を含んでいる。 In consideration of the above, the steering angle control unit 53 of the present embodiment changes the steering angle before the positioning point P1 reaches the switching point between the linear path and the turning path. Specifically, the rudder angle control unit 53 includes linear control, which is a control for running the rice transplanter 1 along a straight path, and turning control, which is a control for turning the rice transplanter 1 along a turning path. , Is feasible. In linear control, the rudder angle is zero when the rice transplanter 1 is completely along the straight path, but in turning control, the rudder angle is less than zero even when the rice transplanter 1 is completely along the turning path. Set to a large value. That is, unlike the linear control, the turning control includes a process of increasing the steering angle to more than zero for a purpose other than bringing the rice transplanter 1 closer to the traveling path.

そして、舵角制御部５３は、測位点Ｐ１から、直線経路と旋回経路の切替点までの距離を算出しており、この距離が閾値より小さくなったタイミングで、直線制御と旋回制御の切替えを行う。具体的には、舵角制御部５３は、直線経路上を移動する測位点Ｐ１が旋回経路に到達する前において、直線制御から旋回制御に切り替える。同様に、舵角制御部５３は、旋回経路上を移動する測位点Ｐ１が直線経路に到達する前において、旋回制御から直線制御に切り替える。これにより、直線経路と旋回経路の切替時において、田植機１が経路を大きく逸脱することを防止できる。 Then, the steering angle control unit 53 calculates the distance from the positioning point P1 to the switching point between the straight line path and the turning path, and switches between the straight line control and the turning control at the timing when this distance becomes smaller than the threshold value. conduct. Specifically, the steering angle control unit 53 switches from linear control to turning control before the positioning point P1 moving on the straight path reaches the turning path. Similarly, the steering angle control unit 53 switches from turning control to linear control before the positioning point P1 moving on the turning path reaches the linear path. As a result, it is possible to prevent the rice transplanter 1 from deviating significantly from the route when switching between the straight route and the turning route.

なお、切替点の距離に対する閾値を車速に応じて変更することもできる。即ち、車速が高くなるに従って閾値を大きくすることで適切なタイミングで直線制御と旋回制御の切替えを行うことができる。なお、切替点までの距離と車速に基づいて、切替点までの到達時間を求め、当該到達時間が閾値より小さくなったタイミングで、直線制御と旋回制御の切替えを行ってもよい。 The threshold value for the distance of the switching point can also be changed according to the vehicle speed. That is, by increasing the threshold value as the vehicle speed increases, it is possible to switch between linear control and turning control at an appropriate timing. The arrival time to the switching point may be obtained based on the distance to the switching point and the vehicle speed, and the linear control and the turning control may be switched at the timing when the arrival time becomes smaller than the threshold value.

次に、図７を参照して、補正走行経路９２に沿って測位点Ｐ１を移動させるために行う制御について説明する。舵角制御部５３は、補正走行経路９２に沿って旋回するために必要な舵角を算出する。ここで、本実施形態の田植機１は旋回時の内輪のタイヤ角度と外輪のタイヤ角度が異なる（内輪のタイヤ角度の方が大きくなる）。そのため、舵角制御部５３は、２輪車モデル用いて舵角の演算を行う。２輪車モデルとは、左右一対の前輪１２及び後輪１３の左右方向の中央に仮想前輪１２ａ及び仮想後輪１３ａを配置したモデルである。また、仮想前輪１２ａの舵角は内輪の舵角と外輪の舵角の平均である。舵角制御部５３は、仮想前輪１２ａの舵角と、仮想前輪１２ａから仮想後輪１３ａまでの長さであるホイールベース等に基づいて、補正走行経路９２に沿って旋回するための旋回舵角θを求める。ここで算出される旋回舵角θは外乱等の状況に応じて変化する値ではなく、理論的に予め算出される値である。この旋回舵角θはフィードフォワード制御で用いられる。 Next, with reference to FIG. 7, the control performed to move the positioning point P1 along the corrected traveling path 92 will be described. The steering angle control unit 53 calculates the steering angle required for turning along the corrected traveling path 92. Here, in the rice transplanter 1 of the present embodiment, the tire angle of the inner ring and the tire angle of the outer ring at the time of turning are different (the tire angle of the inner ring is larger). Therefore, the steering angle control unit 53 calculates the steering angle using the two-wheeled vehicle model. The two-wheeled vehicle model is a model in which a virtual front wheel 12a and a virtual rear wheel 13a are arranged at the center of a pair of left and right front wheels 12 and rear wheels 13 in the left-right direction. The steering angle of the virtual front wheel 12a is the average of the steering angle of the inner ring and the steering angle of the outer ring. The steering angle control unit 53 is a turning steering angle for turning along the corrected traveling path 92 based on the steering angle of the virtual front wheel 12a and the wheelbase or the like which is the length from the virtual front wheel 12a to the virtual rear wheel 13a. Find θ. The turning rudder angle θ calculated here is not a value that changes depending on a situation such as a disturbance, but a value that is theoretically calculated in advance. This turning rudder angle θ is used in feedforward control.

