CN114616945A - 作业机 - Google Patents

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CN114616945A
CN114616945A CN202110618476.1A CN202110618476A CN114616945A CN 114616945 A CN114616945 A CN 114616945A CN 202110618476 A CN202110618476 A CN 202110618476A CN 114616945 A CN114616945 A CN 114616945A
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大久保树
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Abstract

本发明提供一种提高了自动作业行驶的便利性的作业车辆(作业机)。本发明的能够在农场自动行驶的作业机具备:作业管理部(530),将农场划分为外周区域、位于所述外周区域的内侧的内部区域以及转向难度高的特殊区域;行驶路径设定部(527),将用于在外周区域行驶的环绕路径和用于在内部区域行驶的内部往返路径设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径;以及行驶控制部(312),具有基于由机体位置计算部(311)计算出的机体位置及目标行驶路径来使机体行驶的自动行驶模式和基于来自遥控器的远程操作来使机体行驶的遥控器行驶模式,特殊区域中的行驶模式被分配为遥控器行驶模式。

Description

作业机
技术领域
本发明涉及一边在田地等作业地自动行驶一边进行作业的作业机。
背景技术
如专利文献1所公开的那样,作业车辆(作业机)一边在田地(作业地)行驶,一边进行插植作业等作业。此外,作业车辆(作业机)通过自动行驶进行作业行驶。作业车辆(作业机)计算出行驶路径,并基于利用GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)等计算出的本机位置沿着行驶路径进行自动行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本发明专利申请公布“特开2019-154394号”
发明内容
发明所要解决的问题
对于这样的作业车辆(作业机),要求进一步提高自动作业行驶的便利性。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的,本发明的能够在农场自动行驶的作业机具备:作业管理部,将所述农场划分为外周区域、位于所述外周区域的内侧的内部区域以及转向难度高的特殊区域;行驶路径设定部,将用于在所述外周区域行驶的环绕路径和用于在所述内部区域行驶的内部往返路径设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径;以及行驶控制部,具有基于由机体位置计算部计算出的机体位置及所述目标行驶路径来使机体行驶的自动行驶模式和基于来自遥控器的远程操作来使机体行驶的遥控器行驶模式,所述特殊区域中的行驶模式被分配为所述遥控器行驶模式。
对于田地中的插秧作业、收割作业等,如果作业行驶路径是比较长的直线状,则容易自动(无人)进行,但对于具有凹凸形状的田埂周边区域、铁塔或井等行驶障碍物的周边区域,操纵难度变高,难以自动行驶。因此,要求手动行驶。每当需要手动行驶时操作者都要作为驾驶员进入作业机对操作者来说是很麻烦的作业。在本结构中,设定有难以自动行驶的特殊区域,在该特殊区域中,通过操作者使用遥控器进行的远程操作来进行作业行驶,因此,无需使操作者作为驾驶员进入作业机。特殊区域中的行驶模式被分配为遥控器行驶模式,因此,能够禁止特殊区域中的自动行驶并在作业机即将进入特殊区域时通知需要使用遥控器进行手动行驶。
优选的是,在从所述外周区域或所述内部区域进入所述特殊区域的时间点,所述行驶模式自动从所述自动行驶模式切换为所述遥控器行驶模式。在本结构中,当作业机通过自动行驶从内部区域进入特殊区域时,行驶模式从自动行驶模式变为遥控器行驶模式,自动行驶被中止,作业机停止。为了开动作业机,需要进行遥控操作。由于转向难度高的特殊区域中的自动行驶被自动禁止,因此避免了伴随这种区域中的自动行驶而来的问题。此外,一进入特殊区域就自动从自动行驶模式切换为遥控器行驶模式,因此从自动行驶向遥控器行驶的转移也能顺利进行。
优选实施方式配置为:所述特殊区域中的对地作业仅通过所述遥控器行驶模式来进行。由此,进行对地作业的同时进行的特殊区域的行驶通过使用遥控器的远程操作来进行。此时,操作者以站在特殊区域附近的状态进行远程操作,因此,操作者能从各种角度注视其作业行驶的状态,能够进行正确的作业行驶。
所述特殊区域中的进行对地作业的同时进行的行驶需要慎重的驾驶技术。因此,从各种角度注视作业行驶的状态是重要的。因此,优选的是,用于特殊区域中的对地作业的行驶模式限定于能够从各种角度注视作业行驶的状态的遥控器行驶模式。
在作业行驶中,不仅进行行驶系统的操作,还进行作业系统的操作,因此,用于作业行驶的遥控操作变得复杂。因此,如果将行驶系统、作业系统的特定的操作分组并通过一次操作来进行规定量的前进对地作业的话会很方便。因此,优选实施方式配置为通过一个单位的遥控操作来进行规定量的前进对地作业。
在遥控器中设有转移至自动行驶模式的操作工具(按钮、杆等)的情况下,如果因误操作而转移至自动行驶模式,则会产生基于遥控操作的对地作业中断的不良情况。为了避免该问题,优选直到特殊区域的对地作业完成为止维持遥控器行驶模式的结构。
自动行驶模式下的作业行驶包括操作者搭乘于机体的有人自动行驶和操作者不搭乘于机体的无人自动行驶。在有人自动行驶时,在机体到达特殊区域的情况下,要转移至遥控器行驶模式下的作业行驶很麻烦,因此最好能够保持原状态搭乘于机体进行手动驾驶。因此,在优选实施方式中,所述特殊区域中的行驶模式中包括搭乘于机体的操作者进行手动操作的搭乘手动行驶模式。由此,在有人自动行驶时,在机体到达特殊区域的情况下进行搭乘手动行驶模式下的特殊区域的作业行驶。
田地等农场中的作业行驶中,转向难度高的区域之一是田地的出口附近和入口附近的区域。而且,农场上一定存在一个以上的出口和入口。需要说明的是,出口和入口有时通用。因此,优选预先将农场的出口附近的区域或入口附近的区域或者这两方的区域设定为特殊区域。在以下的记载中,使用出入口一词来作为出口和入口的总称。
在农场的田埂等的边界线不是直线而是凹凸形状的情况或者该边界线以锐角相交的情况下,该区域附近的作业行驶中的转向与出入口区域同样复杂,不适合自动行驶,因此使用遥控器来进行的手动操纵是有效的。这样的区域因农场而异,因此,特殊区域的设定需要按每个农场来进行。为了按每个农场来设定特殊区域,优选一边观察显示于监视器屏幕等的农场地图,一边由操作者指定特殊区域。因此,优选实施方式中配置为:所述作业管理部基于操作者使用显示部的屏幕进行的操作来设定所述特殊区域。
在该作业机是进行秧苗插植作业的插秧机的情况下,存在如下问题:在秧苗插植作业中需要正确定位作业机,并且必须避免与已经完成秧苗插植的区域重叠地进行秧苗插植。而且,在农场的出入口附近的区域这样的特殊区域中,其作业宽度(秧苗插植行数)也受限制。因此,需要减少秧苗插植装置的秧苗插植行数。为了应对这样的要求,在本发明的优选实施方式中,具备秧苗插植行数可变的秧苗插植装置和控制所述秧苗插植装置的动作的控制部,指定所述秧苗插植行数的有效行指定部设于所述遥控器。
附图说明
图1是能够自动行驶的插秧机的侧视图。
图2是能够自动行驶的插秧机的俯视图。
图3是能够自动行驶的插秧机的主视图。
图4是说明插秧机的作业行驶的概略图。
图5是表示插秧机的控制系统的功能框图。
图6是遥控器的俯视图。
图7是信息终端的俯视图。
图8是表示与地图选择处理和田地形状取得处理相关的功能部的功能框图。
图9是表示与路线制作相关的功能部的功能框图。
图10是说明衔接转弯的示意图。
图11是说明衔接转弯的示意图。
图12是表示与中止指示无效处理相关的功能部的功能框图。
图13是表示中止指示被无效的情况下的行驶方式的图。
图14是表示与越境判定处理相关的功能部的功能框图。
图15是关于边界线的说明图。
图16是关于越境判定的说明图。
图17是与路径搜索和补充路径设定相关的功能框图。
图18是表示路径搜索中的行驶路径的一例的说明图。
图19是表示触摸面板上的线路延后说明图。
图20是不需要补充路径的转弯行驶的说明图。
图21是用于说明在转弯行驶时使用后退的例子的说明图。
图22是用于说明由补充路径补充的转弯行驶的说明图。
图23是表示设定在出入口附近的特殊区域的说明图。
图24是用于执行使用遥控器的特殊区域中的作业行驶的控制系统的功能框图。
图25是表示向插植机构的动力分配和各行离合器的控制的说明图。
图26是举例示出从基于前进的直行行驶长的非作业行驶路径到作业行驶路径的行驶路径的图。
图27是举例示出从基于后退的直行行驶长的非作业行驶路径到作业行驶路径的行驶路径的图。
图28是说明前进时的长距离行驶时放大功能的实施例的图。
图29是说明后退时的长距离行驶时放大功能的实施例的图。
图30是举例示出用于实施长距离行驶时放大功能的功能部的构成的功能框图。
图31是举例示出在变形田地实施长距离行驶时放大功能的构成的图。
图32是说明高负荷田地专用转弯功能的实施例的图。
图33是举例示出用于实施手动操作限制功能的功能部的构成的功能框图。
图34是按照时间图说明手动操作限制功能的图。
图35是举例示出用于实施自动驾驶停车功能的功能部的构成的功能框图。
附图标记说明
1:机体;
1A:传感器组;
1B:操作工具;
1C:作业装置;
1D:行驶设备(行驶装置);
1E:机体框架;
2:发动机;
3:秧苗插植装置;
4:施肥装置;
5:信息终端;
5A:外壳;
5a:硬件按钮组;
6:自动行驶用微机;
7A:主变速杆;
7B:副变速杆;
7C:手动切换开关;
7D:停止开关;
7E:模式切换开关;
7F:油门操纵杆;
8:定位单元;
8A:卫星定位模块(卫星定位部);
8B:惯性测量模块(车身方位测量部);
9:无级变速装置;
10:方向盘;
11:作业操作杆;
12:车轮;
12A:前轮;
12B:后轮;
12C:转速传感器;
13:连杆机构;
13a:升降连杆;
14:驾驶部;
14A:踏板;
15:整地浮板;
16:驾驶座椅;
17:预备苗支承框架;
17A:预备苗收纳装置;
18:药剂施撒装置;
20:中心标志;
21:载秧台;
22:插植机构;
23:纵向移送机构;
25:料斗;
26:陆续放出机构;
27:鼓风机;
28:施肥软管;
29:开沟器;
30:控制单元;
50:触摸面板;
50a:软件按钮组;
51:地图信息取得部;
52:行驶中止指示部;
53:无效指示部;
54:取消部;
55:材料补给位置设定部;
56:补给指示接受部;
57:通知部;
60:声纳传感器(障碍物传感器,物体传感器);
61:前声纳;
62:后声纳;
63:横声纳;
64:越境判定部;
65:越境防止控制部;
66:越境许可部;
67:再次开始指示部;
68:临时停止指示部;
71:层叠灯;
72:接收装置;
73:电池;
75:自动行驶控制部;
77:通知控制部;
78:异常感测部(传感器);
79:停车控制部;
81:倾斜传感器;
82:摄像装置;
83:材料堵塞传感器;
85:管理服务器;
86:通信部;
90:遥控器;
90a:第一按钮;
90b:第二按钮;
90c:第三按钮;
90d:第四按钮;
90e:第五按钮;
90f:第六按钮;
90g:功能按钮;
90x:第一指示器;
90y:第二指示器;
91:行驶设备操作部;
92:作业设备操作部;
921:有效行指定部;
100:语音报警发生装置;
311:机体位置计算部;
312:行驶控制部;
313:作业控制部;
521:基准边设定部;
522:往返路径制作部;
523:行驶方向确定部;
524:环绕路径制作部;
525:驾驶方式管理部;
527:行驶路径设定部;
528:行驶路径搜索部;
529:补充路径设定部;
530:作业管理部;
531:补给边设定部;
532:补给控制管理部;
541:起点设定部;
542:起点引导路径制作部;
551:显示装置;
552:地图信息存储部;
553:地图信息显示部;
571:位置信息计算部;
572:地图信息制作部;
573:行驶路径生成部;
B:箭头;
CL:补充路径;
CLS:交点;
CLE:附近点;
E:出入口;
EC:各行离合器;
F:箭头;
G:终点;
GA:可开始引导区域;
IA:内部区域;
IPL:内部往返路径;
IPRL:转弯路径;
IPSL:直行路径;
IRL:内侧环绕路径;
L:箭头;
NWL:非作业行驶路径;
NWL1:非作业行驶路径;
NWL2:非作业行驶路径;
NWL3:非作业行驶路径;
OA:外周区域、外周部分;
ORL:外侧环绕路径;
R:箭头;
S:起点;
SGL:起点引导路径;
SL:秧苗补给边;
t0:时刻;
t1:时刻;
t2:时刻;
t3:时刻;
TS1:距离(第一距离);
TS2:距离(第二距离);
TS3:距离(第三距离);
tw1:时间(第一时间);
tw2:时间(第二时间);
V0:车速;
V1:车速(第一车速);
V2:车速(第二车速);
V3:车速;
WL:作业行驶路径;
WL1:作业行驶路径;
WL2:作业行驶路径;
WSP:插植起点。
具体实施方式
以下,对在田地进行作业行驶的插秧机进行说明。
在此,为了容易理解,在本实施方式中,只要没有特别说明,“前”(图1所示的箭头F的方向)就是指机体前后方向(行驶方向)上的前方,“后”(图1所示的箭头B的方向)就是指机体前后方向(行驶方向)上的后方。此外,左右方向或横向是指与机体前后方向正交的机体横断方向(机体宽度方向),即,“左”(图2所示的箭头L的方向)和“右”(图2所示的箭头R的方向)分别是指机体的左方向和右方向。
〔整体构造〕
如图1~图3所示,插秧机为乘坐型且具备四轮驱动形式的机体1。机体1具备:以能够升降摆动的方式连结于机体1的后部的平行四连杆形式的连杆机构13、驱动连杆机构13摆动的液压式的升降连杆13a、以能够横摆的方式连结于连杆机构13的后端部区域的秧苗插植装置3、架设在从机体1的后端部区域到秧苗插植装置3的范围内的施肥装置4以及设于秧苗插植装置3的后端部区域的药剂施撒装置18等。秧苗插植装置3、施肥装置4以及药剂施撒装置18是作业装置的一例。
机体1具备车轮12、发动机2(相当于“动力源”)以及作为主变速装置的液压式的无级变速装置9作为行驶用的机构。无级变速装置9例如是HST(Hydro-StaticTransmission:静液压传动装置),通过对马达斜盘和泵斜盘的角度进行调节,来对从发动机2输出的驱动力(转速)进行变速。车轮12具有能够转向的左右的前轮12A和不能转向的左右的后轮12B。发动机2和无级变速装置9搭载于机体1的前部。来自发动机2的动力经由无级变速装置9等供给至前轮12A、后轮12B、作业装置等。
秧苗插植装置3作为一例以8行秧苗栽植形式构成。秧苗插植装置3具备载秧台21、8行量的插植机构22等。需要说明的是,该秧苗插植装置3通过未图示的各行离合器的控制,能够变更为2行秧苗栽植、4行秧苗栽植、6行秧苗栽植等形式。
载秧台21是载置8行量的垫状秧苗的台座。载秧台21以与垫状秧苗的左右宽度对应的固定行程在左右方向上往复移动,纵向移送机构23在每次载秧台21到达左右的行程端时,将载秧台21上的各垫状秧苗朝向载秧台21的下端以规定间距纵向移送。8个插植机构22为旋转式,以与插植行间距对应的固定间隔在左右方向上配置。并且,各插植机构22通过插植离合器(未图示)转移至传动状态而从发动机2传递驱动力,从载置于载秧台21的各垫状秧苗的下端切取一株秧苗(也称为插植秧苗)并插植到整地后的泥土部。由此,在秧苗插植装置3的工作状态下,能够从载置于载秧台21的垫状秧苗取出秧苗并插植到水田的泥土部。
如图1~图3所示,施肥装置4(供给装置)具有:储留粒状或粉状的肥料(药剂、其他农用物资)的料斗25(储留部)、从料斗25陆续放出肥料的陆续放出机构26以及输送由陆续放出机构26陆续放出的肥料且将肥料向田地排出的施肥软管28(软管)。储留在料斗25中的肥料由陆续放出机构26按规定量陆续放出并送到施肥软管28,通过鼓风机27的输送风在施肥软管28内输送,从开沟器29向田地排出。这样,施肥装置4向田地供给肥料。料斗25和陆续放出机构26载置支承在机体框架1E,开沟器29设于秧苗插植装置3的下端部。施肥软管28从陆续放出机构26延伸至开沟器29,从料斗25向田地供给肥料时,肥料经由施肥软管28。
鼓风机27利用来自搭载于机体1的电池73的电力而工作,产生将由各陆续放出机构26陆续放出的肥料朝向田地的泥面输送的输送风。施肥装置4能够通过鼓风机27等的间歇操作,切换为将料斗25中储留的肥料按规定量向田地供给的工作状态和停止供给的非工作状态。
各施肥软管28将利用输送风输送的肥料引导至各开沟器29。各开沟器29配备在各整地浮板15。并且,各开沟器29与各整地浮板15一起升降,在各整地浮板15接地的作业行驶时,在水田的泥土部形成施肥沟并将肥料引导至施肥沟内。
如图1~图3所示,机体1在其后部侧区域具备驾驶部14。驾驶部14具备:前轮转向用的方向盘10、通过进行无级变速装置9的变速操作来调节车速的主变速杆7A、能够进行副变速装置的变速操作的副变速杆7B、能够进行秧苗插植装置3的升降操作和工作状态的切换等的作业操作杆11、具有显示(通知)各种信息并通知(输出)给操作员并且接受各种信息的输入的触摸面板的信息终端5、以及操作员(驾驶员/操作者)用的驾驶座椅16等。副变速杆7B用于将行驶车速切换为作业中的作业速度和移动中的移动速度的操作。例如,田地间的移动以移动速度进行,插植作业等以作业速度进行。而且,在驾驶部14的前方,容纳预备苗的预备苗收纳装置17A支承于预备苗支承框架17。
作为操作车速的操作工具,还可以设置油门操纵杆(accelerator lever)7F。行驶车速主要根据主变速杆7A的操作位置,按照由无级变速装置9的斜盘的角度和发动机转速进行调度的映射图进行控制。在此,根据田地的状态、作业状况,有时会想在维持行驶车速的同时仅提高发动机转速,有时会考虑到燃料效率等而想降低发动机转速。在这样的情况下,通过油门操纵杆7F来增减发动机转速。具体而言,通过变更油门操纵杆7F的操作位置,能够在维持无级变速装置9的斜盘的角度的同时仅使发动机转速从当前的发动机转速进行增减。而且,还可以设置感测油门操纵杆7F的操作位置的电位计(未图示)。
如上所述,基本上根据主变速杆7A的操作位置来确定发动机转速。但是,无论以这种方式确定的发动机转速如何,该发动机转速都根据油门操纵杆7F的电位计的检测值而增减。例如,在按照根据主变速杆7A的操作位置而确定的发动机转速来行驶时,当向使发动机转速上升的方向操作油门操纵杆7F时,发动机转速增大,该发动机转速成为由油门操纵杆7F指示的最低必要指示转速。
方向盘10经由未图示的转向机构与前轮12A连结,通过方向盘10的旋转操作,调节前轮12A的转向角。
〔自动行驶〕
参照图1~图3并使用图4对插秧机通过自动行驶对田地进行插秧作业的作业行驶进行说明。
本实施方式中的插秧机能够选择性地进行手动行驶和自动行驶。
