CN114995427A - 自主行驶路径生成系统 - Google Patents

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Abstract

自主行驶路径生成系统为了针对预先确定的作业区域(91)进行作业而生成使拖拉机进行自主行驶的自主行驶路径(93)。自主行驶路径生成系统具备:作业区域分割部、以及自主行驶路径生成部。作业区域分割部将作业区域(91)分割为多个划分区(S)。自主行驶路径生成部以包括多个作业路径(93A)的方式来生成自主行驶路径(93),这些多个作业路径(93A)分别配置在由作业区域分割部分割得到的各划分区(S)中。作业区域分割部能够以各划分区(S)所包含的作业路径(93A)的数量为彼此相等的基本单元路径数(跳过数量为1的情况下为5个)的方式来分割作业区域(91)。

Description

自主行驶路径生成系统
本申请是申请号为201780027984.4、申请日为2017年4月7日、发明名称为“自主行驶路径生成系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种生成用于使作业车辆自主行驶的行驶路径的自主行驶路径生成系统。
背景技术
以往,已知这样一种自主行驶系统:其按照预先生成的行驶路径而使作业车辆自主行驶。专利文献1公开了此种自主行驶系统。该专利文献1中公开的农业用作业车辆具备:以下述方式,对转向致动器、变速单元、升降致动器、PTO接合断开单元、发动机控制器等进行控制,作为一边自动行驶一边自动作业的自动行驶单元的控制装置,即,接收由GPS卫星发送来的电波,在移动通信设备中以设定时间间隔来求出机体的位置信息,根据陀螺仪传感器以及方位传感器来求出机体的位移信息以及方位信息,基于这些位置信息、位移信息以及方位信息,机体沿着预先设定的设定路径进行行驶的方式。
专利文献
专利文献1:日本特开2015-201155号公报
发明内容
农业用作业车辆在田地内一边自主行驶一边作业的情形虽然在专利文献1中也有所公开,不过,大范围进行如下作业,即:在以等间隔并排的多个直线状的作业路径上,从并排的方向上的一侧的端部开始一个一个依次行驶至另一侧的端部而进行作业。此时,农业用作业车辆在某一作业路径上完成作业之后,在田地的端缘部折返,使行驶方向掉头,针对与该作业路径邻接的作业路径进行作业。
但是,该行驶路径中,在进行上述的折返时,根据作业车辆的最小转弯半径等情况,有时必须进行伴随有前后折返的转弯,从而导致效率降低。因此,考虑到了:在农业用作业车辆在某一作业路径上完成作业之后,不是在该作业路径的相邻的作业路径上进行作业,而是在跳过1~2条左右后的作业路径上进行作业,来进行行驶(跳过(skip)行驶)。作为此时的农业用作业车辆的行驶路径,例如,从并排的方向上的一侧的端部跳过1个该作业路径而行驶到达另一侧的端部,然后,一边在剩余的作业路径中(跳过已作业的作业路径)行驶一边向该一侧返回,如此这样地来生成多个并排的作业路径。
但是,在较大的田地内一边进行跳过行驶一边进行作业的情况下,如果因为某种情况而使作业在中途中断,有时会大范围产生:已作业的地方和未作业的地方交替出现的部分。这种情况下,很难把握:将田地中的已作业的地方以及未作业的地方分别汇总而得到的区域,导致难以顺利地再次开始作业。另外,在作业中断前后因雨水等而引起土壤环境发生了变化的情况下,有时呈梳齿状地产生出作业品质不同的部分,从而使得之后的作业效率降低。
不过,对于如上所述使农业用作业车辆自主行驶的构成来说,特别是,如果田地宽大,则能够良好地发挥出省力等效果。但是,在例如大到1天内无法使作业完成的程度的田地中,就必须考虑如上所述的作业中断,由此来说,尚有改善的余地。
本发明是鉴于以上的情况而实施的,其潜在目的在于,提供一种自主行驶路径生成系统,其在利用跳过行驶进行作业时,即便作业在中途中断的情况下,也能够防止:大范围地产生已作业的地方和未作业的地方交替出现的部分。
本发明所要解决的课题如上,接下来,对用于解决该课题的手段及其效果进行说明。
根据本发明的第一观点,提供以下构成的自主行驶路径生成系统。即,该自主行驶路径生成系统为了对预先确定的作业区域进行作业而生成使作业车辆自主行驶的行驶路径。该自主行驶路径生成系统具备:区域分割部、以及路径生成部。所述区域分割部将所述作业区域分割为多个划分区。所述路径生成部以包括多个行驶路的方式来生成所述行驶路径,且这些多个行驶路分别配置在由所述区域分割部分割得到的各划分区。所述区域分割部能够以所述各划分区所包含的所述行驶路的数量为彼此相等的规定值的方式而对所述作业区域进行分割。
由此,即便在利用跳过行驶进行作业的情况下,也能够以所分割的小划分区为单元,从作业区域的端部开始依次作业。因此,即便作业在中途中断的情况下,也能够在作业区域中将已作业的地方和未作业的地方交替出现的部分限制在划分区内的小范围内。因此,容易明确知道已作业的地方,从而能够顺利地再次进行作业。另外,即便在作业中断前后因雨水等而引起土壤环境发生了变化的情况下,也能够防止:在大范围内呈梳齿状地产生作业品质不同的部分。
在所述自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,所述路径生成部基于基准值而针对所述多个行驶路来设定作业顺序。在所包含的所述行驶路的数量与所述规定值相等的所述划分区具有多个的情况下,所述路径生成部在该划分区之间,针对彼此对应的各个所述行驶路来设定相同的作业顺序。
由此,能够以划分区为单元而针对行驶路来设定一定的作业顺序,因此,能够实现规律性的跳过行驶,并且,能够简化行驶路径的生成处理。
在所述自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,在所述作业区域所包含的所述行驶路的数量不是所述规定值的整数倍的情况下,所述区域分割部以形成出第一划分区和第二划分区的方式将所述作业区域分割为多个划分区。所述第一划分区所包含的所述行驶路的数量与所述规定值相等。所述第二划分区所包含的所述行驶路的数量大于所述规定值。
由此,不会产生:所包含的行驶路的数量不满足规定值的划分区,因此,能够容易地生成伴随有跳过行驶的行驶路径。
根据本发明的第二观点,提供以下构成的自主行驶路径生成系统。即,该自主行驶路径生成系统具备:行驶方向设定部、以及障碍物外周设定部。所述行驶方向设定部设定所述行驶区域内的所述作业车辆的行驶方向。所述障碍物外周设定部针对所述行驶区域内的障碍物而设定障碍物外周区域。所述路径生成部能够生成:包含多个所述行驶路的所述行驶路径,且这些多个所述行驶路是沿着由所述行驶方向设定部在所述行驶区域内设定的所述行驶方向而设置的。所述路径生成部能够以包括第一行驶路、迂回路、以及第二行驶路的方式来生成所述行驶路径。所述第一行驶路沿着所述行驶方向配置。所述迂回路是以所述第一行驶路的终点为起点,在所述障碍物外周区域内通过并绕到所述障碍物的相反侧,从而以穿过该障碍物的方式到达所述第一行驶路延长后的假想延长线上的位置。所述第二行驶路是以所述迂回路的终点为起点,并配置在所述假想延长线上。
由此,生成:包括第一行驶路、迂回路、以及第二行驶路的行驶路径。因此,通过使作业车辆沿着该行驶路径自主行驶,能够使作业车辆以绕过障碍物的方式进行行驶。并且,迂回路被配置成:在事先设定的障碍物外周区域内通过,因此,考虑到与行驶路径整体之间的关系等而计划性地生成迂回路,由此,能够顺利地进行作业车辆的作业。另外,在迂回路以外的部分,能够使行驶路径为沿着行驶方向的路径,从而能够使自主行驶路径生成的算法变得简单。
在所述自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,在所述迂回路的路径长度小于规定距离的情况下,所述路径生成部以包括所述第一行驶路、所述迂回路以及所述第二行驶路的方式来生成所述行驶路径。另一方面,在所述迂回路的路径长度为规定距离以上的情况下,所述路径生成部能够以包括所述第一行驶路、折返路以及第三行驶路的方式来生成所述行驶路径。所述折返路是以所述第一行驶路的终点为起点,在所述障碍物外周区域内通过并在所述障碍物的跟前折返。所述第三行驶路是以所述折返路的终点为起点,并被配置成与所述第一行驶路平行。
由此,在迂回路的路径长度为规定距离以上的情况下,能够生成在障碍物的跟前折返的路径来作为行驶路径,以代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止:行驶路径中的对作业没有帮助的部分过长的问题。
在所述的自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,在所述作业车辆为了回避所述障碍物而必须朝着与所述行驶方向垂直的方向移动的距离、亦即回避距离小于规定距离的情况下,所述路径生成部以包括所述第一行驶路、所述迂回路以及所述第二行驶路的方式来生成所述行驶路径。另一方面,在所述回避距离为规定距离以上的情况下,所述路径生成部能够以包括所述第一行驶路、折返路以及第三行驶路的方式来生成所述行驶路径。所述折返路是以所述第一行驶路的终点为起点,在所述障碍物外周区域内通过并在所述障碍物的跟前折返。所述第三行驶路是以所述折返路的终点为起点,并被配置成与所述第一行驶路平行。
由此,在为了绕过障碍物而必须朝着与行驶方向垂直的方向移动的回避距离为规定距离以上的情况下,能够生成在障碍物的跟前折返的路径来作为行驶路径,以代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止:行驶路径中的对作业没有帮助的部分过长。
所述自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,在所述迂回路中的转弯次数或转弯角度小于规定值的情况下,所述路径生成部以包括所述第一行驶路、所述迂回路以及所述第二行驶路的方式来生成所述行驶路径。另一方面,在所述迂回路中的所述转弯次数或所述转弯角度为规定值以上的情况下,所述路径生成部能够以包括所述第一行驶路、折返路以及第三行驶路的方式来生成所述行驶路径。所述折返路是以所述第一行驶路的终点为起点,在所述障碍物外周区域内通过并在所述障碍物的跟前折返。所述第三行驶路是以所述折返路的终点为起点,并被配置成与所述第一行驶路平行。
由此,在绕过障碍物所需要的转弯次数或转弯角度为规定值以上的情况下,能够生成在障碍物的跟前折返的路径来作为行驶路径,以代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止:生成转弯次数或转弯角度比较多的行驶路径,所以能够顺利地进行作业。
在所述自主行驶路径生成系统中,优选为,在所述行驶区域内所述障碍物呈岛状地配置的情况下,所述路径生成部以从到达所述第一行驶路为止的所述行驶路径观察时自较远的一侧开始向所述障碍物的相反侧迂回的方式来生成所述迂回路。
由此,即便使作业车辆沿着行驶路径行驶,在绕过障碍物时,也不会在到达第一行驶路之前再次踏入到作业车辆所行驶过的区域。因此,能够使作业车辆回避障碍物而进行行驶,以使得不会对作业车辆进行的作业造成影响。
根据本发明的第三观点,提供以下构成的自主行驶路径生成系统。即,该自主行驶路径生成系统具备:路径生成部、存储部、外部环境信息获取部、校正信息计算部、以及校正路径生成部。所述路径生成部生成所述行驶路径。所述存储部对所述路径生成部生成的所述行驶路径进行存储。所述外部环境信息获取部设置于所述作业车辆,并获取所述行驶区域内的外部环境信息。所述校正信息计算部基于所述外部环境信息获取部获取的所述外部环境信息而计算出用于校正所述行驶路径的校正信息。所述校正路径生成部生成:基于所述校正信息计算部计算出的所述校正信息而对所述行驶路径进行校正后得到的校正路径,并存储于所述存储部。
由此,基于由设置于作业车辆的外部环境信息获取部所获取的外部环境信息而对行驶路径进行校正。因此,能够基于当前的环境等,对预先生成的行驶路径进行校正。另外,通过将校正路径存储于存储部,能够省去在下次以及以后对行驶路径进行校正的过程。
在所述的自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,该自主行驶路径生成系统具备:计算出所述作业车辆的绝对位置的位置信息计算部。在由所述外部环境信息特定的特定对象阻碍所述作业车辆的作业的情况下,所述校正信息计算部基于所述位置信息计算部计算出的所述作业车辆的位置和所述特定对象的位置,来计算出所述校正信息。
由此,在特定对象阻碍作业车辆的作业的情况下,能够检测出有无该特定对象或位置偏离等,从而能够生成:对该偏离等进行了校正的校正路径。
在所述的自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,该自主行驶路径生成系统具备:计算出所述作业车辆的绝对位置的位置信息计算部。在由所述外部环境信息特定的特定对象的位置与所述存储部中预先已登记的位置不相同且在阈值以上的情况下、或者、该特定对象没有在所述存储部中登记的情况下,所述校正信息计算部基于所述位置信息计算部计算出的所述作业车辆的位置和所述特定对象的位置,来计算出所述校正信息。
由此,在特定对象的位置偏离、或者存在着没有被登记的特定对象的情况下,能够对行驶路径进行校正。
根据本发明的第四观点,提供以下构成的自主行驶路径生成系统。即,在预先确定的行驶区域中,生成:用于使具备车身部和装配于所述车身部上的作业机的作业车辆进行自主行驶的行驶路径。该自主行驶路径生成系统具备:偏置设定部、以及路径生成部。所述偏置设定部能够设定所述作业机的基准点相对于所述车身部的基准点而言的偏置方向以及偏置距离。所述路径生成部能够基于所述作业机的基准点而生成所述行驶区域内的所述行驶路径。
由此,能够生成:将作业机的基准点所通过的路径和车身部的基准点所通过的路径相错开的行驶路径。其结果,能够将作业车辆的自主行驶应用于:例如一边对田地端进行除草一边进行行驶的情形等各种作业形式。
在所述自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,所述行驶区域包括:利用所述作业机进行作业的第一区域、以及被设定于所述第一区域的周围的第二区域。所述路径生成部基于所述作业机的基准点而生成所述第一区域内的所述行驶路径,并基于所述车身部的基准点而生成所述第二区域内的所述行驶路径。
这样,使生成自主行驶路径时的位置的基准在作业区域与非作业区域之间不同,由此,即便在作业区域中使作业机相对于行驶机体而向左右方向偏置来进行作业的情况下,也能够在作业区域以及非作业区域这两方,使自主行驶路径的生成处理简化。
所述的自主行驶路径生成系统中,优选采用以下的构成。即,该自主行驶路径生成系统具备:用于设定所述行驶区域内的所述作业车辆的作业的开始位置以及结束位置的开始结束位置设定部。在利用所述开始结束位置设定部而将所述开始位置以及所述结束位置这两方设定于所述行驶区域的端部的情况下,所述路径生成部生成:一边在所述行驶区域的缘部与缘部之间反复折返一边从所述开始位置朝向所述结束位置的折返行驶路径,来作为所述行驶路径。在利用所述开始结束位置设定部而将所述开始位置以及所述结束位置中的一方设定于所述行驶区域的端部、另一方设定于所述行驶区域的中央部的情况下,所述路径生成部生成:从所述开始位置朝向所述结束位置的旋涡状的转圈行驶路径,来作为所述行驶路径。
由此,能够根据作业内容等,从2种自主行驶路径中适当选择进行生成,因此,能够提高作业效率。
附图说明
图1是示出了机器人拖拉机在田地中沿着生成的自主行驶路径进行自主行驶、自主作业的情形的概念图。
图2是示出了沿着本发明的第一实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统生成的自主行驶路径进行行驶的机器人拖拉机的整体构成的侧视图。
图3是机器人拖拉机的俯视图。
图4是示出了自主行驶路径生成系统的主要构成所具备的无线通信终端的图。
图5是示出了第一实施方式所涉及的机器人拖拉机以及无线通信终端的电气系统的主要构成的框图。
图6是示出了显示于无线通信终端的作业车辆信息输入画面的显示例的图。
图7是示出了显示于无线通信终端的田地信息输入画面的显示例的图。
图8是示出了显示于无线通信终端的作业信息输入画面的显示例的图。
图9是示出了在生成自主行驶路径时由自主行驶路径生成部进行的处理的流程图。
图10是示出了为了生成用于进行跳过行驶的自主行驶路径而在作业区域中配置多个作业路径的情形的图。
图11是示出了在进行跳过行驶的情况下作为作业的单元的、由特定的数量的作业路径构成的群组的图。
图12是示出了作业区域被分割而生成多个划分区的情形的图。
图13是示出了作业区域被分割而生成包括作业路径的数量大于特定的数量的例外的划分区在内的多个划分区的情形的图。
图14是示出了确定了作业路径的作业顺序的情形的图。
图15是示出了基于图14中确定的作业顺序而生成自主行驶路径的情形的图。
图16是示出了拖拉机在非作业区域内进行多次转弯的例子的图。
图17是示出了拖拉机在非作业区域内进行多次转弯以及折返的例子的图。
图18是示出了第二实施方式所涉及的机器人拖拉机以及无线通信终端的电气系统的主要构成的框图。
图19是示出了显示于无线通信终端的、且用于输入与供机器人拖拉机行驶的田地相关的信息的画面的一例的图。
图20是示出了在生成行驶路径时由路径生成部进行的处理的流程图。
图21是示出了图20的处理的延续的流程图。
图22是示出了生成将多个暂定行驶路并排得到的暂定行驶路径的例子的图。
图23是示出了针对1个暂定行驶路而生成第一行驶路的情形的图。
图24是示出了针对1个暂定行驶路而生成迂回路以及第二行驶路的情形的图。
图25是示出了通过绕过障碍物而生成回避障碍物的行驶路径的例子的图。
图26是示出了针对1个第一行驶路而生成折返路以及第三行驶路的情形的图。
图27是示出了通过在障碍物的跟前折返而生成回避障碍物的行驶路径的例子的图。
图28是示出了第三实施方式中、在生成行驶路径时由路径生成部进行的处理的流程图。
图29是示出了第四实施方式中、在生成行驶路径时由路径生成部进行的处理的流程图。
图30是示出了在通过回避障碍物而使得无人拖拉机有可能接近于有人拖拉机的情况下、显示于无线通信终端的显示屏的警告画面的显示例的图。
图31是示出了障碍物配置成从田地的端部朝向中央突出的例子的图。
图32是示出了田地的轮廓形成有凹状的部分的例子的图。
图33是示出了针对折线状的1个暂定行驶路而生成迂回路的情形的图。
图34是简单地示出了第五实施方式中、在生成行驶路径时由路径生成部进行的处理的流程图。
图35是示出了本发明的第六实施方式所涉及的机器人拖拉机以及无线通信终端的电气系统的主要构成的框图。
图36是示出了检测出垄而生成校正路径的处理的流程图。
图37是示出了预先存储于存储部的行驶路径的图。