また、補正走行経路９２の旋回経路に沿って田植機１を自律走行させる際においても、前輪１２及び後輪１３の滑り又は旋回経路に到達する前からの偏差の存在等により、田植機１を補正走行経路９２に近づける制御が必要となる。制御部５０（偏差算出部８４）は、測位点Ｐ１の位置の偏差（以下、位置偏差ｌｄ１）と、測位点Ｐ１の向きの偏差（以下、角度偏差α１）と、を算出する。舵角制御部５３は、算出された偏差に基づいて、この偏差がゼロに近づけるための舵角を決定している。なお、舵角制御部５３は、これらの偏差に代えて又は加えて、上記のヨーレートの偏差を用いて舵角を決定することもできる。 Further, even when the rice transplanter 1 is autonomously traveled along the turning path of the correction running path 92, the rice transplanter 1 is moved due to the slippage of the front wheels 12 and the rear wheels 13 or the existence of a deviation from before reaching the turning path. Control to bring it closer to the corrected travel path 92 is required. The control unit 50 (deviation calculation unit 84) calculates the deviation of the position of the positioning point P1 (hereinafter, position deviation ld1) and the deviation of the direction of the positioning point P1 (hereinafter, angle deviation α1). The rudder angle control unit 53 determines the rudder angle for making this deviation close to zero based on the calculated deviation. The rudder angle control unit 53 can also determine the rudder angle by using the above deviation of the yaw rate in place of or in addition to these deviations.

以下、図８を参照して、位置偏差ｌｄ１及び角度偏差α１について簡単に説明する。図８の右側には、経路に正確に沿っている田植機１（以下、理想位置の田植機１等と称する）が示されており、図８の左側には現在の田植機１が表示されている。また、図８には、測位点Ｐ１、仮想前輪１２ａ、及び車両基準点Ｐ２（仮想後輪１３ａ）の３つの旋回軌跡が示されている。位置偏差ｌｄ１は、理想位置にある測位点Ｐ１の旋回軌跡から、現在の測位点Ｐ１までの距離である。角度偏差α１は、理想位置の田植機１の向きと現在の田植機１の向きの差である。なお、これらの偏差の求め方は一例であり、他の方法を用いて求めることもできる。 Hereinafter, the position deviation ld1 and the angle deviation α1 will be briefly described with reference to FIG. The rice transplanter 1 (hereinafter referred to as the ideal position rice transplanter 1 and the like) that follows the route exactly is shown on the right side of FIG. 8, and the current rice transplanter 1 is displayed on the left side of FIG. ing. Further, FIG. 8 shows three turning loci of the positioning point P1, the virtual front wheel 12a, and the vehicle reference point P2 (virtual rear wheel 13a). The position deviation ld1 is the distance from the turning locus of the positioning point P1 at the ideal position to the current positioning point P1. The angle deviation α1 is the difference between the orientation of the rice transplanter 1 at the ideal position and the orientation of the current rice transplanter 1. It should be noted that the method of obtaining these deviations is an example, and it can also be obtained by using another method.

