CN112602029A - 自动行驶系统 - Google Patents

Abstract

在包括多个行驶路径的预定行驶路径中，进入所期望的行驶路径并从所期望的行驶路径开始进行作业。路径生成部，其生成包括使作业车辆自动行驶的多个行驶路径在内的预定行驶路径；自动行驶控制部，其能够使作业车辆沿着预定行驶路径自动行驶；信息获取部，其获取作业车辆的位置信息以及方位信息；以及确定部，其在由作业车辆开始自动行驶之前，确定作业车辆能够开始自动行驶的自动行驶候补路径，确定部基于由信息获取部获取的作业车辆的位置信息以及方位信息，而在作业车辆的前方侧以及后方侧设定候补确定用区域(Q2)，并将多个行驶路径中的包括在候补确定用区域(Q2)中的行驶路径(P1)确定为自动行驶候补路径(P4)。

Description

自动行驶系统

技术领域

本发明涉及使作业车辆沿着目标行驶路径自动行驶的自动行驶系统。

背景技术

上述的自动行驶系统基于使用卫星定位系统等获取的作业车辆的定位信息，使作业车辆沿着包括预先生成的多个行驶路径的预定行驶路径自动行驶(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1所述的系统中，例如，在作业车辆位于偏离预定行驶路径的位置的情况下，探索能够进入的行驶路径，使作业车辆进入到该行驶路径而重新开始自动行驶。行驶路径的探索如下：使用作业车辆的位置信息以及方位信息而在作业车辆的行进方向(前方侧)上设定探索区域，从存在于探索区域内的行驶路径中选择位于离作业车辆最近的位置的行驶路径而作为能够进入的行驶路径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-4589号公报

发明内容

在上述专利文献1所述的系统中，在作业车辆的前方侧设定了探索区域，因此，可探索到作业车辆能够前进并进入的行驶路径。然而，例如还存在位于离作业车辆最近的位置的行驶路径存在于作业车辆的后方侧的情况。在该情况下，会进入到并非位于离作业车辆最近的位置的行驶路径的其他行驶路径。因而，仅通过在作业车辆的前方侧设定探索区域，无法进入到用户等所期望的行驶路径，无法从所期望的行驶路径开始进行作业。

鉴于该实情，本发明的主要课题在于提供一种自动行驶系统，能够在包括多个行驶路径的预定行驶路径中，进入到所期望的行驶路径，并从所期望的行驶路径开始进行作业。

本发明的第一特征结构在于如下方面，具备：路径生成部，其生成包括使作业车辆自动行驶的多个行驶路径在内的预定行驶路径；自动行驶控制部，其能够使作业车辆沿着预定行驶路径自动行驶；信息获取部，其获取作业车辆的位置信息以及方位信息；以及确定部，其在作业车辆开始自动行驶之前，确定作业车辆能够开始自动行驶的自动行驶候补路径，所述确定部基于由所述信息获取部获取的作业车辆的位置信息以及方位信息，而在作业车辆的前方侧以及后方侧设定候补确定用区域，并将多个行驶路径中的包括在候补确定用区域中的行驶路径确定为自动行驶候补路径。

根据本结构，确定部基于作业车辆的位置信息以及方位信息，不仅在作业车辆的前方侧设定候补确定用区域，在后方侧也设定候补确定用区域。确定部不仅能够将前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径，还能够将后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径。由此，在与用户等的期望、作业状况相应的所期望的行驶路径包括在前方侧用的候补确定用区域中的情况下，能够进入到前方侧用的候补确定用区域所包括的自动行驶候补路径而开始进行作业；在所期望的行驶路径包括在后方侧用的候补确定用区域中的情况下，能够进入到后方侧用的候补确定用区域所包括的自动行驶候补路径而开始进行作业。因而，能够在包括多个行驶路径的预定行驶路径中，进入到所期望的行驶路径，并从所期望的行驶路径开始进行作业。

本发明的第二特征结构在于如下方面，在所述确定部将前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，所述自动行驶控制部使作业车辆前进而进入到自动行驶候补路径，在所述确定部将后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，所述自动行驶控制部使作业车辆后退而进入到自动行驶候补路径。

根据本结构，在将前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，使作业车辆前进而进入到自动行驶候补路径，因此能够顺利地进入到自动行驶候补路径。在将后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，使作业车辆后退而进入到自动行驶候补路径，因此能够顺利地进入到自动行驶候补路径。这样，能够根据自动行驶候补路径的确定状况，将作业车辆切换为前进和后退，并且顺利地进入到自动行驶候补路径，因此能够有效且恰当地开始从自动行驶候补路径进行自动行驶。

本发明的第三特征结构在于如下方面，具备对所述候补确定用区域所包括的行驶路径进行显示的显示部，所述显示部以能够区分前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径与后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径的方式进行显示。

根据本结构，显示部以能够区分前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径与后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径的方式进行显示，因此，用户等能够容易识别到所确定的自动行驶候补路径是包括在前方侧用的候补确定用区域中还是包括在后方侧用的候补确定用区域中。由此，用户等能够对前方侧用的候补确定用区域所包括的自动行驶候补路径与后方侧用的候补确定用区域所包括的自动行驶候补路径进行比较，而容易地判别哪一方符合期望。

本发明的第四特征结构在于如下方面，所述自动行驶系统具备区域选择部，所述区域选择部能够选择在作业车辆的前方侧设定所述候补确定用区域或者在作业车辆的后方侧设定所述候补确定用区域，所述确定部根据该区域选择部的选择状态，而在作业车辆的前方侧或作业车辆的后方侧设定所述候补确定用区域。

根据本结构，在设定候补确定用区域时，区域选择部能够根据用户等的期望、作业状况等，选择在作业车辆的前方侧设定候补确定用区域或在作业车辆的后方侧设定候补确定用区域。由此，能够确定与用户等的期望、作业状况等相应的恰当的自动行驶候补路径，因此，能够从恰当的自动行驶候补路径开始进行作业，能够实现用户等的便利性的提高及作业效率的提高。