手动行驶和自动行驶通过切换自动/手动切换开关7C来选择。手动行驶是驾驶员手动操作方向盘10、主变速杆7A、副变速杆7B、作业操作杆11等操作工具来进行作业行驶。自动行驶是插秧机沿着预先设定的行驶路径,通过自动控制来进行行驶和作业。此外,自动行驶能够进行需要驾驶员的搭乘的有人自动行驶(有人自动行驶模式)和不需要驾驶员的搭乘的无人自动行驶(无人自动行驶模式)。有人自动行驶是指,一边由驾驶员按照由插秧机提供的指导(guidance)进行一部分操作,一边由插秧机自动控制伴随其他行驶和作业的动作。在无人自动行驶中,不需要搭乘驾驶员,但也可以在无人自动行驶中搭乘驾驶员。此外,无人自动行驶是指,通过驾驶员进行自动行驶的开始操作,例如利用后述的遥控器90(参照图6)进行开始操作,通过自动控制开始作业行驶,通过自动控制进行预先设定的作业行驶。使用信息终端5设定进行有人自动行驶的有人自动行驶模式和进行无人自动行驶的无人自动行驶模式。
插秧机进行插植作业时,首先,驾驶员通过手动操作使插秧机沿着田地的外周不进行作业地行驶。通过该外周行驶,生成田地的外周形状(田地地图),田地被划分为外周区域OA和内部区域IA。此外,这时设定插秧机进入田地的出入口E,并且设定田地的外周边中的一边或指定的多边作为用于向插秧机补给垫状秧苗、肥料、药剂、燃料等的秧苗补给边SL。
在生成田地地图时,设定插秧机进行作业行驶的行驶路径。在内部区域IA中,生成通过转弯路径使与田地的一条边大致平行的多个路径相连的内部往返路径IPL。内部往返路径IPL是从起点S到终点G遍及整个内部区域IA进行行驶的行驶路径。在生成内部往返路径IPL时,在出入口E的附近生成可开始引导区域GA。通过插秧机停止在该可开始引导区域GA内,插秧机能够通过自动行驶移动至内部往返路径IPL的起点S。需要说明的是,从可开始引导区域GA进行的起点引导被设定专用的行驶路径,但也可以设定多个该行驶路径。根据田地的形状,有时不易从停车位置进行起点引导。通过预先设定多个行驶路径,无论停车位置如何,适当地进行起点引导的可能性提高,因此优选。
在外周区域OA中,生成沿着田地的外周在外周区域OA内环绕的内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL两个行驶路径。通过在内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL进行作业行驶,进行外周区域OA的整体的作业行驶。在内部往返路径IPL的作业行驶(往返作业行驶)结束后,沿着另外设定的行驶路径行驶,移动到内侧环绕路径IRL的作业行驶开始位置。在田地的外形复杂的情况下,有时需要将内部往返路径IPL的终点和内侧环绕路径IRL的起点分开。此时,作为从内部往返路径IPL的终点移动至内侧环绕路径IRL的起点的行驶路径,也可以设置包括与田地的任意一边平行的路径的行驶路径。
在进行自动行驶的情况下,在这样生成行驶路径的状态下,插秧机首先从出入口E进入田地,移动到可开始引导区域GA并停止。当在可开始引导区域GA中开始自动行驶时,插秧机一度后退后移动至起点S(起点引导),直至到达终点G为止进行内部区域IA的内部往返路径IPL的自动行驶。根据预先设定的行驶车速的最高速度来控制无人自动行驶中的行驶车速。此外,起点引导时的自动行驶中的行驶车速可以是与设定的行驶车速对应的行驶车速,但由于多数情况下在田地的外周区域OA行驶,因此也可以按更低速的规定的行驶车速来进行起点引导时的自动行驶。
利用施肥装置4进行的施肥作业与插植作业联动地进行。例如,如图4所示,在内部区域IA设定有内部往返路径IPL,在外周区域OA设定有转弯路径。内部往返路径IPL是多个平行路径,转弯路径是将相邻的内部往返路径IPL彼此相连的路径。利用秧苗插植装置3进行的插植作业沿着内部往返路径IPL进行,利用施肥装置4进行的施肥作业也沿着内部往返路径IPL进行。另一方面,在外周区域OA的相应转弯路径不进行插植作业,利用施肥装置4进行的施肥作业也不在外周区域OA的相应转弯路径上进行。
当插秧机一边沿着内部往返路径IPL在内部区域IA进行插植作业一边行驶后,插秧机到达内部区域IA与外周区域OA的边界区域。内部区域IA中的相应边界区域是“结束位置”,插植机构22在该结束位置停止,秧苗插植装置3上升。一般来说,在插植机构22停止或秧苗插植装置3上升的同时,陆续放出机构26停止,利用施肥装置4进行的施肥作业停止。由此,沿着内部区域IA中的一个内部往返路径IPL的插植作业和施肥作业完成。然后,插秧机向外周区域OA移动,为了移动至相邻的内部往返路径IPL而在外周区域OA转弯行驶。
当在外周区域OA完成了转弯行驶时,插秧机再次移动至内部区域IA,沿着相邻的内部往返路径IPL开始插植作业和施肥作业。内部区域IA中的内部区域IA与外周区域OA的边界区域是“开始位置”,秧苗插植装置3在该开始位置下降,插植机构22再次工作。一般来说,在秧苗插植装置3下降或插植机构22开始工作的同时,陆续放出机构26开始动作,利用施肥装置4进行的施肥作业开始。
当内部区域IA的作业行驶结束时,进行外周区域OA的作业行驶。首先,插秧机手动移动到内侧环绕路径IRL的起点,然后,通过无人自动行驶进行内侧环绕路径IRL的作业行驶。接着,插秧机手动移动到外侧环绕路径ORL的起点,然后,通过有人自动行驶进行外侧环绕路径ORL的作业行驶(环绕作业行驶)。在有人自动行驶中,以手动操作的行驶车速沿着行驶路径进行自动行驶,作业装置根据指导(驾驶辅助)被手动操作。此外,转弯时,当机体1自动地临时停止在规定的位置,根据指导手动进行所需的作业装置的操作时,通过自动行驶进行转弯行驶。通过以上的作业行驶,田地整体的插植作业结束。
需要说明的是,内部往返路径IPL和内侧环绕路径IRL不限于无人的自动行驶,也可以通过有人的自动行驶或手动行驶进行作业行驶。此外,外侧环绕路径ORL不限于有人自动行驶,也可以通过手动行驶进行作业行驶,还可以通过无人自动行驶进行作业行驶。而且,从内部往返路径IPL的终点G向内侧环绕路径IRL的移动,不限于手动行驶,也可以通过有人或无人的自动行驶进行。同样地,从内侧环绕路径IRL的终点向外侧环绕路径ORL的移动也不限于手动行驶,也可以通过有人或无人的自动行驶进行。
此外,对于有人自动行驶,至少搭乘驾驶员和主变速杆7A位于中立位置是自动行驶的开始条件。在满足开始条件的状态下,当向行进方向移动主变速杆7A时,开始自动行驶。在上述田地的行驶路径中,有人自动行驶在外侧环绕路径ORL上的作业行驶时进行,但也可以在其他行驶路径中进行。此外,在有人自动行驶中,通过自动控制进行秧苗插植装置3的升降。例如,在内部往返路径IPL、内侧环绕路径IRL上的有人自动行驶下的作业行驶中,通过自动控制进行秧苗插植装置3的升降。但是,在外侧环绕路径ORL上的作业行驶时,通过手动操作进行秧苗插植装置3的下降。具体而言,当机体1到达外侧环绕路径ORL的转弯位置时,秧苗插植装置3通过自动控制上升。当在该状态下完成转弯时,机体1停止,通过手动操作使秧苗插植装置3下降,由此继续进行自动行驶下的作业行驶。在外侧环绕路径ORL的周围存在障碍物的可能性高于其他行驶路径。为了进行顺利的作业行驶,在外侧环绕路径ORL上的作业行驶中,在确认了不存在障碍物等之后,通过手动操作进行秧苗插植装置3的下降。
此外,对于无人自动行驶,通过操作遥控器90而开始自动行驶,按照预先设定的行驶路径通过自动控制进行作业行驶。在上述田地的行驶路径中,无人自动行驶可以在内部往返路径IPL和内侧环绕路径IRL上的作业行驶时进行。在无人自动行驶中,秧苗插植装置3的升降也通过自动控制进行。
〔控制系统〕
接着,参照图1~图3并使用图5对插秧机的控制系统进行说明。
构成插秧机的控制系统的核心的控制单元30进行插秧机的行驶控制、各种作业装置1C的动作控制。控制单元30在手动行驶时根据驾驶员进行的各种操作工具1B的操作进行控制,在自动行驶时取得本车位置的同时,进行与本车位置相应的控制。
因此,包括自动行驶用微机6等的控制单元30与用于计算本车位置的定位单元8、进行各种设定和操作且显示各种信息的信息终端5、检测插秧机的各种状态的传感器组1A、各种操作工具1B、各种作业装置1C、包括转向的前轮12A和无级变速装置9等的行驶设备1D等连接。需要说明的是,作为操作工具1B之一的模式切换开关7E是用于选择进行手动行驶的手动行驶模式、有人时进行自动行驶的有人自动行驶模式、无人时进行自动行驶的无人自动行驶模式中的任一模式的开关。
在传感器组1A中,作为感测机体1周围的障碍物的障碍物感测装置的一例,声纳传感器60是合适的。声纳传感器60例如由感测机体1前方的区域的障碍物的四个前声纳61、感测机体1的后方的区域的障碍物的两个后声纳62以及感测机体1侧方的区域的障碍物的两个横声纳63构成。需要说明的是,障碍物感测装置不限于声纳传感器60,只要能够感测障碍物,就可以使用任意的装置。例如,作为障碍物感测装置,可以使用激光传感器、接触传感器。此外,障碍物感测装置也可以采用利用摄像装置来拍摄机体1的周边并通过图像解析来感测障碍物的构成。图像解析可以使用通过机器学习生成的已学习模型来进行,也可以使用利用了人工智能的任意方法来进行。
对于各种操作工具1B,例如上述的主变速杆7A、副变速杆7B、油门操纵杆7F、方向盘10、遥控器90等是合适的。对于各种作业装置1C,例如作业操作杆11是合适的。接收来自遥控器90(远程操纵装置)的无线指令信号,将接收到的无线指令信号转换为电信号并发送到控制单元30的接收装置72设于自行式车的两横侧部的右侧的横侧部。
图1和图2所示的秧苗插植装置3是作业装置1C的具体例。秧苗插植装置3进行水田中的作业。更具体而言,秧苗插植装置3沿着预先确定的行方向进行秧苗插植作业。
需要说明的是,本发明并不限于此,作为作业装置1C的具体例,可以具备沿着预先确定的行方向进行播种作业的播种装置。即,作业装置1C可以是沿着预先确定的行方向进行秧苗插植作业或播种作业的插播系作业装置。
定位单元8输出用于计算机体1的位置和方位的定位数据。定位单元8包括接收来自全球导航卫星系统(GNSS)的卫星的电波的卫星定位模块8A(相当于“卫星定位部”)和对机体1的三轴倾斜、加速度进行检测的惯性测量模块8B(相当于“车身方位测量部”)。需要说明的是,惯性测量模块8B既可以内置于定位单元8,也可以另外设置。
此外,卫星定位模块8A和惯性测量模块8B也可以分别单独设置并在功能上构成定位单元8。
在手动行驶模式下,控制单元30根据操作工具1B的操作、信息终端5的设定状态控制行驶设备1D,并控制车速、转向量,由此控制行驶。此外,控制单元30根据操作工具1B的操作、信息终端5的设定状态控制作业装置1C的动作。
在有人自动行驶模式或无人自动行驶模式下,控制单元30基于从定位单元8依次发送来的卫星定位数据,计算机体1的地图坐标(本车位置)。此外,控制单元30取得田地地图,并根据田地地图以及信息终端5的设定、操作设定行驶路径。同时,控制单元30根据行驶路径中的位置来确定作业装置1C的动作。并且,控制单元30基于本车位置计算行驶路径中的行驶位置,并根据行驶路径中的行驶位置和信息终端5的设定状态,控制行驶设备1D和作业装置1C。如此,控制单元30控制自动行驶模式下的作业行驶。
此外,控制单元30进行控制,使得与无人自动行驶模式相比,在有人自动行驶模式下,降低车速,并使加减速缓慢进行。由此,能够在无人自动行驶模式下高效地进行作业行驶,在有人自动行驶模式下,不会损害搭乘的驾驶员的乘坐舒适度。
在手动行驶中根据主变速杆7A的操作位置,在自动行驶中根据自动行驶ECU(自动行驶用微机6)的控制,由发动机转速控制用微机(相当于或内置于控制单元30等)来控制发动机转速。
需要说明的是,控制单元30只要能够实现上述的功能,就可以采用任意的构成,可以由多个功能块构成。此外,控制单元30的功能的一部分或全部可以由软件构成。软件的程序存储在任意的存储部,并由控制单元30所具备的ECU、CPU等处理器、或者单独设置的处理器执行。
〔遥控器〕
在该插秧机具备图6所示的遥控器90,能够使用该遥控器90远程操纵插秧机。该遥控器90具备七个按钮和两个指示器。需要说明的是,在本申请说明书中,按钮应被广义地解释,包括开关、键等各种操作体,还包括软件按钮、硬件按钮。第一按钮90a是电源接通/断开按钮。第二按钮90b在通过单按操作维持自动行驶模式的状态下使机体1临时停止。
而且,第二按钮90b通过与功能按钮90g同时被按下操作而使机体1停止,结束自动行驶模式。此时,发动机不停止。第三按钮90c通过被单按操作而使机体1加速,通过与功能按钮90g被同时按下操作而使机体1微速前进。第四按钮90d通过被单按操作而使机体1减速,通过与功能按钮90g被同时按下操作而使机体1微速后退。第五按钮90e通过与功能按钮90g被同时按下操作而开始自动行驶。第六按钮90f通过与功能按钮90g被同时按下操作而开始插植作业。第一指示器90x指示电池剩余量,如果电池剩余量减少,则显示色从绿色变化成红色。第二指示器90y指示通信的接通/断开。就是说,第二指示器90y指示遥控器90被操作这一情况。此外,第二指示器90y还可以进行表示遥控器90的操作被插秧机的控制系统接受的显示。
可以配置为,通过与功能按钮90g同时被按下操作而实现的各按钮的功能也通过各按钮的长按或者两次按下来实现。此外,可以配置为,通过作为电源按钮的第一按钮90a使机体1停止。在保持自动行驶模式的状态下使机体1临时停止的情况下,单按操作第二按钮90b。也可以通过长按或者两次按下第二按钮90b的操作来使机体1停止,使自动行驶模式结束。在进行用于怠速停止的发动机停止的情况下,可以通过遥控器90的按钮操作来实现发动机的重启。需要说明的是,通过功能按钮90g和各按钮的同时按下操作实现的功能、各按钮的功能以及通过各按钮的单按操作实现的各按钮的功能可以替换。需要说明的是,在本实施方式中,遥控器90具备七个按钮和两个指示器,但各自的数量也可以任意变更。
当驾驶部14设置有遥控器90的支座或者能够与遥控器90数据通信的连接器时,遥控器90能够与信息终端5、控制单元30数据交换。在遥控器90的电池能够充电的情况下,可以经由支座充电。此时,当支座具备无论在装接还是未装接遥控器90时都能够防水的罩时,在插秧机的洗车时,不会受到水灾。通过在遥控器90与信息终端5之间的数据交换,可以在触摸面板50上显示遥控器90的操作引导、操作结果。此外,可以使信息终端5、控制单元30、遥控器90中的至少一个具备对遥控器90与机体1的距离进行管理,在该距离超过规定值的情况下进行注意通知的功能。同样,信息终端5、控制单元30、遥控器90中的至少一个具备在信息终端5、控制单元30与遥控器90之间发生通信不良的情况下进行注意通知的功能。此外,也可以采用如下构成:通过对遥控器90的特定操作(实际演习模式操作等),插秧机自主地进行预先设定的连续的动作。
遥控器90可以按各种方式构成。例如,通过在便携电话、平板计算机上安装相应的程序,也能够用作遥控器90。
〔信息终端〕
信息终端5以能够被落座于驾驶座椅16上的操作者(包括驾驶员、监视者等)手动操作、视觉确认、声音确认的方式设置于驾驶部14。信息终端5具有网络计算机功能。如图7所示,外壳5A中组装有触摸面板50和由多个操作键构成的硬件按钮组5a。而且,触摸面板50上还显示有实质上相同的操作键来作为为软件按钮组50a。在通过放大键的操作等而放大了触摸面板50的显示内容,例如地图画面、路线画面的情况下,软件按钮组50a消失,但对软件按钮组50a的操作能够由硬件按钮组5a代替。因此,软件按钮组50a和硬件按钮组5a中各操作键的位置相互对应。在需要操作者进行按键操作的情况下,通过软件按钮组50a中的对应的操作键闪烁或点亮等来引起注意。此时,在硬件按钮组5a的操作键也有效的情况下,硬件按钮组5a对应的操作键闪烁或点亮。由于插秧机基本上在室外使用,因此,触摸面板50上显示的文字尽可能在白色背景上用黑色文字显示。
〔信息终端的图形界面〕
该插秧机能够通过自动行驶来进行田地中的秧苗插植作业。需要的信息显示于信息终端5的触摸面板50。该信息终端5具备用于通过触摸面板50向操作者进行信息显示和进行操作者的操作输入的图形界面。此时,在触摸面板50显示有模仿插秧机的图标以表示插秧机的行驶状态。该插秧机能进行有人的自动行驶和无人的自动行驶,因此,在各情况下,插秧机图标的形状或颜色或者形状和颜色双方会被变更。操作者被显示于触摸面板50的屏幕的信息引导的同时,输入各种指令。在自动作业行驶中,实施(1)传感器/遥控器检查处理、(2)准备处理、(3)地图制作处理、(4)路线制作处理、(5)作业行驶设定处理、(6)行驶辅助处理等,各处理所需的信息显示在信息终端5。
〔自动行驶中的控制中的操作工具的操作〕
使用图1~图5对自动行驶中的控制中的操作工具的操作进行说明。
在无人自动行驶中,在开始行驶后,基本上操作者的操作不干预,主变速杆7A保持中立位置,通过控制单元30来控制行驶和作业。
在有人自动行驶中,通过驾驶员进行主变速杆7A的操作而开始行驶,在进行转弯行驶、作业时,有时也需要一定的手动操作。这时,驾驶员接受由控制单元30的控制进行的指导,进行与指导对应的操作,由此开始行驶,进行转弯行驶、作业。例如,对于路径的行进方向,进行使主变速杆7A向行进方向操作的指导。指导通过声音指导、向信息终端5的显示等进行,也包括催促主变速杆7A的操作、作业装置1C的操作的指导。而且,在有人自动行驶中,在行驶开始时、后退中、转弯中进行该情况的通知。
在有人自动行驶中,为了开始自动行驶而需要使主变速杆7A位于中立位置的操作,为了继续自动作业行驶而需要秧苗插植装置3的下降等与作业装置1C的动作有关的操作。例如,转弯时设为非作业状态的作业装置1C需要在转弯后转移至作业状态。因此,催促这些操作的基于声音等的指导只要不进行这些操作就继续进行。例如,在有人自动行驶的最外周插植作业中,如果不通过手动操作使秧苗插植装置3下降,则不继续自动行驶。因此,持续通知催促使主变速杆7A处于中立位置的指导,直到秧苗插植装置3下降为止。
优选在有人自动行驶下的转弯中或后退中主变速杆7A被操作至中立位置的情况下,持续通知使主变速杆7A回到操作位置的指导,在无人自动控制中主变速杆向前进后退方向被操作的情况下,持续通知使主变速杆7A回到中立位置的指导,在自动作业行驶中,持续通知使由操作者上升的秧苗插植装置3下降的指导、在最外周插植作业中的各边的起始端部使秧苗插植装置3升降的指导,直到按照指导进行操作为止。需要说明的是,在有人自动行驶下的转弯中或后退中主变速杆7A被操作至中立位置的情况下,使主变速杆7A回到操作位置的指导,在无人自动控制中主变速杆向前进后退方向被操作的情况下,使主变速杆7A回到中立位置的指导,在自动作业行驶中,使由操作者上升的秧苗插植装置3下降的指导是违反预先设定的自动行驶的操作,在进行了这样的操作的情况下,被指导(警告)以进行适于进行设定的自动行驶的操作。
这时,可以是按规定次数、规定时间通知声音指导,仅继续基于向信息终端5的显示的指导,直到进行上述操作为止的构成。
在由模式切换开关7E等选择了有人自动行驶的状态下,在满足规定的条件的基础上,通过按下自动行驶起动/停止开关7D而开始有人自动行驶,通过向前进方向操作主变速杆7A而开始行驶。此外,通过满足规定的条件而开始无人自动行驶,通过遥控器90的操作而开始行驶,通过遥控器90以外的操作而不开始行驶。
在有人自动行驶中,通过操作主变速杆7A而开始自动行驶。此外,在有人自动行驶中,在转弯结束后通过手动操作使秧苗插植装置3下降。
此外,通过自动行驶起动/停止开关7D的操作而转移至有人自动行驶模式。
但是,最外周插植时的转弯时的秧苗插植装置3的升降按照指导进行操作。该情况下,在通过使用了摄像装置的图像解析等能够确认即使使秧苗插植装置3升降也没有问题的情况下,也可以通过自动控制进行秧苗插植装置3的升降。