舵角制御部５３は、上記の旋回舵角θに、位置偏差ｌｄ１及び角度偏差α１をゼロに近づけるための舵角を加算して算出された舵角（目標舵角）を用いて、舵角制御を行う。これにより、補正走行経路９２からの偏差をゼロに近づけつつ、測位点Ｐ１を補正走行経路９２に沿って（車両基準点Ｐ２を走行経路９１に沿って）移動させることができる。 The rudder angle control unit 53 uses the rudder angle (target rudder angle) calculated by adding the rudder angle for bringing the position deviation ld1 and the angle deviation α1 closer to zero to the turning rudder angle θ. Take control. As a result, the positioning point P1 can be moved along the correction travel path 92 (the vehicle reference point P2 is along the travel path 91) while making the deviation from the correction travel path 92 close to zero.

なお、別の制御方法として、所定距離Ｌを設定し現在位置から所定距離Ｌにある経路上の所定点を向く角度を用いて、経路に沿って自律走行させる方法がある。この制御方法では、現在位置が移動するに従って所定点を向く角度も常に変化するため、定常偏差が発生する。その結果、経路に精度良く沿うことが困難になる。この点、本実施形態の制御では偏差がゼロになれば常に変化する入力値はなくなるため、定常偏差が発生しないので、田植機１を精度良く走行経路９１に沿わせることができる。 As another control method, there is a method of setting a predetermined distance L and autonomously traveling along the route by using an angle facing a predetermined point on the route at a predetermined distance L from the current position. In this control method, the angle toward a predetermined point always changes as the current position moves, so that a steady deviation occurs. As a result, it becomes difficult to follow the route accurately. In this respect, in the control of the present embodiment, since there is no input value that constantly changes when the deviation becomes zero, a steady deviation does not occur, so that the rice transplanter 1 can be accurately aligned with the traveling path 91.

次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 Next, the second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the same reference numerals may be given to the members which are the same as or similar to those of the first embodiment described above, and the description may be omitted.

第１実施形態では、走行経路９１を補正して補正走行経路９２を作成することで、測位点Ｐ１と車両基準点Ｐ２が離れていることに伴う影響を緩和させた。これに対し、第２実施形態では、図９に示すように、車両基準点Ｐ２より進行方向側であって測位点Ｐ１とは異なる位置に仮想点Ｐ３を設け、仮想点Ｐ３における偏差等に基づいて舵角を変化させる。また、第２実施形態の制御部８０は、第１実施形態と異なり、走行経路補正部８５を備えていない、第２実施形態の制御部８０は、第１実施形態と異なり、仮想点設定部８６及び仮想点位置算出部８７を備えている。仮想点設定部８６及び仮想点位置算出部８７についても、第１実施形態と同様に、少なくとも一部の処理を田植機１（制御部５０）が行う構成であってもよい。 In the first embodiment, the traveling path 91 is corrected to create the corrected traveling path 92, thereby alleviating the influence of the positioning point P1 and the vehicle reference point P2 being separated from each other. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, a virtual point P3 is provided at a position on the traveling direction side of the vehicle reference point P2 and different from the positioning point P1, and is based on a deviation or the like at the virtual point P3. To change the steering angle. Further, unlike the first embodiment, the control unit 80 of the second embodiment does not include the travel path correction unit 85. The control unit 80 of the second embodiment is different from the first embodiment in that it is a virtual point setting unit. It includes 86 and a virtual point position calculation unit 87. The virtual point setting unit 86 and the virtual point position calculation unit 87 may also have a configuration in which the rice transplanter 1 (control unit 50) performs at least a part of the processing as in the first embodiment.

仮想点設定部８６は、上記の仮想点Ｐ３を設定する処理を行う。仮想点位置算出部８７は、測位点Ｐ１に対する仮想点Ｐ３の相対距離Ｌａ（図９）と、位置取得部６４が求めた測位点Ｐ１の位置と、に基づいて仮想点Ｐ３の位置を算出する。なお、相対距離Ｌａは予め記憶部５１又は記憶部８１等に記憶されている。 The virtual point setting unit 86 performs a process of setting the virtual point P3. The virtual point position calculation unit 87 calculates the position of the virtual point P3 based on the relative distance La (FIG. 9) of the virtual point P3 to the positioning point P1 and the position of the positioning point P1 obtained by the position acquisition unit 64. .. The relative distance La is stored in advance in the storage unit 51, the storage unit 81, or the like.

