CN115599086A - 作业辅助系统 - Google Patents

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Abstract

提供能够在避免与田地外侧的障碍物等的接触的同时在田地内高效地行驶的作业车所用的作业辅助系统。一种一边在田地行驶一边进行作业的作业车所用的作业辅助系统。具备：物体位置数据取得部，随时间取得位于外缘区域的物体的三维位置数据；数据判定部，进行对三维位置数据判定是具有比阈值高的高度信息的第一位置数据还是具有比阈值低的高度信息的第二位置数据的判定处理；存储判定为第一位置数据的数据的存储部；以及地图生成部，基于第一位置数据的集合体生成表示田地行驶中的作业车不能越过的边界(L3)的外缘地图。

Description

作业辅助系统
技术领域
本发明涉及一边在田地行驶一边进行作业的作业车所用的作业辅助系统。
背景技术
例如在专利文献1所公开的系统中，基于作业车(文献中的“联合收割机”)在田地中行驶的行驶轨迹生成表示田地的外形形状的地图(文献中的“田地地图”)，作业车基于该地图以不越过田地的边界的方式行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020－22375号公报
发明内容
发明将要解决的课题
然而，一般来说，在田地的外侧存在田埂等障碍物，但即使在作业车的一部分越过田地的边界情况下，只要该一部分位于比该障碍物靠上侧而不与该障碍物接触就没有问题。因此，为了使作业车在田地内高效地行驶，期望的是作为表示作业车不能越过的边界的地图，生成考虑了与高度相关的信息的地图。
本发明提供一种能够在避免与田地外侧的障碍物等的接触的同时在田地内高效地行驶的作业车所用的作业辅助系统。
用于解决课题的手段
本发明为一种作业辅助系统，其用于一边在田地中行驶一边进行作业的作业车，其特征在于，所述作业辅助系统具备：物体位置数据取得部，其设于所述作业车，在所述作业车在所述田地行驶的过程中随时间取得位于所述田地的外缘区域的物体的三维位置数据；数据判定部，其以与高度相关的阈值为基准，进行对所述三维位置数据判定是具有比所述阈值高的高度信息的第一位置数据还是具有比所述阈值低的高度信息的第二位置数据的判定处理；存储部，其存储所述三维位置数据中的被所述数据判定部判定为所述第一位置数据的数据；以及地图生成部，其基于由所述存储部存储的所述第一位置数据的集合体，生成表示田地行驶中的所述作业车不能越过的边界的外缘地图。
根据本发明，由于取得位于田地的外缘区域的物体作为三维位置数据，因此能够基于三维位置数据的集合体取得外缘区域的形状。另外，从三维位置数据提取比与高度相关的阈值高的第一位置数据，基于第一位置数据的集合体生成外缘地图。若使用三维位置数据进行作业车的越界判定，则认为有判定花费时间的隐患。另一方面，根据本发明的外缘地图，例如在作业车越过田地的边界的情况下，易于通过外缘地图掌握比与高度相关的阈值高的区域位于何处、实际上在何处不能越过边界。由此，可实现能够在避免与田地外侧的障碍物等的接触同时在田地内高效地行驶的作业车所用的作业辅助系统。
在本发明中，优选的是，所述数据判定部能够进行以多个不同的所述阈值为基准的多个所述判定处理，所述地图生成部按照所述多个判定处理的每一个生成所述外缘地图。
一般来说，在田地的外侧存在田埂等，但作业车中的例如向机体外侧突出的部分、并且是位于比田埂等靠上侧那样的部分在俯视与时田埂等重叠也没有问题。根据本构成，能够按照多个不同的阈值的每一个生成多个外缘地图，因此能够根据作业车的构成部位的对地高度生成细致的外缘地图。另外，通过生成这种多个外缘地图，能够容易地按照作业车的每个构成部位进行作业车的越界判定。