附图说明

图1是示出自动行驶系统的概要结构的图。

图2是示出自动行驶系统的概要结构的框图。

图3是示出生成了目标行驶路径的状态下的作业区域的图。

图4是示出设定前方侧用的候补确定用区域并确定自动行驶候补路径时的状态的示意图。

图5是示出设定前方侧用的候补确定用区域并成为拖拉机相对于作业路径为横向的状态的示意图。

图6是示出设定后方侧用的候补确定用区域并确定自动行驶候补路径时的状态的示意图。

图7是示出使拖拉机以直行模式自动行驶时的动作的流程图。

图8是示出在第二实施方式中设定前方侧用的候补确定用区域并确定自动行驶候补路径时的状态的示意图。

具体实施方式

参照附图对本发明涉及的自动行驶系统的实施方式进行说明。

〔第一实施方式〕

在该自动行驶系统中，如图1所示，作为作业车辆而应用了拖拉机1，但是，除拖拉机以外，还能够应用：乘用插秧机、联合收割机、乘用割草机、轮式装载机、除雪车等乘用作业车辆、以及无人割草机等无人作业车辆。

如图1和图2所示，该自动行驶系统具备：搭载于拖拉机1的自动行驶单元2；以及以能够与自动行驶单元2通信的方式进行了通信设定的便携式通信终端3。便携式通信终端3能够采用：具有可触摸操作的显示部51(例如、液晶面板)等的平板型个人计算机、智能手机等。

拖拉机1具备行驶机体7，该行驶机体7具有：作为能够驱动的转向轮而发挥作用的左右前轮5以及能够驱动的左右后轮6。在行驶机体7的前方侧配置有发动机盖8，在发动机盖8内配备有具备共轨系统的电子控制式柴油发动机(下称“发动机”)9。在比行驶机体7的发动机盖8更靠后方侧的位置配备有形成搭乘式驾驶部的驾驶室10。

通过在行驶机体7的后部借助3点连杆机构11而以能够升降且能够翻滚的方式连结有作为作业装置12的一例的旋耕装置，能够将拖拉机1构成为旋耕方式。也可以代替旋耕装置，在拖拉机1的后部连结有犁地机、播种装置、撒布装置等作业装置12。

如图2所示，拖拉机1具备：对来自发动机9的动力进行变速的电子控制式变速装置13、对左右前轮5进行转向的全液压式动力转向机构14、对左右后轮6进行制动的左右侧制动器(未图示)、能够对左右侧制动器进行液压操作的电子控制式制动操作机构15、对朝向旋耕装置等作业装置12的动力传递进行接通断开的作业离合器(未图示)、能够对作业离合器进行液压操作的电子控制式离合器操作机构16、对旋耕装置等作业装置12进行升降驱动的电子液压控制式升降驱动机构17、具有与拖拉机1的自动行驶等相关的各种控制程序等的车载电子控制单元18、对拖拉机1的车速进行检测的车速传感器19、对前轮5的转向角进行检测的转向角传感器20、以及对拖拉机1的当前位置以及当前方位进行测定的定位单元21等。

此外，发动机9可以采用具备电子调速器的电子控制式汽油发动机。变速装置13可以采用液压机械式无级变速装置(HMT)、静液压式无级变速装置(HST)、或者带式无级变速装置等。动力转向机构14可以采用具备电动马达的电动式动力转向机构14等。

如图1所示，在驾驶室10的内部配备有：能够借助动力转向机构14(参照图2)而对左右前轮5进行手动转向的方向盘38、用于搭乘者的驾驶席39、触摸面板式的显示部、以及各种操作件等。

如图2所示，车载电子控制单元18具有：对变速装置13的工作进行控制的变速控制部181、对左右侧制动器的工作进行控制的制动控制部182、对旋耕装置等作业装置12的工作进行控制的作业装置控制部183、在自动行驶时对左右前轮5的目标转向角进行设定并将该目标转向角输出至动力转向机构14的转向角设定部184、以及对预先生成的自动行驶用的目标行驶路径P(例如，参照图3)等进行存储的非易失性车载存储部185等。

如图2所示，定位单元21具备：利用作为卫星定位系统(NSS：NavigationSatellite System)的一例的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)来测定拖拉机1的当前位置及当前方位的卫星导航装置22、以及具有3轴陀螺仪以及3方向加速度传感器等并测定拖拉机1的姿态、方位等的惯性测量装置(IMU：Inertial Measurement Unit)23等。由定位单元21获取拖拉机1的当前位置(位置信息)，并由惯性测量装置23获取拖拉机1的方位信息，定位单元21以及惯性测量装置23相当于信息获取部。利用GPS进行的定位方法有DGPS(Differential GPS：相对定位方式)、RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS：干扰定位方式)等。在本实施方式中，采用适合移动体的定位的RTK-GPS。因此，如图1以及图2所示，在田地周边的已知位置设置有能够利用RTK而进行定位的定位基站4。

如图2所示，拖拉机1和基站4分别具备：对从定位卫星71(参照图1)发送来的电波进行接收的定位天线24、61、以及能够在拖拉机1与基站4之间进行包括定位信息在内的各种信息的无线通信的通信模块25、62等。由此，卫星导航装置22能够基于拖拉机侧的定位天线24接收来自定位卫星71的电波而得到的定位信息和基站侧的定位天线61接收来自定位卫星71的电波而得到的定位信息，而以高精度测定拖拉机1的当前位置以及当前方位。另外，定位单元21通过具备卫星导航装置22和惯性测量装置23，能够以高精度测定拖拉机1的当前位置、当前方位、姿态角(偏航角、翻滚角、俯仰角)。

如图1所示，拖拉机1所具备的定位天线24、通信模块25以及惯性测量装置23被收纳在天线单元80中。天线单元80配置在驾驶室10的前表面侧的上部位置。

如图2所示，便携式通信终端3具备：具有对显示部51等的工作进行控制的各种控制程序等的终端电子控制单元52、以及能够在与拖拉机侧的通信模块25之间进行包括定位信息在内的各种信息的无线通信的通信模块55等。终端电子控制单元52具有：生成用于供拖拉机1自动行驶的目标行驶路径P(例如，参照图3)的行驶路径生成部53、以及对用户所输入的各种输入信息、行驶路径生成部53所生成的目标行驶路径P等进行存储的非易失性终端存储部54等。