图38是示出了垄的位置在宽度方向上偏离的情形的图。
图39是示出了在宽度方向上进行了偏置的校正路径的图。
图40是示出了形成垄的方向偏离的情形的图。
图41是示出了对角度进行了校正的校正路径的图。
图42是示出了检测出障碍物而生成校正路径的处理的流程图。
图43是示出了存在有未登记的障碍物的情形的图。
图44是示出了在未登记的障碍物的跟前折返的校正路径的图。
图45是示出了沿着本发明的第七实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统生成的自主行驶路径进行行驶的机器人拖拉机的整体构成的侧视图。
图46是机器人拖拉机的俯视图。
图47是示出了机器人拖拉机的电气系统的主要构成的框图。
图48是示出了具备自主行驶路径生成系统的无线通信终端的电气系统的主要构成的框图。
图49是在使作业机向行驶机体的左右一侧偏置的情况下、示出了作业机的基准点与行驶机体的基准点的位置关系的示意图。
图50是示出了无线通信终端的显示屏中的作业车辆信息输入画面的显示例的图。
图51是示出了无线通信终端的显示屏中的田地信息输入画面的另一显示例的图。
图52是示出了无线通信终端的显示屏中的作业信息输入画面的显示例的图。
图53是示出了生成自主行驶路径的处理的流程图。
图54是示出了为了生成折返行驶路径而生成作业区域中的作业机的路径的情形的图。
图55是示出了生成作业区域中的行驶机体的路径的情形的图。
图56是示出了生成非作业区域中的行驶机体的路径、且完成折返行驶路径的情形的图。
图57是示出了生成转圈行驶路径的情形的图。
具体实施方式
接下来,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。以下,在附图的各图中,对同一部分标记同一附图标记,有时省略重复的说明。另外,有时将与同一附图标记相对应的部件等的名称简单地替换,或者以上位概念或下位概念的名称进行替换。
本发明涉及自主行驶路径生成系统,其使1台或多台作业车辆在预先确定的田地内行驶,在执行田地内的农作业的全部或一部分时,生成:用于使作业车辆自主行驶的行驶路径。本实施方式中,作为作业车辆,以拖拉机为例进行说明,不过,作为作业车辆,除了拖拉机以外,还包括插秧机、联合收割机、土木建筑作业装置、除雪车等乘用型作业机、以及步行式作业机。本说明书中,自主行驶是指:拖拉机所具备的与行驶相关的构成是被拖拉机的控制部(ECU)控制,从而拖拉机沿着预先确定的路径进行行驶;自主作业是指:拖拉机具备所的与作业相关的构成被所述控制部控制,从而拖拉机沿着预先确定的路径进行作业。与此相对,手动行驶·手工作业是指:拖拉机所具备的各构成被操作者操作,进行行驶·作业。
以下的说明中,有时将进行自主行驶·自主作业的拖拉机称为“无人(的)拖拉机”或“机器人拖拉机”,有时将进行手动行驶·手工作业的拖拉机称为“有人(的)拖拉机”。在田地内利用无人拖拉机执行农作业的一部分的情况下,利用有人拖拉机执行剩余的农作业。有时将以无人拖拉机以及有人拖拉机执行单一田地中的农作业的过程称为农作业的协同作业、追随作业、随伴作业等。无人拖拉机和有人拖拉机可以为彼此不同的构成,也可以为共通的构成。在无人拖拉机和有人拖拉机的构成为共通的情况下,即便是无人拖拉机,操作者搭乘(乘车)也能够进行操作(即,可以用作有人拖拉机),或者,即便是有人拖拉机,操作者下车也能够进行自主行驶·自主作业(即,可以用作无人拖拉机)。此外,作为农作业的协同作业,除了“以无人车辆以及有人车辆执行单一田地中的农作业的过程”以外,还可以包括“以无人车辆以及有人车辆同时期执行邻接的田地等不同的田地中的农作业”。
<第一实施方式>
首先,参照图1至图17,对本发明的第一实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统99进行说明。
图1是示出了机器人拖拉机1在田地90中沿着生成的自主行驶路径93进行自主行驶·自主作业的情形的概念图。图2是示出了沿着本发明的第一实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统99生成的自主行驶路径93进行行驶的机器人拖拉机1的整体构成的侧视图。图3是机器人拖拉机1的俯视图。图4是示出了配备自主行驶路径生成系统99的主要构成的无线通信终端46的图。图5是示出了机器人拖拉机1以及无线通信终端46的电气系统的主要构成的框图。
本实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统99如图1所示,生成:供机器人拖拉机1在田地90中进行自主行驶·自主作业的自主行驶路径93,并且被配备于图2及图4等所示的无线通信终端46。如图5所示,机器人拖拉机1具备对该机器人拖拉机1的行驶以及作业进行控制的控制部4,所述无线通信终端46与该控制部4进行无线通信,由此,能够对机器人拖拉机1输出与自主行驶·自主作业相关的规定的信号。作为无线通信终端46向控制部4输出的信号,可以是与自主行驶·自主作业的路径相关的信号以及自主行驶·自主作业的开始信号、停止信号、结束信号等,但不限定于这些信号。
首先,主要参照图2及图3,对机器人拖拉机(以下、有时简称为“拖拉机”。)1进行说明。
拖拉机1具有:能够在田地90中进行自主行驶的行驶机体(车身部)2。在行驶机体2以能够拆装的方式安装有图2及图3所示的作业机3。作为该作业机3,例如有耕耘机(管理机)、犁、施肥机、割草机、播种机等各种作业机,能够根据需要从其中选择期望的作业机3而装配于行驶机体2。行驶机体2构成为:能够变更所装配的作业机3的高度以及姿势。
参照图2及图3,对拖拉机1的构成进行说明。拖拉机1的行驶机体2如图2所示,其前部由左右1对的前轮7、7支承,其后部由左右1对的后轮8、8支承。
在行驶机体2的前部配置有发动机盖9。在该发动机盖9内收纳有:作为拖拉机1的驱动源的发动机10、以及燃料箱(未图示)等。该发动机10可以由例如柴油发动机构成,但并不限于此,也可以由例如汽油发动机构成。另外,作为驱动源,可以采用发动机10以及电动马达,或者可以采用电动马达来代替发动机10。
在发动机盖9的后方配置有:供操作者搭乘的驾驶室11。在该驾驶室11的内部主要设置有:转向方向盘12,其供操作者进行转向操作;座位13,其能够供操作者落座;以及各种操作装置,它们用于进行各种操作。但是,作业车辆并不限于带驾驶室11的作业车辆,可以为不具备驾驶室11的作业车辆。
作为上述的操作装置,可以举出:图3所示的监视器装置14、油门杆15、主变速杆27、多个液压操作杆16、PTO开关17、PTO变速杆18、副变速杆19、以及作业机升降开关28等作为例子。这些操作装置配置于座位13的附近、或转向方向盘12的附近。
监视器装置14构成为:能够显示拖拉机1的各种信息。油门杆15为:用于设定发动机10的输出转速的操作工具。主变速杆27为:用于以多阶段变更拖拉机1的行驶速度的操作工具。液压操作杆16为:用于对未图示的液压外部取出阀门进行切换操作的操作工具。PTO开关17为:用于对动力朝向从变速箱22的后端突出出来的未图示的PTO轴(动力取出轴)的传递/切断进行切换操作的操作工具。即,在PTO开关17处于ON状态时,动力朝向PTO轴传递,从而PTO轴旋转,驱动作业机3,另一方面,在PTO开关17处于OFF状态时,朝向PTO轴的动力被切断,从而PTO轴不旋转,作业机3停止。PTO变速杆18是进行向作业机3输入的动力的变更操作的部件,具体地为:用于进行PTO轴的旋转速度的变速操作的操作工具。副变速杆19为:用于对变速箱22内的行驶副变速齿轮机构的变速比进行切换的操作工具。作业机升降开关28为:用于在规定范围内对装配于行驶机体2的作业机3的高度进行升降操作的操作工具。
如图2所示,在行驶机体2的下部设置有拖拉机1的底盘20。该底盘20由机体框架21、变速箱22、前桥23、以及后桥24等构成。
机体框架21为:处于拖拉机1的前部的支承部件,直接或者借助防振部件等而对发动机10进行支承。变速箱22使来自发动机10的动力发生变化而向前桥23以及后桥24传递。前桥23构成为:将从变速箱22输入的动力向前轮7传递。后桥24构成为:将从变速箱22输入的动力向后轮8传递。
如图5所示,拖拉机1具备:用于对行驶机体2的工作(前进、后退、停止以及转弯等)以及作业机3的工作(升降、驱动以及停止等)进行控制的控制部4。控制部4构成为:具备未图示的CPU、ROM、RAM、以及I/O等,CPU能够从ROM中读取各种程序等进行执行。用于对拖拉机1所具备的各构成(例如、发动机10等)进行控制的控制器、以及能够与其它无线通信设备器无线通信的无线通信部40等分别与控制部4电连接。
作为上述的控制器,拖拉机1至少具备:发动机控制器61、车速控制器62、转向控制器63、以及升降控制器64。各控制器能够根据来自控制部4的电信号,对拖拉机1的各构成进行控制。
发动机控制器61对发动机10的转速进行控制。具体而言,在发动机10设置有:具备使该发动机10的转速变更的未图示的致动器的调速器装置41。发动机控制器61对调速器装置41进行控制,由此,能够对发动机10的转速进行控制。
车速控制器62对拖拉机1的车速进行控制。具体而言,在变速箱22设置有:例如活动斜板式的液压式无级变速装置、亦即变速装置42。车速控制器62通过未图示的致动器,来变更变速装置42的斜板的角度,由此,能够变更变速箱22的变速比,实现所期望的车速。
转向控制器63对转向方向盘12的回转角度进行控制。具体而言,在转向方向盘12的旋转轴(转向轴)的中途部,设置有转向致动器43。该构成中,拖拉机1(无人拖拉机)在预先确定的路径中行驶的情况下,控制部4计算出转向方向盘12的适当的回转角度,以使拖拉机1沿着该路径进行行驶,并且向转向控制器63输出控制信号,以便达到所得到的回转角度。转向控制器63基于从控制部4输入来的控制信号而驱动转向致动器43,对转向方向盘12的回转角度进行控制。
升降控制器64对作业机3的升降进行控制。具体而言,对于拖拉机1,在将作业机3与行驶机体2连结起来的3点连杆机构的附近,具备:由液压缸等构成的升降致动器44。该构成中,升降控制器64基于从控制部4输入的控制信号而驱动升降致动器44,使作业机3适当升降工作,由此,能够利用作业机3以所期望的高度进行农作业。利用该控制,能够以退避高度(不进行农作业的高度)以及作业高度(进行农作业的高度)等所期望的高度,来对作业机3进行支承。
此外,上述的发动机控制器61等多个控制器基于从控制部4输入来的信号而对发动机10等各部件进行控制。因此,能够把握:控制部4实质上对各部件进行控制。
具备如上所述的控制部4的拖拉机1构成为:通过操作者搭乘于驾驶室11内而进行各种操作,能够利用该控制部4对拖拉机1的各部件(行驶机体2、作业机3等)进行控制,从而一边在田地90内进行行驶一边进行农作业。此外,对于本实施方式的拖拉机1,即便操作者没有搭乘于拖拉机1,也能够基于由无线通信终端46输出的规定的控制信号而进行自主行驶以及自主作业。
具体而言,如图5等所示,拖拉机1具备:能够自主行驶·自主作业的各种构成。例如,拖拉机1具备:基于测位系统而获取自己(行驶机体2)的位置信息所需要的测位用天线6等构成。利用该构成,拖拉机1能够基于测位系统而获取自己的位置信息,从而在田地90进行自主行驶。
接下来,对拖拉机1为了能够自主行驶而具备的构成详细地进行说明。具体而言,如图2及图5所示,本实施方式的拖拉机1具备:测位用天线6、无线通信用天线48、以及存储部55等。另外,除了这些部件以外,拖拉机1中还可以具备:能够特定行驶机体2的姿势(侧倾角、俯仰角、偏航角)的惯性计测单元(IMU)。
测位用天线6接收来自构成例如卫星测位系统(GNSS)等测位系统的测位卫星的信号。如图2所示,测位用天线6配置于拖拉机1的驾驶室11的顶部29的上表面。由测位用天线6接收到的测位信号向图5所示的位置信息计算部49输入。位置信息计算部49计算出拖拉机1的行驶机体2(严格来讲,为测位用天线6)的位置信息,来作为例如纬度·经度信息。由该位置信息计算部49检测到的位置信息被输入给控制部4,从而被用于自主行驶。
此外,本实施方式中,采用利用了GNSS-RTK法的高精度的卫星测位系统,但并不限于此,只要能够得到高精度的位置坐标即可,也可以采用其它测位系统。例如,考虑使用相对测位方式(DGPS)、或静止卫星型卫星航法加强系统(SBAS)。
无线通信用天线48接收来自操作者进行操作的无线通信终端46的信号,或者朝向无线通信终端46发送信号。如图1所示,无线通信用天线48配置于拖拉机1的驾驶室11具备的顶部29的上表面。由无线通信用天线48接收到的来自无线通信终端46的信号被图5所示的无线通信部40进行信号处理后,又被输入给控制部4。另外,从控制部4等向无线通信终端46发送的信号被无线通信部40进行信号处理后,从无线通信用天线48发出而由无线通信终端46接收。
存储部55可以存储使拖拉机1进行自主行驶的路径、亦即行驶路径(路径),或者存储行驶中的拖拉机1(严格来讲为测位用天线6)的位置的推移(行驶轨迹)。除此以外,存储部55还存储使拖拉机1进行自主行驶·自主作业所需要的各种信息。存储部55例如为闪存(闪存盘以及存储卡等)、硬盘、或光盘等非易失性存储器。
如图2及图4所示,无线通信终端46构成为平板型的个人电脑。操作者可以参照显示于无线通信终端46的显示屏37的信息进行确认。另外,操作者能够对未图示的触摸面板等进行操作,从而向拖拉机1的控制部4发送用于对拖拉机1进行控制的控制信号(例如、紧急停止信号等),其中未图示的触摸面板被配置成:对在显示屏37的附近配置的硬件密钥38、以及显示屏37进行覆盖。此外,无线通信终端46并不限于平板型的个人电脑,取而代之,还可以由例如笔记本型的个人电脑构成。或者,在为了进行前述的协同作业而使有人的拖拉机跟随无人的拖拉机1进行行驶的情况下,也可以使搭载于有人侧的拖拉机的监视器装置为无线通信终端。
像这样构成的拖拉机1能够基于使用无线通信终端46的操作者的指示而沿着田地上的路径进行自主行驶、或者利用作业机3进行农作业。
具体而言,操作者使用无线通信终端46进行各种设定,由此,能够形成图1等所示的自主行驶路径93。该自主行驶路径93构成为:将进行农作业的直线状或折线状的作业路径93A和将该作业路径93A的端部彼此连接的圆弧状的非作业路径93B交替连接起来而得到的一系列的路径。并且,在无线通信终端46侧如上所述那样生成的自主行驶路径93的信息被输入(传送)给与拖拉机1的控制部4电连接的存储部55而进行规定的操作,由此,能够利用该控制部4对拖拉机1进行控制,从而使该拖拉机1沿着自主行驶路径93进行自主行驶·自主作业。
以下,主要参照图5,对具备自主行驶路径生成系统99的无线通信终端46的构成更详细地进行说明。
如图5所示,无线通信终端46具备:控制部71、显示屏(显示部)37、通信部72、作业车辆信息设定部51、田地信息设定部52、作业信息设定部53、作业区域分割部(区域分割部)54、以及自主行驶路径生成部(路径生成部)47。
具体而言,无线通信终端46的控制部71与拖拉机1的控制部4同样地,构成为具备未图示的CPU、ROM、RAM、以及I/O等的计算机,CPU能够从ROM中读取各种程序等进行执行。另外,在所述ROM中存储有:用于使拖拉机1进行自主行驶·自主作业的适当的程序。并且,利用上述的软件和硬件的协作,能够使无线通信终端46作为通信部72、作业车辆信息设定部51、田地信息设定部52、作业信息设定部53、作业区域分割部54、以及自主行驶路径生成部47等进行工作。
通信部72用于在与拖拉机1侧之间进行通信。无线通信终端46的控制部71利用通信部72而与拖拉机1的控制部4进行通信,由此,能够将自主行驶路径生成部47生成的自主行驶路径93的信息向拖拉机1侧发送。另外,无线通信终端46的控制部71使用通信部72将控制信号向拖拉机1侧发送,由此,能够向拖拉机1指示:自主行驶的开始以及停止等。另外,在拖拉机1自主行驶的情况下,无线通信终端46的控制部71能够从拖拉机1侧接收该拖拉机1的状态(位置、行驶速度等)而显示于显示屏37。
作业车辆信息设定部51用于设定与拖拉机1相关的信息(以下、有时称为作业车辆信息。)。作业车辆信息设定部51能够存储通过操作者对无线通信终端46进行适当操作而指定的内容,该内容包括:拖拉机1的机种、拖拉机1的大小、在拖拉机1中安装测位用天线6的位置、作业机3的种类、作业机3的尺寸以及形状、作业机3的位置等。
田地信息设定部52设定与田地90相关的信息(以下、有时称为田地信息。)。田地信息设定部52能够存储通过操作者对无线通信终端46进行操作而指定的内容,该内容包括:田地90的位置以及形状、想要使其自主行驶的开始位置以及结束位置、作业区域、作业方向等。此外,作业方向是指:如图1所示,在田地90中除去(地头、非耕作地等)非作业区域92以外的区域、亦即作业区域91中,一边利用作业机3进行作业一边使拖拉机1行驶的方向。
例如操作者搭乘于拖拉机1,以沿着田地的外周转圈1圈的方式进行驾驶,对此时的测位用天线6的位置信息的推移进行记录,由此,能够自动地获取田地90的位置以及形状的信息。不过,也可以基于在使地图显示于显示屏37的状态下、通过操作者对无线通信终端46进行操作指定该地图上的多个点而得到的多边形,来获取田地90的位置以及形状。
作业信息设定部53用于设定与具体如何进行作业相关的信息(以下、有时称为作业信息。)。作业信息设定部53构成为:能够设定是否有机器人拖拉机1与有人的拖拉机的协同作业、拖拉机1在地头转弯时所跳过的作业路径93A的数量亦即跳过数(基准值)、地头的宽度、以及非耕作地的宽度等,来作为作业信息。
作业区域分割部54用于:在自主行驶路径生成部47中生成伴有跳过行驶的自主行驶路径93时,如图12等所示,将作业区域91分割为多个划分区S。利用该分割而生成的划分区S为:进行跳过行驶的作业的单元。此外,下文中,对作业区域91的分割的详细内容进行说明。
图5所示的自主行驶路径生成部47用于生成:使拖拉机1自主行驶的路径、亦即自主行驶路径93。自主行驶路径生成部47能够基于由作业车辆信息设定部51、田地信息设定部52、以及作业信息设定部53设定的信息,来生成拖拉机1的自主行驶路径93,并存储。
如图1所示,自主行驶路径93由配置于作业区域91的作业路径93A、以及配置于非作业区域92的非作业路径93B构成。在自主行驶路径生成部47生成自主行驶路径93的过程中,可以考虑:作业机3的作业宽度、在作业区域91中且在彼此邻接的作业路径93A之间作业机3的作业宽度彼此可否局部重复(在可以的情况下为重复宽度的上限值)、非作业区域92的大小以及形状(换言之、地头的宽度以及非耕作地的宽度)、拖拉机1在地头处的非作业路径93B转弯时所跳过的作业路径93A的数量(跳过数)等。另外,在以无人拖拉机1和有人拖拉机进行协同作业的情况下,在自主行驶路径93的生成过程中,可以考虑:无人拖拉机1与有人拖拉机之间的位置关系、有人拖拉机的作业机的作业宽度等。