需要说明的是,除了通过语音报警等进行的声音指导、通过信息终端5进行的显示之外,还可以通过使用设于机体1的上部等的层叠灯71、遥控器90等的各种方法来通知以上的指导。这样的指导由通知控制部等控制,通知控制部可以是控制单元30,既可以内置于控制单元30也可以与控制单元30分开设置。
〔利用声纳传感器的感测〕
使用图1~图3、图5对利用声纳传感器感测障碍物的结合和与感测内容相应的行驶控制进行说明。
声纳传感器60感测机体1周围的障碍物,在自动行驶中,控制单元30根据障碍物的感测内容来控制自动行驶。具体而言,这种控制可以由包括自动行驶用微机6等的控制单元30中内置的自动行驶控制部或障碍物应对部等功能块来进行,而且,这些功能块可以与控制单元30分开设置。
在机体1通过无人自动行驶而起步时(无人自动行驶开始时),当感测到障碍物时,起步被抑制而不开始行驶(起步抑制模式)。例如,在前进中的无人自动行驶开始时,使用声纳传感器60中的前声纳61和横声纳63的感测结果,当前声纳61和横声纳63感测到障碍物时,起步被抑制而不开始行驶。此外,在后退中的无人自动行驶开始时,使用声纳传感器60中的后声纳62和横声纳63的感测结果,当后声纳62和横声纳63感测到障碍物时,起步被抑制而不开始行驶。这时,横声纳63感测作为驾驶员搭乘时通过的搭乘区域的乘降踏板(踏板14A)的周围,尤其感测将要从驾驶部14上下的人。
在基于无人自动行驶的行驶中,进行障碍物的感测,当感测到障碍物时,进行自动行驶的停止等控制(障碍物感测模式)。具体而言,在基于无人自动行驶的行驶中,当声纳传感器60感测到障碍物时,停止行驶或者将行驶车速减速。例如,在机体1通过无人自动行驶进行直行行驶时,使用前声纳61的感测结果,在机体1通过无人自动行驶进行后退行驶时,使用后声纳62的感测结果。此外,在通过无人自动行驶进行转弯时,除了这些之外还可以使用横声纳63的感测结果,也可以仅使用转弯方向的横声纳63的感测结果。需要说明的是,在停止行驶时,可以将行驶车速慢慢减速,最终停止机体1。需要说明的是,也可以在沿着内部往返路径IPL行驶的往返作业行驶时进行障碍物感测,而且,也可以在最外周插植时(最外周作业行驶)也进行障碍物感测。此外,使用声纳传感器60的感测结果的行驶的控制不限于无人自动行驶的情况,也可以在有人自动行驶或者手动行驶时进行。特别是,外侧环绕路径ORL(参照图4)以有人自动行驶或者手动行驶进行作业行驶。田地的最外周有很多出水口等障碍物。因此,也可以在基于有人自动行驶或手动行驶的最外周作业行驶中,进行使用声纳传感器60的障碍物感测。
〔秧苗补给〕
使用图1~图5对秧苗补给和药剂补给进行说明。
插秧机当产生秧苗耗尽时进行秧苗补给。在秧苗补给时,通过前进行驶,机体1靠近秧苗补给边SL的田埂的秧苗的补给位置。当秧苗补给结束时,机体1后退,回到行驶路径。
自动行驶能够设定有秧苗补给模式和无秧苗补给模式。在有秧苗补给模式下,为了选择是否在转弯路径跟前的内部往返路径IPL的结束位置(终点)或其附近的终端区域进行秧苗补给,机体1临时停车,自动行驶临时停止。在不需要秧苗补给时,通过在临时停车中人为操作遥控器90而再次开始自动行驶,朝向下一个内部往返路径IPL进行转弯行驶,在遥控器90被操作之前机体1以停车状态待机。在需要秧苗补给时,通过进行表示需要秧苗补给的状态的人为操作,首先机体1朝向田埂以规定的车速自动直行规定距离而停止。然后,通过利用遥控器90的其他人为操作,可以使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。这时,机体1例如只在按下遥控器90的规定按钮的期间以规定的车速行驶。作为其他实施方式,秧苗补给场所(补给位置)也可以不是秧苗补给边,而是田地的外周边上的特定的秧苗补给点(补给位置)。此外,在有秧苗补给模式下,也可以朝向秧苗补给边、秧苗补给点生成路径,并沿着路径自动行驶。
需要说明的是,如上所述,在有秧苗补给模式下进行秧苗补给的功能有时被称为随时靠近功能,或者仅被称为随时靠近,与随时靠近功能有关的行驶有时被称为随时靠近行驶。
此外,与秧苗补给有关的操作可以通过遥控器90进行,也可以通过其他操作工具1B进行。例如,在不需要秧苗补给时,也可以在操作用于开始自动行驶的开关(自动开始操作工具(未图示))等规定的操作工具1B之后,向行进方向操作主变速杆7A,由此再次开始自动行驶来进行转弯行驶。
此外,在需要秧苗补给时,也可以通过向行进方向操作主变速杆7A,机体1根据操作靠近秧苗补给边SL的田埂。需要说明的是,在无人自动行驶时,由于有时搭乘者未搭乘于驾驶部14,因此优选通过遥控器90进行操作。
此外,在以上的说明中,对进行秧苗补给的情况进行了说明,但不限于秧苗,也可以在秧苗补给边SL的材料的补给位置补给其他材料时使用随时靠近功能。
此外,即使在无秧苗补给模式下,为了在转弯路径与内部往返路径IPL的边界切换控制,机体1也临时停车。即使在无秧苗补给模式下,有时需要非预期地补给秧苗,或者产生其他情况,从而需要使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。这时,在机体1临时停车的期间,通过利用遥控器90等的人为操作,能够使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。或者,在机体1临时停车之前逐渐减速,在此期间,通过利用遥控器90等的人为操作,能够使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。
需要说明的是,也可以在机体1临时停车后经过规定的时间,而自动地再次开始行驶,但也可以要求人为操作来再次开始行驶。
在有人自动行驶中,对主变速杆7A的操作等进行指导,进行基于与此对应的操作的行驶。但是,在最外周插植作业中,连接外侧环绕路径ORL的各边的转弯行驶(方向转换)不需要驾驶员的操作就可以切换前进后退。因此,即使是有人自动行驶,在不需要这种操作的行驶时,优选即使行驶切换也不进行指导。但是,在连接外侧环绕路径ORL的各边的转弯行驶中,作业装置1C的动作也可以采用需要手动操作的构成,这时,通知进行与作业装置1C的动作相关的操作的指导。
〔秧苗耗尽/肥料耗尽等时的控制〕
使用图1~图5对秧苗耗尽/肥料耗尽等时的控制进行说明。
可以在秧苗插植装置3、施肥装置4、药剂施撒装置18、播种机等供给各种材料的装置设置检测各自的材料的剩余量的传感器(传感器组1A之一)。以下,以检测秧苗的剩余量的秧苗耗尽传感器为例进行说明,但也能够适用于肥料、药剂、稻种等各种材料。
可以当秧苗耗尽传感器感测到秧苗的剩余量为规定量以下时,控制单元30将该情况通知给信息终端5、语音报警发生装置100等。
此外,也可以在作业行驶开始时或者停车后作业行驶再次开始时,当秧苗耗尽传感器感测到秧苗的剩余量为规定量以下时,控制单元30控制为不进行行驶。当在秧苗的剩余量耗尽的状态下进行插植作业时,有可能在田地的中途产生缺株。因此,通过采用在有这种可能性的状态下不进行行驶的构成,会抑制缺株的发生。
可以在行驶路径的中途感测到秧苗的剩余量为规定量以下的情况下,机体1停止,但也可以在使秧苗插植装置3上升的状态下,行驶到秧苗补给边SL。此外,也可以配置为,基于秧苗耗尽传感器的检测,计算作业行驶到下一个秧苗补给边SL所需的秧苗的剩余量,在感测到剩余返回秧苗补给边SL所需的量的范围的规定量的情况下,一边继续作业行驶一边行驶到秧苗补给边SL。
此外,也可以在秧苗量耗尽的情况下不进入下一个作业路径,而通过信息终端5或遥控器90等通知装置向操作者通知该情况。此外,也可以配置为,不限于秧苗补给边SL,而根据秧苗耗尽传感器感测的位置,行驶至能够秧苗补给的其他边。对于自动行驶时的到秧苗补给边SL或其他边的移动,可以是生成从该场所开始的行驶路径,沿着该行驶路径的自动行驶。
感测秧苗耗尽的秧苗耗尽传感器可以配置为,例如,通过摄像装置进行根据秧苗减少到阈值以下而判断为秧苗耗尽的图像解析,也可以在机器学习到的已学习模型中输入拍摄图像来感测秧苗耗尽。此外,感测秧苗耗尽的秧苗耗尽传感器也可以是设于载秧台21的送苗部的终端部分的,感测有无秧苗的秧苗耗尽传感器(传感器组1A之一)。
向秧苗补给边SL的移动可以使用随时靠近功能,但可以对在使秧苗插植装置3上升的状态(空作业)下的随时靠近行驶解除随时靠近的速度限制,使行驶车速快于在转弯区域的前后进行的随时靠近。由此,即使在远离秧苗补给边SL的位置感测到秧苗剩余量降低,也能够迅速地移动到秧苗补给边SL。
同样,插秧机当搭载的药剂用完时进行药剂的补给。在药剂补给时,机体1通过后退行驶靠近秧苗补给边SL的田埂。当药剂补给结束时,机体1前进回到行驶路径。
在药补给时,在有人自动行驶中,一边维持自动状态,一边通过人的操作进行转弯,后退行驶使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。
在无人自动行驶中,在从转弯路径移动到内部往返路径IPL时,机体1被临时停止,在此期间通过进行人为操作,机体1以规定的速度后退(随时靠近),使机体1靠近秧苗补给边SL的田埂。该人为操作可以通过遥控器90等进行。需要说明的是,可以在转弯的中途进行行驶时接受这种人为操作,在转弯结束后,机体1以规定的速度后退。
〔地图选择处理〕
使用图1~图5和图8对插秧机中的地图选择处理进行说明。图8的功能框图包括与地图选择处理相关的功能部。在本实施方式中的地图选择处理中,在控制单元30与信息终端5之间彼此进行信息、数据的收发。在本实施方式中,在控制单元30具备机体位置计算部311,在信息终端5具备显示装置551(触摸面板50)、地图信息存储部552、地图信息显示部553。为了进行地图选择处理,各功能部以CPU为核心构件,由硬件或软件或该两者构筑。
机体位置计算部311利用卫星定位来计算机体位置。定位单元8用于卫星定位,从定位单元8向机体位置计算部311传递例如包括纬度信息、经度信息以及高度信息的GPS信息。需要说明的是,在本实施方式中,高度信息相当于大地水准面高和标高相加后的机体1的高度(定位单元8的高度)。机体位置是机体1在实际空间中的位置,由纬度信息、经度信息以及高度信息表示。机体位置计算部311基于这种GPS信息,计算机体1在实际空间中的位置。
地图信息存储部552基于表示作业地的位置的位置信息和表示制作地图信息的时间的时间信息存储表示作业地的形状的地图信息。作业地的形状是插秧机进行插植作业的田地的形状,相当于田地的外形的形状。
在本实施方式中,将这种表示田地的外形的形状的信息当作地图信息。作业地的位置是田地的位置,可以是田地的外周部分的位置,也可以是插秧机出入田地的出入口E的位置。而且,也可以是田地的中央部分的位置。此外,表示制作地图信息的时间的时间信息可以是表示取得上述的位置信息的时间的时间戳,也可以是表示地图信息被存储在地图信息存储部552中的时间的时间戳。地图信息包括由纬度信息、经度信息以及高度信息等规定上述的田地的位置的位置信息,以及规定制作地图信息的时间的时间信息。需要说明的是,也可以代替定位的经度/纬度信息,根据基于作业地坐标的坐标位置、距特定的基准点的X、Y坐标等生成地图信息中的位置信息。
显示装置551具有显示屏幕。在本实施方式中,显示装置551相当于信息终端5的触摸面板50。在本实施方式中,触摸面板50兼作显示屏幕。因此,在不进行特别区分的情况下,将显示屏幕作为触摸面板50进行说明。
地图信息显示部553将地图信息存储部552中存储的地图信息中的基于机体位置、位置信息以及时间信息提取的地图信息显示在触摸面板50上。如上所述,在地图信息存储部552存储有地图信息,地图信息包括位置信息和时间信息。机体位置是由机体位置计算部311计算出的机体1在实际空间中的位置,具体而言是插秧机的当前位置。
地图信息显示部553从地图信息存储部552中存储的地图信息中提取包括插秧机的当前位置的表示田地的外形的形状的地图信息,即,基于时间信息具有最新的时间戳的地图信息,将该提取的地图信息显示在触摸面板50上。由此,在插秧机处于田地内的情况下,能够在触摸面板50上自动显示表示该田地的形状的最新的地图信息。
〔田地形状取得处理〕
使用图1~图5和图8对插秧机中的田地形状取得处理进行说明。
图8的功能框图包括与田地形状取得处理相关的功能部。在本实施方式中的田地形状取得处理中,在控制单元30与信息终端5之间彼此进行信息、数据的收发。在本实施方式中,在控制单元30具备机体位置计算部311,在信息终端5具备显示装置551(触摸面板50)、位置信息计算部571、地图信息制作部572、行驶路径生成部573。为了进行田地形状取得处理,各功能部以CPU为核心构件,由硬件或软件或该两者构筑。
机体位置计算部311利用卫星定位来计算机体位置。定位单元8用于卫星定位,从定位单元8向机体位置计算部311传递例如包括纬度信息、经度信息以及高度信息的GPS信息。需要说明的是,在本实施方式中,高度信息相当于大地水准面高和标高相加后的机体1的高度(定位单元8的高度)。机体位置是机体1在实际空间中的位置,由纬度信息、经度信息以及高度信息表示。机体位置计算部311基于这种GPS信息,计算机体1在实际空间中的位置。
在分别沿着作业地的外周划分的多个区域行驶时,在一个区域中的行驶开始时,位置信息计算部571基于机体位置和机体1的外周侧的后方侧端部的位置计算位置信息。作业地的外周是插秧机进行插植作业的田地的外周部分,相当于划分田地的田埂的内周部分。例如在田地的外形为多边形的情况下,沿着作业地的外周划分的多个区域相当于多边形的各边。此外,在田地的外形至少具有圆弧状部的情况下,可以将该圆弧状部作为一个区域,划分为多个区域。当然,在外形为多边形的情况下,也可以将一个边分割而划分为多个区域。
在此,在插秧机设有相对于机体1升降自如地进行对地作业的作业单元。进行对地作业的作业单元是秧苗插植装置3。在这种情况下,位置信息计算部571优选将处于上升位置的秧苗插植装置3变为下降状态的时间点设为行驶开始时刻,将处于下降状态的秧苗插植装置3回到上升位置的时间点设为行驶结束时刻。处于上升位置的秧苗插植装置3变为下降状态的时间点是秧苗插植装置3的插植机构22接近插植面以能够对田地的插植面(田地面)进行秧苗插植、整地浮板15接地的时间点。也可以在整地浮板15设置传感器(传感器组1A之一)来检测这种秧苗插植装置3的下降,还可以对进行秧苗插植装置3的升降操作的作业操作杆11的位置进行检测来进行这种秧苗插植装置3的下降。
此外,处于下降状态的秧苗插植装置3回到上升位置的时间点是秧苗插植装置3的插植机构22远离田地的插植面、整地浮板15离开插植面的时间点。也可以在整地浮板15设置传感器(传感器组1A之一)来检测这种秧苗插植装置3的上升,还可以对进行秧苗插植装置3的升降操作的作业操作杆11的位置进行检测来进行这种秧苗插植装置3的上升。
这样,通过将秧苗插植装置3的插植机构22接近插植面以能够对田地的插植面进行秧苗插植、整地浮板15接地的时间点设为行驶开始时刻,将秧苗插植装置3的插植机构22远离田地的插植面、整地浮板15离开插植面的时间点设为行驶结束时刻,位置信息计算部571能够适当地进行位置信息的计算。
返回图8,地图信息制作部572基于位置信息制作表示作业地的形状的地图信息。位置信息由上述位置信息计算部571计算,并传递到地图信息制作部572。表示作业地的形状的地图信息相当于,将由插秧机在田地的外周行驶而取得的位置信息表示的包括纬度信息和经度信息的坐标连续连接而成的表示田地的形状的地图。因此,地图信息制作部572制作将由位置信息计算部571计算的位置信息所示的包括纬度信息和经度信息的坐标连续连接而成的表示田地的形状的地图。这种地图信息的制作可以利用公知的方法来制作,因此省略说明。需要说明的是,在此,制作中途的地图信息也仅以地图信息进行说明。
〔路线制作处理〕
参照图1~图5并使用图9~图11,对插秧机中的路线制作处理进行说明。
成为自动行驶的目标的行驶路径(路线)包括:用于进行田地的内部区域IA的秧苗插植作业的内部往返路径IPL、用于进行田地的外周区域OA的秧苗插植作业的环绕路径、以及用于从设定在出入口E的附近的可开始引导区域GA向内部往返路径IPL的起点(作业起点)S移动的起点引导路径。需要说明的是,田地的外周区域OA是通过沿着环绕路径的行驶进行秧苗插植作业的区域,内部区域IA是残留在外周区域OA的内部的区域。在此的路线制作处理包括往返路径制作处理、秧苗补给路径制作处理、环绕路径制作处理以及起点引导路径制作处理。
如图9所示,与路线制作有关的各种处理所需的功能部构筑在信息终端5中。该信息终端5与构筑机体位置计算部311、行驶控制部312、作业控制部313等功能部的控制单元30通过车载局域网(LAN)等通信线连接。控制单元30也与行驶设备1D、作业装置1C连接。信息终端5中构筑的功能部是基准边设定部521、往返路径制作部522、行驶方向确定部523、补给边设定部531、补给控制管理部532、环绕路径制作部524、驾驶方式管理部525、起点设定部541、起点引导路径制作部542。
基准边设定部521将作为插秧机的作业地的农场(田地等)的外形的一边设定为基准边。往返路径制作部522制作包含相对于基准边向规定方向延伸的多个直行路径的内部往返路径IPL。行驶方向确定部523设定内部往返路径IPL的行驶方向。补给边设定部531将农场的外形的特定边设定为插秧机消耗的材料的材料补给边。补给控制管理部532与行驶控制部312相关联地管理补给行驶控制,该补给行驶控制用于使插秧机从向材料补给边正在行驶的内部往返路径IPL的直行路径的终端区域、或从下一个要行驶的直行路径的起始端区域、或该两方的区域靠近材料补给边。环绕路径制作部524基于沿着田地的边界线行驶以计算农场的外形的外形计算行驶中的行驶轨迹,在农场的外周区域制作至少1条以上的环绕路径。驾驶方式管理部525能够从有人自动行驶、无人自动行驶、手动行驶中选择来作为环绕路径的驾驶方式。起点设定部541设定使用内部往返路径IPL的作业行驶的起点S。起点引导路径制作部542制作用于将满足引导条件的插秧机向起点S自动引导的起点引导路径SGL。
如上所述,实现与路线制作有关的功能部的程序安装在信息终端5。通过信息终端5的触摸面板50的屏幕上显示的内容和对触摸面板50的操作进行各种处理。
在内部区域IA中的路线制作中,进行插植的基准边的选择和插植方向的选择。成为插植基准边的候选的边被赋予数值。操作者选择期望的边作为基准边,进而选择插植方向相对于基准边是平行还是垂直。该插植方向为内部区域IA中的往返行驶中的直行路径的方向。在往返行驶中使用组合了直行路径和转弯路径的路径,但该直行路径不限于直线状,也可以是较大的弯曲状或者蛇行状。
关于插植方向的选择,也可以配置为,当选择基准边时,自动选择自动往返行驶中的往返次数变少的插植方向。此外,也可以配置为,在同一田地或类似田地中的初次选择时,将与田地的最长边平行的插植方向设定为默认,在其以后的插植方向的选择时,将上下一个选择结果设定为默认。
需要说明的是,田地形状不限于长方形,也可以是梯形、菱形等四边形,还可以是三角形、五边形以上的多边形。因此,作为基准边,不限于长方形的四边,也可以选择对置的边不平行的边。此外,在选择弯曲的边作为基准边的情况下,可以设定沿着该边的行驶路径,也可以设定逐渐适应于直线状的路径。另一方面,这种情况下误差变大,因此也可以无法选择为基准边。
在内部区域IA中的往返行驶中的作业中,在其作业中途需要秧苗补给。需要说明的是,在此的秧苗补给可以替换为其他材料补给(药剂、肥料、燃料等)。在秧苗补给中,插秧机必须中断往返行驶来接近田埂,插秧机能够在能够进行用于该秧苗补给的田埂接近行驶的位置处自动停止。通过该画面能够选择是否进行用于该田埂接近行驶的自动停止(秧苗补给边自动停止)。而且,进行秧苗补给的边是与往返行驶中的直行路径交叉的田地边,通过该画面也能够选择该边。可选择的边可以是一边,也可以是两边。此外,在变形的田地中,邻接的两个边可能成为补给边的候选。