当行驶路径生成部53生成目标行驶路径P时，按照显示在便携式通信终端3的显示部51上的用于设定目标行驶路径的输入引导，驾驶者、管理者等用户等输入作业车辆、作业装置12的种类、机种等车身信息，所输入的车身信息被存储于终端存储部54。将成为目标行驶路径P的生成对象的作业区域S(参照图3)设为田地，便携式通信终端3的终端电子控制单元52获取包括田地的形状、位置在内的田地信息并将该田地信息存储于终端存储部54。

对获取田地信息进行说明。通过由用户等驾驶而使拖拉机1实际行驶，终端电子控制单元52能够根据由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置等而获取到用于确定田地的形状、位置等的位置信息。终端电子控制单元52根据所获取的位置信息来确定田地的形状以及位置，并获取根据该确定的田地的形状以及位置而确定的包括作业区域S在内的田地信息。图3中示出了已确定矩形状的作业区域S的例子。

若包括所确定的田地的形状、位置等在内的田地信息被存储到终端存储部54中，则行驶路径生成部53使用终端存储部54中存储的田地信息、车身信息来生成目标行驶路径P。

如图3所示，行驶路径生成部53将作业区域S内划分设定为中央区域R1和外周区域R2。中央区域R1设定在作业区域S的中央部，并且是使拖拉机1在往复方向上自动行驶并进行规定作业(例如，耕耘等作业)的往复作业区域。外周区域R2设定在中央区域R1的周围。行驶路径生成部53例如根据车身信息所包括的转弯半径、拖拉机1的前后宽度以及左右宽度等，求出为了使拖拉机1在田地的田埂处转弯行驶而所需的转弯行驶用空间等。行驶路径生成部53在作业区域S内划分出中央区域R1和外周区域R2，以便在中央区域R1的外周确保所求出的空间等。

如图3所示，行驶路径生成部53使用车身信息、田地信息等，生成目标行驶路径P(相当于预定行驶路径)。例如，目标行驶路径P具有：在中央区域R1中具有相同的直行距离且隔开与作业宽度对应的固定距离而平行地配置设定的直线状的多个作业路径P1(相当于行驶路径)；以及将相邻的作业路径P1的始端与终端连结的连结路径P2。多个作业路径P1是供拖拉机1一边直行行驶一边进行规定作业的路径。连结路径P2是用于使拖拉机1的行驶方向转换180度而不进行规定作业的U形转弯路径，并将作业路径P1的终端与相邻的下一个作业路径P1的始端连结。顺便说明的是，如图3所示的目标行驶路径P仅是一个示例，设定哪种目标行驶路径是可以进行适当变更的。

由行驶路径生成部53生成的目标行驶路径P能够显示在显示部51上，作为与车身信息以及田地信息等建立关联的路径信息而存储在终端存储部54中。行驶路径信息中包括：目标行驶路径P的方位角、以及根据拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶方式等设定的设定发动机旋转速度、目标行驶速度等。

这样一来，若行驶路径生成部53生成了目标行驶路径P，则终端电子控制单元52将路径信息从便携式通信终端3发送至拖拉机1，由此拖拉机1的车载电子控制单元18能够获取路径信息。车载电子控制单元18能够基于获取到的路径信息，一边由定位单元21来获取自身的当前位置(拖拉机1的当前位置)，一边使拖拉机1沿着目标行驶路径P自动行驶。由定位单元21获取的拖拉机1的当前位置是从拖拉机1实时(例如以数毫秒周期)发送至便携式通信终端3的，从而通过便携式通信终端3来掌握拖拉机1的当前位置。

关于路径信息的传送，在拖拉机1开始自动行驶前的阶段中，可以将路径信息的整体从终端电子控制单元52一下子传送到车载电子控制单元18。另外，例如也可以将包括目标行驶路径P的路径信息分割为信息量较少的以规定距离为单位的多个路径部分。在该情况下，在拖拉机1开始自动行驶前的阶段中，仅将路径信息的初始路径部分从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。也可以为，在开始自动行驶之后，每当拖拉机1到达根据信息量等设定的路径获取地点时，仅将与该地点对应的随后的路径部分的路径信息从终端电子控制单元52传送至车载电子控制单元18。

在开始拖拉机1进行自动行驶时，例如，用户等使拖拉机1移动至目标行驶路径P的起始地点，一旦满足各种自动行驶开始条件，用户就利用便携式通信终端3对显示部51进行操作而指示开始进行自动行驶，从而便携式通信终端3将自动行驶的开始指示发送至拖拉机1。由此，在拖拉机1中，车载电子控制单元18通过接受自动行驶的开始指示，开始进行如下自动行驶控制：一边由定位单元21来获取自己的当前位置(拖拉机1的当前位置)，一边使拖拉机1沿着目标行驶路径P自动行驶。车载电子控制单元18构成为进行如下自动行驶控制的自动行驶控制部：基于使用卫星定位系统由定位单元21获取的拖拉机1的定位信息，使拖拉机1沿着作业区域S内的目标行驶路径P自动行驶。

自动行驶控制包含如下控制：对变速装置13的工作进行自动控制的自动变速控制、对制动操作机构15的工作进行自动控制的自动制动控制、对左右前轮5进行自动转向的自动转向控制、以及对旋耕装置等作业装置12的工作进行自动控制的作业用自动控制等。

在自动变速控制中，变速控制部181基于包括目标行驶速度的目标行驶路径P的路径信息、定位单元21的输出和车速传感器19的输出，而对变速装置13的工作进行自动控制，以便能够得到根据拖拉机1在目标行驶路径P上的行驶方式等设定的目标行驶速度，来作为拖拉机1的车速。

在自动制动控制中，制动控制部182基于目标行驶路径P和定位单元21的输出，而对制动操作机构15的工作进行自动控制，以便左右侧制动器能够在目标行驶路径P的路径信息所包括的制动区域中对左右后轮6进行恰当的制动。