ここで、車両基準点Ｐ２を走行経路９１に沿わせるように舵角を変化させる制御の課題について説明する。上述したように、舵角を瞬時に変化させることは不可能であるため、例えば車両基準点Ｐ２が走行経路９１から外れてから、そのズレを修正するための舵角に変更するまでには時間が掛かる。従って、走行経路９１からの逸脱が大きくなる（特に旋回経路において逸脱が大きくなる）。この点、車両基準点Ｐ２よりも前方にある仮想点Ｐ３を用いることで、車両基準点Ｐ２の経路の逸脱を事前に把握することができるので、舵角の変更の遅れをキャンセルでき、走行経路９１からの逸脱量を抑えることができる。従って、走行経路９１からの逸脱を抑えつつ、田植機１を走行経路９１に沿って走行させることができる。 Here, a problem of control for changing the steering angle so that the vehicle reference point P2 is along the traveling path 91 will be described. As described above, since it is impossible to change the rudder angle instantaneously, for example, after the vehicle reference point P2 deviates from the traveling path 91, it takes time to change to the rudder angle for correcting the deviation. Is hung. Therefore, the deviation from the traveling path 91 becomes large (particularly in the turning path, the deviation becomes large). In this regard, by using the virtual point P3 in front of the vehicle reference point P2, the deviation of the route of the vehicle reference point P2 can be grasped in advance, so that the delay in changing the steering angle can be canceled and the traveling route can be canceled. The amount of deviation from 91 can be suppressed. Therefore, the rice transplanter 1 can be driven along the traveling path 91 while suppressing the deviation from the traveling path 91.

また、測位点Ｐ１が例えば前輪１２又は後輪１３よりもかなり前方に位置している場合、田植機１の向きを僅かに変化させた場合であっても測位点Ｐ１の位置が大きく変化する。その結果、舵角を変化させて田植機１の向きを変化させることで、上記の位置偏差が大幅に変化する。その結果、位置偏差及び角度偏差等が収束しにくくなり、走行経路９１を中心に作業車両が左右に蛇行して収束しないハンチングが発生する。この場合においては、仮想点Ｐ３を測位点Ｐ１よりも後方にすることで、ハンチングの影響を軽減できる。 Further, when the positioning point P1 is located considerably ahead of the front wheels 12 or the rear wheels 13, for example, the position of the positioning point P1 changes significantly even when the direction of the rice transplanter 1 is slightly changed. As a result, by changing the rudder angle and changing the direction of the rice transplanter 1, the above-mentioned position deviation changes significantly. As a result, it becomes difficult for the position deviation, the angle deviation, and the like to converge, and hunting occurs in which the work vehicle meanders to the left and right around the traveling path 91 and does not converge. In this case, the influence of hunting can be reduced by setting the virtual point P3 behind the positioning point P1.

仮想点Ｐ３は車両基準点Ｐ２より進行方向側であれば、田植機１の構成及び要求される仕様等に応じて、様々な位置に設けることができ、例えば、測位点Ｐ１より進行方向側であってもよいし進行方向反対側であってもよい。また、仮想点Ｐ３は、測位点Ｐ１と車両基準点Ｐ２を結ぶ線分の中点より進行方向側であってもよいし進行方向反対側であってもよい。なお、仮想点Ｐ３は左右方向の中央であることが好ましいが、異なっていてもよい。 If the virtual point P3 is on the traveling direction side of the vehicle reference point P2, it can be provided at various positions according to the configuration of the rice transplanter 1 and the required specifications, for example, on the traveling direction side of the positioning point P1. It may be on the opposite side of the traveling direction. Further, the virtual point P3 may be on the traveling direction side or on the opposite side of the traveling direction from the midpoint of the line segment connecting the positioning point P1 and the vehicle reference point P2. The virtual point P3 is preferably at the center in the left-right direction, but may be different.