在田地特殊的情况下,需要能够从所有田地边中选择材料补给边的候选。因此,在考虑这样的特殊田地的情况下,配置为能够从所有田地边中选择材料补给边。
在沿着外周区域中的环绕路径的作业行驶(周围插植行驶)中,有时也需要秧苗补给。该情况下,机体1也在田地边自动停止。此时,在机体1与田地边分开规定距离以上的情况下,使机体1横向靠近田地边后自动停止。当自动停止时,进行催促补给的通知。
关于秧苗补给边的选择,也可以配置为,通过选择基准边,优选自动确定周围插植行驶中的秧苗补给边,还可以配置为,选择了秧苗补给边后,优选自动确定基准边。
在秧苗补给中,一般来说,需要机体1的前部接近田埂(补给边),因此在进入转弯前或者转弯的中途,向田埂前进。补给后,通过后退和转弯进入下一个直行路径。在进入下一个直行路径时进行的转弯控制中,将转弯半径固定的控制是合适的。该情况下,机体1通过后退回到原来的直行路径的进行通常的转弯行驶的位置,从那里通过通常的转弯行驶进入下一个直行路径。在药剂补给等中,需要机体1的后部接近田埂,因此,作为田埂接近行驶,采用转弯后进行后退的转弯后退田埂接近行驶。补给后,通过前进进入下一个直行路径。这一系列的秧苗补给行驶也能够使用遥控器90等进行远程控制。
在变形的田埂附近进行秧苗补给的情况下,在秧苗补给后返回下一个直线路径时进行的转弯行驶中,机体1有可能接近田埂。在这种转弯行驶中,与通常进行的转弯相比,将转弯开始位置设定在远离田埂的位置,或者变更转弯半径。
在选择了用于秧苗补给的自动停止的情况下,以自动行驶直行到补给边侧的外周区域(也称为田边未耕地)OA。为了该自动行驶,利用通过延长内部往返路径IPL的直行路径而生成的延长路径。在该延长路径的行驶中,不进行插植/播种/施肥等作业,机体1在接近田埂的处理位置自动停止。
在不选择自动停止而进行补给的情况下,在转弯行驶前、转弯中途,秧苗插植装置3上升时,通过手动操作或使用遥控器90的中断控制,能够进行田埂接近行驶。该情况下,补给后若不手动使机体1行驶至下一个起点,则不能再次开始自动驾驶。当然,在不需要补给的情况下,不需要选择自动停止。不需要补给的例子是采用密苗、长(卷)垫苗的情况,装备有直播装置而不是秧苗插植装置3的情况等。与补给无关,也可以设定为通过使用遥控器90的操作等,在转弯行驶前、转弯中途使机体1停止。
在利用遥控器90等进行远程操纵的情况下,补给材料的剩余量检查也可以采用利用剩余量传感器而不是操作者的目视来进行,将其检测结果或材料耗尽发送到遥控器90的构成,通过声音向周围通知的构成。在通过剩余量传感器检测到材料耗尽(材料不够)的情况下,可以自动停止。不仅在内部区域IA中的作业行驶中,在外周区域OA中的作业行驶中也能够进行这种自动停止、材料耗尽(材料不够)的通知。此时,可以配置为,制作到材料补给位置的材料补给路径。
剩余量传感器可以由将摄像机拍摄的拍摄图像作为输入并输出秧苗等材料剩余量的机器学习模型构成。此外,在能够推定材料剩余量的情况下,也能够推定为了材料补给而自动停止的位置。可以基于该推定位置,预约用于材料补给的自动停止。该预约可以自动或手动进行,预约的取消可以手动进行。
在能够推定材料剩余量的情况下,根据推定的剩余量进行是否能够行驶到下一个能够补给的位置的判定。基于该判定结果,为了补充材料,机体1停止,进行用于开始材料补给行驶的预想位置的通知。
在本实施方式中,作为环绕路径,沿着位于外周区域(田边未耕地)OA的内侧的内侧环绕路径IRL和位于外周区域OA的外侧的外侧环绕路径ORL进行外周区域OA上的作业行驶(周围插植行驶)。沿着内侧环绕路径IRL的行驶称为内侧环绕行驶或围绕内侧行驶,沿着外侧环绕路径ORL的行驶为外侧环绕行驶或围绕外侧行驶。在地图制作中,制作成与机体1行驶的行驶轨迹实质上一致。内侧环绕路径IRL是位于内部往返路径IPL与外侧环绕路径ORL之间的路径。内侧环绕行驶和外侧环绕行驶可以按有人自动、无人自动或手动进行。
在本实施方式中,外侧环绕路径ORL被规定为即使是自动行驶也是有人自动行驶,外侧环绕路径ORL基于地图制作的示教行驶的行驶轨迹,而且该行驶是使秧苗插植装置3下降的状态下的行驶,因此,无人自动行驶产生问题的可能性也小。由此,也可以配置为,可以针对外侧环绕路径ORL选择无人自动行驶。此外,由于内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL分别被设定为不同路径,因此算法容易变得复杂,但也可以首先设置两个路径的连接路径。或者,也可以设置在内侧环绕路径IRL的结束时间点从其终点向外侧环绕路径ORL的开始位置引导的路径。
在本实施方式中,为了充分取得用于往返行驶中的转弯行驶的空间,外周区域OA中形成的环绕路径被规定为2周的环绕路径。然而,根据机种、作业行数,1周的环绕路径就足够。因此,也可以配置为,可以选择环绕路径由1周的环绕路径形成。但是,在环绕路径由1周的环绕路径形成的情况下,往返行驶中使用的转弯路径优选采用使用后退的折返路径,或者通过超过作业宽度的连接直行路径将角状的两个转弯路径连接起来的衔接转弯路径。此时,在连接直行路径的行驶中,进行仿照环绕路径的行驶控制,采用扩大规定与田埂的间隔的跨境判定的容许范围等特殊措施。而且,还采用了在转弯中途存在与田埂的干扰风险的情况下通过使用后退等的多次折返而慢慢转弯的转弯重试功能。
在路线制作处理中,通常基于预先确定的轨迹采用通常转弯(180度转弯)或コ字转弯(直行接近田埂,接着后退进行所述通常转弯,最后前进,进入下一个作业起点的转弯),但在空插等特定目的、作业宽度比田埂的用于转弯行驶的空间窄的情况下,也可以采用图10、图11的转弯方法。
图10和图11举例示出上述特殊的转弯行驶(转弯路径)。图10示出衔接转弯的一例。该衔接转弯是用于从一个直行路径不移动到相邻的直行路径而移动到下下一个直行路径的移动行驶。该衔接转弯由进行大致90度的方向转换的第一转弯路径(图10中赋予了附图标记Q1)、直线路径(图10中赋予了附图标记Q3)以及第二转弯路径(图10中赋予了附图标记Q2)构成。直线路径的长度根据移动目的地的直行路径的位置计算。图11示出了使用后退的折返转弯的一例。折返转弯用于从正在行驶的直行路径通过转弯行驶移动到相邻路径时,用于该转弯行驶的空间(到田埂的距离:外周区域OA的宽度)小的情况。图11所示的折返转弯由第一转弯路径(图11中赋予了附图标记R1)、后退反转弯路径(图11中赋予了附图标记R2)以及第二转弯路径(图11中赋予了附图标记R3)构成。通过第一转弯路径和后退反转弯路径实现被称为折返的行驶,通过增加该折返,能够减小转弯行驶所需要的空间。
〔自动驾驶的中断/结束、行驶线路延后、自动驾驶中断后的再次开始〕
当在自动行驶的中途发生了难以自动行驶的状况时,自动行驶中断或结束,行驶控制转移至手动。在自动行驶结束的情况下,不能再次开始自动行驶下的作业,在自动行驶中断的情况下,能够再次开始自动行驶下的作业。在自动行驶中,记录所进行的自动行驶的履历(跑完的行驶路径等)。在自动行驶中断后在相同的机体位置再次开始自动行驶,或者以手动行驶的方式行驶后再次开始自动行驶时,从存储器等中读出自动行驶被中断的机体位置及该机体位置的行驶路径的ID等。在中断位置与再次开始位置不同的情况下,在中断位置和再次开始位置在相同的线路上的情况下,能够在机体覆盖在线路上的状态下通过触摸面板指示再次开始。在中断位置和再次开始位置在不同的线路上的情况下,使用触摸面板50上显示的行驶路径,将设定好的行驶路径延后(称为线路延后),使行驶路径与机体1的当前位置匹配。
关于触摸面板50上的行驶路径的画面显示追记的事项如下。
(1)自动驾驶中断的行驶路径用红色等特征色描绘。此时,被改变颜色的路径区间优选为直行路径单元,但也可以是包含中断点的直行路径的一部分区间。
(2)在自动驾驶的中断点附近存在多个路径的情况下,由操作者选择作为处理对象的行驶路径。
(3)行驶路径根据其行驶路径的作业属性进行颜色变更。例如,沿着行驶路径完成了秧苗插植作业的路径、正在进行秧苗插植作业的路径、接下来进行的路径、称为空走路径(空走り経路)的未进行秧苗插植作业而行驶的路径等分别被涂上能够识别的颜色。此外,完成了秧苗插植作业的路径的周边也可以按其作业宽度(各行单元)进行涂色。
(4)在手动行驶中,也进行其行驶轨迹与行驶路径地图的匹配,通过手动行驶而行驶的作业痕迹也显示为已作业区域。
(5)为了便于在自动行驶中断、经由沿着多条行驶路径的手动行驶再次开始自动行驶的情况下的行驶路径的延后,准备了行驶路径快进、快退功能。
(6)在再次开始自动行驶时,需要选择再次开始的行驶线路。为了容易进行该选择作业,在自动驾驶再次开始时,将中断的行驶路径、中断的行驶路径的下一个行驶路径、中断的行驶路径的前一个行驶路径中的任一个设定为默认的再次开始行驶路径。
〔中止指示无效处理〕
对插秧机中的中止指示无效处理进行说明。图12是表示中止指示无效处理中的功能部的框图。如图12所示,在本实施方式中的中止指示无效处理中,在控制单元30与信息终端5之间彼此进行信息、数据的收发。在本实施方式中,在控制单元30具备机体位置计算部311、行驶控制部312,在信息终端5具备显示装置551(触摸面板50)、地图信息取得部51、行驶中止指示部52、无效指示部53、取消部54、材料补给位置设定部55、补给指示接受部56、通知部57。为了进行与田地形状取得相关的处理,各功能部以CPU为核心构件,由硬件或软件或该两者构筑。
机体位置计算部311利用卫星定位来计算机体位置。定位单元8用于卫星定位,从定位单元8向机体位置计算部311传递例如包括纬度信息、经度信息以及高度信息的GPS信息。需要说明的是,在本实施方式中,高度信息相当于大地水准面高和标高相加后的机体1的高度(定位单元8的高度)。机体位置是机体1在实际空间中的位置,由纬度信息、经度信息以及高度信息表示。机体位置计算部311基于这种GPS信息,计算机体1在实际空间中的位置。
地图信息取得部51取得表示作业地的形状的地图信息。如上所述,表示作业地的形状的地图形状存储在地图信息存储部552。因此,在本实施方式中,地图信息取得部51从地图信息存储部552取得地图信息。
行驶控制部312基于取得的地图信息和机体位置,在作业地一边进行作业一边自动行驶。在本实施方式中,如上所述在路线制作处理中基于地图信息,设定成为自动行驶的目标的行驶路径。因此,行驶控制部312一边以机体位置沿着行驶路径的方式在田地进行秧苗的插植作业一边使插秧机自动行驶。按照这样的行驶路径使插秧机自动行驶的控制是公知的,因此省略详细说明。
行驶中止指示部52在具备预先设定的行驶停止条件的情况下,对行驶控制部312进行作业行驶的中止指示。预先设定的行驶停止条件是用于停止自动行驶的条件。作为这样的行驶停止条件,例如可以是作业中使用的作业材料的剩余量为规定量以下。作业中使用的作业材料相当于插植作业中使用的秧苗、向田地施肥的肥料以及药剂等。当然,作业材料可以是秧苗、肥料以及药剂中的至少任意一方。因此,行驶中止指示部52在插植作业中使用的秧苗、向田地施肥的肥料、药剂的剩余量为规定量以下的情况下,对行驶控制部312进行作业行驶的中止指示。需要说明的是,秧苗、肥料、药剂的剩余量可以直接由传感器检测,也可以从最初搭载的搭载量中减去使用的量,从理论上计算出。
行驶控制部312当从行驶中止指示部52接收到这样的中止指示时,中止自动行驶控制。因此,插秧机在插植作业中使用的秧苗、向田地施肥的肥料、药剂的剩余量为规定量以下的情况下,停止自动行驶。
在行驶中止指示部52配置为在作业材料的剩余量为规定量以下的情况下进行中止指示时,通知部57可以配置为在作业材料的剩余量为规定量以下的情况下,通知作业材料的剩余量变少。通知既可以在信息终端5中进行,也可以从机体1进行。进而,也可以通知给用户所持的便携终端(例如智能手机)。此外,通知的定时可以是作业材料的剩余量为规定量以下的时间点,也可以是作业材料的剩余量为规定量以下之后,接近预先设定的地点(例如田埂)的时间点。由此,用户当然能够掌握作业材料的剩余量为规定量以下,还能够掌握由行驶中止指示部52进行中止指示。
在此,插秧机配置为即使在收到中止指示的情况下,也能够根据用户的指示例外地自动行驶。因此,无效指示部53配置为,即使在进行了中止指示的情况下,也根据用户的指示使行驶中止指示部52的中止指示无效,进行使行驶控制部312的自动行驶成为可能的无效指示。进行了中止指示的情况是插植作业中使用的秧苗、向田地施肥的肥料、药剂的剩余量为规定量以下,行驶中止指示部52进行了中止指示的情况。用户的指示例如相当于对信息终端5的规定的操作(规定的操作按钮的按下)、对遥控器90的规定的操作(规定的操作按钮的按下)。因此,无效指示部53在插植作业中使用的秧苗、向田地施肥的肥料、药剂的剩余量为规定量以下、行驶中止指示部52进行了中止指示的情况下,在有用户对信息终端5的规定的操作(例如,在触摸面板50上显示无效的显示,在用户对该显示进行了触摸操作的情况下可以识别为进行了操作)、对遥控器90的规定的操作时,也使行驶中止指示部52的中止指示无效,对行驶控制部312进行使自动行驶成为可能的无效指示。由此,插秧机再次开始自动行驶。
此外,插秧机可以配置为,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,在规定距离或规定时间的期间内使行驶中止指示部52无效而自动行驶。即,可以配置为,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,在插秧机行驶预先设定的距离期间或直到经过规定时间为止的期间,使行驶中止指示部52无效而自动行驶。需要说明的是,使行驶中止指示部52无效,可以使行驶中止指示部52的中止指示无效,也可以使行驶中止指示部52本身的功能无效。无论是哪一种情况,通过如上构成,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,在插秧机行驶预先设定的距离期间或直到经过规定时间为止的期间,插秧机都能够进行自动行驶。
在此,在本实施方式中,行驶控制部312使插秧机沿着在作业地设定的成为自动行驶的目标的行驶路径自动行驶。特别是,在田地的内部区域IA中,如图13所示,沿着内部往返路径IPL进行自动行驶。这样的内部往返路径IPL被设定为在内部区域IA内往返的多个往返行驶路径。因此,行驶控制部312使插秧机在作业地沿着多个往返行驶路径行驶。在这种情况下,行驶控制部312在收到上述的无效指示的情况下,即,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,可以行驶至往返行驶路径中的结束位置或下一个开始位置。
对于往返行驶路径中的结束位置,在将往返行驶路径设为一个单程行驶路径(例如设为内部往返路径IPL1)的情况下,相当于内部往返路径IPL1的结束位置G1。在这种情况下,在沿着内部往返路径IPL1行驶的过程中,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,行驶控制部312可以使其行驶到内部往返路径IPL1的结束位置G1。此外,在将往返行驶路径设为去路行驶路径和回路行驶路径(例如设为由内部往返路径IPL1和内部往返路径IPL2构成)的情况下,相当于内部往返路径IPL2的结束位置G2。在这种情况下,在内部往返路径IPL1或内部往返路径IPL2行驶的过程中,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,行驶控制部312可以使其行驶到内部往返路径IPL2的结束位置G2。
对于往返行驶路径中的下一个开始位置,在将往返行驶路径设为一个单程行驶路径(例如设为内部往返路径IPL1)的情况下,相当于作为下一个往返行驶路径的内部往返路径IPL2的开始位置S2。在这种情况下,在内部往返路径IPL1行驶的过程中,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,行驶控制部312可以使其行驶到内部往返路径IPL2的开始位置S2。此外,在将往返行驶路径设为去路行驶路径和回路行驶路径(例如设为由内部往返路径IPL1和内部往返路径IPL2构成)的情况下,相当于作为下一个往返行驶路径的内部往返路径IPL3的开始位置S3。在这种情况下,在内部往返路径IPL1或内部往返路径IPL2行驶的过程中,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,行驶控制部312可以使其行驶到内部往返路径IPL3的开始位置S3。由此,可以防止插秧机在田地的中央部停车,使其行驶到例如田地中容易补给秧苗、肥料的位置而停车。
在本实施方式中,还配置为取消部54能够取消无效指示部53的无效指示。由此,可以进一步根据用户的取消意思取消例如根据无效指示部53根据用户的指示进行的无效指示而能够自动行驶的状态。取消部54的取消可以根据用户的取消意思来进行,也可以根据来自信息终端5或上位系统的指示自动进行。
如上所述,插秧机配置为,在进行秧苗的插植作业时,在搭载于插秧机的秧苗、肥料等作业材料变少的情况下补给该作业材料。
设置有在往返行驶路径中设定补给这种作业材料的补给位置的材料补给位置设定部55。
在设定了这样的补给位置的情况下,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,行驶控制部312可以使其行驶到下一个补给位置。由此,可以使插秧机自动行驶到下一个补给位置,从而可以进行作业材料的补给。
例如,优选预先判明是否设定有上述的补给位置。因此,可以配置为,在往返行驶路径的行驶中作业材料的剩余量为规定量以下的情况下,补给指示接受部56接受是否补给作业材料的指示。由此,行驶控制部312可以使其自动行驶到上述的下一个补给位置。
另一方面,在没有收到补给作业材料的指示的情况下,行驶控制部312可以在到达了往返行驶路径中预先设定的地点的情况下使其停止。预先设定的地点例如可以是往返行驶路径中的去路行驶路径的终点和回路行驶路径的终点,或者也可以是往返行驶路径的终点。此外,也可以设为与往返行驶路径的起点、终点不同的地点。通过在到达这样的地点的情况下使其停止,每次都能够请求用户的指示。
在上述实施方式中,说明了行驶中止指示部52在秧苗的插植作业中使用的秧苗、肥料的剩余量为规定量以下的情况下进行中止指示,但行驶中止指示部52也可以在物体传感器(例如声纳传感器60)感测到机体1周围存在的物体的情况下进行中止指示。当然,也可以配置为,在秧苗、肥料的剩余量为规定量以下的情况和物体传感器感测到物体的情况这两个情况下,进行中止指示。
如上所述,例如在由声纳传感器60感测到机体1周围有物体的情况下,自动驾驶(自动行驶)中的机体1根据中止指示而临时停止。然而,可以配置为,在判定为感测到的物体不妨碍自动行驶的情况(具体而言,例如通过与声纳传感器60不同的其他传感器,取得表示该物体的尺寸为规定的大小以下的感测结果的情况,根据人(例如操作者)的目视,如判明为该物体是可忽视的大小的障碍物的情况等那样,基于感测到的物体的尺寸,判定为不妨碍自动行驶的情况)下,根据上述的中止指示无效处理继续自动行驶。此外,这时,也可以在感测到的物体的附近,将机体1的行驶速度设为比通常的行驶速度(未感测到物体的情况下的行驶速度)慢的规定的行驶速度,并通过该物体的附近。这些操作既可以通过遥控器90、信息终端5等进行,也可以通过自动控制程序自动进行。