在自动转向控制中，转向角设定部184基于目标行驶路径P的路径信息和定位单元21的输出来求出并设定左右前轮5的目标转向角，并将设定的目标转向角输出至动力转向机构14，以使拖拉机1在目标行驶路径P上自动行驶。动力转向机构14基于目标转向角和转向角传感器20的输出，使左右前轮5进行自动转向，以便能够得到目标转向角来作为左右前轮5的转向角。

在作业用自动控制中，作业装置控制部183基于目标行驶路径P的路径信息和定位单元21的输出，而对离合器操作机构16以及升降驱动机构17的工作进行自动控制，以便随着拖拉机1到达作业路径P1(例如，参照图3)的始端等作业开始地点而开始利用作业装置12进行规定作业(例如耕耘作业)，并且随着拖拉机1到达作业路径P1(例如，参照图3)的终端等作业结束地点而停止利用作业装置12进行规定作业。

这样，在拖拉机1中，通过变速装置13、动力转向机构14、制动操作机构15、离合器操作机构16、升降驱动机构17、车载电子控制单元18、车速传感器19、转向角传感器20、定位单元21、以及通信模块25等而构成了自动行驶单元2。

在该实施方式中，不仅能够不使用户等搭乘于驾驶室10就会使拖拉机1进行自动行驶，而且也能够在使用户等搭乘于驾驶室10的状态下使拖拉机1进行自动行驶。因而，不仅能够不使用户等搭乘于驾驶室10，而仅仅通过利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制，就能够使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶，而且在使用户等搭乘于驾驶室10的情况下，也能够通过利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制，而使拖拉机1沿着目标行驶路径P进行自动行驶。

在使用户等搭乘于驾驶室10的情况下，能够在利用车载电子控制单元18而使拖拉机1进行自动行驶的自动行驶状态、与基于用户等的驾驶而使拖拉机1行驶的手动行驶状态之间进行切换。据此，在以自动行驶状态在目标行驶路径P上自动行驶的中途，能够从自动行驶状态切换为手动行驶状态，相反，在以手动行驶状态进行行驶的中途，能够从手动行驶状态切换为自动行驶状态。关于手动行驶状态与自动行驶状态之间的切换，例如，能够在驾驶席39的附近配备有：用于在自动行驶状态与手动行驶状态之间进行切换的切换操作部，并且也能够使该切换操作部显示在便携式通信终端3的显示部51上。另外，在利用车载电子控制单元18进行自动行驶控制的过程中，一旦用户对方向盘38进行操作，就能够从自动行驶状态切换为手动行驶状态。

图1以及如图2所示，拖拉机1具备障碍物检测系统100，该障碍物检测系统100用于检测拖拉机1(行驶机体7)的周围的障碍物，以避免与障碍物发生碰撞。障碍物检测系统100具备：多个激光雷达(Lidar)传感器101、102，其能够使用激光以三维的方式而对到测定对象物为止的距离进行测定；声纳单元103、104，其具有多个声纳，该多个声纳能够使用超声波对到测定对象物为止的距离进行测定；障碍物检测部110；以及碰撞避免控制部111。

由激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104测定的测定对象物为物体、人等。激光雷达传感器101、102具备将拖拉机1的前方侧作为测定对象的前激光雷达传感器101和将拖拉机1的后方侧作为测定对象的后激光雷达传感器102。声纳单元103、104具备将拖拉机1的右侧作为测定对象的右侧的声纳单元103和将拖拉机1的左侧作为测定对象的左侧的声纳单元104。

障碍物检测部110构成为进行如下障碍物检测处理：基于激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104的测定信息，将规定距离内的物体、人等测定对象物检测为障碍物。碰撞避免控制部111构成为进行如下碰撞避免控制：若由障碍物检测部110检测到障碍物，则使拖拉机1减速或者使拖拉机1停止行驶。碰撞避免控制部111不仅在碰撞避免控制中，使拖拉机1减速或者使拖拉机1停止行驶，还使通知蜂鸣器、通知灯等通知装置26工作，以通知障碍物的存在。碰撞避免控制部111在碰撞避免控制中，使用通信模块25、55从拖拉机1向便携式通信终端3进行通信，使显示部51显示障碍物的存在，由此能够通知存在障碍物这一情况。

障碍物检测部110实时地重复执行基于激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104的测定信息的障碍物检测处理，从而适当地检测物体、人等障碍物。碰撞避免控制部111进行用于避免与实时地检测到的障碍物发生碰撞的碰撞避免控制。

障碍物检测部110以及碰撞避免控制部111配备于车载电子控制单元18。车载电子控制单元18借助CAN(Controller Area Network：控制器域网)而与共轨系统所包括的发动机用的电子控制单元、激光雷达传感器101、102以及声纳单元103、104等以能够通信的方式连接。

根据该自动行驶系统，车载电子控制单元18在自动行驶控制中，不仅使拖拉机1从目标行驶路径P的起始地点到结束地点为止沿着目标行驶路径P自动行驶，还能够执行如下直行模式：使拖拉机1仅在目标行驶路径P中的多个作业路径P1上沿着作业路径P1自动行驶。

在该直行模式下，车载电子控制单元18在多个作业路径P1的每一个作业路径中，使拖拉机1从作业路径P1的始端到终端为止沿着作业路径P1自动行驶，但是若拖拉机1到达了作业路径P1的终端，则切换成手动驾驶。因而，从作业路径P1的终端到下一个作业路径P1的始端为止的转弯行驶中，是以用户等的手动驾驶来进行的。在图3所示的目标行驶路径P中，对于多个作业路径P1的每一个作业路径，拖拉机1的行驶方向被规定为固定的方向，但在直行模式下，对于多个作业路径P1的每一个作业路径，使拖拉机1自动行驶的行驶方向并没有被规定为固定的方向，也可以使拖拉机1向与图3所示的箭头相反的方向自动行驶。