在本发明中，优选的是，具备能够变更所述阈值的阈值设定部，每当变更所述阈值时，所述数据判定部对于同一所述集合体进行所述判定处理，并且所述地图生成部生成所述外缘地图。
根据本构成，由于能够在每次变更阈值时生成多个外缘地图，因此能够根据作业车的构成部位的对地高度生成细致的外缘地图。
在本发明中，优选的是，所述物体位置数据取得部构成为，以位于所述作业车的行进方向前方的区域作为检测对象。
通过本构成，能够在作业车在田地前进行驶的同时，由物体位置数据取得部检测前方的物体，可同时高效地进行作业车的作业行驶与三维位置数据的取得。
在本发明中，优选的是，所述数据判定部在由所述物体位置数据取得部取得相当于所述田地的一周量的所述三维位置数据之后进行所述判定处理。
根据本构成，在三维位置数据备齐田地的一周量之后进行判定处理。因此，在判定处理中，在一周的范围内可靠地生成与田地的外缘区域对应的第一位置数据，外缘地图中的边界不会在中途中断，而是遍及一周地生成。
在本发明中，优选的是，所述数据判定部使用在所述作业车沿所述田地的外周部绕圈行驶时取得的所述三维位置数据进行所述判定处理。
根据本构成，由于基于在作业车绕圈行驶时取得的三维位置数据生成外缘地图，因此能够无作业车的不必要行驶地取得三维位置数据。
在本发明中，优选的是，具备：位置信息取得部，其随时间取得所述作业车的位置信息；遮蔽区域设定部，其提取在所述三维位置数据的取得过程中所述作业车行驶的行驶轨迹中的、最接近所述田地的外周部的要素的集合体即最外轨迹要素组的位置信息，将由所述最外轨迹要素组包围的区域设定为遮蔽区域，并且推算所述遮蔽区域的位置信息；以及遮蔽部，其进行将所述遮蔽区域的范围内所含的所述第一位置数据去除的遮蔽处理，所述地图生成部使用所述遮蔽处理后的所述第一位置数据的集合体生成所述外缘地图。
根据本构成，去除从三维位置数据提取的第一位置数据中的、与比行驶轨迹靠内侧区域对应的第一位置数据。由此，仅保留田地的外缘区域所对应的第一位置数据，外缘地图的生成精度提高。
在本发明中，优选的是，所述遮蔽区域设定部使所述遮蔽区域包含所述最外轨迹要素组。
通过本构成，仅保留田地的外缘区域所对应的第一位置数据，外缘地图的生成精度进一步提高。
在本发明中，优选的是，具备：位置信息取得部，其随时间取得所述作业车的位置信息；形状存储部，其存储有所述作业车的形状信息；以及行驶控制部，其基于所述外缘地图、所述作业车的位置信息以及所述形状信息，控制所述作业车的行驶。
根据本构成，行驶控制部能够根据作业车的形状信息控制作业车的行驶，以使作业车不会越过边界。
附图说明
图1是联合收割机的左侧视图。
图2是联合收割机的俯视图。
图3是表示联合收割机的绕圈行驶的图。
图4是表示联合收割机的作业行驶的图。
图5是表示作业辅助系统的构成的框图。
图6是表示外缘地图的生成流程的流程图。
图7是表示田地的高度分布地图的俯视图。
图8是表示田地的二进制化地图的俯视图。
图9是表示遮蔽处理的田地的俯视图。
图10是表示遮蔽处理后的二进制化地图的田地的俯视图。
图11是在遮蔽处理后的二进制化地图上重合了最外周的行驶轨迹线的田地的俯视图。
图12是从最外周的行驶轨迹线向第一位置数据引出了延长线的田地的俯视图。
图13是表示由外缘线包围的外缘地图的田地的俯视图。
图14是表示每个高度阈值的外缘地图的图。
图15是与暂时的障碍物的存在的判定相关的说明图。
图16是与暂时的障碍物的存在的判定相关的说明图。
具体实施方式