在上述实施方式中,说明了行驶控制部312在作业地沿着多个往返行驶路径使其行驶,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,使其行驶到往返行驶路径中的结束位置或下一个开始位置,但行驶控制部312也可以配置为,在作业地沿着多个往返行驶路径使其行驶,在中止指示被无效指示部53无效的情况下,使其行驶到与往返行驶路径中的结束位置、下一个开始位置不同的场所。
在上述实施方式中,说明了还具备取消无效指示部53的无效指示的取消部54,但也可以配置为不具备取消部54。
在上述实施方式中,说明了行驶中止指示部52在作业中使用的作业材料的剩余量为规定量以下的情况下进行中止指示,但行驶中止指示部52也可以配置为,即使在作业材料的剩余量为规定量以下的情况下也不进行中止指示。
在上述实施方式中,说明了具备在往返行驶路径中设定补给作业材料的补给位置的材料补给位置设定部55,行驶控制部312在无效指示部53的中止指示无效的情况下,使其行驶到下一个补给位置,但也可以不具备材料补给位置设定部55而构成,行驶控制部312也可以配置为,即使在中止指示无效的情况下,也不使其行驶到下一个补给位置。
在上述实施方式中,说明了具备在往返行驶路径的行驶中作业材料的剩余量为规定量以下的情况下,接受是否补给作业材料的指示的补给指示接受部56,行驶控制部312在未收到补给作业材料的指示的情况下,在到达了往返行驶路径的预先设定的地点的情况下使其停止,但也可以不具备补给指示接受部56而构成,行驶控制部312也可以配置为,在未收到补给作业材料的指示的情况下,在到达了往返行驶路径的预先设定的地点的情况下不使其停止。
在上述实施方式中,说明了具备在作业材料的剩余量为规定量以下的情况下,通知作业材料的剩余量变少的通知部57,但也可以不具备通知部57而构成。
在上述实施方式中,说明了插秧机进行的作业是秧苗的插植作业,但插秧机也可以进行其他作业。此外,说明了作业材料是秧苗、肥料以及药剂中的至少任一方,但也可以是这些以外的作业材料。
〔越境判定处理〕
对插秧机中的越境判定处理进行说明。图14是表示越境判定处理中的功能部的框图。如图14所示,在本实施方式中的越境判定处理中,在控制单元30与信息终端5之间彼此进行信息、数据的收发。
在本实施方式中,在控制单元30具备机体位置计算部311、越境判定部64、越境防止控制部65、越境许可部66、再次开始指示部67、临时停止指示部68。为了进行与越境判定相关的处理,各功能部以CPU为核心构件,由硬件或软件或该两者构筑。
机体位置计算部311利用卫星定位来计算机体位置。定位单元8用于卫星定位,从定位单元8向机体位置计算部311传递例如包括纬度信息、经度信息以及高度信息的GPS信息。需要说明的是,在本实施方式中,高度信息相当于大地水准面高和标高相加后的机体1的高度(定位单元8的高度)。机体位置是机体1在实际空间中的位置,由纬度信息、经度信息以及高度信息表示。机体位置计算部311基于这种GPS信息,计算机体1在实际空间中的位置。
插秧机在有边界的作业地行驶。因此,越境判定部64基于为避免与边界接触而设定的边界线和机体位置,判定机体1是否越过边界线。边界相当于图15所示的例如为了划分田地而设置的、与田地相邻的田埂、道路(以下称为“田埂等”)。边界线如图15所示,沿着田地的外缘部(田地轮廓线)设置,以防止插秧机与这种边界物接触。在插秧机的情况下,这样的边界线优选设置在用于作业行驶的地图。这样的地图作为表示作业地的形状的地图信息存储在上述的地图信息存储部552中,地图信息通过地图信息取得部51从地图信息存储部552中取得。边界线可以预先规定在这样的地图信息中,也可以在田地环绕行驶而取得表示田地形状的田地形状信息时计算并设定。机体位置从上述的机体位置计算部311传递。因此,越境判定部64为了防止插秧机与田埂等接触,基于虚拟设置在插秧机用于作业行驶的地图中的边界线和从机体位置计算部311传递的机体位置,判定机体1是否越过边界线。
越境防止控制部65在判定为机体1越过边界线的情况下,禁止机体1的行驶。“判定为机体1越过边界线的情况”是指由上述的越境判定部64判定为插秧机的机体1越过边界线的情况。因此,优选配置为越境判定部64的判定结果传递到越境防止控制部65。在此,插秧机通过行驶控制部312,一边基于地图信息和机体位置在作业地中进行作业一边进行自动行驶。因此,越境防止控制部65在由越境判定部64判定为插秧机的机体1越过边界线的情况下,对行驶控制部312禁止自动行驶,进而不仅禁止自动行驶,还禁止手动行驶。由此,插秧机在与地图信息中设定了边界线的位置对应的田地中的位置停止。
越境许可部66根据越境许可指令使越境判定部64的判定中断,许可机体1越过边界线的状态。越境判定部64继续判定机体1是否越过边界线。越境许可指令是许可越过边界线的指令。这样的越境许可指令相当于例如通过用户进行的遥控操作指示越过边界线进行行驶。在取得这样的指示的情况下,越境许可部66认为有被用户许可机体1越过边界线的状态的越境许可指令,使越境判定部64的判定中断。由此,例如通过遥控操作,插秧机可以越过边界线向田地的外缘部侧行驶,例如能够进行插植作业中使用的秧苗、肥料、药剂的补给。
再次开始指示部67在被越境许可部66许可的情况下,在机体1中预先设定的设定部位进入比边界线靠作业地的中央侧的情况下,再次开始越境判定部64的判定,停止越境许可部66的许可。“被越境许可部66许可的情况”是指被收到越境许可指令的越境许可部66许可机体1越过边界线的状态的情况。机体1中预先设定的设定部位例如可以是机体1的中央部,例如也可以是前进行驶时机体1的前端部与中央部之间的规定的部位,例如也可以是后退行驶时机体1的后端部与中央部之间的规定的部位。
再次开始指示部67在被收到越境许可指令的越境许可部66许可机体1越过边界线的状态的情况下,在设定为机体1的规定的部位的设定部位进入比边界线靠中央侧的情况下,使越境判定部64再次开始中断的判定,使越境许可部66停止机体1越过边界线的状态的许可。由此,再次开始越境判定部64的越境判定。
此外,上述的设定部位优选可以根据在作业地进行的作业的熟练度进行变更。在作业地进行的作业的熟练度是插秧机在田地进行的秧苗的插植作业的熟练度。具体而言,为是否习惯秧苗的插植作业的程度。例如,对于设定部位而言,与习惯秧苗的插植作业的用户(作为老手的操作者)的情况相比,在不习惯秧苗的插植作业的用户(作为初学者的操作者)的情况下,在前进行驶时设定在机体1的前端部与中央部之间的靠近前端部一侧为好,例如在后退行驶时设定在机体1的后端部与中央部之间的靠近后端部一侧为好。由此,越是熟悉的用户,越能够接近田埂等,越是不熟悉的用户,越能够抑制向田埂等的接近。
此外,与在作业地的外周部分行驶的情况相比,在作业地的比外周部分靠中央侧行驶的情况下,设定部位优选设定在机体1的内侧。由此,在作业地的中央侧行驶时,与在外周部分行驶的情况相比,可以放宽判定条件,能够顺利地进行作业。
此外,设定部位优选为,在机体1前进时设于比机体1的前后方向中央部靠前方侧,在机体1后退时设于比机体1的前后方向中央部靠后方侧。通过这样设定设定部位,能够根据行驶状态设定设定部位,因此能够提高便利性。
例如,设定部位能够设定在载置用于插植作业的预备苗的预备苗台的顶端部、设于机体1的前侧部的发动机罩的顶端部、插植秧苗的插植部的机体1的宽度方向两端部、用于卫星定位的GPS天线的搭载部以及机体1的重心部中的至少任一个部位。由此,能够容易地设定设定部位。
临时停止指示部68即使在被越境许可部66许可的情况下,在机体1超过边界线预先设定的量时,也使机体1的行驶临时停止。由此,能够防止插秧机与田埂等接触。
接着,使用图16进行说明。如图16的(a)所示,当沿着在内部区域IA中设定的内部往返路径IPL进行作业行驶,到达内部区域IA与外周区域OA的边界部分时,临时停止自动驾驶。当在该状态下经过规定时间时,插秧机在外周区域OA进行转弯行驶,并沿着下一个内部往返路径IPL进行作业行驶。
在到达内部区域IA与外周区域OA的边界部分之后的规定时间以内,通过手动操作前进,当由越境判定部64判定为机体1越过边界线,即判定为图16的(b)中黑圈所示的设定部位的位置超过边界线时,机体1的行驶被越境防止控制部65禁止。由此,如图16的(b)所示,插秧机临时停止。
当在该状态下有越境许可指令时,越境许可部66许可机体1越过边界线的状态。在这种情况下,被许可的状态持续到机体1超过边界线预先设定的量为止。因此,在此期间,插秧机可以前进后退。需要说明的是,机体1中设定变更后的设定部位的位置在图16的(c)中由白圈表示。
在许可机体1越过边界线的状态的状态下,机体1中预先设定的设定部位(设于白圈所示的位置的全部设定部位)如图16的(d)所示,当进入内部区域IA侧时,由再次开始指示部67使越境判定部64再次开始越境的判定。
当越境判定部64再次开始越境的判定时,如图16的(e)所示,用于判定机体1是否越过边界线的部位中,图16的(d)所示的机体1中预先设定的设定部位回到原来的部位(黑圈所示的部位)。
在上述实施方式中,说明了具备即使在被越境许可部66许可的情况下,在机体1超过边界线预先设定的量时,也使机体1的行驶临时停止的临时停止指示部68,但也可以不具备临时停止指示部68而构成。
在上述实施方式中,说明了设定部位可以根据在作业地进行的作业的熟练度进行变更,但也可以配置为设定部位不能根据作业的熟练度进行变更。
在上述实施方式中,说明了设定部位在机体1前进时设于比机体1的前后方向中央部靠前方侧,在机体1后退时设于比机体1的前后方向中央部靠后方侧,但也可以配置为设定部位在机体1前进时和后退时不变更。此外,设定部位也可以在机体1前进时设于比机体1的前后方向中央部靠后方侧,在机体1后退时设于比机体1的前后方向中央部靠前方侧。
在上述实施方式中,说明了设定部位是载置用于插植作业的预备苗的预备苗台的顶端部、设于机体1的前侧部的发动机罩的顶端部、插植秧苗的插植部的机体1的宽度方向两端部、用于卫星定位的GPS天线的搭载部以及机体1的重心部中的至少任一个部位,但设定部位也可以设于这些以外的部位。
在上述实施方式中,说明了与在作业地的外周部分(外周区域OA)行驶的情况相比,在作业地的比外周部分靠中央侧行驶的情况下,设定部位设定在机体1的内侧,但也可以在作业地的外周部分行驶的情况和在作业地的比外周部分靠中央侧行驶的情况下,设定部位设定在相同的位置,也可以与在作业地的外周部分行驶的情况相比,在作业地的比外周部分靠中央侧行驶的情况下,设定部位设定在机体1的外侧。
接着,使用图17和图18对与自动行驶的中断和自动行驶的再次开始相关的实施例进行说明。在图17所示的功能框图中,信息终端5新设置有行驶路径储存部526、行驶路径设定部527以及行驶路径搜索部528。图18所示的行驶路径由内部往返路径IPL、内侧环绕路径IRL以及外侧环绕路径ORL构成。在本变形例中,内部往返路径IPL由多个相互平行的直线状路径(作为行驶路径要素)构成,内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL由与田地的上边、左右边平行的直线状路径(作为行驶路径要素)和沿着田地的下边的弯曲状路径构成。需要说明的是,该弯曲状路径在路径生成处理中,作为由节点LN连接的多个直线部分LE进行管理。因此,在该变形例中,一条弯曲状路径也可以视为一条行驶路径要素,而且,构成一条弯曲状路径的多个直线部分LE的每一个也可以视为行驶路径要素。就是说,弯曲状路径以外的行驶路径要素是在秧苗插植装置3的升高和降低的定时设定的行驶区间,构成上述一条弯曲状路径的各直线部分LE(行驶路径要素)被视为由路径生成算法划分的行驶区间。因此,弯曲状路径整体上被视为一条行驶路径要素,但有时也被视为多个连续的行驶路径要素的集合。
行驶路径储存部526根据作业地的形状,储存作为由往返路径制作部522、环绕路径制作部524生成的行驶路径的行驶路径要素组。行驶路径设定部527将从行驶路径储存部526依次读出的行驶路径要素设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径。设定的目标行驶路径被提供给行驶控制部312。行驶控制部312具有基于由机体位置计算部311计算出的机体位置和目标行驶路径(行驶路径要素)使机体1转向的自动行驶模式和基于驾驶员的手动操作使车身转向的手动行驶模式。行驶路径搜索部528为了在自动行驶模式停止后再次开始自动行驶而再次开始自动行驶模式时,搜索用于开始自动行驶所需的目标行驶路径的行驶路径要素并提供给行驶路径设定部527。需要说明的是,自动行驶模式的停止包括:自动行驶模式临时退避,在经过规定的时间、规定的手动行驶模式下的行驶后再次开始自动行驶模式的“临时停止”,以及自动行驶模式的再次开始要求包括初始处理的开始步骤的“完全停止”。“完全停止”在发动机停止、主钥匙关闭等控制系统实质上被切断的事件发生时发生。无论是“临时停止”还是“完全停止”,在自动行驶模式再次开始时,都必须通过行驶路径设定部设定适当的目标行驶路径。
行驶中途的从自动行驶模式向手动行驶模式的转移通常通过操作者的行驶模式切换操作等来进行。然而,在作业车的控制系统判定为缺少用于自动行驶模式的必要条件的情况下,自动地发生自动行驶模式的停止和停车、之后向手动行驶模式的转移。当在以自动行驶模式行驶的中途发生某种自动解除事件时,进行自动行驶模式的停止、进而向手动行驶模式的转移。然后,响应于用于再次开始自动行驶模式的自动再次开始事件(用于开始自动行驶的操作)的发生,行驶路径搜索部528搜索自动行驶模式的再次开始时所需的目标行驶路径。行驶路径搜索部528对目标行驶路径的搜索既可以通过操作者的手动操作来进行,也可以自动地进行。
自动解除事件还包括发动机2的紧急停止、发动机2的临时停止,附带自动行驶模式的停止。自动再次开始事件包括车辆主开关接通、从发动机临时停止恢复、自动行驶开始按钮接通等。行驶路径搜索部528对目标行驶路径的搜索处理也可以通过点击触摸面板50上显示的搜索开始按钮来开始。
构成行驶路径要素组的各行驶路径要素如在车辆导航等的道路信息中使用的那样,将作为地图坐标、田地坐标所示的各行驶路径要素的位置的位置信息作为属性值,储存在行驶路径储存部526。由此,行驶路径搜索部528能够基于期望的自动行驶模式再次开始位置和位置信息来搜索目标行驶路径。如果在期望的自动行驶模式再次开始位置是当前的机体位置的情况下,提取作为接近当前的机体位置的位置的行驶路径要素,将提取出的行驶路径要素作为目标行驶路径进行输出,则能够从当前的机体位置再次开始自动行驶模式。在自动行驶模式被停止的位置(自动解除事件发生位置)再次开始自动行驶模式的情况下,将机体1驾驶到自动解除事件发生位置,发生自动再次开始事件为好。此外,在远离自动行驶模式被停止的位置的期望位置再次开始自动行驶模式的情况下,将机体1驾驶到期望位置,发生自动再次开始事件为好。
此外,利用了如下算法:在当前的机体1远离自动行驶模式被停止的位置的情况下,设定从当前的机体位置到被设定为自动行驶模式被停止的位置的行驶路径要素为止的引导行驶路径。
而且,在本实施方式中,用于作业行驶的各行驶路径要素将有作业行驶或无作业行驶作为属性值储存在行驶路径储存部526。由此,行驶路径搜索部528能够作为目标行驶路径的候选仅将尚未用于作业行驶的行驶路径要素搜索为目标行驶路径。
在行驶路径搜索部528对目标行驶路径的搜索通过操作者的手动操作来进行的情况下,利用显示与行驶路径要素组对应的显示要素的显示部。在本实施方式中,信息终端5的触摸面板50被用作显示部。行驶路径搜索部528将图18中所举例示出的将行驶路径要素组模式化的显示要素组与田地地图重叠地显示在触摸面板50上。操作者从显示的显示要素组中选择期望的显示要素。行驶路径搜索部528从行驶路径储存部526读出与选择的显示要素对应的行驶路径要素,并提供给行驶路径设定部527。行驶路径设定部527将所提供的行驶路径要素设定为目标行驶路径。
在显示要素组很多、在触摸面板50的小屏幕上点击选择期望的显示要素困难的情况下,可以使用如图19所示的线路延后功能。在该线路延后中,关注显示要素通过亮度变更、色彩变更来与其他显示要素可识别地显示(图19中用粗线表示)。当从信息终端5的菜单中选择线路搜索时,与行驶路径要素组对应的显示要素组显示在触摸面板50上,并且在信息终端5的软件按钮组50a上显示前进按钮(+按钮)和后退按钮(-按钮)。通过点击该前进按钮(+按钮)或后退按钮(-按钮),关注显示要素依次前进或后退。操作者在期望的显示要素成为关注显示要素时,按下确定按钮。由此,行驶路径搜索部528从行驶路径储存部526中读出与该显示要素对应的行驶路径要素,并提供给行驶路径设定部527。就是说,能够以在秧苗插植装置3的升高和降低的定时设定的行驶区间为单位,实现线路延后功能。在通常的线路延后功能中,图18中的弯曲状路径作为多个连续的行驶路径要素的集合被视为一条线路,因此在与弯曲状路径对应的显示要素成为关注显示要素时,当按下前进按钮时,关注显示要素成为与弯曲状路径的下一个行驶路径要素对应的显示要素。
但是,在与弯曲状路径对应的显示要素成为关注显示要素时,通过操作另外设定的按钮,可以依次定位到(順送り)构成该弯曲状路径的多个连续的行驶路径要素(直线部分LE),可以选择与弯曲状路径的任意的直线部分LE对应的显示要素。根据本结构,也可以选择图18所示的弯曲状路径中的期望位置的直线部分LE。而且,在长弯曲状路径的情况下,直线部分LE的数量很多,其处理变得麻烦,因此,也可以将构成该弯曲状路径的许多直线部分LE的一部分作为线路集合体,视为线路延后的一个单位。
接着,使用图17、图20、图21以及图22对用于从正在行驶的直行路径向直行路径转移的转弯行驶的变形例进行说明。为了这种特殊的转弯行驶,如图17所示,在信息终端5构筑补充路径设定部529。与补充路径设定部529直接进行数据交换的功能部是行驶路径储存部526和行驶路径设定部527。
在此,行驶路径储存部526储存为了在外周区域OA行驶而制作的至少一条以上的环绕路径和为了在位于外周区域的内侧的内部区域IA行驶而制作的多个内部往返路径IPL。内部往返路径IPL在没有特别限定其中一条的情况下被称为直行路径。环绕路径可以选择一圈路径和两圈路径中的任一种,两圈路径由内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL构成。一圈路径是外侧环绕路径ORL。
行驶路径设定部527将从行驶路径储存部526读出的环绕路径和直行路径设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径。在本变形例中,行驶控制部312具有基于将相互平行延伸的内部往返路径IPL的直行路径彼此连接的转弯路径使机体以非作业方式行驶的转弯行驶模式。补充路径设定部529如以下说明的那样,设定补充转弯路径的补充路径。
如图20所示,在田地为长方形的情况下,内部往返路径IPL的行驶中的直行路径的终点和接下来应该行驶的直行路径的起点在横向上大致对齐,因此连接它们的转弯行驶成为沿着半圆状或半椭圆状的转弯路径TP的行驶。需要说明的是,在图20、图21以及图22中,直行路径的终点被赋予“e”,直行路径的起点被赋予“s”。在该直行路径的终点和直行路径的起点的间隔短的情况下使用的转弯路径TP是进行简单的180度转弯行驶的路径。在直行路径的终点和直行路径的起点的间隔长的情况下使用的转弯路径TP是进行2次90度转弯行驶和其间的直行行驶的路径。