在拖拉机1以直行模式开始进行自动行驶的情况下，能够从多个作业路径P1的任意一个开始使拖拉机1进行自动行驶。如上所述，行驶路径生成部53生成包括多个作业路径P1的目标行驶路径P，因此能够将多个作业路径P1的任意一个作业路径P1确定为开始路径P5(参照图4、图6)，并从该确定的开始路径P5开始进行自动行驶。

如图2所示，具备确定部91和开始路径确定部93等，其中，该确定部91在拖拉机1开始自动行驶之前，确定拖拉机1能够在直行模式下开始自动行驶的自动行驶候补路径P4(参照图4、图6)，开始路径确定部93从由确定部91确定的自动行驶候补路径P4中确定开始路径P5(参照图4、图6)。确定部91具备候补确定用区域设定部92，该候补确定用区域设定部92基于所获取的拖拉机1的当前位置(位置信息)以及方位信息，而在拖拉机1的前方侧以及后方侧设定候补确定用区域Q1、Q2(参照图4、图6)，并将候补确定用区域Q1、Q2所包括的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。由定位单元21获取拖拉机1的当前位置(位置信息)，并由惯性测量装置23获取拖拉机1的方位信息，因此通过由通信模块25、55对拖拉机1的当前位置(位置信息)以及方位信息进行通信，候补确定用区域设定部92掌握拖拉机1的当前位置(位置信息)以及方位信息。

下面，参照图7的流程图，并基于图4～图6对直行模式下开始自动行驶的情况进行说明。图4～图6中示出在便携式通信终端3的显示部51上显示的显示画面的一部分，其中，拖拉机1的当前位置与多个作业路径P1叠加显示。

例如，使拖拉机1位于想要开始进行拖拉机1的自动行驶的作业路径P1的附近。此时，区域选择部94(参照图2)基于拖拉机1的操作状况，选择在拖拉机1的前方侧设定候补确定用区域Q1(参照图4)，或者在拖拉机1的后方侧设定候补确定用区域Q2(参照图6)(图7中的步骤#1)。拖拉机1的操作状况例如被设为切换拖拉机1的前进和后退的前进后退切换用操作部(换向器(reverser))的切换状况。

下面对前进后退切换用操作部切换为前进的情况进行说明。

在该情况下，区域选择部94选择在拖拉机1的前方侧设定候补确定用区域Q1的状态，候补确定用区域设定部92根据区域选择部94的选择状态，在拖拉机1的前方侧设定前方侧用的候补确定用区域Q1(图7中的步骤#1为前方侧时，进入到步骤#2)。如图4所示，候补确定用区域设定部92设定如下的右侧前方直线T2和左侧前方直线T3：使在拖拉机1的前进方向(前方侧的直行方向)上延伸的前方行进直线T1以拖拉机1的当前位置为中心中向左右分别以旋转角度θ1旋转而获得。候补确定用区域设定部92将在右侧前方直线T2与左侧前方直线T3之间且从拖拉机1的当前位置到设定距离L为止的范围内的区域设定为前方侧用的候补确定用区域Q1。

这样，候补确定用区域设定部92设定：以拖拉机1的当前位置为基准朝向拖拉机1的前方侧的直行方向扩展的三角形状的前方侧用的候补确定用区域Q1。前方侧用的候补确定用区域Q1并不限于如上所述的三角形状区域，例如也可以采用四边形状、圆弧状等各种形状。候补确定用区域设定部92还可以将前方侧用的候补确定用区域Q1的大小设定为固定大小，但也可以根据拖拉机1的当前位置等、拖拉机1的状况而对前方侧用的候补确定用区域Q1的大小进行变更设定。

若设定了前方侧用的候补确定用区域Q1，则确定部91判别在前进方向上拖拉机1的前进方向的朝向相对于作业路径P1是否为横向(图7中的步骤#3)。如图5所示，例如，在左侧前方直线T3(或右侧前方直线T2)与沿着作业路径P1的直线所构成的角度β为规定角度的情况下，拖拉机1的前进方向的朝向相对于作业路径P1成为横向。在该情况下，难以得知拖拉机1处于正在接近想要开始自动行驶的作业路径P1的过程中等，还是想要从某个作业路径P1开始进行拖拉机1的自动行驶。因此，在拖拉机1的前进方向的朝向相对于作业路径P1为横向的情况下，确定部91不进行自动行驶候补路径P4的确定(图7中的步骤#3为“是”的情况)。

若拖拉机1的前进方向的朝向相对于作业路径P1并非横向，则确定部91判别在前方侧用的候补确定用区域Q1内是否存在作业路径P1，并将存在于前方侧用的候补确定用区域Q1内的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4(图7中的步骤#3为“否”且步骤#4为“是”时，进入到步骤#5)。若在前方侧用的候补确定用区域Q1内存在一个作业路径P1，则确定部91将该一个作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。如图4所示，若在前方侧用的候补确定用区域Q1内存在多个作业路径P1，则确定部91将多个作业路径P1(图4中从左起第四个到第七个这四个作业路径P1)确定为自动行驶候补路径P4。

关于由确定部91确定的自动行驶候补路径P4，终端电子控制单元52能够使显示部51以如下状态显示该自动行驶候补路径P4：能够识别多个作业路径P1中的哪个作业路径P1被确定为自动行驶候补路径P4。在显示部51中，例如能够通过颜色来进行识别，因此，终端电子控制单元52能够通过使自动行驶候补路径P4的颜色不同于其他作业路径P1的颜色来进行识别。

开始路径确定部93从由确定部91确定的自动行驶候补路径P4中确定开始路径P5(图7中的步骤#6)。若由确定部91确定的自动行驶候补路径P4为一个，则开始路径确定部93将该自动行驶候补路径P4确定为开始路径P5。如图4所示，若由确定部91确定的自动行驶候补路径P4为多个，则开始路径确定部93基于开始路径确定用条件从多个自动行驶候补路径P4中确定一个开始路径P5(图4中用粗线示出)。对于开始路径确定用条件，例如可以设定为位于距离拖拉机1的当前位置最近的位置的自动行驶候补路径P4。关于开始路径确定用条件，例如，也可以设定为显示部51上的通过用户等的选择操作选择出的自动行驶候补路径P4，还可以根据用户等的要求来确定开始路径P5。