次に、仮想点Ｐ３における偏差について説明する。第１実施形態と同様に、偏差の種類、偏差の算出方法、偏差を算出するために用いる検出値等は様々であり、適宜変更できる。第２実施形態では、第１実施形態と同様、偏差算出部８４が位置偏差と角度偏差を偏差として算出する。また、走行経路９１を、車両基準点Ｐ２と仮想点Ｐ３の位置関係に応じてオフセットした経路（即ち、仮想点Ｐ３が通過すべき経路）を仮想点走行経路９３と称する。本実施形態では車両基準点Ｐ２が通る経路をオフセットして仮想点走行経路９３を作成したが、田植機１の別の点が通る経路に基づいて仮想点走行経路９３を作成することもできる。以下では、仮想点Ｐ３の位置偏差を位置偏差ｌｄ３と称し、角度偏差をα３と称する。 Next, the deviation at the virtual point P3 will be described. Similar to the first embodiment, the type of deviation, the method of calculating the deviation, the detection value used for calculating the deviation, and the like are various and can be changed as appropriate. In the second embodiment, as in the first embodiment, the deviation calculation unit 84 calculates the position deviation and the angle deviation as deviations. Further, a route in which the travel route 91 is offset according to the positional relationship between the vehicle reference point P2 and the virtual point P3 (that is, a route through which the virtual point P3 should pass) is referred to as a virtual point travel route 93. In the present embodiment, the virtual point traveling route 93 is created by offsetting the route through which the vehicle reference point P2 passes, but the virtual point traveling route 93 can also be created based on the route through which another point of the rice transplanter 1 passes. Hereinafter, the position deviation of the virtual point P3 is referred to as a position deviation ld3, and the angle deviation is referred to as α3.

図１１には、理想位置の田植機１の測位点Ｐ１、仮想点Ｐ３、及び車両基準点Ｐ２の旋回軌跡が表示されている。ここで、位置偏差ｌｄ３は、現在の田植機１の仮想点Ｐ３と、仮想点の旋回軌跡（仮想点走行経路９３）と、の距離である。これらの旋回軌跡の位置は算出でき、更に現在の仮想点Ｐ３の位置も上述のように算出できるため、これらの値に基づいて位置偏差ｌｄ３を算出できる。また、角度偏差α３は、仮想点Ｐ３において田植機１が向くべき方向と現在向いている方向の角度差である。ここで、理想位置の田植機１において、仮想点の旋回経路から引いた接線は、この田植機１の向いている方向とは角度γだけ異なっている。この角度γと現在の仮想点の角度βを比較することで、角度偏差α３を算出できる。 FIG. 11 shows the turning loci of the positioning point P1, the virtual point P3, and the vehicle reference point P2 of the rice transplanter 1 at the ideal position. Here, the position deviation ld3 is the distance between the virtual point P3 of the current rice transplanter 1 and the turning locus of the virtual point (virtual point traveling path 93). Since the positions of these turning loci can be calculated and the current position of the virtual point P3 can also be calculated as described above, the position deviation ld3 can be calculated based on these values. Further, the angle deviation α3 is the angle difference between the direction in which the rice transplanter 1 should face and the direction in which the rice transplanter 1 is currently facing at the virtual point P3. Here, in the rice transplanter 1 at the ideal position, the tangent line drawn from the turning path of the virtual point is different from the direction in which the rice transplanter 1 is facing by an angle γ. The angle deviation α3 can be calculated by comparing this angle γ with the angle β of the current virtual point.

舵角制御部５３は、上記の旋回舵角θ及び仮想点の偏差に基づいて、仮想点の偏差を小さくするための舵角を算出して適用することで、車両基準点Ｐ２が走行経路９１に沿うように、田植機１を自律走行させることができる。 The steering angle control unit 53 calculates and applies a steering angle for reducing the deviation of the virtual point based on the above-mentioned turning steering angle θ and the deviation of the virtual point, so that the vehicle reference point P2 is the traveling path 91. The rice planting machine 1 can be autonomously driven along the above.