接下来,参照图6至图8,对用于生成自主行驶路径93的无线通信终端46中的设定进行说明。图6是示出了显示于无线通信终端46的作业车辆信息输入画面81的显示例的图。图7是示出了显示于无线通信终端46的田地信息输入画面82的显示例的图。图8是示出了显示于无线通信终端46的作业信息输入画面83的显示例的图。
如果操作者在无线通信终端46中进行规定的操作,则控制部71如下进行控制,即,将图6所示的作业车辆信息输入画面81显示于显示屏37。
在作业车辆信息输入画面81中,能够输入:与行驶机体2以及装配于该行驶机体2的作业机3相关的信息(所述作业车辆信息)。具体而言,在作业车辆信息输入画面81中分别配置有:用于输入拖拉机1的机种、拖拉机1的大小、测位用天线6相对于行驶机体2的安装位置、作业机3的种类、作业机3的作业宽度W、以及从3点连杆机构的后端(下连杆的后端)至作业机3的后端为止的距离等的栏。
操作者对无线通信终端46进行操作,向配置于作业车辆信息输入画面81的各栏的文本框输入数值,或者,从下拉框的一览中选择,由此,进行设定。由此,能够设定与行驶机体2以及作业机3相关的各种信息。
在作业车辆信息输入画面81中,操作者指定的作业车辆信息存储于作业车辆信息设定部51。当作业车辆信息的输入完成时,控制部71对显示屏37进行控制,以便显示图7所示的田地信息输入画面82。
在田地信息输入画面82中,能够输入:与供行驶机体2行驶的田地90相关的信息(所述田地信息)。具体而言,在田地信息输入画面82配置有:将田地90的位置以及形状、自主行驶的开始位置以及结束位置利用图形显示出来的平面显示部88。另外,在田地信息输入画面82,针对田地90的外周、自主行驶的开始位置、自主行驶的结束位置、以及作业方向而分别配置有“指定”、“重置”的按键。
此外,田地信息输入画面82等中的按键均构成为:显示于显示屏37的假想的按键;通过操作者以手指触碰与该按键的显示区域相对应的触摸面板的位置,能够进行操作。
如果对“田地外周”的“指定”按键进行操作,则无线通信终端46切换为田地形状记录模式。在该田地形状记录模式中,如果操作者搭乘于拖拉机1进行运转而使其沿着田地90的外周转圈1圈,则基于此时的测位用天线6的位置信息的推移,就能够获取(计算出)田地90的位置以及形状。由此,能够进行田地90的位置以及形状的指定。
如图7所示,无线通信终端46的控制部71将得到的田地90的位置以及形状以图形的形式显示于田地信息输入画面82的平面显示部88。在想要重新指定田地90的位置以及形状的情况下,利用“重置”按键的操作将之前指定的内容予以废除,再次对“指定”按键进行操作即可。
此外,例如,还可以使地图显示于无线通信终端46的显示屏37,操作者在地图上指定多个点,由此,将下述的多边形的位置以及形状指定为田地90的位置以及形状,即,该多边形是以将所指定的点彼此连结的线不相交的方式由所谓的闭路图表而被特定的,并且以此来代替:如上所述通过使拖拉机1在田地90中实际行驶而指定田地90的位置以及形状。
如果对“作业开始位置”的“指定”按键进行操作,则如图7所示,在所指定的田地90的位置以及形状显示于平面显示部88的状态下,操作者能够将适当的点指定为自主行驶的开始位置。在所指定的开始位置显示有开始位置标记C1。此外,“重置”按键的动作与上述操作相同。
如果对“作业结束位置”的“指定”按键进行操作,则与“作业开始位置”的“指定”按键同样地,能够将适当的点指定为自主行驶的结束位置。在所指定的结束位置显示有结束位置标记C2。“重置”按键的动作与上述操作相同。
田地信息输入画面82中操作者指定的田地信息被存储于田地信息设定部52。当田地信息的输入完成时,控制部71对显示屏37进行控制,以便显示图8所示的作业信息输入画面83。
在作业信息输入画面83中,能够输入具体的作业的信息(所述作业信息)。具体而言,在作业信息输入画面83分别设置有:用于输入下述内容的栏,即,该内容为:是否有机器人拖拉机1与有人的拖拉机的协同作业、有人的拖拉机进行协同作业时的模式、有人的拖拉机进行协同作业时的该有人的拖拉机的作业宽度、机器人拖拉机1的跳过数、邻接的作业路径93A中的作业宽度的重叠容许量、地头宽度、以及非耕作地的宽度等。
“是否有有人拖拉机的协同作业”栏中,能够选择:使机器人拖拉机1单独自主行驶进行农作业(无有人拖拉机的随伴)、或、通过使自主行驶的机器人拖拉机1和有人的拖拉机(供操作者搭乘的拖拉机)随伴而进行农作业(有有人拖拉机的随伴)、中的任意一种。
在“有随伴”的情况下,在“协同作业模式”栏中,可以将有人的拖拉机相对于机器人拖拉机1的位置的模式从机器人拖拉机1的正后方、左斜后方、右斜后方中选择任意一个。另外,在“有人拖拉机的作业宽度”栏中,可以输入有人拖拉机的作业宽度(利用作业机进行作业的有效宽度)。
在“机器人拖拉机的跳过数”栏中配置有下拉列表框,利用下拉操作,选择性地显示:能够设定为跳过数的数值的一览。操作者通过从该一览中选择1个,能够指定:跳过若干作业路径93A而进行农作业。本实施方式中,可以通过从0、1或2中的任意一者中选择来设定跳过数SN。在不希望跳过行驶的情况下,作为跳过数SN,选择零即可。
在“作业宽度的重叠容许量”栏中,在彼此邻接的作业路径93A之间作业宽度彼此可以局部重复的情况下,可以输入该重复宽度的上限值。在完全不容许重复的情况下,在该栏中输入零即可。
在“地头宽度”栏中,可以基于例如装配于无人的拖拉机1的作业机3的尺寸等,来设定:与预先计算的地头的宽度的下限值相同的值、或大于预先计算的地头的宽度的下限值的值。
在“非耕作地的宽度”栏中,可以考虑:在自主行驶结束后沿着田地90的外周以手动行驶进行转圈并作业等,设定适当的值。
在操作者将作业信息输入画面83的输入栏全部输入而对“生成自主行驶路径”按键进行了操作的情况下,利用自主行驶路径生成部47生成自主行驶路径93,并且,该自主行驶路径93存储于作业区域分割部54。为了确认所生成的自主行驶路径93而使其适当显示于显示屏37,通过操作者对未图示的“确定”按键进行操作,能够使自主行驶路径93得到确定。
在自主行驶路径93确定后,控制部71如下进行控制,即,将未图示的路径数据传送画面显示于显示屏37。在该路径数据传送画面中,操作者能够将由自主行驶路径生成部47生成的自主行驶路径93的数据利用例如无线而朝向拖拉机1侧传送,使其存储于拖拉机1所具备的存储部55。
如果自主行驶路径93的数据被输入拖拉机1,则通过操作者对无线通信终端46进行适当操作,能够指示拖拉机1开始自主行驶。当被指示开始自主行驶时,拖拉机1按照由无线通信终端46向该拖拉机1发送的自主行驶路径93而进行自主行驶,并进行自主作业。
接下来,参照图9至图15,对在生成自主行驶路径93时由自主行驶路径生成部47进行的具体的处理进行说明。图9是示出了在生成自主行驶路径生成部47时由自主行驶路径生成部47进行的处理的流程图。图10是示出了为了生成进行跳过行驶的自主行驶路径93而在作业区域91配置多个作业路径93A的情形的图。图11是示出了在进行跳过行驶的情况下作为作业的单元的、由特定的数量的作业路径93A构成的群组的图。图12是示出了作业区域91被分割而生成多个划分区S的情形的图。图13是示出了作业区域91被分割而生成包括作业路径93A的数量大于特定的数量的例外的划分区SE在内的多个划分区S、SE的情形的图。图14是示出了确定了作业路径93A的作业顺序的情形的图。图15是示出了基于图14中确定的作业顺序而生成自主行驶路径93的情形的图。
在图8所示的作业信息输入画面83中,如果对“生成自主行驶路径”按键进行操作,则首先,基于田地信息输入画面82中所设定的田地90的形状、作业信息输入画面83中所设定的地头宽度以及非耕作地的宽度,来确定作业区域91以及非作业区域92。然后,开始图9的处理,自主行驶路径生成部47在作业区域91内将作业路径93A彼此空开间隔配置(步骤S101)。各作业路径93A配置成:沿着在图7的田地信息输入画面82被设定的作业方向。另外,考虑作业机3的作业宽度W等来确定配置作业路径93A的间隔,以使其不会发生该作业机3针对作业区域91的作业遗漏、且作业效率良好。此外,作业区域91中配置的作业路径93A的列数(条数)可以基于作业区域91的大小、作业机3的作业宽度W、以及重叠容许量,来计算,因此,本步骤中,可以计算出应该配置的作业路径93A的列数,进入步骤S102,而无需在作业区域91配置作业路径93A。
接下来,自主行驶路径生成部47获取:由作业信息设定部53设定的(作业信息输入画面83中输入的)机器人拖拉机1的跳过数SN的信息,并判断跳过数SN是否为1以上(步骤S102)。
对于步骤S102的判断结果,在跳过数SN为0的情况下,自主行驶路径生成部47生成:从作业路径93A并排的方向上的一侧端开始在该作业路径93A中依次(不跳过)行驶而到达另一侧端的自主行驶路径93(步骤S103),结束处理。由此,生成:无跳过的自主行驶路径93。
对于步骤S102的判断结果,在跳过数SN为1以上的情况下,自主行驶路径生成部47判断作业区域91中的作业路径93A的数量(作业路径数TP)是否为基本单元路径数BP以上(步骤S104)。
此处,对基本单元路径数BP进行说明。即,本实施方式的机器人拖拉机1的跳过行驶是以由彼此邻接且并排的特定的数量的作业路径93A构成的群组为单元,来进行的。一旦对某一群组开始跳过行驶,则不会对其它群组进行跳过行驶,直至针对属于该群组的所有作业路径93A完成作业。
在例如跳过数SN为1的情况下,如图11(a)所示,考虑彼此邻接且并排的5个(5列)作业路径93A。此外,以下的说明中,有时将各作业路径93A从靠近自主行驶的开始位置的一侧开始像A、B、C、D、E这样以字母来进行称呼。在对该群组进行跳过行驶的情况下,拖拉机1在A中行驶后,跳过1个在C中行驶,进一步跳过1个在E中行驶。然后,使跳过的方向暂且掉头、且比通常多跳过2个,在B中行驶。然后,使跳过的方向进一步掉头,在D中行驶。通过如上按A、C、E、B、D的顺序进行作业,能够大致按照所设定的跳过数SN(即,1)而针对5个作业路径93A完成作业。
另外,在跳过数SN为2的情况下,如图11(b)所示,考虑彼此邻接且并排的7个作业路径93A。此外,以下的说明中,有时将各作业路径93A从靠近自主行驶的开始位置一侧开始像A、B、C、D、E、F、G这样以字母来进行称呼。在对该群组进行跳过行驶的情况下,拖拉机1在A中行驶后,跳过2个在D中行驶,进一步跳过2个在G中行驶。然后,使跳过的方向暂且掉头、且比设定数多跳过3个,在C中行驶。接下来,使跳过的方向掉头在F中行驶。然后,使跳过的方向掉头、且比设定数多跳过3个,在B中行驶。接下来,使跳过的方向掉头,在E中行驶。通过如上按A、D、G、C、F、B、E的顺序进行作业,能够大致按照所设定的跳过数SN(即,2)而针对7个作业路径93A完成作业。
基于以上进行说明,基本单元路径数BP是指:通过跳过行驶而完成作业的基本单元(群组)中的作业路径93A的数量。在跳过数SN为1的情况下,基本单元路径数BP为5,在跳过数SN为2的情况下,基本单元路径数BP为7。如果通用化,则基本单元路径数BP相对于跳过数SN而言,以2(SN+1)+1表示。
因此,步骤S104实质上是指:判断步骤S101中所配置的作业路径93A的数量对于形成至少1个上述的群组是否充分。
步骤S104的判断中,在作业路径数TP不满足基本单元路径数BP的情况下,是指连1个上述的群组都无法形成。因此,控制部71以使下述内容的信息显示于显示屏37的方式进行控制(步骤S105),然后结束处理,即,所述内容为:无法生成所设定的跳过数SN下的自主行驶路径93。
步骤S104的判断中,在作业路径数TP为基本单元路径数BP以上的情况下,自主行驶路径生成部47判断作业路径数TP是否为基本单元路径数BP的整数倍(步骤S106)。
步骤S106的判断中,在作业路径数TP为基本单元路径数BP的整数倍的情况下,自主行驶路径生成部47在作业路径93A并排的方向上将作业区域91分割,生成出多个划分区S(步骤S107)。以各划分区S中包含的作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等的方式来进行该分割。图12中示出了:在跳过数SN为1(基本单元路径数BP为5)的情况下,将配置有15个作业路径93A的作业区域91分割,形成出分别具有5个作业路径93A的3个划分区S的例子。但是,在作业路径数TP与基本单元路径数BP相等的情况下,由于不需要分割,所以作业区域91的整体上生成1个划分区S。
步骤S106的判断中,即便在作业路径数TP与基本单元路径数BP的整数倍不同的情况下,自主行驶路径生成部47也在作业路径93A并排的方向上将作业区域91分割,生成出多个划分区S(步骤S108)。该分割按如下方式进行,即,原则上,是各划分区S中所包含的作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等,不过,作为例外,仅1个划分区SE中所包含的作业路径93A的数量超过基本单元路径数BP。图13中示出了:在跳过数SN为1(基本单元路径数BP为5)的情况下,将配置有16个作业路径93A的作业区域91分割,形成分别具有5个作业路径93A的2个划分区(第一划分区)S和具有6个作业路径93A的1个例外的划分区(第二划分区)SE的例子。该例外的划分区SE优选配置于:作业路径93A并排的方向上的端部,换言之,是配置于:靠近自主行驶的结束位置一侧的端部。在作业路径数TP小于基本单元路径数BP的2倍的情况下,由于不需要分割,所以作业区域91的整体上生成1个(例外的)划分区SE。
如果生成1个或多个划分区S,则自主行驶路径生成部47就会针对作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等的(原则上的)划分区S、和作业路径93A的数量超过基本单元路径数BP的(例外的)划分区SE这两者,来生成自主行驶路径93,以使拖拉机1按照规定的作业顺序在作业路径93A中行驶(步骤S109)。
所谓上述的作业顺序是指:对于作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等的(原则上的)划分区S,在跳过数SN为1的情况下意味着是上述的A、C、E、B、D的顺序,在跳过数SN为2的情况下意味着是上述的A、D、G、C、F、B、E的顺序。此外,图14中示出了:在跳过数SN为1且作业区域91像图12那样分割的情况下,作业路径93A的作业顺序被确定的情形。图14中对各作业路径93A标记的带圆圈的数字表示被确定的作业顺序。
(如图15所示)生成自主行驶路径93,以使得按上述的顺序在配置于各划分区S中的作业路径93A上行驶,由此,能够实现:以该划分区S为单元的细小的跳过行驶模式的反复。即,针对最靠近自主行驶开始位置的划分区S,按照上述的跳过行驶模式来进行跳过行驶,当该划分区S的作业完成时,针对与其邻接的划分区S,按照上述的跳过行驶模式来进行跳过行驶。通过重复上述跳过行驶并进行自主行驶·自主作业,即便作业在中途中断,也能够将已作业的地方和未作业的地方交替出现的部分限制在划分区S内的较小的范围。
此外,针对作业路径93A的数量超过基本单元路径数BP的划分区(例外的划分区)SE,则优选为与原则上的划分区S中的作业顺序类似的作业顺序,不过,适当灵活地考虑跳过作业路径93A的数量,按以适当的作业顺序在作业路径93A中行驶的方式来生成自主行驶路径93即可。
通过以上的处理,能够生成出适合于伴有跳过行驶的作业的自主行驶路径93。此外,图12至图15中示出了跳过数SN为1的情形,不过,在跳过数SN为2的情况下,如图11(b)所示除了基本单元路径数BP为7的点、作业顺序为A、D、G、C、F、B、E的点以外,也可以与上述完全同样地生成。
如上所述,本实施方式的自主行驶路径生成系统99为了对预先确定的作业区域91进行作业而生成使拖拉机1自主行驶的自主行驶路径93。自主行驶路径生成系统99具备:作业区域分割部54、以及自主行驶路径生成部47。作业区域分割部54将作业区域91分割为多个划分区S。自主行驶路径生成部47以包括由作业区域分割部54分割的各划分区S中分别配置的多个作业路径93A的方式来生成自主行驶路径93。作业区域分割部54能够以各划分区S中所包含的作业路径93A的数量为彼此相等的基本单元路径数BP的方式将作业区域91进行分割。
由此,即便在利用跳过行驶进行作业的情况下,也能够以被分割的较小的划分区S为单元,从作业区域91的端部开始依次进行作业。因此,即便作业在中途中断的情况下,也能够将作业区域91中已作业的地方和未作业的地方交替出现的部分限制在划分区S内的较小的范围内。因此,容易明确知道已作业的地方,从而能够顺利地再次开始作业。另外,即便在作业中断前后因雨水等而引起土壤环境发生了变化的情况下,也能够防止:在大范围内呈梳齿状地产生作业品质不同的部分。
另外,在本实施方式的自主行驶路径生成系统99中,自主行驶路径生成部47基于跳过数SN而针对多个作业路径93A来设定作业顺序。在具有:多个所包含的作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等的划分区S的情况下,如图14所示,自主行驶路径生成部47针对在该划分区S之间彼此对应的各个作业路径93A,来设定相同的作业顺序。
由此,能够以划分区S为单元,针对作业路径93A来设定一定的作业顺序,因此,能够实现规律性的跳过行驶,并且,能够简化自主行驶路径93的生成处理。
另外,本实施方式的自主行驶路径生成系统99中,在作业区域91中所包含的作业路径93A的数量不是基本单元路径数BP的整数倍的情况下,如图13所示,作业区域分割部54以形成出所包含的作业路径93A的数量与基本单元路径数BP相等的原则上的划分区S、和所包含的作业路径93A的数量大于基本单元路径数BP的例外的划分区SE的方式将作业区域91分割为多个划分区S及划分区SE。
由此,不会产生出:所包含的作业路径93A的数量不满足基本单元路径数BP的划分区,因此,能够容易地生成:伴有跳过行驶的自主行驶路径93。
接下来,参照图16及图17,对因田地90以及作业区域91的形状而使得拖拉机1在非作业区域92中需要进行多次转弯、折返操作的例子进行说明。图16是示出了拖拉机1在非作业区域92中进行多次转弯的例子的图。图17是示出了拖拉机1在非作业区域92中进行多次转弯以及折返的例子的图。
在图16所示的田地90P中,在非作业区域92存在有:L字路连续的曲柄形状的部分。在将确定了作业顺序的作业路径93A的端点彼此连结起来的非作业路径93B通过该部分的情况下,估算规定的边缘,以落在非作业区域92的方式(即,以拖拉机1不会进入作业区域91、也不会伸出到田地90P的外侧的方式),来生成非作业路径93B。此时,L字路的部分中,考虑行驶机体2的转弯半径R。图16的例子中,由于非作业区域92具有曲柄状的部分,所以与图15所示的田地90相比,需要在非作业区域92进行2次以上的转弯。