基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，将图1以及图2所示的箭头F的方向设为“前”，将箭头B的方向设为“后”，将图2所示的箭头L的方向设为“左”，将箭头R的方向设为“右”。另外，将图1所示的箭头U的方向设为“上”，将箭头D的方向设为“下”。
对作为本发明的作业辅助系统所适用的作业车的一个例子的普通型的联合收割机1进行说明。如图1以及图2所示，联合收割机1的机体10具备机体框架9、收获部H、履带式的行驶装置11、驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14、输送部16、谷粒排出装置18、卫星定位模块80、距离传感器81。
行驶装置11配备于联合收割机1的机体10中的下部。另外，行驶装置11通过来自发动机(未图示)的动力驱动。而且，联合收割机1能够通过行驶装置11自行。
另外，驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14配备于行驶装置11的上侧。另外，驾驶部12、脱粒装置13、谷粒箱14支承于机体框架9。在驾驶部12上可以搭乘操作或者监视联合收割机1的操作人员。另外，操作人员也可以从联合收割机1的机外监视联合收割机1的作业。
如图1以及图2所示，谷粒排出装置18设于谷粒箱14的上侧。另外，卫星定位模块80以及距离传感器81安装于驾驶部12的上表面。另外，为了补充基于卫星定位模块80的卫星导航，在卫星定位模块80组装有惯性导航单元，该惯性导航单元组装有陀螺仪加速度传感器、磁方位传感器。当然，惯性导航单元也可以在联合收割机1中配置于与卫星定位模块80不同的部位。
收获部H配备于机体10中的前部。收获部H构成为能够经由割取缸15A相对于机体框架9升降。而且，输送部16设于收获部H的后侧。另外，收获部H包含割取装置15以及拨禾轮17。
割取装置15割取田地5(参照图3以及图4)的植立谷秆。另外，拨禾轮17一边绕沿着机体左右方向的拨禾轮轴芯17b旋转驱动一边耙拢收获对象的植立谷秆。由割取装置15割取的割取谷秆被送向输送部16。
通过该构成，收获部H收获田地5的作物。而且，联合收割机1能够进行一边利用割取装置15割取田地5的植立谷秆一边利用行驶装置11行驶的割取行驶。
由收获部H收获的割取谷秆被输送部16向机体后方输送。由此，割取谷秆向脱粒装置13输送。
在脱粒装置13中，割取谷秆被进行脱粒处理。通过脱粒处理获得的谷粒存储于谷粒箱14。存储于谷粒箱14的谷粒根据需要由谷粒排出装置18排出到机外。
这里，联合收割机1如图3以及图4所示，构成为在位于外缘区域6的内侧的田地5中收获作物。另外，外缘区域6以包围田地5的状态设置。外缘区域6中例如包含垄畔61、供排水泵(未图示)、出水口(未图示)等。
如图3所示，联合收割机1构成为能够在田地5的外周区域SA(参照图4)中执行作业行驶。外周区域SA相当于本发明的“田地的外周部”。外周区域SA中的联合收割机1的绕圈次数是两次～三次。另外，绕圈次数也可以是两次以上的次数。而且，联合收割机1在外周区域SA中进行了作业行驶之后，如图4所示，在比外周区域SA靠内侧的作业对象区域CA进行作业行驶。
另外，本实施方式中的“作业行驶”具体来说是上述的割取行驶。另外，“作业行驶”也可以是一边行驶一边进行植立谷秆的割取以外的作业。
〔关于作业辅助系统的构成〕
基于图5～图16对本发明的作业辅助系统的构成进行说明。如图5所示，在本发明的作业辅助系统配备有控制单元20与地图生成单元30。在联合收割机1配备有被称作多个ECU的电子控制单元。控制单元20是电子控制单元的一个构成，构成为能够通过车载LAN等布线网与联合收割机1的各种输入输出设备等进行信号通信(数据通信)。即，控制单元20配备于联合收割机1。地图生成单元30不配备于联合收割机1，而是例如组装于设于远处的管理计算机，构成为能够经由通信网络与控制单元20进行数据的收发。另外，地图生成单元30也可以是联合收割机1的电子控制单元的一个构成。