关于由开始路径确定部93确定的开始路径P5，如图4的粗线所示，终端电子控制单元52能够使显示部51以如下状态显示该开始路径P5：能够识别多个作业路径P1中的哪个作业路径P1被确定为开始路径P5。在显示部51中，例如能够通过颜色来进行识别，因此，终端电子控制单元52通过使自动行驶候补路径P4的颜色不同于其他作业路径P1的颜色来进行识别。

返回图7中的步骤#1，对前进后退切换用操作部切换为后退的情况进行说明。

在该情况下，区域选择部94选择将候补确定用区域Q2设定在拖拉机1的后方侧的状态，候补确定用区域设定部92根据区域选择部94的选择状态，在拖拉机1的后方侧设定后方侧用的候补确定用区域Q2(图7中的步骤#1为后方侧时，进入到步骤#7)。如图6所示，候补确定用区域设定部92设定如下的右侧后方直线T5和左侧后方直线T6：使在拖拉机1的后退方向(后方侧的直行方向)上延伸的后方行进直线T4以拖拉机1的当前位置为中心向左右分别以旋转角度θ2旋转而获得。θ2可以为与θ1相同的旋转角度，也可以为与θ1不同的旋转角度。候补确定用区域设定部92将在右侧后方直线T5与左侧后方直线T6之间且从拖拉机1的当前位置到设定距离L为止的范围内的区域设定为后方侧用的候补确定用区域Q2。

关于后方侧用的候补确定用区域Q2，与前方侧用的候补确定用区域Q1同样，并不限于三角形状的区域，例如也可以采用四边形状、圆弧状等各种形状。候补确定用区域设定部92也可以根据拖拉机1的当前位置等、拖拉机1的状况而对后方侧用的候补确定用区域Q2的大小进行变更设定。

确定部91判别拖拉机1的后退方向的朝向相对于作业路径P1是否为横向(图7中的步骤#3)。关于此时的拖拉机1的后退方向的朝向相对于作业路径P1是否为横向的判别，省略了图示，但与图5中的前后方向是相反的，在右侧后方直线T5或左侧后方直线T6(参照图6)与沿着作业路径P1的直线所构成的角度为规定角度的情况下，确定部91判别为在后退方向上拖拉机1为横向。

若拖拉机1的后退方向的朝向相对于作业路径P1并非横向，则确定部91判别在后方侧用的候补确定用区域Q2内是否存在作业路径P1，并将存在于后方侧用的候补确定用区域Q2内的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4(图7中的步骤#3为“否”且步骤#4为“是”时，进入到步骤#5)。若在后方侧用的候补确定用区域Q1内存在一个作业路径P1，则确定部91将该一个作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。如图6所示，若在后方侧用的候补确定用区域Q2内存在多个作业路径P1，则确定部91将多个作业路径P1(图6中从左起第二个到第五个这四个作业路径P1)确定为自动行驶候补路径P4。

关于由确定部91确定的自动行驶候补路径P4，终端电子控制单元52能够使显示部51以如下状态显示该自动行驶候补路径P4：能够识别多个作业路径P1中的哪个作业路径P1被确定为自动行驶候补路径P4。在显示部51中，例如能够通过颜色来进行识别，因此，终端电子控制单元52能够通过使自动行驶候补路径P4的颜色不同于其他作业路径P1的颜色来进行识别。

与设定前方侧用的候补确定用区域Q1的情况同样，开始路径确定部93从由确定部91确定的自动行驶候补路径P4中确定开始路径P5(图7中的步骤#6)。若由确定部91确定的自动行驶候补路径P4为一个，则开始路径确定部93将该自动行驶候补路径P4确定为开始路径P5。若由确定部91确定的自动行驶候补路径P4为多个，则开始路径确定部93基于开始路径确定用条件从多个自动行驶候补路径P4中确定一个开始路径P5(图6中用粗线示出)。

关于由开始路径确定部93确定的开始路径P5，如图6的粗线所示，终端电子控制单元52能够使显示部51以如下状态显示该开始路径P5：能够识别多个作业路径P1中的哪个作业路径P1被确定为开始路径P5。在显示部51中，例如能够通过颜色来进行识别，因此，终端电子控制单元52通过使自动行驶候补路径P4的颜色不同于其他作业路径P1的颜色来进行识别。

当使显示部51显示开始路径P5时，如图6所示，终端电子控制单元52以能够区分前方侧用的候补确定用区域Q1所包括的开始路径P5(用粗虚线示出)与后方侧用的候补确定用区域Q2所包括的开始路径P5(用粗线示出)的方式进行显示。在图6中，用粗实线和粗虚线进行了区分，但在显示部51中，例如能够通过颜色来进行识别，因此能够通过改变自动行驶候补路径P4的颜色来进行识别。

这样，在设定前方侧用的候补确定用区域Q1的情况(参照图4)和设定后方侧用的候补确定用区域Q2的情况(参照图6)下，都是由确定部91确定自动行驶候补路径P4，并由开始路径确定部93从该自动行驶候补路径P4中确定一个开始路径P5。

在图7中，当设定了前方侧用的候补确定用区域Q1时，在前方侧用的候补确定用区域Q1内不存在作业路径P1的情况下，或者，当设定了后方侧用的候补确定用区域Q2时，在后方侧用的候补确定用区域Q2内不存在作业路径P1的情况下，重复进行步骤#1～步骤#4、步骤#7。例如，在拖拉机1正在移动的情况下，随着拖拉机1的移动(前进或后退)，前方侧用的候补确定用区域Q1或后方侧用的候补确定用区域Q2也发生移动。因而，通过在移动后的前方侧用的候补确定用区域Q1或后方侧用的候补确定用区域Q2内存在作业路径P1，能够确定自动行驶候补路径P4。顺便说明的是，也可以根据通过从确定自动行驶候补路径P4开始经过了规时刻间等来成立中断条件，由此来中断自动行驶候补路径P4。