另外,即便是与图16同样的田地90P,如图17所示,有时也需要从作业路径93A进入非作业路径93B后立刻通过曲柄形状的部分。此时,即便进入非作业路径93B后立刻在L字路进行了转弯,行驶机体2或作业机3也会伸出到田地90P的外侧。这种情况下,如图17所示,非作业路径93B生成为:除了L字路的部分的转弯以外还伴有使行驶机体2一端前进或后退的折返的路径。
在像这样非作业区域92不规则的情况下,自主行驶路径生成部47根据需要以伴有转弯或折返的方式来生成非作业路径93B,从而能够适当地进行跳过行驶。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但是,上述的构成可以如下进行变更。
上述的实施方式中,基本单元路径数BP为:相对于跳过数SN而言以2(SN+1)+1表示的数值,不过,也可以变更为其它数值。即,基本单元路径数BP以M(SN+1)+1(M为2以上的自然数)表示。
上述的实施方式中,跳过数SN可以从1或2中选择,不过,也可以构成为能够根据需要选择3以上的数值。
进行作业的作业路径93A的顺序(作业顺序)不限于图11所示的例子,也可以适当变更。
步骤S102的判断结果,在跳过数SN为0的情况下,自主行驶路径生成部47生成自主行驶路径93而没有将作业区域91分割,不过,也可以在将作业区域91分割的基础上来生成自主行驶路径93。
图9所示的步骤S105中,可以生成上述的发明所要解决的课题中叙述的(进行简单的跳过行驶的)自主行驶路径,以代替显示信息。或者,在作业路径数TP不满足基本单元路径数BP的情况下,可以促使其将跳过数SN变更为0,在用户将跳过数SN变更为0的情况下,进入步骤S103,在用户没有将跳过数SN变更为0的情况下,进入步骤S105。
但是,如图14及图15所示,在作业区域91被分割为多个划分区S、或者、被分割为多个划分区S和一个划分区SE的情况下,针对利用拖拉机1进行自主行驶·自主作业的划分区的作业顺序例如是从靠近开始位置的划分区开始依次设定,当对特定的划分区完成作业时,对与其邻接的划分区进行作业。但是,针对各划分区的作业顺序并不限于此,可以设定任意的顺序。
上述的实施方式中,基于由作业信息输入画面83设定的地头宽度以及非耕作地的宽度,来确定非作业区域92,作为从田地90中除去非作业区域92以外的剩余区域,确定作业区域91。但是,设定作业区域91的方法不限于上述方法,例如可以构成为:通过操作者指定上述的田地信息输入画面82中显示于平面显示部88的田地90的任意的点,能够设定作业区域91以及非作业区域92。
上述的实施方式中,构成自主行驶路径生成系统99的作业区域分割部54以及自主行驶路径生成部47配备于无线通信终端46侧。但是,作业区域分割部54以及自主行驶路径生成部47中的一部分或全部也可以配备于拖拉机1侧。
<第二实施方式>
接下来,主要参照图18至图34,对本发明的第二实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统199详细地进行说明。图18是示出了第二实施方式所涉及的机器人拖拉机1以及无线通信终端46的电气系统的主要构成的框图。以下,对与第一实施方式同样的构成的部件以及步骤标记相同的附图标记,有时适当省略说明。
本实施方式的自主行驶路径生成系统199的主要构成配备于无线通信终端46。本实施方式的无线通信终端46除了具备上述的控制部71、显示屏(显示部)37、以及通信部72以外,还具备:显示控制部31、存储部32、田地外周设定部33、障碍物外周设定部34、作业区域设定部(行驶区域设定部)35、开始结束位置设定部151、作业方向设定部(行驶方向设定部)36、以及自主行驶路径生成部147等。此外,将田地外周设定部33、障碍物外周设定部34、作业区域设定部(行驶区域设定部)35、开始结束位置设定部151、以及作业方向设定部(行驶方向设定部)36合在一起而得到的部分是与第一实施方式中的田地信息设定部52相对应的。另外,自主行驶路径生成部147与第一实施方式中的自主行驶路径生成部47相对应。
本实施方式的无线通信终端46与第一实施方式的情形同样地,也能够利用上述的软件和硬件的协作,作为显示控制部31、存储部32、田地外周设定部33、障碍物外周设定部34、作业区域设定部35、开始结束位置设定部151、作业方向设定部36、以及自主行驶路径生成部147等,进行工作。
显示控制部31制作显示于显示屏37的显示用数据,对显示内容适当地进行控制。在用户进行了规定的操作时,本实施方式的显示控制部31使图19所示的田地信息输入画面182显示于显示屏37。图19是示出了显示于无线通信终端46的、用于输入与供拖拉机1行驶的田地相关的信息的画面的一例的图。
该田地信息输入画面182中,能够输入与供拖拉机1行驶的田地相关的信息。具体而言,在田地信息输入画面182中配置有:将田地的形状以图形(呈图形地)显示的平面显示部88。另外,田地信息输入画面182中,在“田地外周的位置”栏以及“障碍物的外周的位置”栏中,分别配置有:“记录开始”以及“重置”的按键。另外,田地信息输入画面182中,在“作业开始位置·作业结束位置”、“作业方向”各自栏中,配置有:“指定”以及“重置”的按键。
存储部32能够存储有:通过用户对无线通信终端46的触摸面板进行操作而输入的与田地相关的信息等,并且,还存储有:所生成的行驶路径的信息等。
田地外周设定部33设定:作为拖拉机1进行自主行驶的对象的田地的外周的位置。具体而言,如果用户在田地信息输入画面182中对“田地外周的位置”的“记录开始”按键进行操作,则无线通信终端46切换为田地外周记录模式。该田地外周记录模式中,如果使拖拉机1沿着田地的外周转圈1圈,则此时的测位用天线6的位置信息的推移被田地外周设定部33记录,从而由该田地外周设定部33设定(获取)田地的形状。由此,能够设定田地的位置以及形状。另外,通过对“重置”按键进行操作,能够再次进行田地外周的位置的记录(设定)。
障碍物外周设定部34设定:在拖拉机1进行自主行驶的对象的田地内配置的障碍物的外周区域。具体而言,如果用户在田地信息输入画面182中对“障碍物的外周的位置”的“记录开始”按键进行操作,则无线通信终端46切换为障碍物外周记录模式。该障碍物外周记录模式中,当拖拉机1配置于障碍物的外周区域的角部时,由障碍物外周设定部34记录此时的测位用天线6的位置信息,则由该障碍物外周设定部34设定(获取):用多边形(例如、长方形)来包围障碍物的形状。该多边形可以使用例如以将各角部连结的线段不相交的方式由所谓的闭路图表特定的多边形,来计算。由此,能够设定障碍物的外周区域的位置以及形状。此外,由障碍物外周设定部34设定的障碍物的外周区域为:将障碍物包围的中空状的多边形的区域,其内缘与外缘之间的距离与拖拉机1(作业机3)的车宽度相同,或者比拖拉机1(作业机3)的车宽度稍微宽些。
作业区域设定部35设定作业区域(行驶区域)的位置,此处的作业区域(行驶区域)是指:被配置于拖拉机1进行自主行驶的对象的田地内,一边自主行驶一边进行农作业的区域(行驶区域)。具体地说明,在本实施方式的无线通信终端46中,构成为:能够在与田地信息输入画面182不同的另一输入画面(未图示)中,设定地头的宽度和非耕作地的宽度。并且,由地头以及非耕作地构成的非作业区域是基于上述的设定内容、和由田地外周设定部33设定的田地的位置以及形状,来确定的,并且从田地的区域中除去非作业区域以外的区域被确定为作业区域。
开始结束位置设定部151设定:拖拉机1开始自主行驶的地点亦即开始地点、和结束自主行驶的地点亦即结束地点。具体而言,如果用户在田地信息输入画面182中对“作业开始位置·作业结束位置”的“指定”按键进行操作,则由田地外周设定部33设定的田地的数据与地图数据重合而被显示于平面显示部88。在该状态下,通过用户选择田地的轮廓的附近的任意的点,就能够由开始结束位置设定部151将所选择的点的位置信息设定(记录)为开始地点以及结束地点。此外,关于“重置”的按键的功能,与上述“重置”按键相同。
作业方向设定部36设定拖拉机1在作业区域中一边进行农作业一边行驶的方向(行驶路的方向)。具体而言,如果用户在田地信息输入画面182中对“作业方向”的“指定”按键进行操作,则由田地外周设定部33设定的田地的形状与地图数据重合而被显示于平面显示部88。在该状态下,通过用户从例如指定田地时指定的多个点中选择2点,就能够由作业方向设定部36将该2点连结起来的直线的方向设定(记录)为作业方向(行驶方向)。此外,指定作业方向时选择的点不限于2点,可以为3点以上的多个点。由此,能够指定:沿着田地等轮廓的、更准确的作业方向。另外,关于“重置”按键的功能,与上述“重置”按键相同。
本实施方式中的自主行驶路径生成部147生成:拖拉机1在田地内自主行驶的行驶路径。与第一实施方式同样地,该行驶路径中交替地包括:直线状或折线状的行驶路以及圆弧状的转弯路。自主行驶路径生成部147获取:由田地外周设定部33设定的田地外周的位置、由作业区域设定部35设定的作业区域的位置、由开始结束位置设定部151设定的开始地点以及结束地点的位置、以及由作业方向设定部36设定的作业方向的信息,基于这些信息而自动地生成行驶路径。基本上是,直线状或折线状的行驶路包含在作业区域中,转弯路包含在田地内的作业区域以外的区域(非作业区域)中,以此方式来生成该行驶路径。但是,在田地内存在障碍物的情况下,自主行驶路径生成部147以回避障碍物的方式来生成行驶路径。下文中,对此进行详细说明。自主行驶路径生成部147所制作的行驶路径被存储于存储部32。
接下来,参照图20及图21,对自主行驶路径生成部147生成行驶路径时的具体的处理进行说明。图20是示出了在生成行驶路径时由自主行驶路径生成部147进行的处理的流程图。图21是示出了图20的处理的延续的流程图。
首先,自主行驶路径生成部147获取:由田地外周设定部33设定的田地外周的位置、由作业区域设定部35设定的作业区域的位置、由开始结束位置设定部151设定的开始地点以及结束地点的位置、以及由作业方向设定部36设定的作业方向的信息,基于这些信息,生成暂定行驶路径T0(参照图22)。具体而言,自主行驶路径生成部147将其视为田地内没有障碍物的情形,生成:将多个暂定行驶路P0在作业区域内彼此空开间隔并排得到的暂定行驶路径T0(步骤S201)。各暂定行驶路P0配置成沿着作业方向。
将由自主行驶路径生成部147生成的暂定行驶路径T0的例子示于图22。图22是示出了生成将多个暂定行驶路P0并排得到的暂定行驶路径T0的例子的图。图22中,由实线的箭头表示的路径为供无人的拖拉机1行驶的行驶路径。与供无人的拖拉机1行驶的行驶路邻接的(配置于带有箭头的2列行驶路之间的)不带箭头的行驶路是表示:用于进行协同作业的有人的拖拉机跟随无人的拖拉机1而行驶的行驶路。图22的例子中,想像成:有人的拖拉机在去路(朝向图22的纸面上方的方向上的行驶路)上以在无人的拖拉机1的右斜后方行走的方式行驶,回路(朝向图22的纸面下方的方向上的行驶路)以在左斜后方行走的方式行驶。
接下来,自主行驶路径生成部147从障碍物外周设定部34获取障碍物外周区域,判断:步骤S201中生成的暂定行驶路P0之中是否具有与障碍物外周区域发生干涉的暂定行驶路(步骤S202)。
对于步骤S202的判断结果,在没有与障碍物外周区域发生干涉的暂定行驶路的情况下(步骤S202、No),可以将视为田地内没有障碍物的情形而制作的暂定行驶路径T0直接用作行驶路径T,因此,自主行驶路径生成部147将该暂定行驶路径T0作为行驶路径T(步骤S203),结束路径的生成。
另一方面,对于步骤S202的判断结果,在具有与障碍物外周区域发生干涉的暂定行驶路的情况下(步骤S202、Yes),自主行驶路径生成部147为了制作回避障碍物的行驶路径而进行步骤S204以后的处理。
步骤S204的处理中,自主行驶路径生成部147分别针对与障碍物外周区域发生干涉的暂定行驶路P0来获取:以该暂定行驶路P0的起始端亦即地点F为起点、且以到达至障碍物外周区域的点亦即地点G为终点的第一行驶路P1。图23示出了针对1个暂定行驶路P0而生成第一行驶路P1的情形。
接下来,步骤S205的处理中,自主行驶路径生成部147生成如下迂回路Q,即:以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并绕到障碍物相反侧,以穿过该障碍物的方式到达第一行驶路P1延长后的假想延长线L上的位置且是离开障碍物外周区域的位置(地点H)为止的迂回路Q。图24中示出了针对1个暂定行驶路P0生成迂回路Q的情形。如图24所示,该迂回路Q按以该暂定行驶路P0为基准、向未作业区域侧(换言之,从到达第一行驶路P1为止的行驶路径观察时处于较远的一侧)迂回的方式来生成。
接下来,步骤S206的处理中,自主行驶路径生成部147获取:以迂回路Q的终点(地点H)为起点、以暂定行驶路P0的末端(地点J)为终点的第二行驶路P2。该第二行驶路P2配置于暂定行驶路P0上。此外,上述的图24中示出了针对1个暂定行驶路P0而生成第二行驶路P2的情形。
接下来,步骤S207的处理中,自主行驶路径生成部147判断下述的迂回路Q1、Q2、Q3、…之中是否具有1个以上规定距离L1以上的路径长度的迂回路,即,上述的迂回路Q1、Q2、Q3、…是:针对与障碍物外周区域发生干涉的各个暂定行驶路P0而生成得到的迂回路。
对于步骤S207的判断结果,在规定距离L1以上长度的迂回路Q一个都没有的情况下(步骤S207、No),即便使其以拖拉机1通过迂回路Q的方式行驶,行驶路径也不会非常长,因此,将该迂回路Q用作行驶路径。
即,步骤S208中,自主行驶路径生成部147将与障碍物外周区域发生干涉的暂定行驶路P0分别置换为由基于该暂定行驶路P0生成的第一行驶路P1、迂回路Q、第二行驶路P2构成的行驶路。由此,生成:绕过了障碍物的行驶路径T1。图25中示出了:生成出通过绕过障碍物而回避障碍物的行驶路径T1的例子。
另一方面,对于步骤S207的判断结果,在具有1个以上的规定距离L1以上长度的迂回路Q的情况下(步骤S207、Yes),如果使拖拉机1沿着迂回路Q行驶,则行驶路径过长,作业效率极低,因此,该迂回路Q无法用作行驶路径。
即,在具有长度达到规定距离L1以上的迂回路Q的情况下,图21所示的步骤S211中,自主行驶路径生成部147将生成的各迂回路Q1、Q2、Q3、…以及第二行驶路P2废除。接下来,步骤S212中,自主行驶路径生成部147生成如下折返路D,即:以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并向未作业区域侧折返的折返路D。图26中示出了针对1个第一行驶路P1生成折返路D的情形。
接下来,步骤S213中,自主行驶路径生成部147生成如下第三行驶路P3,即:以折返路D的终点(地点K)为起点,以在生成了第一行驶路P1后的暂定行驶路P0的未作业侧而呈平行地配置的下一个暂定行驶路P0的末端(地点M)为终点的第三行驶路P3。上述的图26中,示出了:针对1个第一行驶路P1,生成作为回路的第三行驶路P3的情形。
接下来,步骤S214中,自主行驶路径生成部147将与障碍物外周区域发生干涉并连续的往复的暂定行驶路P0(在具有多个往复路的情况下、将其分别)置换为由第一行驶路P1、折返路D、以及第三行驶路P3构成的行驶路。由此,生成:在障碍物的跟前折返的行驶路径T2。图27中示出了:生成通过在障碍物的跟前折返而回避障碍物的行驶路径T2的例子。
此外,在利用步骤S214的处理而生成了在障碍物的跟前折返的行驶路径的情况下,即便在障碍物的相反侧的区域中,如图27中的虚线所示,也能够适当生成:在障碍物的跟前折返的行驶路径T3。图27中示出了:无人拖拉机1一边在行驶路径T2中行驶一边进行农作业而到达结束地点后,又通过非作业区域而向行驶路径T3的起点移动,一边在行驶路径T3内行驶一边进行农作业的例子。但是,上述只为一例而已,例如,还可以以在被障碍物分隔开的一侧的区域进行作业后、马上在相反侧进行作业的方式,来生成行驶路径。
如上所述,本实施方式的自主行驶路径生成系统199生成:用于使拖拉机1在预先确定的作业区域中进行自主行驶的行驶路径。该自主行驶路径生成系统199具备:作业方向设定部36、自主行驶路径生成部147、以及障碍物外周设定部34。作业方向设定部36设定:作业区域内的拖拉机1的行驶方向(作业方向)。自主行驶路径生成部147能够生成:包括多个行驶路的行驶路径,其中这些多个行驶路是沿着在作业区域内由作业方向设定部36设定的作业方向来设置的。障碍物外周设定部34针对作业区域内的障碍物而设定障碍物外周区域。自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、迂回路Q、以及第二行驶路P2的方式来生成行驶路径(参照图22至图25)。第一行驶路P1沿着作业方向配置。迂回路Q是:以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并绕到障碍物的相反侧,以穿过该障碍物的方式到达第一行驶路P1延长后的假想延长线L上的位置。第二行驶路P2以迂回路Q的终点(地点H)为起点,并配置于假想延长线L上。
由此,生成:包括第一行驶路P1、迂回路Q、以及第二行驶路P2的行驶路径。因此,通过使拖拉机1沿着该行驶路径自主行驶,能够使拖拉机1以绕过障碍物的方式行驶。并且,迂回路Q配置成在事先设定的障碍物外周区域内通过,因此,考虑到与行驶路径整体的关系等而有计划性地生成迂回路,由此,能够使无人拖拉机1的作业变得顺利。另外,迂回路Q以外的部分中,能够使行驶路成为沿着作业方向的路径,从而能够使自主行驶路径生成的算法变得简单。通过像这样使行驶路成为:基本上是沿着作业方向的直线状或折线状的路径,也就容易将多个行驶路作为1群组进行处理,也能够容易地实现:对每1群组都进行农作业的作法。
另外,本实施方式的自主行驶路径生成系统199中,在迂回路Q的路径长度小于规定距离L1的情况下,自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、迂回路Q以及第二行驶路P2的方式来生成行驶路径(参照图25)。另一方面,在所述迂回路的路径为规定距离L1以上的情况下,自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、折返路D以及第三行驶路P3的方式来生成所述行驶路径(参照图27)。折返路D是以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并在障碍物的跟前折返(参照图26)。第三行驶路P3是以折返路D的终点(地点K)为起点,与第一行驶路P1平行配置。