然而,如图21所示,在田地形状为长方形以外的形状时,接近环绕路径的行驶中的直行路径(内部往返路径IPL)的终点和接下来应该行驶的直行路径(内部往返路径IPL)的起点有时会倾斜地离开很远。在这种情况下,转弯路径不是简单的半圆状的转弯路径或半椭圆状的转弯路径。因此,如图21所示,从行驶中的直行路径的终点马上进行简单的180度转弯行驶,转移至接下来应该行驶的直行路径,从该位置通过非作业方式的后退移动到接下来应该行驶的直行路径的起点。从通过后退到达的直行路径的起点进行通常的前进方式的作业行驶。该行驶方式在行驶中的直行路径的终点和接下来应该行驶的直行路径的起点不太远的情况下有效。在行驶中的直行路径的终点和接下来应该行驶的直行路径的起点相距很远的情况下,后退距离变大。这样的后退方式的行驶有时会破坏未作业区域,有可能对接下来进行的秧苗插植作业带来不良影响。图22中示出用于避免该问题的行驶方式的一例。该行驶方式的基本特征在于,将无法通过简单的半圆状的转弯路径或半椭圆状的转弯路径连接的直行路径的终点和直行路径的起点通过利用补充路径CL补充的简单的转弯路径来连接。该补充路径CL由补充路径设定部529设定。
在图22中,在从L1所示的直行路径(行驶中路径)的终点到L2所示的直行路径(下一行驶路径)的起点的转弯行驶中,使用补充路径CL。需要说明的是,以下,将被赋予L1的直行路径称为第一直行路径,将被赋予L2的直行路径称为第二直行路径。第一直行路径的延长线与内侧环绕路径IRL在交点CLS相交。而且,将与第一直行路径在交点CLS相交的内侧环绕路径IRL中的、接近第二直行路径的起点的点设为附近点CLE。补充路径设定部529将第一直行路径的延长线区间以及内侧环绕路径IRL的交点CLS与附近点CLE之间的区间设为补充路径CL。由此,从第一直行路径的终点到第二直行路径的起点可以通过补充路径CL和从附近点CLE到第二直行路径的起点的转弯路径连接。由于补充路径CL挪用预先生成的内部往返路径IPL,因此不需要新的路径生成。需要说明的是,从附近点CLE到第二直行路径的起点的转弯路径由于附近点CLE和第二直行路径的间隔短,因此使用如图11所示的使用后退的折返转弯路径。
为了避免如图22所示的折返转弯路径,可以使用最外周的外侧环绕路径ORL的直线部分作为补充路径CL。在这种情况下,由于设定在外侧环绕路径ORL的附近点CLE和第二直行路径的起点的间隔变长,因此作为连接其间的行驶路径,不使用折返转弯路径,而使用图10中虚线所示的180度转弯路径。如果其间隔更长,则使用利用图10中虚线所示的2次90度转弯路径和之间的的直行行驶的转弯路径(半椭圆状转弯路径的一种)。
在图22的例子中,补充路径设定部529将已经生成并储存在行驶路径储存部526的环绕路径挪用作补充路径CL。也可以代替之,补充路径设定部529将与已经生成的环绕路径平行的路径作为补充路径CL。路径的平行移动与新生成补充路径CL相比,具有运算负荷低的优点。
作为又一行驶方式,补充路径设定部529也可以将与内部往返路径IPL平行的路径设定为补充路径CL。例如,在图22的例子中,可以将第二直线路径平行移动到与第一直线路径重叠的位置,用作补充路径CL。或者,可以直接将第一直线路径延长到最接近第二直线路径的起点的位置,将其延长线用作补充路径CL。
在补充路径设定部529中,可以登记与补充路径CL的设定相关的以下的条件。
(1)在自动行驶模式下的内部往返路径IPL的行驶中,行驶中的内部往返路径IPL的终点和接下来应该行驶的内部往返路径IPL的起点通过转弯行驶模式下的行驶来连接。此时,补充路径设定部529在满足从行驶中的内部往返路径IPL的终点到接下来应该行驶的内部往返路径IPL的起点的距离为规定值以上的条件的情况下,设定补充路径CL。
(2)在计算出多个可设定的补充路径CL的情况下,补充路径设定部529选择包含补充路径CL的转弯行驶路径的长度最短的路径。
(3)补充路径设定部529优先设定不进入内部区域IA的补充路径CL,或在内部区域IA中的行驶距离短的补充路径CL。
(4)补充路径设定部529将具有与机体1在补充路径CL上行驶时的行驶方向一致的行驶方向的行驶路径优先设定为补充路径CL。因此,环绕路径和内部往返路径IPL将行驶方向作为属性值之一,储存在行驶路径储存部526。
在上述实施方式的说明中,遥控器90被用于自动行驶的开始操作、中止操作、材料补给时的随时靠近等,但也适用于转向难度高、难以自动行驶的区域的手动操纵。特别是在倾斜地等机体1面临危险的区域,驾驶员不会乘坐在机体1,因此使用遥控器90的远程操纵是有利的。
作为这种转向难度高的特殊区域SA,图23示出了出入口E附近的区域。图24示出了在特殊区域SA中的作业行驶通过遥控器90被手动操纵时发挥作用的控制系统的功能框图。在该功能框图中,信息终端5新设置有作业管理部530。作业管理部530将农场划分为外周区域OA、位于外周区域OA的内侧的内部区域IA以及转向难度高的特殊区域SA。行驶路径设定部527将用于在外周区域OA行驶的由内侧环绕路径IRL和外侧环绕路径ORL构成的环绕路径、以及用于在内部区域IA行驶的内部往返路径IPL设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径。行驶控制部312具有:基于由机体位置计算部311计算出的机体位置和目标行驶路径使机体转向的自动行驶模式、基于乘坐在机体1的操作者的手动操作使机体1行驶的手动行驶模式、以及基于车外的操作者使用遥控器90的远程操作使机体1行驶的遥控器行驶模式。
特殊区域SA中的行驶模式可以默认地分配为遥控器行驶模式,在这种情况下,在机体1即将进入特殊区域SA时,行驶模式被切换到遥控器行驶模式。由此,在难以自动行驶的特殊区域,通过操作者使用遥控器90的远程操作进行作业行驶。由于禁止在特殊区域中的自动行驶,因此在插秧机即将进入特殊区域时机体1被强制停止,通知需要使用遥控器90的手动行驶。
被设定为特殊区域SA的出入口E附近的秧苗插植作业是整个田地的作业的最后阶段,其作业区域的形状复杂(变形多边形形状),窄的作业宽度和宽的作业宽度混合存在。而且,在秧苗插植作业中,需要作业车的正确定位,同时必须避免与已经完成秧苗插植的区域重叠地进行秧苗插植。因此,在部分作业行程中,作业宽度需要频繁变更。秧苗插植作业中的作业宽度的变更可以通过秧苗插植装置3中的秧苗插植行数的变更来实现。如果是该变更,则需要使用遥控器90通过远程操作进行。
由此,特殊区域SA的远程操纵不仅使用上述的遥控器90的功能,还使用附加了特别的功能的功能扩展规格的遥控器90。
如图24所示,该遥控器90具备行驶设备操作部91和作业设备操作部92。行驶设备操作部91是为了远程操作机体1的行驶开始、行驶停止、车速、机体1的转向(操舵)而设置的,将与操作者的操作对应的行驶控制信号无线发送给行驶控制部312。作业设备操作部92是为了远程操作秧苗插植装置3等作业装置的动作而设置的,将与操作者的操作对应的作业控制信号无线发送给作业控制部313。
作业设备操作部92能够指令秧苗插植装置3的升降、插植机构22的接通/断开等。而且,在该作业设备操作部92设置有效行指定部921。有效行指定部921能够指定秧苗插植装置3的作业宽度、就是说秧苗插植行数。如图25所示,来自发动机2的动力经由各行离合器EC分配给各插植机构22。各行离合器EC配置为能够按每规定行数选择秧苗插植装置3的作业开始和作业停止。在本例中,各行离合器EC配置为能够按每2行选择秧苗插植装置3的作业开始和作业停止,但各行离合器EC也可以配置为能够按每1行或每3行以上选择。操作者通过操作遥控器90的有效行指定部921,指定期望的秧苗插植行数,并发送到作业控制部313。作业控制部313基于指定的秧苗插植行数,对各行离合器EC进行接通/断开控制,产生期望的秧苗插植行数,就是说期望的作业宽度。
在农场的田埂等的边界线不是直线而是凹凸形状的情况下,或者,在边界线以锐角相交的情况下,该区域附近的作业行驶中的转向与出入口E的附近区域同样复杂,不适合自动行驶,因此使用遥控器90的手动操纵是有效的。这样的区域因田地而异,因此为了将其作为特殊区域SA,需要按每个田地设定。因此,信息终端5中构筑的作业管理部530可以使用在作为显示部的一例的触摸面板50上显示的田地的地图,操作者将田地的任意的区域设定为特殊区域SA。
本发明的遥控器行驶模式能够在以下所述的各种控制条件下实施。
(1)特殊区域SA中的秧苗插植作业等对地作业只能在遥控器行驶模式下进行。特殊区域SA中不伴有对地作业的行驶也可以在遥控器行驶模式以外的模式下进行。
(2)将预先设定的连续动作、行驶开始、各行离合器EC的接通/断开、规定距离的秧苗插植作业、行驶停止等程序化为一个单位的作业行驶动作,以一个单位的遥控器动作执行该一个单位的动作。一个单位的遥控器动作是遥控器90的特定按钮的组合操作、特别设置的程序按钮的操作等。
(3)在机体1进入特殊区域SA的情况下,只要不进行特别的操作,就维持遥控器行驶模式。
(4)在操作者搭乘于机体1并由该操作者进行手动驾驶时,即使机体1到达特殊区域SA,也不转移至遥控器行驶模式,而是继续进行作为搭乘者的手动行驶的搭乘手动行驶模式。也可以在机体1到达特殊区域SA时,临时停车,执行能够选择遥控器行驶模式和搭乘手动行驶模式中的任一种模式的控制。
接着,对用于转弯行驶的转向控制进行说明。通过转向机构的动作来调节前轮12A的转向角。以往,关于插秧机的转弯,在图11中实线所示的转弯行驶(90度转弯+直行+90度转弯)、图11中虚线所示的转弯行驶(90度转弯)中,在转弯开始时转向角转到最大转角,然后,使转向角恢复到空挡,由此进行90度转弯。最大转角下的转弯虽然提高了转弯性能,但存在破坏田地的问题和转弯精度变差的问题。因此,在本实施方式中,在转弯开始时不使用最大转角,而使用与转弯行驶的转弯度(图11中90度)对应的小于最大转角的转弯开始时转角。转弯开始时转角可以将转弯度作为参数来计算,但也可以将车速作为参数来计算。此外,也可以预先设定目标转弯路径,基于由机体位置计算部311计算出的机体位置计算出与目标转弯路径的偏移量,并基于该偏移量对转向角进行微调。
在转向角的计算中,搭载的转向机构的左右最大转角和转角的中值用作参照值。但是,由于各插秧机中搭载的转向机构各自具有不同的个性,因此该左右最大转角和转角的中值可能因各插秧机而异。因此,当使用共同的目标转向角进行转向控制时,有可能无法出现适当的转向角。因此,在本实施方式中,预先测定转向机构的左右最大转角和转角的中值,并存储该值。在实际的转向控制时,参照存储的左右最大转角和转角的中值,生成转向角控制信号。
〔长距离行驶时放大功能〕
接着,使用图1~图5、图26~图31对基于自动行驶的非作业行驶中的长距离行驶时放大功能进行说明。
在自动行驶中,机体1在成为一边行驶一边进行秧苗的插植等作业的作业行驶的行驶路径的作业行驶路径WL和成为不进行作业的非作业行驶的行驶路径的非作业行驶路径NWL上行驶。在作业行驶路径WL上,以预先设定的车速V0进行行驶。为了适当地进行作业,车速V0被抑制在较低的车速。在非作业行驶路径NWL上,以预先设定的比车速V0更慢的车速V1进行行驶。
在非作业行驶之后进行作业行驶的情况下,有时非作业行驶的行驶距离长。例如,如图26所示,在通过非作业行驶路径NWL的前进行驶行驶至作为作业行驶路径WL的作业行驶的开始位置的插植起点WSP,从作业行驶路径WL的插植起点WSP进行秧苗的插植作业行驶的情况下,有时非作业行驶路径NWL中的直行行驶的行驶距离变长。此外,如图27所示,在非作业行驶路径NWL上后退地非作业行驶到作业行驶路径WL的插植起点WSP,从作业行驶路径WL的插植起点WSP前进而进行秧苗的插植作业行驶的情况下,有时后退的直行行驶的行驶距离变长。
在这样的情况下,在自动行驶中,非作业行驶以比较低速的车速V1进行,进行非作业行驶的时间变长。因此,如图28、图29所示,也可以在基于前进或后退的非作业行驶中,在直行行驶的距离为规定的距离TS1(相当于“第一距离”)以上的情况,或直行行驶的时间为规定的时间以上的情况下,进行将行驶车速增速到比设定的车速V1等之前的车速(相当于“第一车速”)快的车速V2(相当于“第二车速”)的处理。
在非作业行驶时不进行作业,不需要为了适当地进行作业而抑制车速。此外,当进行低速下的非作业行驶的距离或时间变长时,作业效率会变差。通过实施长距离行驶时放大功能,在进行低速(车速V1)下的非作业行驶的距离或时间变长的状况下,通过将车速增速(车速V2),能够优化非作业行驶中的行驶车速,提高作业效率。
与长距离行驶时放大功能相关的行驶由图30中举例示出的控制单元30控制。控制单元30具备行驶控制部312和自动行驶控制部75。行驶控制部312响应于自动行驶控制部75的控制或主变速杆7A等操作工具1B的操作来控制行驶设备1D(相当于“行驶装置”)使机体1行驶。自动行驶控制部75在自动行驶中,一边根据基于卫星定位模块8A(相当于“卫星定位部”)输出的定位数据求出的本车位置控制行驶控制部312以在规定的行驶路径上行驶,一边控制秧苗插植装置3等作业装置1C。
当在非作业行驶中直行行驶的距离为规定的距离TS1以上时,行驶控制部312将自动行驶中的行驶车速增速至比预先设定的车速V1快的车速V2。使用行驶设备1D、定位单元8等测量非作业行驶中直行行驶的距离。在使用行驶设备1D测量直行行驶的距离的情况下,设置测定车轮12的车轴、从发动机2向车轮12传递驱动力的驱动轴的转速的转速传感器12C,根据车轴、驱动轴的转速计算行驶距离。此外,在使用定位单元8测量直行行驶的距离的情况下,行驶控制部312利用定位单元8的惯性测量模块8B(相当于“车身方位测量部”)测量非作业行驶中的车身的方位的变化,在行驶规定的时间或距离期间的车身的方位的变化量在规定的范围内的情况下,判定为机体1直行行驶。同时,行驶控制部312根据定位单元8的卫星定位模块8A输出的本车位置的变化量计算行驶距离。并且,行驶控制部312判定在非作业行驶中直行行驶的距离是否为规定的距离TS1以上。
这样,通过使用行驶设备1D、定位单元8判定是否是直行行驶,能够容易地判定在非作业行驶中是否直行行驶,能够容易地实施长距离行驶时放大功能。
此外,在从本车位置直行行驶到插植起点WSP的距离为规定的距离TS2(相当于“第二距离”)以上的情况下,无论直行行驶的距离如何,行驶控制部312都可以将自动行驶中的行驶车速增速至比预先设定的车速V1快的车速V2。自动行驶在规定的行驶路径上行驶。此外,预先知道插植起点WSP在田地地图上的位置(坐标),本车位置也通过定位单元8知道田地地图上的位置(坐标)。因此,行驶控制部312可以计算从本车位置到插植起点WSP的距离,并判定是否在规定的距离TS2以上。
这样,不仅在进行了规定的距离或时间的非作业行驶之后将行驶车速增速,而且由于在自动行驶中预先确定行驶路径,因此事先知道从本车位置到插植起点WSP的距离是否在规定的距离TS2以上,在判定为从本车位置到插植起点WSP的距离为规定的距离TS2以上时,也将行驶车速增速。其结果,能够从非作业行驶的开始时间点将行驶车速增速,从而能够更高效地进行行驶。
而且,行驶控制部312也可以在增速至车速V2的非作业行驶中,当从本车位置到插植起点WSP的距离为规定的距离TS3(相当于“第三距离”)以下时,将车速减速至车速V1。
这样,当在非作业行驶中的增速状态下接近插植起点WSP时,通过将行驶车速减速至适于作业行驶的车速V1,开始朝向插植起点WSP减速,在插植起点WSP的时间点之前减速至适于作业的车速,能够以适当的行驶车速进行作业行驶。
需要说明的是,长距离行驶时放大功能也可以在包含与作业行驶路径WL相连的转弯路径的非作业行驶路径NWL上实施。例如,也可以在基于非作业行驶的转弯中包括直行行驶的非作业行驶路径NWL上,在直行行驶的距离或时间长的情况下实施长距离行驶时放大功能。此外,也可以在非作业行驶下的转弯前或转弯后包括直行行驶的非作业行驶路径NWL上,在直行行驶的距离或时间长的情况下实施长距离行驶时放大功能。而且,也可以不限于直行行驶,在转弯行驶的距离或时间长的情况下实施长距离行驶时放大功能。转弯行驶优选以比直行行驶低的速度进行,但有时以比自动行驶中的车速V1快的车速行驶也没有问题。在这样的情况下,在包括转弯行驶的非作业行驶的距离或时间长的情况下,也可以增速至比车速V1快,不妨碍转弯行驶的车速V2。
这样,由于在包括转弯路径的非作业行驶路径NWL的直行区域、或者转弯路径上也能够将车速增速,因此能够更高效地进行行驶。
作为与作业行驶路径WL相连的非作业行驶路径NWL的例子,举例示出以下情况。
如图31所示,在变形田地的情况下,在2条直行路径IPSL间转弯行驶时,有时基于非作业行驶的直行行驶变长。例如,在作业行驶路径WL1上作业行驶之后,在倾斜的田地的外周边转弯,然后在作业行驶路径WL2上进行作业行驶的情况下,基于非作业行驶的直行行驶变长。此时的转弯行驶主要在以下种类的转弯行驶路径上进行。
在第一个转弯行驶中,作业行驶至作业行驶路径WL1的结束位置之后,以非作业行驶前进至外周区域OA并在非作业行驶路径NWL1上转弯行驶。于是,由于外周边倾斜,因此,机体1前进到作业行驶路径WL2的中途的区域,需要使非作业行驶路径NWL2后退到作业行驶路径WL2的开始位置。并且,也可以在非作业行驶路径NWL2上实施长距离行驶时放大功能,在非作业行驶路径NWL1上实施长距离行驶时放大功能。需要说明的是,在图中,非作业行驶路径NWL2与作业行驶路径WL2并排描绘,但实际上,非作业行驶路径NWL2设于作业行驶路径WL2上。
在第二个转弯行驶中,作业行驶至作业行驶路径WL1的结束位置之后,在非作业行驶路径NWL3上,以非作业行驶前进到外周区域OA,隔着直行行驶进行2次转弯行驶,前进行驶到作业行驶路径NWL2的开始位置。并且,在非作业行驶路径NWL3上实施长距离行驶时放大功能。
此外,作为与其他作业行驶路径WL相连的非作业行驶路径NWL的例子,也可以是补给秧苗等材料时的随时靠近行驶的路径。
在随时靠近时,机体1在内部往返路径IPL的终端区域停止后,机体1以非作业行驶进行基于前进或者后退的直行行驶到秧苗补给位置等补给位置,在补给材料后,以非作业行驶进行基于后退或者前进的直行行驶,返回终端区域。通常的随时靠近行驶以比车速V1低速的规定的车速进行,但也可以在该终端区域与补给位置之间的非作业行驶中实施长距离行驶时放大功能,在非作业行驶的距离或时间长的情况下,车速比之前的行驶中的车速增速。由此,能够以较快的车速进行单纯为了补给材料而进行的非作业行驶,能够高效地进行随时靠近行驶。增速的车速可以考虑行驶效率与适当的随时靠近行驶的平衡来设定,但随时靠近时的车速有时会比车速V1慢,因此增速的车速有时会比车速V1慢。
此外,在内部往返路径IPL上行驶的过程中,当通过规定的传感器等感测到秧苗等材料用尽或剩余变少时,自动行驶控制部75有时会使机体1停止。在这样的情况下,在通过手动行驶使机体1行驶到补给位置来进行材料的补给这样的从田地的任意的位置移动到材料的补给位置时,也可以应用随时靠近功能。在机体1在田地的中途停止时,通过进行规定的操作,自动行驶控制部75转移至进行随时靠近功能的状态。
然后,通过手动操作,朝向补给位置进行基于前进或后退的非作业行驶,在补给材料后,通过手动操作,朝向停止的位置进行基于前进或后退的非作业行驶。
这样,也可以对田地的任意的位置与补给位置之间的非作业行驶应用随时靠近行驶,在随时靠近行驶时,实施长距离行驶时放大功能,在非作业行驶的距离或时间长的情况下,车速比之前的行驶中的车速增速。由此,即使在田地的中途需要补给材料,也能够高效地进行用于补给材料的非作业行驶。
需要说明的是,长距离行驶时放大功能中的行驶车速的增速和减速可以急剧进行,也可以逐渐进行加速和减速。通过逐渐变更行驶速度,容易适当地应对周围的状况变化等,同时能够抑制搭乘者等因急剧的行驶车速的变化而感到不适。