若确定了开始路径P5，则车载电子控制单元18通过进行自动行驶控制，使拖拉机1以接近开始路径P5的方式自动行驶到开始路径P5上。当使拖拉机1接近开始路径P5而自动行驶到开始路径P5上时，车载电子控制单元18根据前进后退切换用操作部切换为前进还是切换为后退，来切换成进行前进行驶还是后退行驶(图7中的步骤#8～步骤#10)。顺便说明的是，前进后退切换用操作部切换为前进还是切换为后退的判定是由车载电子控制单元18在步骤#1中进行的，因此，实际上并不是进行新的判定，而是使用步骤#1的判定结果来切换为在开始路径P5上前进行驶或后退行驶。

在前进后退切换用操作部切换为前进的情况下，车载电子控制单元18使拖拉机1以使拖拉机1前进行驶的状态自动行驶到开始路径P5上(图7中的步骤#8为前方侧时，进入到步骤#9)。

车载电子控制单元18若使拖拉机1自动行驶到了开始路径P5上，则确认自动行驶开始条件是否成立，若自动行驶开始条件成立，则在收到自动行驶开始的指示之后，使拖拉机1开始沿着开始路径P5自动行驶(图7中的步骤#11为“是”时，进入到步骤#12)。

车载电子控制单元18例如若满足下述(1)～(5)中的(1)、(2)、(3)或(4)、(5)这四个条件，则判定为满足自动行驶开始条件。

(1)拖拉机1的当前位置与开始路径P5在横向上的偏差在规定距离以内。

(2)拖拉机1的行进方向的方位与开始路径P5的方位之间的方位偏差在规定角度以内。

(3)在拖拉机1的当前位置处于中央区域R1(参照图3)的情况下，从拖拉机1的当前位置到外周区域R2(参照图3)为止的距离在规定距离以上。

(4)在拖拉机1的当前位置处于外周区域R2(参照图3)的情况下，从拖拉机1的当前位置到中央区域R1(参照图3)为止的距离在规定距离以内。

(5)满足上述(1)及(2)的开始路径P5为同一个的状态持续了规时刻间(例如1秒)。

在前进后退切换用操作部切换为后退的情况下，车载电子控制单元18使拖拉机1以使拖拉机1后退行驶的状态自动行驶到开始路径P5上(图7中的步骤#8为后方侧时，进入到步骤#10)。

在该情况下，车载电子控制单元18若使拖拉机1自动行驶到了开始路径P5上，则也会确认自动行驶开始条件是否成立，若自动行驶开始条件成立，则在收到自动行驶开始的指示之后，使拖拉机1沿着开始路径P5自动行驶(图7中的步骤#11为“是”时，进入到步骤#12)。顺便说明的是，拖拉机1沿着开始路径P5的自动行驶是以前进行驶进行的，因此在开始路径P5上上将拖拉机1从后退切换为前进。

为了进行沿着开始路径P5以及多个作业路径P1的自动行驶，车载电子控制单元18需要预先获取到与开始路径P5以及多个作业路径P1相关的路径信息，因此，下面对该路径信息的获取进行说明。

在确定了开始路径P5的阶段，终端电子控制单元52便能够通过通信模块55发送与开始路径P5相关的路径信息，因此，车载电子控制单元18通过由通信模块25接收路径信息，能够获取与开始路径P5相关的路径信息。在自动行驶开始之后，终端电子控制单元52每到发送时刻便通过通信模块55发送与作业路径P1相关的路径信息。由此，车载电子控制单元18通过由通信模块25接收路径信息，获取到与作业路径P1相关的路径信息。因而，车载电子控制单元18基于获取到的与开始路径P5以及作业路径P1相关的路径信息来进行自动行驶控制，并使拖拉机1沿着开始路径P5以及作业路径P1自动行驶。

〔第二实施方式〕

该第二实施方式中，对上述第一实施方式中由确定部91确定自动行驶候补路径P4的构成采用另一实施方式。下面，对第二实施方式中的由确定部91确定自动行驶候补路径P4的构成进行说明，并对其他构成省略说明。

在上述第一实施方式中，确定部91将前方侧用的候补确定用区域Q1或后方侧用的候补确定用区域Q2所包括的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4，但在该第二实施方式中，即使作业路径P1包括在前方侧用的候补确定用区域Q1或后方侧用的候补确定用区域Q2中，但是若作业路径P1符合排除条件，则确定部91也不会将该作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。

作为排除条件，例如可以设定为若满足下述(1)～(4)中的任意条件，便符合排除条件。顺便说明的是，图8示出在设定了前方侧用的候补确定用区域Q1的状态下符合下述(1)、(2)所规定的排除条件的情况。在设定了后方侧用的候补确定用区域Q2的状态下，仅在是前方侧还是后方侧上存在不同，因此省略图示。

(1)如图8所示，在拖拉机1的当前位置与作业路径P1的端部之间存在田地外区域W1的作业路径P1符合排除条件。图8中，虽然从左侧起第三个作业路径P1包括在前方侧用的候补确定用区域Q1中，但在该作业路径P1的端部(下端部)与拖拉机1的当前位置之间存在田地外区域W1。

(2)在设定了前方侧用的候补确定用区域Q1的情况下，如图8所示，存在与前方侧用的候补确定用区域Q1中的右侧前方直线T2以及左侧前方直线T3具有交点的作业路径P1时，若在从拖拉机1的当前位置到右侧前方直线T2或左侧前方直线T3与作业路径P1的交点之间存在障碍物W2，则该作业路径P1符合排除条件。图8中，虽然存在从左侧起第五个作业路径P1与右侧前方直线T2的交点，但在拖拉机1的当前位置与交点之间存在障碍物W2。

在设定了后方侧用的候补确定用区域Q2的情况下，存在与后方侧用的候补确定用区域Q2中的右侧后方直线T5(参照图6)以及左侧后方直线T6(参照图6)具有交点的作业路径P1时，若在从拖拉机1的当前位置到右侧后方直线T5或左侧后方直线T6与作业路径P1的交点之间存在障碍物W2，则该作业路径P1符合排除条件。