更に、第２実施形態においても、図１２に示すように、舵角制御部５３は、仮想点Ｐ３が直線経路と旋回経路の切替点に到達する前において、直線制御と旋回制御の切替えを行う。具体的には、舵角制御部５３は、直線経路上を移動する仮想点Ｐ３が旋回経路に到達する前において、直線制御から旋回制御に切り替える。同様に、舵角制御部５３は、旋回経路上を移動する仮想点Ｐ３が直線経路に到達する前において、旋回制御から直線制御に切り替える。なお、制御を切り替えるタイミングについては、第１実施形態と同様に、様々な方法を用いることができる。また、制御を切り替えるタイミングは、車両基準点Ｐ２と切替点の距離を算出してもよいし、仮想点Ｐ３と切替点の距離を算出してもよい。これにより、直線経路と旋回経路の切替時において、田植機１が経路を大きく逸脱することを防止できる。 Further, also in the second embodiment, as shown in FIG. 12, the steering angle control unit 53 switches between linear control and turning control before the virtual point P3 reaches the switching point between the linear path and the turning path. .. Specifically, the steering angle control unit 53 switches from linear control to turning control before the virtual point P3 moving on the straight path reaches the turning path. Similarly, the steering angle control unit 53 switches from turning control to linear control before the virtual point P3 moving on the turning path reaches the linear path. As for the timing of switching the control, various methods can be used as in the first embodiment. Further, as the timing for switching the control, the distance between the vehicle reference point P2 and the switching point may be calculated, or the distance between the virtual point P3 and the switching point may be calculated. As a result, it is possible to prevent the rice transplanter 1 from deviating significantly from the route when switching between the straight route and the turning route.

以上に説明したように、第１実施形態の自律走行システム１００は、位置取得部６４と、走行経路作成部８３と、走行経路補正部８５と、舵角制御部５３と、を備える。位置取得部６４は、田植機１が旋回時に円弧を描く部分である車両基準点Ｐ２とは異なる位置に配置された測位アンテナ６１の位置である測位点Ｐ１を測位演算により取得する。走行経路作成部８３は、旋回経路を含み、車両基準点Ｐ２が通る経路である走行経路９１を作成する。走行経路補正部８５は、車両基準点Ｐ２に対する測位アンテナ６１の相対位置に基づいて走行経路９１を補正した補正走行経路９２を作成する。舵角制御部５３は、田植機１の操舵を自律的に行うことで、測位点Ｐ１が補正走行経路９２に沿うように田植機１を走行させる。 As described above, the autonomous travel system 100 of the first embodiment includes a position acquisition unit 64, a travel route creation unit 83, a travel route correction unit 85, and a steering angle control unit 53. The position acquisition unit 64 acquires the positioning point P1 which is the position of the positioning antenna 61 arranged at a position different from the vehicle reference point P2 which is the portion where the rice transplanter 1 draws an arc when turning. The travel route creation unit 83 creates a travel route 91 that includes a turning route and is a route through which the vehicle reference point P2 passes. The travel path correction unit 85 creates a corrected travel path 92 in which the travel path 91 is corrected based on the relative position of the positioning antenna 61 with respect to the vehicle reference point P2. The rudder angle control unit 53 autonomously steers the rice transplanter 1 to drive the rice transplanter 1 so that the positioning point P1 follows the correction travel path 92.

これにより、車両基準点Ｐ２と測位点Ｐ１が離れている場合であっても、走行経路９１（特に旋回経路）からの逸脱を抑えつつ、田植機１を旋回経路に沿って走行させることができる。 As a result, even when the vehicle reference point P2 and the positioning point P1 are separated from each other, the rice transplanter 1 can be driven along the turning path while suppressing deviation from the traveling path 91 (particularly the turning path). ..