由此,在迂回路Q的路径长度为规定距离L1以上的情况下,能够生成:在障碍物的跟前折返的路径,来作为行驶路径,以代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止行驶路径中的对作业没有帮助的部分过长。
另外,在本实施方式的自主行驶路径生成系统199中,在作业区域中障碍物呈岛状地配置的情况下,自主行驶路径生成部147以从到达第一行驶路P1为止的行驶路径观察时自较远的一侧(未作业区域侧)开始绕到障碍物的相反侧的方式来生成迂回路Q。
由此,即便使拖拉机1沿着由自主行驶路径生成部147生成的行驶路径T1行驶,在绕过障碍物时,也不会在到达第一行驶路P1之前再次踏入到拖拉机1所行驶过的区域(实施了农作业的区域)。因此,不会对使拖拉机1进行的作业造成影响,并且,能够使拖拉机1回避障碍物而行驶。另外,在使有人拖拉机跟随无人拖拉机1进行行驶的情况下,能够防止在无人拖拉机1绕过障碍物时接近于有人拖拉机侧,不会发生冲突等。
<第三实施方式>
接下来,参照图24及图28等,对本发明的第三实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统199进行说明。以下,对与第二实施方式同样的构成的部件以及步骤标记相同的附图标记,有时适当省略说明。
第三实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统199中,在生成行驶路径时由自主行驶路径生成部147进行的处理大体上与第二实施方式相同,不过,不同点在于,进行步骤S307的处理来代替步骤S207。
步骤S307的处理中,自主行驶路径生成部147判断:在针对与障碍物外周区域发生干涉的各个暂定行驶路P0而生成的迂回路Q1、Q2、Q3、…之中是否具有1个以上的如下迂回路,即,该迂回路构成为:当拖拉机1为了回避(绕过)障碍物而必须向与作业方向垂直的方向移动时,该移动的距离亦即回避距离L10(参照图24)为规定距离L2以上。
对于步骤S307的判断结果,在回避距离L10为规定距离L2以上的迂回路Q一个都没有的情况下(步骤S307、No),即便拖拉机1以在迂回路Q中通过的方式行驶,与作业区域内没有障碍物的情形相比,行驶路径的路径长度也不会变得非常长,因此,可以使用该迂回路Q来回避障碍物。即,进行步骤S208的处理而生成包括迂回路Q的行驶路径T1。
另一方面,对于步骤S307的判断结果,在具有1个以上的、回避距离L10为规定距离L2以上的迂回路Q的情况下(步骤S307、Yes),如果使拖拉机1沿着迂回路Q行驶,则行驶路径的路径长度变得非常长,作业效率极低,因此,不采用该迂回路Q。即,自主行驶路径生成部147利用图21所示的步骤S211至步骤S214为止的处理,生成:用于代替迂回路的折返路D。
即便通过本实施方式的处理,也能够防止迂回路过长。另外,本实施方式中,使用回避距离L10进行判定而不是使用迂回路Q的路径长度,因此,自主行驶路径生成部147能够简便地判断迂回路Q是否过长。
如上所述,在拖拉机1为了回避障碍物而必须向与作业方向垂直的方向移动时,该移动的距离亦即回避距离L10小于规定距离L2的情况下,本实施方式的自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、迂回路Q以及第二行驶路P2的方式来生成行驶路径。另一方面,在回避距离L10为规定距离L2以上的情况下,自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、折返路D以及第三行驶路P3的方式来生成行驶路径。折返路D是:以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并在障碍物的跟前折返。第三行驶路P3是:以折返路的终点(地点K)为起点,与第一行驶路P1平行配置(参照图26)。
由此,在为了绕过障碍物而必须向与作业方向垂直的方向移动的回避距离L10为规定距离L2以上的情况下,能够生成在障碍物的跟前折返的路径T2作为行驶路径,以此代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止行驶路径T2中的对作业没有帮助的部分过长。
<第四实施方式>
接下来,参照图29等,对本发明的第四实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统199进行说明。以下,对与第二实施方式同样的构成的部件以及步骤标记相同的附图标记,有时适当省略说明。
第四实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统199中,在生成行驶路径时由自主行驶路径生成部147进行的处理大体上与第二实施方式相同,不过,不同点在于,进行步骤S407的处理来代替步骤S207。
步骤S407的处理中,自主行驶路径生成部147判断:在针对与障碍物外周区域发生干涉的各个暂定行驶路P0而生成的迂回路Q1、Q2、Q3、…之中是否具有1个以上的如下迂回路,即,该迂回路构成为:当拖拉机1为了回避(绕过)障碍物所需要的转弯次数或转弯角度为规定值以上(例如、5次以上、或120°以上)的迂回路。
对于步骤S407的判断结果,在转弯次数或转弯角度为规定值以上的迂回路Q一个都没有的情况下(步骤S407、No),即便拖拉机1以在迂回路Q内通过的方式行驶,也不会形成那么复杂的路径,因此,使用该迂回路Q就能够回避障碍物。即,进行步骤S208的处理而生成包括迂回路Q的行驶路径。
另一方面,对于步骤S407的判断结果,在具有1个以上的、转弯次数或转弯角度为规定值以上的迂回路Q的情况下(步骤S407、Yes),如果使拖拉机1沿着迂回路Q行驶,则有可能行驶路径变得复杂,作业效率极低,或者用户混乱,因此,不采用该迂回路Q。即,自主行驶路径生成部147利用图21所示的步骤S211至步骤S214为止的处理,生成:用于代替迂回路的折返路D。
如上所述,在本实施方式的自主行驶路径生成部147中,在迂回路Q中的转弯次数或转弯角度小于规定值的情况下,能够以包括第一行驶路P1、迂回路Q以及第二行驶路P2的方式来生成行驶路径。另一方面,在迂回路Q中的转弯次数或转弯角度为规定值以上的情况下,自主行驶路径生成部147能够以包括第一行驶路P1、折返路D以及第三行驶路P3的方式来生成行驶路径。折返路D是:以第一行驶路P1的终点(地点G)为起点,在障碍物外周区域内通过并在障碍物的跟前折返。第三行驶路P3是:以折返路D的终点(地点K)为起点,与第一行驶路P1平行配置。
由此,在绕过障碍物所需要的转弯次数或转弯角度为规定值以上的情况下,能够生成:包括在障碍物的跟前折返的折返路D的路径,来作为行驶路径,以此代替绕过障碍物的路径。因此,能够防止:生成转弯次数较多或转弯角度较大的行驶路径,所以能够顺利地进行作业。
由此,在本实施方式的自主行驶路径生成系统199中,行驶路尽量为直线状,且能够回避障碍物。另外,作为用于回避障碍物的路径,将绕过障碍物的路径和在障碍物的跟前折返的路径适当分开使用。通过像这样尽量呈直线状地生成行驶路,能够使自主行驶路径生成的算法变得简单,另外,能够成为即便对于用户而言也容易明白的行驶路径。
以上,对第二实施方式至第四实施方式的优选实施方式进行了说明,但是,这些实施方式的构成可以如下进行变更。
上述的实施方式中,自主行驶路径生成部147在作业区域内生成:包括第一行驶路P1、迂回路Q、以及第二行驶路P2的行驶路。换言之,以规划在作业区域内的方式来生成用于回避障碍物的行驶路。但是,未必限于此,例如,取而代之,可以以迂回路Q伸出到非耕作地(非作业区域)的方式来生成行驶路。
上述的实施方式中,自主行驶路径生成部147以迂回到未作业区域侧的方式来生成迂回路Q。但是,未必限于此,例如,取而代之,可以暂定性地生成:迂回到未作业区域侧的迂回路QA、和迂回到作业区域侧(已经进行了农作业的一侧)的迂回路QB,对这些迂回路QA、QB的路径长度进行比较,采用长度较短的迂回路。
例如,在使有人拖拉机以位于该无人拖拉机1的斜后方的方式跟随无人拖拉机1行驶而进行协同作业的情况下,如果使无人拖拉机1沿着迂回路Q行驶,则有可能接近于有人拖拉机,此时,可以将该内容的警告显示于无线通信终端46的显示屏37。具体而言,在显示控制部31生成出表示警告的显示用数据,使基于该显示用数据的警告画面显示于显示屏37即可。此外,将如上所述的警告画面的显示例示于图30。
上述的实施方式中,障碍物在作业区域内处于岛状。但是,实际上,当然也可以考虑到障碍物配置成与作业区域的轮廓重叠的状况。例如,图31中示出了障碍物配置成从田地的端部朝向中央突出的例子。在本发明的自主行驶路径生成系统199中,即便在这种情况下,也能够生成出回避障碍物且效率良好的行驶路径。此外,像图31那样,在物理上不可能制作出迂回到未作业区域侧的迂回路的情况下,取而代之,可以生成出迂回到作业区域侧(已经进行了农作业的一侧)的迂回路。
上述的实施方式中公开的发明还可以应用于田地的轮廓复杂的情形。例如,在像图32那样在田地的轮廓上形成有凹状的部分的情况下,该田地的外周的形状则由田地外周设定部33来设定。即便在这种情况下,只要是能够看作:障碍物在简单的矩形的田地中朝向内侧呈突出状地配置,也就能够认为是与图31的情形完全相同的。即,本发明还可以应用于由于田地的轮廓的一部分为凹状、所以实质上构成“障碍物”的情形。
在图20的步骤S207中,判断在多个迂回路之中是否具有1个以上规定距离L1以上的路径长度的迂回路,也可以替换这个,改成判断多个迂回路的路径长度的合计是否为规定距离以上。同样地,图28的步骤S307中,也可以判断回避距离的合计是否为规定距离以上。
在无人拖拉机1开始绕过障碍物时,使警告灯等方向指示器发挥作用,从而可以提醒无线通信终端46的用户及有人拖拉机的操作者等多加注意。由此,在例如无人拖拉机1有可能接近于有人拖拉机的情况下,用户能够察觉该情况,能够防范冲突等于未然。
上述的实施方式中,作为迂回路Q,生成:以第一行驶路P1的终点G为起点、在障碍物外周区域内通过并迂回到障碍物的相反侧、以贯穿该障碍物的方式到达第一行驶路P1延长后的假想延长线L上的位置为止的迂回路Q,但并不限于此。即,迂回路为:将隔着障碍物而配置的第一行驶路的终点(到达障碍物外周区域为止的点)、和第二行驶路的起点(从障碍物外周区域离开的点)连接起来的通路即可,第二行驶路的起点可以不是第一行驶路延长后的假想延长线上的点。所谓第二行驶路的起点不是第一行驶路延长后的假想延长线上的点的情形可以例示出如下情形,即:如图33所示,暂定行驶路P0’为折线状的行驶路,通过将第一行驶路P1’和第二行驶路P2’借助屈折部连接起来而形成有折线状的暂定行驶路P0’,且屈折部位于障碍物外周区域、或存在有障碍物的区域的情形。此外,在图33中,将第一行驶路P1’的起点示为F’,将终点示为G’,将第二行驶路P2’的起点示为H’,将终点示为J’,将迂回路示为Q’。
在上述的实施方式中,在作业区域中障碍物呈岛状地存在的情况下,在障碍物外周区域中,以从到达第一行驶路P1为止的行驶路径观察时自较远的一侧开始向障碍物的相反侧迂回的方式来生成迂回路Q,但并不限于此。只要迂回路是生成在障碍物外周区域中的靠近结束地点一侧即可,换言之,只要以包括到达障碍物外周区域后又在障碍物外周区域内朝向结束地点转弯的转弯路的方式来生成迂回路即可。
即,作业区域中,行驶路的条数虽然是考虑了作业区域的宽度以及拖拉机1(作业机3)的车宽度来进行确定的,但是,各作业路中的作业顺序也可以根据用户的指定来适当设定。作为用户的指定,可以指定当前行驶中的行驶路P10与接下来行驶的行驶路P11之间的作业路的条数(跳过数),在该条数量为0的情况下,行驶路P10和行驶路P11邻接,在该条数量为2的情况下,行驶路P10和行驶路P11隔着2条行驶路而配置。各作业路中的作业顺序原则上是从开始地点朝向结束地点依次设定,但是,在上述条数量为0以外的情况下,有时是局部从结束地点朝向开始地点设定(换言之,在结束地点附近的行驶路行驶后,在开始地点附近的未耕的行驶路行驶)。并且,在从结束地点朝向开始地点之后而行驶的未耕的行驶路上存在有障碍物的情况下,以通过其它未耕的行驶路侧亦即结束地点侧的方式在障碍物外周区域内生成迂回路。
此外,在从结束地点朝向开始地点之后而行驶的未耕的行驶路上存在有障碍物时,而邻接的行驶路两者均为已耕的行驶路的情况下,只要能够生成出迂回路的路径长度更短的迂回路、或者转弯次数量更少的迂回路即可。
<第五实施方式>
在上述的实施方式中,虽然视为没有障碍物,而生成包括多个暂定行驶路的暂定行驶路径,根据各暂定行驶路是否与障碍物外周区域发生干涉,适当地进行修正(置换)而生成行驶路径,但是,行驶路径的生成方法并不限于此。上述的实施方式中视为没有障碍物而生成暂定行驶路径是因为:在生成行驶路径的处理中,当生成暂定行驶路后进行:是否将暂定行驶路置换为包括迂回路的行驶路的判断处理(例如图20的步骤S207),但是,也可以通过事先进行该判断而生成行驶路,无需生成暂定行驶路。
具体而言,在利用障碍物外周设定部34设定障碍物的外周区域时,可以通过确定该障碍物的外周区域中是否生成迂回路来实现。例如,在上述的图20的步骤S207的处理中具有1个以上的、长度为规定距离以上的迂回路的情况下,为了避免迂回路的路径长度过长、作业效率极低,没有采用迂回路作为行驶路径,但是,可以事前计算出:由障碍物外周设定部34而设定的障碍物的外周区域中暂且生成迂回路时的迂回路的路径长度。例如,在障碍物的外周区域为中空的矩形状的区域的情况下,迂回路的最大路径长度原则上为该外周区域的外缘的横边(与作业方向垂直的方向上的边)的长度与纵边(与作业方向平行的方向上的边)的长度的合计的长度(以下、称为最大路径长度A)。此处,“原则上”为以迂回路的路径长度最短的方式来生成的含义,例如,在因其它主要原因(例如,生成未耕的行驶路侧而没有生成上述的已耕的行驶路侧这样的主要原因)而以迂回路的路径长度最短的方式生成不出来的情况下,则为该外周区域的外缘的横边(与作业方向垂直的方向上的边)的长度的2倍的长度与纵边(与作业方向平行的方向上的边)的长度的合计的长度(以下、称为最大路径长度B)。并且,自主行驶路径生成部147可以在至少最大路径长度A为规定距离以上的障碍物的外周区域中生成出不包括迂回路的行驶路,并且,在最大路径长度A以及最大路径长度B均小于规定距离的障碍物的外周区域中生成出包含迂回路的行驶路,从而生成出包括各行驶路的行驶路径。
图34的步骤S501~S504中,以流程图简单地示出了:在生成行驶路径时,用上述的方法,由自主行驶路径生成部147进行的处理。对该处理进行说明,首先,自主行驶路径生成部147针对所有障碍物外周区域而预先计算出最大路径长度(步骤S501)。然后,自主行驶路径生成部147针对作业区域中的没有与障碍物外周区域(障碍物)发生干涉的部分而生成出既无折返也无迂回的行驶路(步骤S502)。接下来,自主行驶路径生成部147针对作业区域中的与障碍物外周区域发生干涉的部分,在该障碍物外周区域的最大路径长度为规定值以上的情况下,生成出包括折返路的行驶路(步骤S503),在该障碍物外周区域的最大路径长度小于规定值的情况下,生成包括迂回路的行驶路(步骤S504)。这样,通过与障碍物的外周区域相对应地是否生成包括迂回路的行驶路,从而能够生成行驶路径而无需生成暂定行驶路。
上述的实施方式中,通过在未图示的输入画面中设定地头的宽度以及非耕作地的宽度来确定非作业区域,作为从田地中除去非作业区域以外的剩余的区域,来确定作业区域。但是,设定作业区域的方法不限于上述方法,可以构成为:例如,在上述的田地信息输入画面182中,用户指定显示于平面显示部88的田地的任意的点,由此来设定作业区域以及非作业区域。
本发明的自主行驶路径生成系统不限定于上述的无人拖拉机1与有人拖拉机的协同作业,也可以应用于仅无人拖拉机1单独进行自主行驶·自主作业的情形。
上述的实施方式中,构成自主行驶路径生成系统199的作业方向设定部36、自主行驶路径生成部147、以及障碍物外周设定部34配备于无线通信终端46侧,但并不限于此。即,作业方向设定部36、自主行驶路径生成部147、以及障碍物外周设定部34中的一部分或全部可以配备于拖拉机1侧。
<第六实施方式>
接下来,主要参照图35至图44,对本发明的第六实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统299详细地进行说明。图35是示出了第六实施方式所涉及的机器人拖拉机1以及无线通信终端46的电气系统的主要构成的框图。
本实施方式的拖拉机1具备照相机(外部环境信息获取部)。照相机247通过拍摄拖拉机1的前方来检测视频或图像。虽然图1及图2中没有图示,但是,照相机247安装于拖拉机1的顶部29。由照相机247拍摄到的视频或图像的数据利用无线通信部40而从无线通信用天线48向无线通信终端46发送。接收到视频或图像的数据的无线通信终端46又将其内容显示于显示屏37。
另外,照相机247拍摄到的视频或图像利用控制部4或无线通信终端46进行图像解析。由此,能够检测到:田地中的外部环境信息、例如拖拉机1的周围存在的特定对象(例如,垄或沟等田地表面形状、石头等障碍物、田地的端部)的位置、大小等。另外,基于获取到的图像或视频中的特定对象所占的范围(特定对象的大小)、显示有特定对象的位置等,来检测出特定对象的位置(特定对象存在的方向以及至特定对象为止的距离)。此外,下文中,对根据特定对象的检测结果进行的处理进行说明。
本实施方式的自主行驶路径生成系统299的主要构成被配备于无线通信终端46。本实施方式的自主行驶路径生成系统299除了具备:上述的控制部71、通信部72、显示控制部31、存储部32、田地外周设定部33、障碍物外周设定部34、作业区域设定部(行驶区域设定部)35、开始结束位置设定部151、以及作业方向设定部(行驶方向设定部)36等以外,还具备:路径生成部276、校正信息计算部277、以及校正路径生成部278等。
本实施方式的无线通信终端46与第一实施方式的情形同样地,也能够利用上述的软件与硬件的协作,作为路径生成部276、校正信息计算部277、以及校正路径生成部278等进行工作。
本实施方式的路径生成部276与上述的实施方式同样地,也基本上是以直线状或折线状的行驶路包括在作业区域中、且转弯路包括在田地内的作业区域以外的区域(非作业区域)中的方式来生成行驶路径。但是,在田地内存在障碍物的情况下,路径生成部276以回避障碍物的方式来生成行驶路径。下文中,对此详细地进行说明。路径生成部276所生成的行驶路径存储于存储部32。
校正信息计算部277基于照相机247获取到的特定对象(例如,垄或沟等田地表面形状、石头等障碍物、田地的端部)的检测结果,计算出用于校正行驶路径的校正信息。校正路径生成部278基于校正信息计算部277计算出的校正信息,生成:对行驶路径进行了校正的校正路径。此外,下文中,对校正信息计算部277以及校正路径生成部278进行的详细处理进行说明。