此外,车速V2等增速后的车速、车速V1可以是预先确定的车速,但也可以是自动行驶开始时或者自动行驶中能够任意设定的构成,还可以是自动行驶中能够任意变更的构成。此外,距离TS1、距离TS2、距离TS3可以是预先确定的距离,但也可以是自动行驶开始时或者自动行驶中能够任意设定的构成,还可以是自动行驶中能够任意变更的构成。由此,能够根据田地的状况、作业状况、驾驶员的技术水平等,实施最佳的长距离行驶时放大功能。
需要说明的是,这些的设定、变更可以通过信息终端5等进行。长距离行驶时放大功能可以由搭载于机体1的控制单元30控制,也可以通过管理服务器等设于机外的控制系统进行远程控制。
〔高负荷田地专用转弯功能〕
接着,使用图1~图4、图5、图30、图32对基于自动行驶的转弯时的高负荷田地专用转弯功能进行说明。
田地有时像湿田田地等那样,田地的状况与其他田地不同,即使在田地内,状况也不总是一定的。此外,自动行驶被控制为以规定的行驶车速行驶,发动机转速也保持在与行驶车速对应的转速。在湿田田地等负荷高的田地的情况下,有时在自动行驶中的规定的行驶车速/发动机转速下,在转弯中车轮12陷入地面,行驶车速降低,或机体1停车,无法进行适当的转弯行驶,无法进行高效的行驶。
为了避免这样的状况,在本实施方式中,在高负荷田地的转弯行驶时,实施高负荷田地专用转弯功能,相对于进行通常的自动行驶的通常模式,转移至使行驶车速增速、使发动机转速增加、使发动机功率(转矩)提高的湿田模式。
与高负荷田地专用转弯功能相关的行驶由图30中举例示出的控制单元30控制。控制单元30具备行驶控制部312和自动行驶控制部75。从通常模式向湿田模式的切换可以基于信息终端5的设定、规定的操作工具1B的操作来进行,也可以自动判断田地的状况来进行切换。
在通过操作/设定而在转弯时切换为湿田模式的情况下,驾驶员在确认田地的状况而判断为负荷高的情况下,通过对信息终端5的设定、规定的操作工具1B的操作,设定为湿田模式。通过设定为湿田模式,行驶控制部312在转弯时进行与湿田模式对应的控制。对信息终端5的设定可以与自动行驶开始时的各种设定同时进行,也可以配置为在自动行驶中进行。
在自动判断而在转弯时切换为湿田模式的情况下,自动行驶控制部75在根据田地的状况或机体1的打滑判断为负荷高的情况下,设定为湿田模式。
在设定为湿田模式的情况下,在转弯行驶时,行驶控制部312将车速的增速、发动机转速的增加以及发动机功率(转矩)的提高中的至少一个组合来进行。在使车速增速的情况下,行驶控制部312以通过自动行驶,在直行路径IPSL上以自动行驶的车速V1行驶之后,在转弯路径IPRL上转弯时,将车速增速为比车速V1快的车速V3的方式进行控制。然后,在转弯后在直行路径IPSL上行驶时,使车速恢复为车速V1。在使发动机转速增加的情况下,行驶控制部312以通过自动行驶,在直行路径IPSL上控制为与自动行驶的车速V1对应的转速之后,在转弯路径IPRL上转弯时,使发动机转速增加到比与车速V1对应的转速大的规定的转速的方式进行控制。然后,在转弯后在直行路径IPSL上行驶时,使发动机转速恢复为与车速V1对应的转速。在使发动机功率(转矩)提高时,行驶控制部312在转弯行驶时控制无级变速装置9来提高发动机功率(转矩)。
这样,在高负荷田地中的自动行驶中,设定为湿田模式,在转弯行驶时,将车速的增速、发动机转速的增加以及发动机功率(转矩)的提高中的至少一个组合来进行,由此能够抑制转弯车速的降低、机体1的停止,高效地进行转弯行驶。
需要说明的是,在根据机体1的打滑判断为负荷高的情况下,对根据由定位单元8输出的本车位置的每单位时间的变化距离计算出的车速和根据由转速传感器12C测量的车轴或驱动轴的转速计算出的车速进行比较,在使用转速传感器12C计算出的车速比使用定位单元8计算出的车速慢规定的车速或规定的比例以上的情况下,可以判断为机体1打滑,田地的负荷高。在这种情况下,也可以在田地内的行驶中随时判断田地的各区域中负荷是否高规定以上,每次自动行驶控制部75都切换湿田模式和通常模式,但在田地的最初的外周行驶时,也可以首先判断该田地的负荷是否高规定以上,在判断为田地的负荷高规定以上的情况下,自动行驶控制部75在自动行驶开始时设定为湿田模式。
此外,也可以采用在管理服务器(未图示)事先储存记录了过去行驶时的负荷的状况的田地地图,自动行驶控制部75从管理服务器(未图示)取得过去的田地地图,在记录在田地地图中的田地的负荷高于规定的负荷的情况下,设定为湿田模式的构成。
此外,也可以对自动行驶中的设定车速和实际行驶的机体1的车速进行比较,以根据机体1的打滑判断负荷是否高。例如,也可以如上所述使用定位单元8计算实际的车速,在该车速比设定车速慢规定的车速或比例以上的情况下,自动行驶控制部75设定为湿田模式。此时的湿田模式的切换也可以在行驶中随时进行。
如上所述,自动行驶控制部75判断田地的负荷,设定为湿田模式或通常模式,因此能够更准确地判断田地为高负荷,能够适当地设定为湿田模式。
〔高负荷田地时的增速功能〕
接着,使用图1~图4、图5对高负荷田地中调整自动行驶的车速的高负荷田地时的增速功能进行说明。
在如上所述的湿田田地等高负荷田地中,有时在自动行驶中车轮12陷入地面,行驶车速降低,机体1停车,无法以适当的车速进行自动行驶,无法进行高效的行驶。
为了避免这样的状况,在本实施方式中,在高负荷田地中,当行驶车速降低固定以上时,实施使指示车速增速、使行驶车速增速的高负荷田地时的增速功能。
与高负荷田地时的增速功能相关的行驶由图30中举例示出的控制单元30控制。控制单元30具备行驶控制部312和自动行驶控制部75。
在自动行驶中,行驶控制部312以使机体1以由自动行驶控制部75指示的规定的指示车速行驶的方式进行控制。自动行驶控制部75在自动行驶中,取得机体1的行驶车速(实际车速),与指示车速比较。实际车速根据由定位单元8输出的本车位置的每单位时间的变化距离计算出。
自动行驶控制部75对实际车速和指示车速进行比较,判定指示车速是否比实际车速快规定的车速以上。在指示车速比实际车速快规定的车速以上的状态持续了规定的时间以上的情况下,自动行驶控制部75将指示车速增速,使行驶控制部312控制成以增速的指示车速行驶。指示车速可以增速预先确定的车速,也可以增速与实际车速和指示车速的差值对应的车速,还可以增速实际车速和指示车速的差值或在此基础上加上规定的余量的车速。
而且,自动行驶控制部75在将指示车速增速后,也继续进行实际车速与指示车速的比较。并且,紧接着,在指示车速比实际车速快规定的车速以上的状态持续了规定的时间以上的情况下,自动行驶控制部75进一步将指示车速增速。反之,当指示车速与实际车速之差小于规定的车速时,自动行驶控制部75维持该指示车速。
而且,在实际车速比指示车速快的情况或指示车速被变更了的情况下,自动行驶控制部75可以使指示车速恢复为最初的指示车速或变更了的指示车速,也可以使指示车速减速规定的车速。
这样,通过对实际车速和指示车速进行比较,根据其差值来增速指示车速,即使机体1因田地的负荷而打滑等而没有充分体现实际车速,也能够控制为使实际车速增速,能够使实际车速接近指示车速,以适当的行驶车速行驶,进行高效的行驶。
〔手动操作限制功能〕
接着,对自动行驶中的手动操作限制功能进行说明。
当在自动行驶中规定的条件成立时,自动行驶成为临时停止状态,机体停止。当自动行驶成为临时停止的状态时,通过进行规定的操作,或不进行规定时间操作,根据操作的内容或有无操作,再次开始自动行驶,或转移至自动行驶或手动行驶所涉及的其他状态。
例如,在有秧苗补给模式下,机体1行驶到内部往返路径IPL的规定的终端区域时,机体1停车,并且自动行驶临时停止。在自动行驶临时停止的状态下,接着自动开始操作工具(未图示)的操作进行将主变速杆7A向前进方向操作等规定的操作,或者不进行任何操作而经过规定时间时,再次开始自动行驶,机体1转移至转弯行驶。此外,在自动行驶临时停止的状态下进行将主变速杆7A向前进方向操作等规定的操作时,转移至进行随时靠近的状态,前进行驶规定的距离,或者根据主变速杆7A等的操作开始用于补给秧苗的行驶。
此外,在自动行驶临时停止时,通过信息终端5上的显示、语音报警等进行指导、警告等。作为指导、警告等,进行表示自动行驶临时停止的警告、通知机体1的状态的各种警告、关于接下来能够进行的操作的指导等。作为通知机体1的状态的各种警告,包括表示定位单元8未能适当地接收到卫星信号的警告、表示因卫星信号的接收不良等而导致自动行驶停止(结束)的警告等。作为指导,包括与用于再次开始自动行驶的操作相关的步骤、与用于进行随时靠近的操作相关的步骤等。
这样,在自动行驶临时停止时,有时虽然进行了指导、警告,但操作者/驾驶员(操作员)却进行了误操作,进行违背操作员的意图的行驶。
例如,在有秧苗补给模式下的自动行驶中,机体1在内部往返路径IPL的终端区域停止而自动行驶临时停止时,有时尽管操作员打算再次开始自动行驶并开始转弯行驶而进行了操作,但操作错误,以手动行驶使机体1前进行驶。具体而言,在自动行驶临时停止的状态下,由于用于再次开始自动行驶的操作错误,从而不会再次开始自动行驶,而开始与误操作对应的行驶。此外,有时在自动行驶临时停止的状态下,在操作自动开始操作工具(未图示)之后,在向前进方向操作主变速杆7A之前,由于卫星信号的接收不良等而导致自动行驶停止,通过之后向前进方向操作主变速杆7A而开始以手动行驶的前进行驶。
这样,为了抑制在自动行驶临时停止时,操作员进行违背其意图的操作,在本实施方式中,实施手动操作限制功能。
手动操作限制功能是在自动行驶临时停止的情况下,在经过规定的时间之前的期间,不接受自动开始操作工具(未图示)、主变速杆7A等操作工具1B的操作的功能。
通过实施使操作员的手动操作无效的手动操作限制功能,可以促进操作员注意指导、警告,提高操作员进行符合指导、警告的适当操作的可能性。其结果,操作员能够使机体1按照操作员的意图来行驶。
以下,使用图1~图5、图33、图34对手动操作限制功能进行详细说明。
手动操作限制功能由图33中举例示出的控制单元30控制。控制单元30具备行驶控制部312、自动行驶控制部75以及通知控制部77。此外,控制单元30与操作工具1B、行驶设备1D、信息终端5以及语音报警发生装置100等连接。行驶控制部312响应于自动行驶控制部75的控制或主变速杆7A等操作工具1B的操作来控制行驶设备1D(相当于“行驶装置”),从而使机体1行驶。自动行驶控制部75在自动行驶中,根据基于定位单元8输出的定位数据求出的本车位置来控制行驶控制部312,使得在规定的行驶路径上行驶。通知控制部77根据自动行驶控制部75等的控制,使信息终端5、语音报警发生装置100等通知部进行指导、警告。
如图34所示,自动行驶控制部75在自动行驶临时停止或者机体1停车之后经过规定的时间为止,不接受操作工具1B的操作。
按照图34所示的时间图,对手动操作限制功能中的状态转变的例子进行说明。
假设在自动行驶中,在某个时刻t0自动行驶临时停止、机体1停车。在该时刻t0之前,自动行驶控制部75有效地接受操作工具1B的操作,控制通知控制部77,使信息终端5、语音报警发生装置100等通知部进行与自动行驶中的状况相应的指导和警告。
当自动行驶临时停止、机体1停车时,自动行驶控制部75在规定的时间tw1(相当于“第一时间”)期间,不接受操作工具1B等的操作,即使被操作也视操作无效。此外,当自动行驶临时停止时,自动行驶控制部75经由通知控制部77通知表示自动行驶临时停止的警告、与转移至可转移状态所需的操作、再次开始自动行驶所需的操作等相关的指导。并且,操作员在不接受该操作工具1B等的操作的期间,可以注意警告、指导。
具体而言,操作员可以确认与再次开始自动行驶所需的操作等相关的指导,进行适当的操作,再次开始自动行驶。此外,在操作自动开始操作工具(未图示)之后,向前进方向操作主变速杆7A之前,即使由于卫星信号的接收不良等而导致自动行驶停止(结束),操作员也会注意到警告、指导,因此,能够确认表示自动行驶停止(结束)的通知、关于用于在该状态下再次开始自动行驶的操作的指导的可能性提高,能够通过进行适当的操作来再次开始自动行驶。在自动行驶停止(结束)的情况下,要再次开始自动行驶,需要在使主变速杆7A返回中立位置之后,操作自动开始操作工具(未图示),然后向前进方向操作主变速杆7A。因此,优选在自动行驶停止(结束)的情况下,包含使主变速杆7A返回中立位置的指导在内地进行。此外,在转移至不同状态的情况下,操作员也确认与转移至可转移状态所需的操作相关的指导,适当地进行操作,适当地进行想要的状态的转移的可能性提高。这样,设置操作员注意警告、指导的时间,可以作为操作员考虑到警告、指导来进行下一个操作的契机,因此通过在自动行驶的临时停止中实施手动操作限制功能,能够提高进行按照操作员的意图的适当操作的可能性。
在通知这样的指导、警告的期间,到达时刻t1时,自动行驶控制部75在时刻t1以后接受操作工具1B等的操作,视操作有效,进行与操作相应的控制。
假设之后在时刻t2,通过操作工具1B等进行了操作,则自动行驶控制部75进行与操作相应的控制。例如,当进行用于再次开始自动行驶的操作时,自动行驶控制部75再次开始自动行驶。此外,当进行用于转移至不同状态的操作、例如开始随时靠近的操作时,进行转移状态而使与主变速杆7A的操作相应的随时靠近行驶进行的控制。同时,自动行驶控制部75控制通知控制部77,以进行根据操作进行的行驶时进行的指导、警告。
需要说明的是,在从自动行驶临时停止的时刻t0起的经过时间成为比时间tw1长的时间tw2(相当于“第二时间”)的时刻t3之前没有进行操作的情况下,就是说,在自动行驶临时停止之后,不进行任何操作地经过规定的时间tw2时,自动行驶控制部75也可以自动地再次开始自动行驶。
此外,作为进行用于再次开始自动行驶的操作,或者用于转移至不同状态的操作的操作工具1B,也可以包括遥控器90、设于机体1的按钮开关、信息终端5上显示的屏幕开关等任意的工具。例如,也可以在机体1另外设置用于进行随时靠近行驶的与主变速杆7A不同的按钮等。通过用于进行随时靠近行驶的按钮等与主变速杆7A分开设置,能够容易地避免因误操作主变速杆7A而无意中进行随时靠近行驶。
在自动行驶临时停止期间进行的指导、警告也可以在进行规定时间、或者进行规定次数时结束。在这种情况下,视操作有效之前的时间tw1的起点可以是自动行驶临时停止的时刻t0,但也可以是指导、警告结束的时刻。在从指导、警告结束起的规定的时间tw1期间内视操作无效,由此,操作员可以获得接受所有指导、警告的机会,从而容易地进行与之相应的准确操作。
而且,优选在进行了指导、警告之后,在操作的中途自动行驶停止(结束)的情况下,进行与之相伴的指导、警告。这样,即使在操作工具1B的操作中另外通知指导、警告的情况下,自动行驶控制部75优选在自动行驶结束的时间点,再次视操作工具1B的操作无效。在这种情况下,优选采用在从自动行驶结束的时刻或者伴随自动行驶结束的指导、警告结束的时刻起的规定的时间tw1期间,自动行驶控制部75不接受操作工具1B的操作的构成。
通过这样的构成,会抑制即使自动行驶在操作的中途结束,操作员也未注意到自动行驶在操作的中途结束而进行操作,进行适当的操作,进行按照操作员的意图的行驶。
以上这样的指导、警告除了在信息终端5上显示文字、插图,或者从语音报警发生装置100通过声音进行指导、警告之外,还可以通过各种方法、装置进行。例如,可以在遥控器90上显示文字等、对遥控器90施加规定的振动、在操作员携带的其他便携终端等进行文字等的显示、声音的发生。而且,这些中的一个以上可以任意组合进行。
此外,上述这样的指导、警告的具体例如下。在自动行驶临时停止的情况下,在信息终端5上显示“自动驾驶临时停止”,或者由语音报警发生装置100发出声音。此外,在发生卫星信号的接收不良的情况下,在信息终端5上显示“GPS降低”,或者由语音报警发生装置100发出声音。而且,在自动行驶由于卫星信号的接收不良、其他理由而停止(结束)的情况下,在信息终端5上显示“自动行驶结束”,或者由语音报警发生装置100发出声音。在这种情况下,还在信息终端5上显示“为了再次开始自动行驶,请将杆恢复到中立位置”、“请按下GS按钮后操作杆”,或者由语音报警发生装置100发出声音。此外,在转移至随时靠近行驶的情况下,在信息终端5上显示“随时靠近中”,或者由语音报警发生装置100发出声音。
〔通知音削减功能〕
接着,使用图1~图5对自动行驶中的手动操作限制功能进行说明。
如上所述,为了在自动行驶中,催促驾驶员、操作者等操作员进行必要的操作或提醒他们注意,会进行各种指导、警告等通知。通过这样的通知,操作员能够掌握继续作业、行驶所需的操作,能够掌握作业、行驶的状况,机体1周围的状况等。因此,对于经验耗尽的操作员,即使不精通作业、行驶,也容易理解状况、应该进行的操作,可以在减轻操作员的负担的同时,继续进行适当的作业、行驶。
这样的通知反复进行直到状况变化,或者进行必要的操作为止。或者,规定的通知以规定的时间或规定的次数重复。例如,在外侧环绕路径ORL上的作业行驶中的转弯后的作业行驶再次开始时,通过手动操作进行秧苗插植装置3的下降,在成为需要秧苗插植装置3的下降的状态之后,在秧苗插植装置3下降之前,持续进行催促秧苗插植装置3的下降的通知。
然而,对于作业熟练的操作者,在外侧环绕路径ORL上进行秧苗插植装置3的下降操作,不用确认指导等就能够容易地进行。
反之,当持续进行不必要的通知时,作业熟练的操作者反而会感到麻烦,有时也会成为负担。
为了抑制这样的状况,在本实施方式中,能够实施能够削减通知的通知音削减功能。
具体而言,通知音削减功能能够切换为不削减地进行通知的通常模式和削减通知的削减模式,在设定为削减模式时,削减地进行通知。通知音削减功能中的模式切换可以在自动行驶开始时通过信息终端5等进行,还可以在自动行驶中变更设定。此外,通知音削减功能通过控制单元30的自动行驶控制部75(参照图33等)等规定的功能块的控制而实施。
在削减模式下,削减了重复同一通知的次数,或者重复同一通知的时间。例如,对于在外侧环绕路径ORL上催促秧苗插植装置3下降的“请使插植装置下降”的通知,若在通常模式下在秧苗插植装置3下降之前反复进行,则在削减模式下只进行一次该通知。
需要说明的是,削减模式下的通知的削减并不限于次数、时间的削减,也可以使进行同一通知的间隔比通常模式时的间隔宽,或者也可以在削减模式下不进行一部分或全部的通知。
此外,可以采用在削减模式下,选择性地进行削减次数、时间,扩大间隔、不进行通知的设定的构成。而且,可以采用对于在设定为不进行通知时的设定,可以选择不进行哪个通知的构成。此外,也可以采用能够按照每个通知的内容进行以上的设定的构成。
此外,指导、警告等通知可以通过在信息终端5上显示、由语音报警发生装置100产生声音、其他各种方式进行。
〔自动驾驶停车功能〕
接着,使用图1~图5、图35对自动行驶中的自动驾驶停车功能进行说明。
有时在自动行驶中,当各种条件成立时,机体1自动停车。例如,在自动行驶中声纳传感器60感测到障碍物时,一旦感测到障碍物,或者当感测到距障碍物的距离短于规定的距离时,机体1停车。
另外,当在越境判定中感测到机体1越境或将要越境,感测到肥料等材料堵塞,发生卫星信号的接收不良,在机体1设有倾斜传感器81的情况下感测到机体1倾斜规定的角度以上,感测到机体1打滑,感测到机体1偏离行驶路径时,控制机体1停车。
在各种条件成立而机体1停车的情况下,机体1被控制为随着条件的成立而立即紧急停车。然而,根据机体1停车的条件,有时需要紧急停车,但另一方面,当机体1紧急停车时,有时会给操作者带来过度的负担,或作业效率恶化,田地被破坏,反而有时也不合适。
例如,在感测到障碍物的情况下,如果不立即使机体1停车,则机体1碰撞障碍物等的风险有时会变高。此外,在机体1越境的情况下,如果不立即使机体1停车,则机体1有时会从田地突出或者撞到田埂。而且,在机体1倾斜规定以上的情况下,如果不立即使机体1停车,则机体1有时会翻倒。