また、第２実施形態の自律走行システム１００は、位置取得部６４と、走行経路作成部８３と、仮想点設定部８６と、仮想点位置算出部８７と、偏差算出部８４と、舵角制御部５３と、を備える。位置取得部６４は、田植機１が旋回時に円弧を描く部分である車両基準点Ｐ２とは異なる位置に配置された測位アンテナ６１の位置である測位点Ｐ１を測位演算により取得する。走行経路作成部８３は、旋回経路を含む経路である走行経路９１を作成する。仮想点設定部８６は、車両基準点Ｐ２よりも前進側であって測位アンテナ６１とは異なる位置に仮想点Ｐ３を設定する。仮想点位置算出部８７は、測位アンテナ６１と仮想点Ｐ３の位置関係に基づいて、位置取得部６４が取得した測位点Ｐ１から現在の仮想点設定部８６の位置を算出する。偏差算出部８４は、仮想点位置算出部８７が算出した現在の仮想点Ｐ３の位置と、当該仮想点Ｐ３が通過すべき走行経路である仮想点走行経路９３と、に基づいて、現在の仮想点Ｐ３における仮想点走行経路９３からの偏差を算出する。舵角制御部５３は、偏差算出部８４が算出した偏差に基づいて田植機１の操舵を自律的に行うことで、走行経路９１に沿うように田植機１を走行させる。 Further, the autonomous travel system 100 of the second embodiment includes a position acquisition unit 64, a travel route creation unit 83, a virtual point setting unit 86, a virtual point position calculation unit 87, a deviation calculation unit 84, and a steering angle control. A unit 53 is provided. The position acquisition unit 64 acquires the positioning point P1 which is the position of the positioning antenna 61 arranged at a position different from the vehicle reference point P2 which is the portion where the rice transplanter 1 draws an arc when turning. The travel route creation unit 83 creates a travel route 91, which is a route including a turning route. The virtual point setting unit 86 sets the virtual point P3 at a position on the forward side of the vehicle reference point P2 and different from the positioning antenna 61. The virtual point position calculation unit 87 calculates the current position of the virtual point setting unit 86 from the positioning point P1 acquired by the position acquisition unit 64 based on the positional relationship between the positioning antenna 61 and the virtual point P3. The deviation calculation unit 84 is based on the current position of the virtual point P3 calculated by the virtual point position calculation unit 87 and the virtual point travel path 93 which is the travel route through which the virtual point P3 should pass. The deviation from the virtual point traveling path 93 at the point P3 is calculated. The steering angle control unit 53 autonomously steers the rice transplanter 1 based on the deviation calculated by the deviation calculation unit 84, so that the rice transplanter 1 travels along the travel path 91.

また、第１実施形態の自律走行システム１００において、補正走行経路９２は、旋回経路と、当該旋回経路に接続される直線経路と、を含んでいる。舵角制御部５３は、田植機１を旋回させる旋回制御と、田植機１を直進させる直線制御と、を実行可能である。測位点Ｐ１が、直線経路と旋回経路の境界に到達するより前に、直線制御と旋回制御の切替えが行われる。 Further, in the autonomous traveling system 100 of the first embodiment, the corrected traveling path 92 includes a turning path and a straight path connected to the turning path. The steering angle control unit 53 can execute turning control for turning the rice transplanter 1 and linear control for turning the rice transplanter 1 straight. Switching between linear control and swivel control is performed before the positioning point P1 reaches the boundary between the linear path and the swivel path.

これにより、経路からの逸脱を抑えつつ、直線経路から旋回経路、又は、旋回経路から直線経路へ田植機１を移行させることができる。 As a result, the rice transplanter 1 can be transferred from the straight path to the turning path or from the turning path to the straight path while suppressing the deviation from the path.

また、第２実施形態の自律走行システム１００において、仮想点走行経路９３は、旋回経路と、当該旋回経路に接続される直線経路と、を含んでいる。舵角制御部５３は、田植機１を旋回させる旋回制御と、田植機１を直進させる直線制御と、を実行可能である。仮想点Ｐ３が、直線経路と旋回経路の境界に到達するより前に、直線制御と旋回制御の切替えが行われる。 Further, in the autonomous traveling system 100 of the second embodiment, the virtual point traveling path 93 includes a turning path and a straight path connected to the turning path. The steering angle control unit 53 can execute turning control for turning the rice transplanter 1 and linear control for turning the rice transplanter 1 straight. The switching between the linear control and the turning control is performed before the virtual point P3 reaches the boundary between the linear path and the turning path.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.