接下来,参照图36至图41,对基于照相机247检测到的外部环境信息而检测出垄的位置、对行驶路径进行自动校正的处理进行说明。此处,自动校正是指:无线通信终端46生成对行驶路径进行了校正的校正路径,此外,可以包括将存储于存储部32的行驶路径更新为校正路径。
首先,对拖拉机1沿着形成于田地的垄进行作业时所设定的行驶路径T进行说明。如图37所示,行驶路径T由行驶路P5~P8、以及转弯路U5~U7构成。行驶路P5~P8为:以通过形成于田地的垄的中央的方式形成的直线状的路径。转弯路U5为:将行驶路P5和行驶路P6连接起来的圆弧状的路径。转弯路U6为:将行驶路P6和行驶路P7连接起来的圆弧状的路径。转弯路U7为:将行驶路P7和行驶路P8连接起来的圆弧状的路径。
此处,如图38所示,考虑有:开始地点侧的垄的位置(具体是指垄的中央位置)偏离到田地的端部侧(结束地点的相反侧)的情形。这种情况下,在存储部32中存储有图37所示的行驶路径T。因此,如果不对行驶路径T进行校正而行驶,则拖拉机1不会通过垄的中央,因此,有可能无法适当地进行拖拉机1的作业。就这一点而言,本实施方式的无线通信终端46基于图36所示的流程图进行处理,由此,能够考虑到垄的位置偏离而对行驶路径T进行校正。
首先,无线通信终端46对照相机247检测到的图像(可以为视频,以下相同)进行解析,由此,进行是否检测到垄的判断(步骤S601)。例如,形成有垄的部分高于其它部分,因此,无线通信终端46能够基于照相机247检测到的图像而将形成有垄的部分和没有形成垄的部分区别开来。如上所述,无线通信终端46检测出垄。图38所示的例子中,例如,在指示拖拉机1开始自主行驶以及自主作业的时机、或拖拉机1到达开始地点的时机或其稍微之前的时机等适当的时机,无线通信终端46检测开始地点侧端部的垄。
在步骤S601中判断为检测出垄的情况下,无线通信终端46对由照相机247检测到的垄的中央位置(实际的垄的中央位置)进行检测(步骤S602)。垄的中央位置为:垄的宽度方向(Width direction)上的中央的位置。无线通信终端46基于照相机247检测到的图像而计算出从拖拉机1至垄的距离。由此,能够检测出垄相对于拖拉机1的相对位置。另外,可以利用位置信息计算部49来检测拖拉机1的绝对位置。无线通信终端46能够基于垄相对于拖拉机1的相对位置和拖拉机1的绝对位置而检测出垄的绝对位置(即,行驶路径上的垄的位置)。无线通信终端46对求出了绝对位置的垄的宽度方向上的中央进行特定,由此,计算出垄的中央位置(绝对位置)。图38所示的例子中,无线通信终端46对开始地点侧端部的垄的中央位置进行检测。
接下来,无线通信终端46判断:已登记的行驶路径与垄的中央位置的差异是否在阈值以上(步骤S603)。无线通信终端46对存储于存储部32的行驶路径(详细而言,行驶路径中的通过了这次检测到的垄的行驶路)、和步骤S602中检测到的垄的中央位置进行比较,由此,计算出两者的偏离量。图38所示的例子中,垄形成为在宽度方向上平行地偏离,因此,在垄的长度方向上,偏离量呈恒定的。
另外,步骤S603中的阈值任意,但是,例如,优选为满足以下的条件的值。即,本实施方式中,使用:利用了GNSS-RTK法的高精度的卫星测位系统,但是,可能产生微量(2~3cm左右)的测定误差。因此,阈值优选为:比拖拉机1的位置的测定误差大的值(例如、2cm以上、3cm以上、4cm以上)。另外,可以基于不阻碍拖拉机1的作业的偏离量,来确定阈值。另外,可以通过操作者对无线通信终端46进行操作来变更阈值。
在判断为已登记的行驶路径与垄的中央位置的偏离量(差异)小于阈值的情况下(步骤S603、No),无线通信终端46不针对该垄生成校正路径,而是返回步骤S601的处理。另一方面,在判断为已登记的行驶路径与垄的中央位置的差异为阈值以上的情况下(步骤S603、Yes),如果拖拉机1处于自主行驶中,则无线通信终端46将自主行驶的停止信号向拖拉机1发送,而使拖拉机1暂时停止(步骤S604)。如果拖拉机1没有处于自主行驶中,则进入步骤S605。
接下来,无线通信终端46判断:行驶路径的自动校正是否得到操作者允许(步骤S605)。在事先进行了:内容为允许行驶路径的自动校正的设定的情况下,无线通信终端46判断为:得到操作者允许。在事先没有进行行驶路径的自动校正的允许的情况下,无线通信终端46将规定的内容显示于显示屏37,请求操作者允许自动校正。
无线通信终端46例如将“允许行驶路径的自动校正”以及“不允许行驶路径的自动校正”显示于显示屏37。在操作者选择“允许行驶路径的自动校正”的情况下,例如,“对1个行驶路进行自动校正”以及“对所有行驶路进行自动校正”显示出来。在操作者选择“对1个行驶路进行自动校正”的情况下,无线通信终端46对1条行驶路(图38中的行驶路P5)进行自动校正,不对其它行驶路(图38中的行驶路P6~P8)进行自动校正。另外,在操作者选择“对所有行驶路进行自动校正”的情况下,无线通信终端46对所有的行驶路(图38中的行驶路P5~P8)进行自动校正。
此外,在操作者选择“不允许行驶路径的自动校正”的情况下,在无线通信终端46显示出“对行驶路径进行手动校正”、“不对行驶路径进行校正而继续作业”、以及“对作业进行中止”等选择项。
在判断为针对行驶路径的自动校正得到操作者允许的情况下(步骤S605、Yes),无线通信终端46(具体是指校正信息计算部277)基于拖拉机1的位置信息以及垄的中央位置等而计算出校正信息(步骤S606)。如上所述,无线通信终端46能够基于位置信息计算部49检测到的拖拉机1的绝对位置、和垄相对于拖拉机1的相对位置,而检测出实际的垄的绝对位置(即、行驶路径上的实际的垄的位置)。
校正信息为:用于对行驶路径进行校正的信息,具体地为:行驶路径的偏置量、偏置方向、行驶路径的角度变更量等。图38所示的例子中,由于垄形成为在宽度方向上平行地偏离,所以,行驶路径的偏置量以及偏置方向相当于校正信息。此外,在对多条路径进行校正的情况下,针对每条路径都计算出校正信息。无线通信终端46将步骤S603中求出的、行驶路径与垄的中央位置之间的偏离量作为偏置量。另外,无线通信终端46将行驶路径相对于垄的实际的中央位置而偏离的方向作为偏离方向。
接下来,无线通信终端46(具体是指校正路径生成部278)基于步骤S606中计算出的校正信息而生成校正路径,对存储于存储部32的行驶路径进行更新(步骤S607)。如图38所示,在实际的垄的位置发生偏离的情况下,如图39所示,生成校正路径。此外,图39中示出了:当选择对1条行驶路进行自动校正时所生成的校正路径。图39所示的例子中,无线通信终端46生成:对行驶路P5进行了校正的校正路径、亦即行驶路P51。另外,无线通信终端46生成:对转弯路U5进行了校正的校正路径、亦即转弯路U51。作为图39所示的行驶路P51的生成方法,例如,基于上述校正信息使行驶路P5的起点以及终点的位置偏置,生成将偏置后的起点以及终点连接起来的路径,来作为行驶路P51。亦即,校正路径生成部278能够基于预先生成的行驶路P5的位置(作为行驶路P5,在包括宽度信息时,为中央位置)、以及根据检测到的垄的中央位置而计算出的校正信息,使该行驶路P5的起点以及终点偏置,基于偏置后的起点以及终点,生成与行驶路P5不同的新的行驶路P51,来作为校正路径。
接下来,无线通信终端46再次开始拖拉机1的行驶,使拖拉机1沿着步骤S607中更新后的行驶路径进行行驶(步骤S608)。然后,无线通信终端46也进行:是否检测出垄的判断(步骤S601),在检测到垄的情况下,进行步骤S602以后的处理。通过像这样连续地进行上述的处理,即便在行驶路P6~P8与实际的垄的中央位置发生偏离的情况下,也能够对该行驶路P6~P8进行校正。
接下来,参照图36、图40以及图41,对以多条垄倾斜的方式发生偏离的情形进行说明。
图40中,实际的垄(由照相机247检测到的垄)相对于预先生成的行驶路径而倾斜。此处,照相机247不仅拍摄拖拉机1附近的垄的图像,还拍摄前方的垄的图像。因此,无线通信终端46通过对该图像进行解析,能够计算出附近以及前方的垄的位置。因此,步骤S603中,无线通信终端46能够计算出:不仅仅是拖拉机1的附近还有前方的、已登记的行驶路径与由照相机247检测到的垄的中央位置之间的偏离量。此外,步骤S603中,基于行驶路径与垄的中央位置的位置偏离,进行判断,但是,取而代之,可以基于行驶路径的方向与形成垄的方向之间的偏离角,进行判断。
图40所示的例子中,垄相对于行驶路径而倾斜,因此,步骤S606中,无线通信终端46(校正信息计算部277)计算出行驶路径的角度变更量,来作为校正信息。如上所述,无线通信终端46能够基于照相机247检测到的图像,而检测出形成垄的方向。因此,对行驶路径的方向和形成垄的方向进行比较,由此,计算出行驶路径的角度变更量。
另外,图40所示的例子中,所有垄都相对于行驶路径而倾斜,因此,操作者在步骤S605中选择“允许行驶路径的自动校正”,再进一步选择“对所有行驶路进行自动校正”。因此,无线通信终端60(具体是指校正路径生成部278)在步骤S608中,基于针对行驶路P5~P8以步骤S606求出的角度变更量,来生成:作为校正路径的、行驶路P51、行驶路P61、行驶路P71、行驶路P81、转弯路U51、转弯路U71(参照图41),从而更新存储于存储部32的行驶路径。
以下,以行驶路P51为例,对校正路径的生成方法进行说明,但是,也能够同样地生成其它校正路径。如图41所示,虽然行驶路P5的起点和垄的中央位置一致,但是形成垄的方向发生偏离,作为此时的行驶路P51的生成方法,例如,在维持行驶路P5的起点不变的状态下,使终点的位置偏置下述的值,即:基于上述校正信息(角度变更量)以及行驶路P5的路径长度计算出的值(例如,路径长度×tan(角度变更量)),然后生成:将上述起点以及偏置后的终点连接起来的路径,来作为行驶路P51。亦即,校正路径生成部278能够基于根据垄的形成方向计算出的校正信息,而使该行驶路P5的终点偏置,基于起点以及偏置后终点,生成:与行驶路P5不同的新的行驶路P51,来作为校正路径。
此外,当然还可以将图39及图41组合而生成校正路径。即,在垄的中心位置相对于行驶路径的位置而偏离、且垄的形成方向出现偏离的情况下,基于根据前者的偏离而计算出的校正信息,使行驶路的起点偏置,并且,基于根据前者以及后者的偏离而计算出的校正信息,使行驶路的终点偏置,从而能够生成:将偏置后的起点以及终点连接起来的路径,来作为行驶路P51。
接下来,参照图42至图44,对下述的处理进行说明,即:基于照相机247检测到的外部环境信息而对障碍物的位置以及大小进行检测,并对行驶路径进行自动校正的处理。在以下的说明中,图37所示的行驶路径T也预先存储于存储部32。以下,参照图42的流程图,说明:在检测出障碍物的情况下对行驶路径进行校正的处理。
首先,无线通信终端46通过对照相机247检测到的图像进行解析,进行是否检测出障碍物的判断(步骤S701)。例如,形成有障碍物(石头、垃圾、其它作业车辆)的部分与其它部分相比,颜色以及大小不同,因此,无线通信终端46能够基于照相机247检测到的图像而检测出障碍物。图43所示的例子中,在拖拉机1沿着行驶路P5行驶期间,对障碍物进行检测。
在步骤S701中判断为检测出障碍物的情况下,无线通信终端46与垄的情形同样地,对由照相机247检测到的障碍物的位置以及大小进行检测(步骤S702)。障碍物的大小为障碍物的宽度、高度、纵深度之中的至少1个。例如,通过障碍物的高度而无法检测出障碍物的纵深度。这种情况下,无线通信终端46对障碍物的宽度和高度进行检测。另外,障碍物的高度与行驶路径的相关性比较低,因此,可以省略障碍物的高度的检测。
接下来,无线通信终端46判断检测到的障碍物是否已登记(步骤S703)。通过对存储部32中所登记(存储)的障碍物的信息和步骤S702中检测到的障碍物的位置以及大小进行比较,来进行步骤S703的判断。更详细而言,关于检测到的障碍物是否已登记,当检测到的障碍物存在地区域与已登记的障碍物的区域的至少一部分重复的情况下,则判断为已登记,当没有与已登记的障碍物的区域重复的情况下,则判断为没有登记。
在检测到的障碍物已登记的情况下(步骤S703、Yes),无线通信终端46判断:已登记的障碍物与检测到的障碍物的位置或大小的差异是否为阈值以上(步骤S704)。该阈值与步骤S603同样地,优选基于卫星测位系统的误差、或者是否阻碍拖拉机1的作业,来确定该阈值。
在检测到的障碍物的位置和/或大小与已登记的障碍物的差异为阈值以上的情况下(步骤S704、Yes),无线通信终端46将自主行驶的停止信号朝向拖拉机1发送,从而使拖拉机1暂时停止(步骤S705)。此外,无线通信终端46在已登记的障碍物与检测到的障碍物的位置和/或大小的偏离量小于阈值的情况下(步骤S704、No),不针对该障碍物生成校正路径,而是返回到步骤S701的处理。更详细而言,在检测到的障碍物存在的区域与已登记的障碍物的区域一致、或者、包含在其中的情况下、以及在检测到的障碍物存在的区域与已登记的障碍物的区域的一部分重复的情况下,例如,在不重复的区域的大小为阈值以上的情况下,进入步骤S705。
另外,在检测到的障碍物未登记的情况下(步骤S703、No),无线通信终端46将自主行驶的停止信号朝向拖拉机1发送,从而使拖拉机1暂时停止(步骤S705)。图43所示的例子中,检测到未登记的障碍物。此外,即便在检测到未登记的障碍物的情况下,如果该障碍物小于阈值以上(例如,不阻碍拖拉机1的作业的程度),则可以返回步骤S701的处理。
接下来,无线通信终端46判断行驶路径的自动校正是否得到操作者允许(步骤S706)。该判断基本上与图36的步骤S605相同。但是,障碍物具有操作者能够以手作业除去的可能性。因此,操作者在除去障碍物后,选择“不对行驶路径进行校正而继续进行作业”,由此,能够沿着已登记的行驶路径继续作业。另外,还考虑有:根据障碍物的形状而生成行驶路重叠的(或超过预先设定的容许重叠量的)校正路径的情形。这种情况下,无线通信终端46要求操作者允许重叠。
在判断出行驶路径的自动校正得到操作者允许的情况下(步骤S706、Yes),无线通信终端46(具体是指校正信息计算部277)基于拖拉机1的位置信息、障碍物的位置以及大小等,而计算出校正信息(步骤S707)。如上所述,无线通信终端46能够基于位置信息计算部49检测到的拖拉机1的绝对位置、和障碍物相对于拖拉机1而言的相对位置,而检测出实际的障碍物的绝对位置(即,行驶路径上的实际的障碍物的位置)。此处,在检测到的障碍物为已登记的障碍物的情况下,校正信息为:使得对已登记的障碍物的区域进行了校正的校正后的区域成为下述的区域地进行校正的信息,即,该区域包括已登记的障碍物的区域以及检测到的障碍物存在的区域。与此相对,在检测到的障碍物不是已登记的障碍物的情况下,校正信息为:使得应当重新登记的障碍物的区域成为下述区域地进行校正(重新登记)的信息,即,该区域包括检测到的障碍物存在的区域。
接下来,无线通信终端46(具体是指校正路径生成部278)基于步骤S707中计算出的校正信息,而生成校正路径,并对存储于存储部32的行驶路径进行更新(步骤S708)。图43及图44所示的例子中,无线通信终端46对行驶路P5、行驶路P6、转弯路U5进行校正,生成在跟前转弯的校正路径、亦即行驶路P51、行驶路P61、转弯路U51。
以下,对校正路径的生成方法进行说明。在检测到的障碍物为已登记的障碍物的情况下,基于校正信息,来特定:所述校正信息对自主行驶·自主作业造成影响的行驶路。例如,在行驶路P5中行驶时检测到的障碍物与已登记的障碍物相比相对于拖拉机1的行驶方向而偏离的情况下,基于该偏离的校正信息被特定为:对行驶路P5造成影响的信息,在相对于拖拉机1的行驶方向在垂直方向上偏离的情况下,基于该偏离的校正信息被特定为:对与行驶路P5邻接的行驶路P6造成影响的信息。并且,基于校正信息而使所特定的行驶路的起点以及终点中的、设置于障碍物的周围的终点进行偏置,由此,基于起点以及偏置后的终点,生成新的行驶路,来作为校正路径。
另一方面,在检测到的障碍物不是已登记的障碍物的情况下,与上述情形同样地,基于校正信息,来特定:所述校正信息对自主行驶·自主作业造成影响的行驶路。并且,基于校正信息,将所特定的行驶路的起点以及终点之中的终点从田地端变更为障碍物的周围,基于起点以及变更后的终点,生成新的行驶路,来作为校正路径。
接下来,无线通信终端46使拖拉机1再次开始行驶,并使拖拉机1沿着步骤S708中更新的行驶路径进行行驶(步骤S709)。然后,无线通信终端46进一步进行:是否检测到障碍物的判断(步骤S701),在检测到障碍物的情况下,进行步骤S702以后的处理。通过像这样连续进行上述的处理,即便在田地中具有多个未登记的障碍物的情况下,也能够对行驶路径进行校正。
此外,无线通信终端46在步骤S708中,在检测到的障碍物为已登记的障碍物的情况下,除了生成校正路径以外,还优选建议用户利用障碍物外周设定部34对障碍物重新登记、或者基于校正信息而变更障碍物的登记,并且,在检测到的障碍物不是已登记的障碍物的情况下,除了生成校正路径以外,还优选建议用户利用障碍物外周设定部34新登记障碍物、或者基于校正信息而新登记障碍物。
如上所述,本实施方式的自主行驶路径生成系统299具备:路径生成部276、存储部32、照相机247、校正信息计算部277、以及校正路径生成部278。路径生成部276生成行驶路径。存储部32对路径生成部276所生成的行驶路径进行存储。照相机247设置于拖拉机1,并获取作业区域内的外部环境信息(特定对象(垄或障碍物等)的位置以及大小等)。校正信息计算部277基于照相机247获取到的外部环境信息,而计算出用于对行驶路径进行校正的校正信息。校正路径生成部278生成基于校正信息计算部277计算出的校正信息,而生成对行驶路径进行校正后的校正路径,并存储于存储部32。
由此,基于由设置于拖拉机1的照相机247获取到的外部环境信息而对行驶路径进行校正。因此,能够基于当前环境等而对预先生成的行驶路径进行校正。另外,通过将校正路径存储于存储部32,能够省去下次以及以后对行驶路径进行校正的过程。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但是,上述的构成可以如下进行变更。
上述的第六实施方式中,例举出垄以及障碍物作为由外部环境信息特定的特定对象,来进行说明,但是,也可以为其它特定对象(沟或田地的端部)。例如,在设定田地的外周的位置的情况下,如上所述,使拖拉机1沿着田地的外周转圈1周。此时,无线通信终端46能够基于照相机247而检测出田地的端部。在已登记的田地的端部与检测到的田地的端部之间的偏离量为阈值以上的情况下,无线通信终端46对田地外周的设定进行校正,在受到该田地外周的影响的情况下,也对行驶路径进行校正。