(3)在设定了前方侧用的候补确定用区域Q1的情况下，从拖拉机1的当前位置到与右侧前方直线T2或左侧前方直线T3的交点为止的距离大于最大设定距离的作业路径P1符合排除条件。

在设定了后方侧用的候补确定用区域Q2的情况下，从拖拉机1的当前位置到与右侧后方直线T5或左侧后方直线T6的交点为止的距离大于最大设定距离的作业路径P1符合排除条件。

另外，从拖拉机1的当前位置到近侧的端部为止的距离大于最大设定距离的作业路径P1也能够符合排除条件。

(4)已进行了自动行驶而完成作业的作业路径P1符合排除条件。顺便说明的是，终端电子控制单元52掌握着多个作业路径P1中的哪个作业路径P1是完成作业的作业路径，能够将完成作业的作业路径P1通过涂满等以能够识别的状态显示在显示部51。

关于排除条件，可以进行恰当设定，例如还可以从上述(1)～(4)中选择一个条件或多个条件。

〔其他实施方式〕

对本发明的其他实施方式进行说明。

此外，下文中说明的各实施方式的构成并不限于分别单独应用的情况，也可以与其他实施方式的构成进行组合应用。

(1)能够对作业车辆的构成进行多种变更。

例如，作业车辆可以构成为：具备发动机9和行驶用的电动马达的混合动力形式，另外，也可以构成为：代替发动机9而具备行驶用的电动马达的电动形式。

例如，作业车辆作为行驶部而构成为：代替左右后轮6而具备左右履带的半履带形式。

例如，作业车辆可以构成为：左右后轮6作为转向轮而发挥功能的后轮转向形式。

(2)在上述实施方式中，示出了由便携式通信终端3具备行驶路径生成部53、确定部91、候补确定用区域设定部92、开始路径确定部93、区域选择部94的示例，例如，也可以在拖拉机1的作业车辆侧、外部的管理装置具备行驶路径生成部53、确定部91、候补确定用区域设定部92、开始路径确定部93、区域选择部94。

(3)在上述实施方式中，对以直行模式开始进行拖拉机1的自动行驶时从多个作业路径P1的任意作业路径开始拖拉机1的自动行驶的情况进行了例示，例如，不限于直行模式，在开始进行拖拉机1的自动行驶时，不仅可以从目标行驶路径P的起始地点开始进行拖拉机1的自动行驶，还可以从多个作业路径P1的任意作业路径开始进行拖拉机1的自动行驶。

此时，如图3所示，对多个作业路径P1的每一个作业路径规定了固定的行驶方向，因此，能够将拖拉机1的前进方向与作业路径P1的行驶方向为相同方向的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。即，当设定前方侧用的候补确定用区域Q1以及后方侧用的候补确定用区域Q2并确定自动行驶候补路径P4时，确定部91还可以将满足除了是前方侧用的候补确定用区域Q1以及后方侧的候补确定用区域Q2所包括的作业路径P1这一条件之外，还满足拖拉机1的前进方向与作业路径P1的行驶方向为相同方向的作业路径P1这一条件的作业路径P1确定为自动行驶候补路径P4。

(4)在上述实施方式中，如图6所示，将前方侧用的候补确定用区域Q1所包括的开始路径P5(用粗虚线示出)与后方侧用的候补确定用区域Q2所包括的开始路径P5(用粗线示出)以能够区分的方式显示在显示部51上。代替这种方式，终端电子控制单元52也可以将前方侧用的候补确定用区域Q1所包括的自动行驶候补路径P4与后方侧用的候补确定用区域Q2所包括的自动行驶候补路径P4以能够区分的方式显示在显示部51上。此时，对于自动行驶候补路径P4与开始路径P5也可以以能够区分的方式进行显示。

工业上的可利用性

本发明能够应用于使作业车辆沿着目标行驶路径自动行驶的各种自动行驶系统。

附图标记说明

1…拖拉机(作业车辆)；18…车载电子控制单元(自动行驶控制部)；21…定位单元(信息获取部)；23…惯性测量装置(信息获取部)；51…显示部；53…行驶路径生成部(路径生成部)；91…确定部；94…区域选择部；Q1…前方侧的候补确定用区域；Q2…后方侧的候补确定用区域；P…目标行驶路径(预定行驶路径)；P1…作业路径(行驶路径)；P4…自动行驶候补路径。

Claims (4)

1.一种自动行驶系统，其中，具备：

路径生成部，其生成包括使作业车辆自动行驶的多个行驶路径在内的预定行驶路径；

自动行驶控制部，其能够使作业车辆沿着预定行驶路径自动行驶；

信息获取部，其获取作业车辆的位置信息以及方位信息；以及

确定部，其在作业车辆开始自动行驶之前，确定作业车辆能够开始自动行驶的自动行驶候补路径，

所述确定部基于由所述信息获取部获取的作业车辆的位置信息以及方位信息，而在作业车辆的前方侧以及后方侧设定候补确定用区域，并将多个行驶路径中的包括在候补确定用区域中的行驶路径确定为自动行驶候补路径。

2.根据权利要求1所述的自动行驶系统，其中，

在所述确定部将前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，所述自动行驶控制部使作业车辆前进而进入到自动行驶候补路径，

在所述确定部将后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径确定为自动行驶候补路径的情况下，所述自动行驶控制部使作业车辆后退而进入到自动行驶候补路径。

3.根据权利要求1或2所述的自动行驶系统，其中，

所述自动行驶系统具备对所述候补确定用区域所包括的行驶路径进行显示的显示部，

所述显示部以能够区分前方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径与后方侧用的候补确定用区域所包括的行驶路径的方式进行显示。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的自动行驶系统，其中，

所述自动行驶系统具备区域选择部，所述区域选择部能够选择在作业车辆的前方侧设定所述候补确定用区域或者在作业车辆的后方侧设定所述候补确定用区域，

所述确定部根据前期区域选择部的选择状态，而在作业车辆的前方侧或作业车辆的后方侧设定所述候补确定用区域。

Images