相反,即使在材料堵塞的状态下进行了一些行驶,在消除材料堵塞后,只要在不供给材料而行驶的路径上供给材料后再次行驶即可。此外,在卫星信号的接收环境恶化、机体1打滑、行驶路径偏离等情况下,大多根据程度不同使行驶继续,或使机体1慢慢停止即可,很少有需要紧急停车的情况。
而且,无论使机体1停车的条件如何,根据需要使机体1停车的田地内的位置,也分为进行紧急停车比较好的情况和不进行紧急停车比较好的情况。特别是,有时在外侧环绕路径ORL的接近田埂的区域行驶,使机体1停车的必要性大。例如,田埂出水口等障碍物多,机体1碰撞田埂有可能导致机体1破损等,应该避免。因此,在外侧环绕路径ORL上行驶中感测到障碍物的情况下,使机体1紧急停车是适当的。此外,在外侧环绕路径ORL上行驶中卫星信号的接收环境恶化、或机体1脱离行驶路径而发生位置偏移的情况下,机体1碰撞田埂等障碍物的可能性变高,因此使机体1紧急停车是适当的。
如上所述,根据使机体1停车的条件的内容、使机体1停车的条件成立的田地内的位置,有时需要使机体1紧急停车,有时不需要使机体1紧急停车,反而使机体1逐渐停车更合适。
因此,在本实施方式中,在使机体1停车的条件成立时,实施使机体1停车时的负加速度(减速度)不同的自动驾驶停车功能,以便根据条件的内容或条件成立的田地内的位置,使机体1紧急停车或者逐渐停车。
自动驾驶停车功能由图35中举例示出的控制单元30控制。控制单元30具备行驶控制部312、自动行驶控制部75、异常感测部78以及越境判定部64(相当于“越境传感器”)。此外,控制单元30与行驶设备1D、传感器组1A、信息终端5以及定位单元8等连接。
越境判定部64根据定位单元8输出的本车位置和田地地图,感测机体1从田地越境。对于越境,检测本车位置与田地的外周的距离,将本车位置与田地的外周的距离为规定的距离以下的情况感测为越境。
异常感测部78如后所述,接收越境判定部64的感测结果、传感器组1A取得的各种信息等,根据接收到的信息感测机体1或机体1周围产生的异常。
行驶控制部312响应于自动行驶控制部75的控制或操作工具1B的操作,控制行驶设备1D(相当于“行驶装置”)使机体1行驶。
自动行驶控制部75在自动行驶中,根据基于定位单元8输出的定位数据求出的本车位置来控制行驶控制部312,以在规定的行驶路径上行驶。此外,自动行驶控制部75具备停车控制部79。停车控制部79基于异常感测部78感测到的异常来控制行驶控制部312,以使机体1停车。
传感器组1A包括作为障碍物传感器之一的声纳传感器60、检测机体1的倾斜的倾斜传感器81、测定车轮12的车轴、从发动机2向车轮12传递驱动力的驱动轴的转速的转速传感器12C、感测材料堵塞的材料堵塞传感器83等中的任意传感器。需要说明的是,倾斜传感器81只要能够检测机体1向哪个方向倾斜何种程度即可,也可以使用定位单元8的惯性测量模块8B。
异常感测部78感测各种异常,根据感测内容判定使机体1停车的条件是否成立,并将判定结果传递给自动行驶控制部75的停车控制部79。异常感测部78作为与传感器组1A、定位单元8、越境判定部64等协作地检测机体状态、机体1周围状态等状态,感测与检测到的状态对应的异常的传感器发挥功能。
例如,在使机体1停车的条件中的障碍物感测的情况下,异常感测部78从声纳传感器60接收表示感测到障碍物的障碍物感测信号,并将障碍物感测信号发送给自动行驶控制部75的停车控制部79。接收到障碍物感测信号的停车控制部79根据障碍物感测信号控制行驶控制部312使机体1停车。
此外,在使机体1停车的条件中的机体1越境的越境感测的情况下,异常感测部78从越境判定部64接收表示感测到越境的越境信号,并将越境信号发送给自动行驶控制部75的停车控制部79。接收到越境信号的停车控制部79根据越境信号控制行驶控制部312使机体1停车。
此外,在使机体1停车的条件中的机体1倾斜的倾斜感测的情况下,异常感测部78从倾斜传感器81接收表示感测到机体1的倾斜的倾斜信号,并将倾斜信号发送给自动行驶控制部75的停车控制部79。接收到倾斜信号的停车控制部79根据倾斜信号控制行驶控制部312,使机体1停车。
此外,在使机体1停车的条件中的秧苗、肥料等材料堵塞的材料堵塞感测的情况下,异常感测部78从材料堵塞传感器83接收表示感测到材料堵塞的材料堵塞信号,并将材料堵塞信号发送给自动行驶控制部75的停车控制部79。接收到材料堵塞信号的停车控制部79根据材料堵塞信号控制行驶控制部312使机体1停车。
此外,在使机体1停车的条件中的机体1打滑的打滑感测的情况下,首先,异常感测部78根据转速传感器12C的检测值计算与车轮12的转速对应的车速。与此不同,异常感测部78根据从定位单元8输出的本车位置的每单位时间的变化量计算车速。然后,异常感测部78比较计算出的两个车速,在与车轮12的转速对应的车速比根据本车位置的变化量计算出的车速快规定的速度以上的情况下,判定为机体1发生打滑,将打滑信号发送给自动行驶控制部75的停车控制部79。接收到打滑信号的停车控制部79根据打滑信号控制行驶控制部312使机体1停车。
另外,异常感测部78对定位单元8接收卫星信号的灵敏度降低的卫星信号接收异常、本车位置与行驶路径产生规定距离以上的偏移的位置偏移异常等进行感测,在感测到这些异常的情况下,也控制行驶控制部312使机体1停车。而且,异常感测部78也可以采用将有人自动行驶中感测到驾驶员离开驾驶座椅16的情况、秧苗、肥料等材料用尽的情况等感测为异常,控制行驶控制部312使机体1停车的构成。
在感测到这样的异常时,判断为具备了使机体1停车的条件,异常感测部78使机体1停车。并且,自动行驶控制部75的停车控制部79根据与条件的内容相当的异常的内容,使机体1停车时的减速度不同。就是说,由异常感测部78能够感测的各种异常被划分为与使机体1紧急停车的条件对应的异常和与使机体1逐渐停车的条件对应的异常。并且,自动行驶控制部75的异常感测部78在感测到与使机体1紧急停车的条件对应的异常的情况下,控制行驶控制部312使机体1紧急停车,在感测到与使机体1逐渐停车的条件对应的异常的情况下,控制行驶控制部312使机体1逐渐停车。在这样的机体1的停车中,紧急停车时的减速度大于逐渐停车时的减速度。
例如,与使机体1紧急停车的条件对应的异常是障碍物感测、越境感测以及倾斜感测,与使机体1逐渐停车的条件对应的异常是其他的材料堵塞感测、打滑感测、卫星信号接收异常、位置偏移异常等。
这样,与使机体1停车的条件对应的异常被划分为与使机体1紧急停车的条件对应的异常和与使机体1逐渐停车的条件对应的异常。并且,在感测到与使机体1紧急停车的条件对应的异常的情况下,机体1紧急停车,在感测到与使机体1逐渐停车的条件对应的异常的情况下,机体1逐渐停车。由此,即使机体1停车,也能够在可能的范围内抑制给操作者带来过度的负担、作业效率恶化、田地被破坏,同时在无论操作者的负担、作业效率、田地的破坏如何都需要紧急停车的情况下,机体1紧急停车,能够适当地应对重大的异常。因此,能够根据异常的内容,以适当的方式使机体1停车,能够提高作业效率。
需要说明的是,并不限于将异常划分为与使机体1紧急停车的条件对应的异常和与使机体1逐渐停车的条件对应的异常这两种异常的情况,也可以设置三种以上减速度不同的停车方式,将各种异常分配给与减速度不同的三种以上的停车方式对应的条件。并且,异常感测部78根据感测到的异常的内容控制行驶控制部312使机体1以不同的减速度停车。
由此,能够根据感测到的异常,以更适当的方式使机体1停车。
此外,在感测到异常时,不仅使机体1停车,异常感测部78也可以控制行驶控制部312使机体1减速缓行。
有时根据异常的内容,无需使机体1停车。除了在感测到异常时,使机体1停车的减速度不同的方式之外,还设置使机体1缓行的方式,并将异常作为以各种方式控制机体1的条件进行分配。由此,能够根据异常的内容,适当地控制机体1的行驶状态。
此外,有时根据异常的内容,每当在田地的相同位置行驶时,会感测到相同的异常。例如,设于田地的出水口、树木总是位于同一场所,每当在其附近行驶时都会被感测为障碍物。此外,田地的状态每年都有相同的趋势,在过去机体1打滑的位置,之后机体1也有可能打滑。
因此,也可以在预先存储包括异常的内容和发生异常的位置的田地的信息(田地信息)进行行驶时,参照田地信息,在被存储为发生异常的位置的位置,根据存储的异常的内容使机体1紧急停车、逐渐停车或者缓行。例如,在田地地图(田地信息)存储异常的内容和发生异常的位置,并保存在管理服务器85或信息终端5,然后行驶时,异常感测部78经由通信部86取得田地地图,参照取得的田地地图,在过去感测到异常的位置,根据过去感测到的异常控制行驶控制部312使机体1紧急停车、逐渐停车或者缓行。
由此,即使在无法适当地感测异常的状态下,也能够根据过去的实绩适当地控制行驶状态。
此外,障碍物传感器也可以代替声纳传感器60或者与声纳传感器60一起作为能够拍摄机体1周围的图像的摄像装置82。异常感测部78解析摄像装置82拍摄的图像,感测障碍部的存在。图像的解析也可以使用通过使用AI的机器学习生成的已学习模型来进行。通过使用摄像装置82感测障碍物,能够容易地进行障碍物的感测。
需要说明的是,在使用摄像装置82感测障碍物的情况下,能够容易地判定障碍物的大小。在障碍物大的情况下,大多需要使机体1紧急停车,在障碍物小的情况下,由于能够容易地避免障碍物等,有时不需要使机体1紧急停车。
因此,在能够判定障碍物的大小的情况下,自动行驶控制部75的停车控制部79也可以使减速度比感测到的障碍物为规定的大小以上的情况下的减速度小。
由此,能够根据障碍物的大小优化使机体1停车时的减速度,能够进一步提高作业效率。
此外,声纳传感器60能够根据反射波返回的时间来判定到障碍物的距离。此外,在使用摄像装置82感测障碍物的情况下,也可以通过图像解析判定到障碍物的距离。在到障碍物的距离近的情况下,需要使机体1紧急停车,在到障碍物的距离远的情况下,有时会避开障碍物行驶或者障碍物不会妨碍行驶,因此有时不需要使机体1紧急停车。
因此,停车控制部79在感测到的到障碍物的距离为规定的距离以下的情况下,可以使所述减速度比到障碍物的距离比所述规定的距离长的情况下的所述减速度小。
由此,能够根据到障碍物的距离优化使机体1停车时的减速度,能够进一步提高作业效率。
需要说明的是,使机体1紧急停车的必要性不仅根据异常的内容,还根据感测到异常的田地内的位置而变化。因此,作为决定使机体1停车时的减速度的条件,可以代替异常的内容或者在异常的内容的基础上,考虑感测到异常的田地内的位置。即,停车控制部79也可以根据感测到异常的田地内的位置,使机体1停车时的减速度不同。
例如,沿着田地的外周边环绕田地的内侧的外周行驶路径在田埂等田地的外周区域的附近行驶。大多在田地的外周区域设置出水口等障碍物,在外周行驶路径上行驶中感测到异常时,使机体1紧急停车的必要性变高。此外,在外周行驶路径上行驶中感测到异常时,若行驶路径稍微偏移,则机体1碰撞田埂等,或者机体1越境的可能性变高。因此,停车控制部79优选在外周行驶路径上行驶中感测到异常时,使机体1紧急停车。
这样,根据感测到异常的田地内的位置,使机体1停车时的减速度不同,由此能够根据田地内的位置适当地使机体1停车,能够提高作业效率。
需要说明的是,紧急停车时的减速度和逐渐停车时的减速度可以分别为预先确定的减速度,也可以根据设定而可变。此外,成为紧急停车的条件的异常和成为逐渐停车的条件的异常可以分别为预先确定的条件,也可以根据设定使条件可变。此外,与异常的内容对应的减速度、与田地内的位置对应的减速度可以为预先确定的减速度,也可以根据设定而可变,还可以配置为能够按照每个异常的内容或者每个田地内的位置,分别设定各自的减速度。而且,上述设定可以通过信息终端5等在自动行驶开始时进行设定,也可以配置为在自动行驶中能够通过信息终端5等变更设定。
通过任意进行以上的设定,能够根据田地的状况、作业状况更适当地控制机体1的停车,能够进一步提高作业效率。
〔机体打滑感测功能〕
接着,使用图1~图5、图35对自动行驶中的自动驾驶停车功能进行说明。
在自动行驶中,自动行驶控制部75根据自动行驶控制部75指示的指示车速来控制行驶设备1D、发动机2等,使机体1行驶。在自动行驶中,根据机体1的车速来调整插植的秧苗的供给、施撒的肥料的供给,在整个田地进行适当的插植、肥料的施撒。在田地泥泞时,即使根据指示车速使机体1行驶,机体1也会打滑,机体1的实际车速有时会大大低于指示车速。当机体1的实际车速偏离指示车速时,无法进行适当的插植、肥料的施撒。
因此,在机体1的实际车速相对于指示车速或根据指示车速控制的车速慢规定的速度或规定的比例以上的情况下,实施机体打滑感测功能。机体打滑感测功能是在机体1的实际车速相对于指示车速或根据指示车速控制的车速快规定的速度或规定的比例以上的情况下,判断为机体1打滑,通过自动行驶控制部75的控制使自动行驶临时停止方功能。
这样,通过在判断为机体1打滑时使自动行驶临时停止,停止作业行驶,能够抑制由于以不适当的车速行驶而不按计划进行插植、肥料的施撒,能够进行适当的作业行驶。
在此,机体1的实际车速根据定位单元8输出的本车位置的每单位时间的变化量计算出。此外,根据指示车速控制的车速根据测定车轮12的车轴、从发动机2向车轮12传递驱动力的驱动轴的转速的转速传感器12C所检测的车轴、驱动轴的转速计算出。
自动行驶控制部75在根据本车位置的变化量计算出的车速比指示车速慢的情况下,即,在对根据本车位置的变化量计算出的车速和使用转速传感器12C计算出的车速进行比较,根据本车位置的变化量计算出的车速慢规定的速度或规定的比例以上的情况下,判断为机体1打滑,使自动行驶临时停止。
需要说明的是,自动行驶控制部75在判断为机体1打滑的情况下,可以立即使自动行驶临时停止,但由于有时临时打滑,因此也可以在打滑的状态持续规定时间之后使自动行驶临时停止。
例如,自动行驶控制部75也可以在判断为机体1持续打滑5秒以上之后,使自动行驶临时停止。而且,自动行驶控制部75也可以在判断为机体1持续打滑3秒以上时,使秧苗插植装置3上升或使施肥装置4的陆续放出机构26停止而使作业装置停止,然后,在判断为机体1持续打滑合计5秒以上之后,使自动行驶临时停止。
由此,由于仅在打滑持续到影响作业行驶的程度的情况下使自动行驶临时停止,因此,能够仅在打滑持续的情况下停止作业行驶来进行适当的作业行驶,同时提高作业效率。
〔其他实施方式〕
(1)通过进行沿着田地的外周的非作业行驶来设定行驶路径。行驶路径能够由信息终端5或控制单元30生成。这时,可以采用如下构成:在信息终端5或控制单元30设有路径设定部作为独立的功能块。此外,也可以采用如下构成:在信息终端5和控制单元30双方设置路径设定部,选择性地确定通过信息终端5或控制单元30中的哪一个进行路径设定。此外,也可以采用如下构成:通过外部的服务器等生成行驶路径,信息终端5或控制单元30能够接收生成的行驶路径。通过插秧机的作业行驶得到的各种数据(通过地图形状取得处理、路线制作处理等制作的数据、与行驶中检测到的障碍物相关的障碍物数据、行驶中得到的行驶状态数据、作业状态数据、田地状态数据等)可以上传到设置于外部的中央计算机、云服务用计算机。而且,可以在作业前下载登记的这种数据。
(2)控制单元30能够细分为任意的功能块。例如,可以单独地设置控制自动行驶时的行驶的自动行驶控制部、控制手动行驶时的行驶的手动行驶控制部、控制各种作业装置的作业装置控制部、在信息终端5、其他设备之间进行信息的收发的通信部、控制声纳传感器60并感测障碍物的障碍物感测部、根据障碍物的感测结果向自动行驶控制部、手动行驶控制部发出指令的障碍控制部、控制层叠灯71的层叠灯控制部、控制主变速杆7A等的变速机操作部等作为控制单元30的功能块。此外,图8、图9中的信息终端5和控制单元30的构成要素仅示出了特定的构成要素以用于说明,但信息终端5和控制单元30也可以搭载各图所示的所有构成要素,也可以根据需要组合任意的构成要素来搭载。
(3)在上述各实施方式中,进行插秧机进行的各种通知的通知装置不限于信息终端5、语音报警发生装置100,也可以使用各种通知装置进行。例如,可以在遥控器90设置LED,通过点亮模式通知各种信息,也可以在遥控器90设置监视器而显示各种信息。此外,可以通过层叠灯71、中心标志20、灯、其他发光体的点亮模式、操作者所持有的智能手机、移动终端、个人计算机等上的显示、振动、遥控器90等的振动等来通知。此外,通过控制单元30、或内置于控制单元30的通知控制部、或设于控制单元30的外部的通知控制部,根据行驶状态、作业状态、各种传感器的感测状态等控制通知装置进行的各种通知。
(4)在计算出发生燃料耗尽、电池耗尽、插植秧苗、肥料、药剂等材料耗尽(材料不够)的位置,或者预测发生这些情况的位置的情况下,可以配置为,在该通知中,将材料耗尽(材料不够)的位置显示在触摸面板50上,优选显示在行驶路径上。
(5)在上述各实施方式中,以插秧机为例进行了说明,但本发明也可以应用于以插秧机为代表的直播机、管理机(进行药剂、肥料等的施撒)、拖拉机、收割机等各种农作业机,以及在作业地作业行驶的各种作业机。
产业上的可利用性
本发明可以应用于插秧机等农作业机、其他作业机。

Claims (10)

1.一种作业机,能够在农场自动行驶,
该作业机的特征在于,具备:
作业管理部,将所述农场划分为外周区域、位于所述外周区域的内侧的内部区域以及转向难度高的特殊区域;
行驶路径设定部,将用于在所述外周区域行驶的环绕路径和用于在所述内部区域行驶的内部往返路径设定为作为自动行驶的目标的目标行驶路径;以及
行驶控制部,具有基于由机体位置计算部计算出的机体位置及所述目标行驶路径来使机体行驶的自动行驶模式和基于来自遥控器的远程操作来使机体行驶的遥控器行驶模式,
所述特殊区域中的行驶模式被分配为所述遥控器行驶模式。
2.根据权利要求1所述的作业机,其特征在于,
在从所述外周区域或所述内部区域进入所述特殊区域的时间点,所述行驶模式自动从所述自动行驶模式切换为所述遥控器行驶模式。
3.根据权利要求2所述的作业机,其特征在于,
在所述遥控器行驶模式下,进行所述特殊区域中的对地作业。
4.根据权利要求2或3所述的作业机,其特征在于,
所述特殊区域中的对地作业仅通过所述遥控器行驶模式来进行。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的作业机,其特征在于,
通过一个单位的遥控操作来进行规定量的前进对地作业。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的作业机,其特征在于,
直到所述特殊区域的对地作业完成为止,维持所述遥控器行驶模式。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的作业机,其特征在于,
所述特殊区域中的行驶模式中包括搭乘于机体的操作者进行手动操作的搭乘手动行驶模式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的作业机,其特征在于,
所述特殊区域是所述农场的出口附近的区域或入口附近的区域或者这两方的区域。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的作业机,其特征在于,
所述作业管理部基于操作者使用显示部的屏幕进行的操作来设定所述特殊区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的作业机,其特征在于,
具备秧苗插植行数可变的秧苗插植装置和控制所述秧苗插植装置的动作的控制部,指定所述秧苗插植行数的有效行指定部设于所述遥控器。
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