上述的实施方式中,作为外部环境信息获取部,以照相机247为例进行了说明,但是,外部环境信息获取部也可以为雷达装置。另外,上述的实施方式中,也可以将存储部32存储的信息中的至少一部分存储于存储部55。同样地,也可以将存储部55存储的信息中的至少一部分存储于存储部32。
上述的实施方式中,构成自主行驶路径生成系统299的路径生成部276、存储部32、校正信息计算部277、以及校正路径生成部278被配备于无线通信终端46侧,但并不限于此。即,这些部件中的一部分或全部可以被配备于拖拉机1侧或其它设备。
上述实施方式中,校正信息计算部277基于外部环境信息获取部(例如照相机247)获取到的信息而计算出校正信息,校正路径生成部278基于由校正信息计算部277计算出的校正信息而生成校正路径,不过,校正信息也可以不是由校正信息计算部277计算出来的,可以为用户对外部输入装置(例如显示屏37)进行操作而输入的校正值。在用户想要使拖拉机1开始自主行驶·自主作业时、或者利用照相机247检测到行驶路径与垄的中央位置之间的位置偏离时,能够对显示屏37进行操作而输入校正值,由此,能够以用户所期望的方案来生成:对位置偏离进行校正后的校正路径。此外,为了用户能够输入适当的校正值,显示控制部31只要将下述的校正值显示于显示屏37即可,即,该校正值是基于由校正信息计算部277计算出的校正信息而被推荐的。另外,在由用户输入的校正值脱离上述推荐的校正值的情况下,无线通信终端46可以进行警告而求出校正值的修正。
另外,在针对多列行驶路中的、特定的行驶路而生成了校正路径的情况下,可以伴随上述校正路径的生成而对包括该特定的行驶路在内、且没有利用拖拉机1进行自主行驶·自主作业的行驶路(以下、称为行驶预定行驶路)进行校正,也可以仅对该特定的行驶路进行校正且不对其它路径进行校正。前者的情况下,在生成了:例如将特定的行驶路向开始位置侧偏置了Ncm的校正路径的情况下,行驶预定行驶路也同样地生成:向开始位置侧相应地偏置Ncm的校正路径。另一方面,后者的情况下,例如,即便生成将特定的行驶路向开始位置侧相应地偏置Ncm的校正路径,也维持行驶预定行驶路而不进行校正。这种情况下,在特定的行驶路之后利用拖拉机1进行自主行驶·自主作业的下一个行驶路的起点没有变更,因此,另行生成:将特定的行驶路的终点和下一个行驶路的起点连接起来的转弯路。
上述实施方式中,判断检测到的障碍物是否为已登记的障碍物,但是,未登记的障碍物不仅为作业区域内存在的静态的(不以自己的想法或风等自然现象进行移动的)障碍物,也可以为动态的(以自己的想法或风等自然现象进行移动的)障碍物。作为动态的障碍物,可以举出人或动物。图42的步骤S707中,校正信息计算部277基于拖拉机1的位置信息、障碍物的位置以及大小等而计算出校正信息,但是,特别是在未登记的障碍物为动态的障碍物的情况下,校正信息中还包括能够对该障碍物的经时位置变化进行特定的信息。能够对经时位置变化进行特定的信息可以包括:表示动态的障碍物的移动方向以及移动速度的信息,另外,还可以包括:经过了下述时间TM1时的动态的障碍物的位置信息,即,该时间TM1是:基于相对于拖拉机1移动的障碍物的位置(分离距离)以及移动速度而计算出至拖拉机1与动态的障碍物相接触为止的时间(以下,时间TM1)。此外,可以基于照相机247检测到的视频或多个图像,捕捉例如障碍物的位置变化,来特定障碍物为动态还是静态。
在障碍物为动态的障碍物的情况下,无线通信终端46判断:在经过了上述时间TM1的时刻,拖拉机1和动态的障碍物是否接触,当判断为没有接触时,就不生成基于校正信息的校正路径。另一方面,当经过了上述时间TM1的时刻、拖拉机1和动态的障碍物接触时,就生成基于校正信息的校正路径。作为校正路径,其为:在经过了上述时间TM1的时刻,拖拉机1和动态的障碍物没有接触的路径。因此,在未登记的障碍物为静态的障碍物的情况下,对所特定的行驶路的起点以及终点之中的终点进行变更,来生成校正路径;在未登记的障碍物为动态的障碍物的情况下,就不对起点以及终点进行变更,而在经过时间TM1后再生成:包括回避动态的障碍物的迂回路在内的校正路径。在绕过动态的障碍物的情况下,在该迂回路中包括:用于回避与动态的障碍物接触的转弯路,不过,该转弯方向优选为:与动态的障碍物的移动方向相反的方向。
此外,动态的障碍物不限于总是进行一定的活动,有时随时间变化而为不同的活动。这种情况下,只要适当生成:回避与动态的障碍物接触的校正路径即可,在拖拉机1继续进行移动的情况下,当判断为:无法避免与动态的障碍物接触、或者动态的障碍物的移动方向在短时间内连续变更等而导致难以回避接触时,可以使拖拉机1停止。这种情况下,只要生成从拖拉机1停止的位置至终点为止的校正路径即可。
<第七实施方式>
接下来,主要参照图45至图57,对本发明的第七实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统399详细地进行说明。图45是示出了沿着本发明的第七实施方式所涉及的自主行驶路径生成系统399生成的自主行驶路径93行驶的机器人拖拉机1的整体构成的侧视图。
本实施方式的机器人拖拉机1具备作业机300,以此代替第一实施方式中的作业机3。本发明中,作为作业机300,使用:具备利用未图示的旋转刀具进行割草作业的割草作业部(作业部)3A的割草机。该割草机构成为:能够使割草作业部3A以相对于行驶机体2在机体左右方向上偏置的状态进行割草作业的偏置型割草机(偏置型作业机)。图46中示出了:割草作业部3A相对于行驶机体2向行进方向右侧偏置的状态。但是,虽然详细内容未图示,但是,作业机300具备液压缸(后述的偏置致动器345),通过对该液压缸进行驱动,还能够使割草作业部3A向与图46相反的一侧(向行进方向左侧)偏置,或者使其位于行驶机体2的正后方。
作业机300具备:用于对割草作业部3A等进行控制的作业机控制部350。作业机控制部350构成为具备:未图示的CPU、ROM、RAM、以及I/O等,CPU能够从ROM中读取各种程序等进行执行。作业机控制部350与行驶机体2的控制部4电连接,能够基于来自控制部4的指令而对作业机300进行控制。在作业机控制部350电连接有偏置控制器365。
偏置控制器365对作业机300的割草作业部3A的偏置量进行控制。具体而言,作业机300具备偏置致动器345。作为偏置致动器345,例如,可以考虑是液压缸、电动马达等,但并不限于此。该构成中,偏置控制器365基于从作业机控制部350输入的控制信号,而对偏置致动器345进行驱动。利用该控制,能够使作业机300的割草作业部3A在机体左右方向上位移。
利用控制部4(作业机控制部350)对偏置致动器345进行控制,以作业机300的割草作业部3A相对于行驶机体2适当偏置的状态而使拖拉机1行驶,由此,能够以割草作业部3A通过的路径的中心和行驶机体2通过的路径的中心在机体左右方向上偏离的状态,利用割草作业部3A进行作业。
包括作业机300的偏置控制器365在内的多个所述控制器(例如,发动机控制器61等)基于从拖拉机1的控制部4输入的信号而对作业机300等各部件进行控制。因此,能够把握控制部4实质上对各部件进行控制。
接下来,主要参照图47及图48,对自主行驶路径生成系统399更详细地进行说明。
本实施方式的自主行驶路径生成系统399的主要构成配备于无线通信终端46。如图48所示,本实施方式的无线通信终端46除了具备上述的控制部71、显示屏(显示部)37、以及通信部72等以外,还具备:作业车辆信息设定部(偏置设定部)51、田地信息设定部(开始结束位置设定部)52、作业信息设定部53、以及自主行驶路径生成部354等。
本实施方式的无线通信终端46与第一实施方式的情形同样地,也能够利用上述的软件和硬件的协作而作为作业车辆信息设定部(偏置设定部)51、田地信息设定部(开始结束位置设定部)52、作业信息设定部53、以及自主行驶路径生成部354等,进行工作。
作业车辆信息设定部51用于设定:与拖拉机1相关的信息(以下、有时称为作业车辆信息。)。作业车辆信息设定部51能够对通过操作者对无线通信终端46进行适当操作而指定的下述的内容进行存储,该内容为:拖拉机1的机种、在拖拉机1安装测位用天线6的位置、作业机300的种类、作业机300的尺寸以及形状、作业机300相对于行驶机体2的位置、拖拉机1作业中的车速以及发动机转速、拖拉机1转弯中的车速以及发动机转速等。
作业车辆信息设定部51能够将通过割草作业部3A进行作业的左右方向上的有效宽度(图46所示的宽度E2。以下、有时称为作业宽度。)设定为上述的作业机300的尺寸。另外,在作业机300为偏置型作业机的情况下,作业车辆信息设定部51能够设定:使割草作业部3A相对于行驶机体2偏置的方向(机体左方、机体右方、或两方)、和进行偏置作业时的机体左右方向上的偏置距离E1,来作为上述的作业机300相对于行驶机体2的位置。
如图46及图49所示,偏置距离E1可以定义为:行驶机体2中适当设定的基准点2C、与作业机300(割草作业部3A)中适当设定的基准点3C之间的机体左右方向上的距离。行驶机体2的基准点2C可以任意地确定为:代表行驶机体2的位置的点,但是,该基准点2C优选设定为:位于行驶机体2的左右方向中央。关于作业机300(割草作业部3A)的基准点3C,也可以任意地确定为:代表该作业机300(割草作业部3A)的位置的点,但是,该基准点3C优选设定为:位于割草作业部3A的左右方向中央。此外,在作业机300相对于行驶机体2的连结位置不是行驶机体2的左右方向中央的情况下,可以将该连结位置(在多个位置连结的情况下,为连结位置中心)作为基准点,来代替上述基准点2C,将该基准点与上述基准点3C之间的机体左右方向上的距离定义为偏置距离E1。另外,测位用天线6的安装位置可以如图45所示与行驶机体2的基准点2C一致,也可以不一致。
田地信息设定部52用于设定田地信息。田地信息设定部52可以对通过操作者对无线通信终端46进行操作而设定的下述的内容进行存储,该内容为:田地90的位置以及形状、想要使其自主行驶的开始位置以及结束位置、作业方向等。
作业信息设定部53用于设定:与如何具体地进行作业相关的信息(以下、有时称为作业信息。)。作业信息设定部53能够设定:是否有机器人拖拉机1与有人的拖拉机的协同作业、拖拉机1在地头转弯时跳过的作业路径383A的数量亦即跳过数、地头的宽度、以及非耕作地的宽度等,来作为作业信息。
自主行驶路径生成部354用于生成:使拖拉机1自主行驶的路径、亦即自主行驶路径383。自主行驶路径生成部354能够基于由作业车辆信息设定部51、田地信息设定部52以及作业信息设定部53而被设定的信息,来生成拖拉机1的自主行驶路径383,并进行存储。
接下来,主要参照图50至图53,对用于生成自主行驶路径383的无线通信终端46中的设定进行说明。图50是示出了:无线通信终端46的显示屏37中的作业车辆信息输入画面391的显示例的图。图6是示出了:无线通信终端46的显示屏37中的田地信息输入画面392的显示例的图。图51是示出了:无线通信终端46的显示屏37中的田地信息输入画面392的另一显示例的图。图52是示出了:无线通信终端46的显示屏37中的作业信息输入画面393的显示例的图。
如果操作者在无线通信终端46中进行规定的操作,则控制部71如下进行控制,即,将图50所示的作业车辆信息输入画面391显示于显示屏37。
在作业车辆信息输入画面391中除了分别配置有用于输入下述内容的的栏以外,即,该内容为:与第一实施方式所涉及的作业车辆信息输入画面81同样的信息亦即拖拉机1的机种、拖拉机1的大小、测位用天线6相对于行驶机体2的安装位置、作业机300的种类、作业机300的作业宽度E2,还分别配置有用于输入下述内容的的栏,即,该内容为:从3点连杆机构的后端(下连杆的后端)至作业机300的后端为止的距离、能够将作业机300(割草作业部3A)相对于行驶机体2偏置的方向、将作业机300偏置时的机体左右方向上的偏置距离(具体而言、行驶机体2的基准点2C与割草作业部3A的基准点3C之间的机体左右方向上的距离)E1等。
操作者对无线通信终端46进行操作,向作业车辆信息输入画面391的各栏中配置的文本框输入数值,或者从下拉框的一览中选择,由此,进行设定。由此,可以设定:包括作业机300具有的割草作业部3A的作业宽度E2、能够使割草作业部3A相对于行驶机体2偏置的左右偏置方向(右方、左方、或两方)以及偏置距离E1等在内的各种信息。
作业车辆信息输入画面391中操作者指定的作业车辆信息被存储于作业车辆信息设定部51。当作业车辆信息的输入完成时,控制部71按如下方式对显示屏37进行控制,即,将与第一实施方式的图7所示的内容大致同样的、田地信息输入画面392显示出来(图51)。
向田地信息输入画面392输入与第一实施方式所示的内容大致同样的内容的田地信息,进行设定,但是,以下,对本实施方式特有的设定内容详细地进行说明。
图6中示出了:设定了田地90的位置以及形状、作业的开始位置以及结束位置的例子。图6的例子中,在矩形的田地90的1个角设定开始位置,在与该角处于对角位置关系的角设定结束位置。这样,本实施方式的自主行驶路径生成系统399中,与第一实施方式所示的方案同样地,原则上,以开始位置以及结束位置这两方设定于田地90的端部。
另一方面,本实施方式中,在作业车辆信息设定部51设定内容为:作业机300(割草作业部3A)能够一边相对于行驶机体2而向机体左右方向任意方向偏置一边进行作业的设定的情况下,能够(仅仅)对自主行驶的开始位置以及结束位置之中的一方,来指定作业区域381的中央附近的点。图51中示出了像这样的例子。图51的例子中,开始位置设定于田地90的角,另一方面,结束位置设定于田地90的中央部。此外,该设定是在使用偏置型作业机时特有的设定,在使用非偏置型作业机的情况下,就不能进行像图51那样的指定。
在田地信息输入画面392中,操作者指定的田地信息存储于田地信息设定部52。当田地信息的输入完成时,控制部71按如下方式对显示屏37进行控制,即,将图52所示的作业信息输入画面393显示出来。
在作业信息输入画面393中,能够输入具体的作业的信息(所述作业信息)。具体而言,在作业信息输入画面393中分别设置有用于输入下述内容的栏,即,该内容为:是否有机器人拖拉机1与有人拖拉机的协同作业、有人的拖拉机协同作业时的模式、有人的拖拉机协同作业时的该有人的拖拉机的作业宽度、有人的拖拉机协同作业时的机器人拖拉机1的跳过数(跳过几列作业路径进行行驶)、邻接的作业路径中的作业宽度的重叠容许量、作业机300的初始偏置方向、地头的宽度、以及非耕作地的宽度等。
其中,在“是否有有人拖拉机的协同作业”、“协同作业模式”、“机器人拖拉机的跳过数”、“作业宽度的重叠量”、“地头的宽度”、以及“非耕作地的宽度”的各栏中,以与前述的第一实施方式同样的方法输入设定值。
“作业机的初始偏置方向”栏中,在拖拉机1装配有偏置型作业机的情况下,能够指定:在自主行驶的开始时刻,作业机300(割草作业部3A)向左右哪一方偏置、或不偏置。
此外,对于像本实施方式这样使用偏置型作业机时的“地头的宽度”以及“非耕作地的宽度”,可以限制设定值,以使其与使用非偏置型作业机的情形相比变宽。由此,即便装配有偏置型作业机的情况下,也能够一边考虑作业机300的端部(割草作业部3A的端部)不会从田地90中伸出来,一边在该地头等容易地形成自主行驶路径。
但是,本实施方式中,在作为作业车辆信息而设定了:装配有偏置型作业机作为作业机300进行作业的内容,为了避免自主行驶路径383的生成逻辑的复杂化,而使得“是否有有人拖拉机的协同作业”栏无法输入(即,强制没有协同作业)。另外,根据同样的情况,在作为作业机300而使用偏置型作业机的情况下,使得“机器人拖拉机的跳过数”栏无法输入(即,跳过数量强制性地为零)。因此,本实施方式中,在使用偏置型作业机而使拖拉机1自主行驶·自主作业的情况下,就不能生成考虑了有人拖拉机的存在的路径而使其自主行驶·自主作业,也不能跳过1列以上的作业路径383A而进行作业。
接下来,参照图53,对自主行驶路径生成部354生成自主行驶路径383的处理进行说明。图53是示出了生成自主行驶路径383的处理的流程图。
当在图52所示的作业信息输入画面393中对“生成自主行驶路径”按键进行操作时,最初基于在田地信息输入画面392中设定的田地90的形状、和在作业信息输入画面393中设定的地头的宽度以及非耕作地的宽度,来确定作业区域381以及非作业区域382。然后,开始图53的处理,最初,自主行驶路径生成部354像图54的虚线箭头那样,生成:作业区域381中的、割草作业部3A通过的路径384(步骤S801)。此时的路径的计算是以作业机300的基准点(割草作业部3A的基准点)3C为基准进行的,而不是以行驶机体2的基准点2C进行计算。此外,以下,有时将作业区域381中作业机300的基准点3C通过的路径384称为“作业机作业路径”。
接下来,自主行驶路径生成部354基于步骤S801的处理中生成的作业机作业路径(所述路径384)、和利用作业车辆信息设定部51而设定的偏置方向以及偏置距离(换言之,基于行驶机体2的基准点2C),像图55的粗线箭头那样,生成作业区域381中的行驶机体2通过的路径(作业路径383A)(步骤S802)。能够基于简单的几何学关系来进行该计算。此外,以下,有时将作业区域381中行驶机体2的基准点2C通过的路径称为“行驶机体作业路径”。
然后,自主行驶路径生成部354以将步骤S802的处理中生成的行驶机体作业路径(作业路径383A)的端点连结的方式,像图56的粗线箭头那样,生成非作业区域382中行驶机体2的基准点2C通过的路径(非作业路径383B)(步骤S803)。此时,也同样地生成:将自主行驶的开始位置和行驶机体作业路径的端点连结起来的路径、以及将行驶机体作业路径的端点和自主行驶的结束位置连结起来的路径。从防止作业机300的端部从田地90向外部伸出去的观点考虑,根据需要,在规定的边缘内,对非作业区域382中行驶机体2通过的路径进行适当修正。根据以上操作,能够生成田地90(作业区域381以及非作业区域382)中的行驶机体2的自主行驶路径383。
此外,本实施方式中自主行驶路径生成系统399能够生成的自主行驶路径383有2种,其中1个为以图56的粗线箭头所示的折返行驶路径。该折返行驶路径应用于:像图6的例子那样,由田地信息设定部52设定的自主行驶的开始位置以及结束位置均为田地90的端部的情形,并以一边在田地90的缘部与缘部之间反复折返一边进行作业的方式来生成。
该折返行驶路径的特征在于,通过将与预先指定的作业方向平行的直线路在与该作业方向垂直的方向上与去路、回路、去路、…交替并排,来形成图54所示的作业机作业路径。在配置该作业机作业路径时,考虑到该作业机300的作业宽度E2等,以使得不会发生作业机300针对作业区域381的作业出现遗漏,并且,作业效率良好。另外,对于作业机作业路径的配置,也可以适当考虑:从指定的开始位置(或开始位置的附近)按照上述的作业方向进行最初的作业,尽可能在结束位置(或结束位置的附近)结束作业。