上記実施形態では田植機１の走行中に制御部８０が補正走行経路９２又は仮想点走行経路９３を作成するが、田植機１の走行の開始前に補正走行経路９２又は仮想点走行経路９３を作成して記憶部８１等に記憶していてもよい。 In the above embodiment, the control unit 80 creates the correction travel path 92 or the virtual point travel route 93 while the rice transplanter 1 is traveling, but the correction travel route 92 or the virtual point travel route 93 is created before the start of the travel of the rice transplanter 1. It may be created and stored in a storage unit 81 or the like.

上記実施形態では田植機１と無線通信端末７とが無線通信を行うが、有線通信を行う構成であってもよい。 In the above embodiment, the rice transplanter 1 and the wireless communication terminal 7 perform wireless communication, but may be configured to perform wired communication.

上記実施形態では、田植機１を自律走行させる自律走行システム１００を説明したが、他の農業用の作業車両であるトラクタ及びコンバインを自律走行させる自律走行システムにも、本発明を適用できる。 In the above embodiment, the autonomous traveling system 100 for autonomously traveling the rice transplanter 1 has been described, but the present invention can also be applied to an autonomous traveling system for autonomously traveling other agricultural work vehicles such as a tractor and a combine.

１田植機（作業車両）
５３舵角制御部
６４位置取得部
８０制御部
８１記憶部
８２表示制御部
８３走行経路作成部
８４偏差算出部
８５走行経路補正部
１００自律走行システム 1 Rice transplanter (working vehicle)
53 Steering angle control unit 64 Position acquisition unit 80 Control unit 81 Storage unit 82 Display control unit 83 Travel route creation unit 84 Deviation calculation unit 85 Travel route correction unit 100 Autonomous travel system

Claims

A position acquisition unit that acquires a positioning point, which is the position of a positioning antenna placed at a position different from the vehicle reference point, which is a part where the work vehicle draws an arc when turning, by a positioning calculation.
A travel route creation unit that creates a travel route that includes a turning route and is a route through which the vehicle reference point passes.
A travel route correction unit that creates a corrected travel route that corrects the travel route based on the relative position of the positioning antenna with respect to the vehicle reference point.
A steering angle control unit that drives the work vehicle so that the positioning point follows the corrected travel path by autonomously steering the work vehicle.
An autonomous driving system characterized by being equipped with.

A position acquisition unit that acquires a positioning point, which is the position of a positioning antenna placed at a position different from the vehicle reference point, which is a part where the work vehicle draws an arc when turning, by a positioning calculation.
A travel route creation unit that creates a travel route that is a route that includes a turning route,
A virtual point setting unit that sets a virtual point at a position on the forward side of the vehicle reference point and different from the positioning antenna.
A virtual point position calculation unit that calculates the current position of the virtual point from the positioning point acquired by the position acquisition unit based on the positional relationship between the positioning antenna and the virtual point.
Based on the current position of the virtual point calculated by the virtual point position calculation unit and the virtual point travel path which is a travel path offset from the travel path according to the positional relationship between the vehicle reference point and the virtual point. Then, a deviation calculation unit that calculates the deviation from the virtual point traveling path at the current virtual point, and
A steering angle control unit that causes the work vehicle to travel along the travel path by autonomously steering the work vehicle based on the deviation calculated by the deviation calculation unit.
An autonomous driving system characterized by being equipped with.

The autonomous traveling system according to claim 1.
The corrected traveling path includes a turning path and a straight path connected to the turning path.
The steering angle control unit can execute turning control for turning the work vehicle and linear control for turning the work vehicle straight.
An autonomous traveling system characterized in that switching between the linear control and the turning control is performed before the positioning point reaches the boundary between the straight path and the turning path.

The autonomous driving system according to claim 2.
The virtual point traveling path includes a turning path and a straight path connected to the turning path.
The steering angle control unit can execute turning control for turning the work vehicle and linear control for turning the work vehicle straight.
An autonomous traveling system characterized in that switching between the linear control and the turning control is performed before the virtual point reaches the boundary between the straight path and the turning path.