此外,在作业区域381或田地90的形状复杂的情况下,可以使上述的去路以及回路为折线路等,来代替直线路。
但是,本实施方式中,作业机300构成为能够变更割草作业部3A的偏置方向。这种情况下,自主行驶路径生成部354可以根据需要,在将作业路径383A和作业路径383A连结的非作业路径383B上,来变更割草作业部3A的偏置方向。例如,图55的例子中,从左侧数第1条以及第2条作业路径383A中的割草作业部3A的偏置方向为右,不过,在第3条中,偏置方向切换为左,然后再交替切换。通过像这样生成路径,能够根据非耕作地的宽度(侧缘SM1)的大小等各种情况而灵活地进行自主行驶·自主作业。另外,通过在非作业路径383B中切换割草作业部3A的偏置方向,能够以简单的处理来生成自主行驶路径383。
接下来,参照图57,对另1个自主行驶路径、亦即转圈行驶路径进行说明。
在像图51的例子那样由田地信息设定部52设定的自主行驶的开始位置以及结束位置之中的一方为田地90的中央的情况下,生成图57所示的转圈行驶路径。图51的例子中,自主行驶的结束位置设定于田地90的中央,因此,像图57的粗线箭头那样,以在田地90内从外侧朝向内侧呈角旋涡状地转圈的方式来生成转圈行驶路径。但是,还可以将自主行驶的开始位置设定于田地90的中央,将结束位置设定于田地90的端部,这种情况下,以在田地90内从内侧朝向外侧呈角旋涡状地转圈的方式来生成转圈行驶路径。
还利用图53所示的处理,来生成该转圈行驶路径。具体而言,作业区域381中以作业机300的基准点3C为基准呈旋涡状地生成作业机作业路径(图57的虚线箭头的路径384),通过该作业机作业路径偏置(基于行驶机体2的基准点2C)而生成行驶机体作业路径(作业路径383A)。此外,自主行驶的开始位置附近的部分为非作业区域382,因此,以将自主行驶的开始位置和行驶机体作业路径的端点连结的方式来生成:该非作业区域382中行驶机体2的基准点2C通过的路径(非作业路径383B)。根据以上操作,能够生成图57中以粗线箭头所示的转圈行驶路径。
图57所示的转圈行驶路径的例子中,作业机300的偏置方向无法在自主行驶路径383的中途进行变更。换言之,在该转圈行驶路径中,在从田地90的外侧朝向内侧进行作业的路径的整个行程中,维持:作业机300朝向比行驶机体2更靠田地90的中央侧的状态。因此,行驶机体2行驶在:作业机300已结束作业的部分,因此,例如,能够在割草作业中以总是前方视觉开阔的状态进行作业。此外,转圈行驶路径中,也与折返行驶路径同样地,可以根据作业内容而在自主行驶路径383的中途,变更作业机300的偏置方向。
本实施方式中,田地(行驶区域)80中包括作业区域381以及非作业区域382,但是,作业区域381和非作业区域382可以为一部分重复的区域。作业区域381和非作业区域382的一部分重复是指:当拖拉机1在该重复区域行驶N次(N为2以上的整数)的情况下,不利用作业机300进行作业地行驶X次(X为小于N的整数),一边利用作业机300进行作业,一边行驶N-X次。因此,本实施方式中,作业区域381可以称为:拖拉机1伴随作业机300的作业而进行行驶的区域,非作业区域382也可以称为:拖拉机1不伴随作业机300作业地进行行驶的区域。
如图57所示,在朝向田地90的中心部呈旋涡状地生成作业机作业路径的情况下,为了在田地90的中心部,利用作业机300而针对比拖拉机1的转弯半径还窄的残留区域进行作业,可能需要折返(使拖拉机1暂且后退而从残留区域离开一定距离后再向残留区域移动的工作)。该一系列的折返工作不是利用作业机300来进行作业,因此,进行一系列的折返工作的区域可以称为非作业区域382。自主行驶路径生成部354在生成用于进行像这样的折返工作的路径时,基于行驶机体2的基准点2C来生成路径,而不是基于作业机300的基准点3C来生成路径。亦即,在本实施方式中,自主行驶路径生成部354能够针对拖拉机1伴随作业机300作业而进行行驶的区域,基于作业机300的基准点3C,来生成路径(作业机作业路径),还能够针对拖拉机1不伴随作业机300作业而进行行驶的区域,基于行驶机体2的基准点2C,来生成路径(行驶机体作业路径)。
如上所述,本实施方式的自主行驶路径生成系统399在预先确定的田地90中,生成:用于使具备行驶机体2和装配于行驶机体2的作业机300的拖拉机1进行自主行驶的自主行驶路径383。自主行驶路径生成系统399具备:作业车辆信息设定部51和自主行驶路径生成部354。作业车辆信息设定部51能够设定:作业机300的基准点3C相对于行驶机体2的基准点2C而言的偏置方向以及偏置距离。自主行驶路径生成部354能够基于作业机300的基准点3C而生成田地90内的自主行驶路径383。
由此,能够生成:将作业机300的基准点3C通过的路径384和行驶机体2的基准点2C通过的路径(作业路径383A)错开之后的自主行驶路径383。其结果,能够将拖拉机1的自主行驶应用于:例如,一边对田地端进行除草一边行驶的情形等各种作业形式。
另外,本实施方式的自主行驶路径生成系统399中,田地90包括:利用作业机300进行作业的作业区域381、以及设定于作业区域381的周围的非作业区域382。自主行驶路径生成部354基于作业机300的基准点3C而生成作业区域381内的作业路径383A,基于行驶机体2的基准点2C而生成非作业区域382内的非作业路径383B。
由此,通过使生成自主行驶路径383时的位置的基准在作业区域381与非作业区域382之间不同,即便使作业机300(割草作业部3A)在作业区域381中偏置而进行作业的情况下,也能够在作业区域381以及非作业区域382这两者中,将自主行驶路径383的生成处理简化。
另外,本实施方式的自主行驶路径生成系统具备:设定拖拉机1在田地90中作业的开始位置以及结束位置的田地信息设定部52。如图6所示,在利用田地信息设定部52将开始位置以及结束位置这两者设定于田地90的端部的情况下,自主行驶路径生成部354生成:一边在田地90的缘部与缘部之间反复折返、一边从开始位置朝向结束位置的折返行驶路径(图56),来作为自主行驶路径383。如图51所示,在利用田地信息设定部52将开始位置以及结束位置中的一方设定于田地90的端部、并将另一方设定于田地90的中央部的情况下,自主行驶路径生成部354生成:从开始位置朝向结束位置的旋涡状的转圈行驶路径(图57),来作为自主行驶路径383。
由此,可以根据作业内容等适当选择2种自主行驶路径383,因此,能够使作业效率得到提高。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但是,上述的构成可以如下进行变更。
上述的实施方式中,在自主行驶的开始位置和结束位置这两者均被指定为田地90的端部的情况下,生成折返行驶路径。但是,例如,在显示于显示屏37以便确认生成的折返行驶路径时,可以利用信息的显示等适当的方法,从自主行驶路径生成系统399侧建议操作者生成转圈行驶路径。
作为偏置型作业机,不限定于上述的割草作业机,例如可以使用偏置型的犁。
上述的实施方式中,构成为:仅在由作业车辆信息设定部51设定能够使作业机300相对于行驶机体2而偏置的内容的情况下,作为自主行驶的开始位置或结束位置,能够选择田地90的中央部。但是,在使用非偏置型的作业机300的情况下,也可以选择田地90的中央部作为自主行驶的开始位置或结束位置。
上述的实施方式中,可以使作业机300相对于行驶机体2而向机体左方以及机体右方偏置,不过,也可以只能够向左右一侧方向偏置。这种情况下,(在没有偏置时,偏置距离E1为0,因此,)构成为在作业车辆信息设定部51中仅设定偏置距离E1,从而能够通过自主行驶路径生成系统399进行自主行驶路径383的生成。
上述的实施方式中,在往复行驶路径中,拖拉机1相对于作业的行进方向而言交替地朝向相反方向,在转圈行驶路径中,拖拉机1相对于作业的行进方向而言总是朝向相同方向。即,可以说:在往复行驶路径中进行偏置方向掉头的必要性较高,在转圈行驶路径中进行偏置方向掉头的必要性较低。因此,在生成的路径为往复行驶路径的情况下,偏置方向根据需要掉头,在生成的路径为转圈行驶路径的情况下,偏置方向可以不在中途发生变更(掉头)。
另外,作为作业机300,仅能够向左右一侧偏置的作业机没有被装配于行驶机体2,也可以仅将能够向左右两侧偏置的作业机装配于行驶机体2。这种情况下,可以不考虑能够仅向左右一侧偏置的情形,因此,在图50的设定画面中,可以省略“作业机能够左右偏置的方向”的“仅左侧”以及“仅右侧”的项目。
上述的实施方式中,基于由作业信息输入画面393设定的地头的宽度以及非耕作地的宽度,来确定非作业区域382,作业区域381被确定为:从田地380中除去非作业区域382以外的剩余的区域。但是,设定作业区域381的方法不限于上述方法,例如可以构成为:操作者在上述的田地信息输入画面392中,指定显示于平面显示部88的田地380中的任意的点,由此能够设定作业区域381以及非作业区域382。
上述的实施方式中,构成自主行驶路径生成系统399的作业车辆信息设定部51、和自主行驶路径生成部354被配备于无线通信终端46侧。但是,作业车辆信息设定部51以及自主行驶路径生成部354中的一部分或全部也可以配备于拖拉机1侧。
附图标记说明
1 拖拉机(作业车辆)
47 自主行驶路径生成部(路径生成部)
54 作业区域分割部(区域分割部)
91 作业区域(行驶区域)
93 自主行驶路径(行驶路径)
93A 作业路径(行驶路)
99 自主行驶路径生成系统
BP 基本单元路径数(规定值)
S 划分区
SE 例外的划分区
SN 跳过数(基准值)

Claims (3)

1.一种自主行驶路径生成系统,其生成用于使作业车辆在预先确定的行驶区域进行自主行驶的行驶路径,
所述自主行驶路径生成系统的特征在于,具备:
路径生成部,该路径生成部生成所述行驶路径;
存储部,该存储部对所述路径生成部生成的所述行驶路径进行存储;
外部环境信息获取部,该外部环境信息获取部设置于所述作业车辆,并获取所述行驶区域内的外部环境信息;
校正信息计算部,该校正信息计算部基于所述外部环境信息获取部获取到的所述外部环境信息,而计算出用于校正所述行驶路径的校正信息;以及
校正路径生成部,该校正路径生成部生成基于所述校正信息计算部计算出的所述校正信息而对所述行驶路径进行校正后得到的校正路径,并存储于所述存储部。
2.根据权利要求1所述的自主行驶路径生成系统,其特征在于,
所述自主行驶路径生成系统具备:计算出所述作业车辆的绝对位置的位置信息计算部,
在由所述外部环境信息特定的特定对象阻碍所述作业车辆的作业的情况下,所述校正信息计算部基于所述位置信息计算部计算出的所述作业车辆的位置和所述特定对象的位置,来计算出所述校正信息。
3.根据权利要求1所述的自主行驶路径生成系统,其特征在于,
所述自主行驶路径生成系统具备:计算出所述作业车辆的绝对位置的位置信息计算部,
在由所述外部环境信息特定的特定对象的位置与所述存储部中预先已登记的位置的差异为阈值以上的情况下、或者、该特定对象没有在所述存储部中登记的情况下,所述校正信息计算部基于所述位置信息计算部计算出的所述作业车辆的位置和所述特定对象的位置,来计算出所述校正信息。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116149337A (zh) * 2023-04-14 2023-05-23 未岚大陆(北京)科技有限公司 割草控制方法、设置方法、割草机、设置装置和电子设备

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6919531B2 (ja) * 2017-11-30 2021-08-18 井関農機株式会社 作業車両
EP3800979B1 (en) 2018-05-25 2023-03-22 The Toro Company Autonomous grounds maintenance machines with path planning for trap and obstacle avoidance
JP7075695B2 (ja) * 2019-02-22 2022-05-26 株式会社ナイルワークス ドローン操縦機、および、操縦用プログラム
KR102049937B1 (ko) * 2019-03-11 2019-11-28 엘에스엠트론 주식회사 농작업차량 자동제어 시스템
CN110209154B (zh) * 2019-04-09 2022-10-14 丰疆智能科技股份有限公司 自动收割机的残留收割路径规划系统及其方法
CN110057364B (zh) * 2019-04-30 2020-08-07 盐城工业职业技术学院 一种水田拖拉机位姿检测和偏航角提取方法及装置
KR102168104B1 (ko) * 2019-05-24 2020-10-21 장진만 농업용기계의 자율 주행 방법
CN110502021B (zh) * 2019-09-24 2022-07-15 一米信息服务(北京)有限公司 一种农机作业路径规划方法及系统
JP7237788B2 (ja) * 2019-09-26 2023-03-13 株式会社クボタ 作業車両
JP7358163B2 (ja) * 2019-09-30 2023-10-10 株式会社小松製作所 制御システム、作業車両の制御方法、および、作業車両
KR102304098B1 (ko) * 2019-11-05 2021-09-23 대한민국 영상 기반 경로 인식 및 조향각 산출 기술을 지원하는 자율 주행 농기계 장치 및 그 동작 방법
CN112868366A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 株式会社久保田 自动行驶控制系统、自动行驶路径生成系统、联合收割机
CN110825091A (zh) * 2019-11-29 2020-02-21 洛阳中科龙网创新科技有限公司 一种基于无人机的智能拖拉机智能选路方法及装置
CN113448324B (zh) * 2020-03-09 2023-08-04 北京合众思壮科技股份有限公司 路径规划方法、装置、电子设备和存储介质
SE2050727A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-18 Husqvarna Ab Methods of navigating a self-propelled robotic tool, and robotic tools, and computer pograms implementing such methods
CN111854744A (zh) * 2020-07-17 2020-10-30 无锡卡尔曼导航技术有限公司 一种gnss单点定位和惯性导航割草机的运行方法
CN114475602B (zh) * 2020-11-12 2023-05-09 宇通客车股份有限公司 一种车辆、车辆调头方法及装置
US11622495B2 (en) 2021-06-01 2023-04-11 Gint Co., Ltd. Method of automatically combining farm vehicle and work machine and farm vehicle
CN113678587B (zh) * 2021-08-09 2023-04-14 华南农业大学 一种无人驾驶水稻中耕除草机及其作业方法
CN113804212B (zh) * 2021-08-23 2022-07-26 上海联适导航技术股份有限公司 一种耙地作业的路径规划方法及装置
KR20230049792A (ko) 2021-10-06 2023-04-14 대한민국(농촌진흥청장) 농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법
CN115290095A (zh) * 2022-09-28 2022-11-04 陕西耕辰科技有限公司 一种农机作业路径自动规划方法、系统、农机及存储介质
KR102592085B1 (ko) * 2023-02-02 2023-10-20 주식회사 긴트 농업용 차량의 정밀한 자율주행을 위한 ab주행 기준선 이동 가이드 시스템 및 이의 운용방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583588B2 (ja) * 1997-08-22 2004-11-04 コニカミノルタホールディングス株式会社 移動体の制御装置
JP2003114719A (ja) * 2001-08-03 2003-04-18 Sanyo Electric Co Ltd 自走ロボット
JP2003345437A (ja) * 2002-05-22 2003-12-05 Toshiba Tec Corp 自律走行ロボット
JP4543247B2 (ja) * 2003-12-25 2010-09-15 井関農機株式会社 田植機
JP4999965B2 (ja) * 2010-06-04 2012-08-15 中国電力株式会社 自動耕作方法、及び自動耕作システム
CN102167038B (zh) * 2010-12-03 2013-09-04 北京农业信息技术研究中心 农田地块全区域覆盖最优作业路径生成方法及装置
WO2015118731A1 (ja) * 2014-02-06 2015-08-13 ヤンマー株式会社 併走作業システムの制御装置
WO2015132928A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 ジオサーフ株式会社 圃場ガイダンスシステム及び圃場ガイダンス方法並びにソフトウェア及びソフトウェアを格納した記憶媒体
JP6189779B2 (ja) * 2014-03-27 2017-08-30 株式会社クボタ 作業車協調システム
JP6339427B2 (ja) 2014-03-31 2018-06-06 ヤンマー株式会社 併走作業システム
JP2016021181A (ja) * 2014-07-15 2016-02-04 シャープ株式会社 自走式電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116149337A (zh) * 2023-04-14 2023-05-23 未岚大陆(北京)科技有限公司 割草控制方法、设置方法、割草机、设置装置和电子设备

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