在控制单元20配备有位置信息取得部21、物体位置数据取得部22、形状存储部23以及行驶控制部24。在联合收割机1配备有距离传感器81。
距离传感器81例如是作为ToF(Time of Flight)测定方式的测定装置的二维扫描LiDAR，将红外线激光那样的空中传输的信号作为检测信号而发送。若检测信号照射到检测对象物，则检测信号在检测对象物的表面反射。距离传感器81取得在检测对象物的表面反射的检测信号作为反射信号。而且，距离传感器81构成为基于从发送检测信号到取得反射信号为止的时间计算距离传感器81与检测对象物的距离。因此，距离传感器81能够基于ToF测定方式的测定结果检测存在于前方区域FA(参照图1以及图2)的物体的位置以及高度。距离传感器81的检测结果随时间经过而被送向物体位置数据取得部22。另外，距离传感器81也可以是三维扫描LiDAR。另外，距离传感器81的测定方式并不限定于ToF测定方式，也可以是立体匹配测定方式等。
卫星定位模块80接收来自在GPS(全球定位系统)中使用的人造卫星GS的GPS信号。然后，如图5所示，卫星定位模块80基于接收到的GPS信号，将表示联合收割机1的本车位置的定位数据送向位置信息取得部21。另外，卫星定位模块80也可以不利用GPS。例如卫星定位模块80也可以利用GPS以外的GNSS(GLONASS、Galileo、QZSS、BeiDou等)。
位置信息取得部21基于由卫星定位模块80输出的定位数据，随时间取得联合收割机1的位置信息。
物体位置数据取得部22在联合收割机1的田地行驶中在联合收割机1的行进方向前方随时间取得由距离传感器81检测出的物体的三维位置数据。物体位置数据取得部22取得外缘区域6(参照图1～图4)中的联合收割机1的行进方向前方的垄畔61(参照图1以及图2)、供排水泵(未图示)、出水口(未图示)等的三维位置数据。即，物体位置数据取得部22在联合收割机1的田地行驶中随时间取得外缘区域6中的物体的三维位置数据。
另外，本实施方式中的物体位置数据取得部22构成为不仅能够取得外缘区域6，还能够取得田地5的物体的三维数据。例如物体位置数据取得部22也可以取得田地5中的植立谷秆、倒伏谷秆，杂草等的三维数据。
另外，本发明的“田地行驶”的意思是在田地5中行驶。例如在田地5中的最外周部分行驶是本发明的“田地行驶”的具体例。另外，在田地5中的比最外周部分靠内侧行驶也是本发明的“田地行驶”的具体例。
由物体位置数据取得部22取得的三维位置数据随时间被送向存储部31。另外，由位置信息取得部21计算出的联合收割机1的位置坐标随时间被送向存储部31。
在图5所示的地图生成单元30配备有存储部31、数据判定部32、阈值设定部33、遮蔽区域设定部34、遮蔽部35、地图生成部36以及障碍物判定部37。
存储部31具有行驶轨迹存储部31A、三维位置数据存储部31B、阈值存储部31C、第一位置数据存储部31D以及地图存储部31E。
在行驶轨迹存储部31A中，与时间信息建立关联地随时间存储由位置信息取得部21计算出的联合收割机1的位置坐标。因此，在行驶轨迹存储部31A中存储联合收割机1的行驶轨迹。
三维位置数据存储部31B将由物体位置数据取得部22取得的三维位置数据与取得的定时的时间信息、取得的定时的位置信息、取得的定时的惯性导航单元(未图示)的检测结果(例如俯仰角、倾侧角、横摆角)建立关联地存储。
另外，也可以是取得的定时的位置信息被基于取得的定时的惯性导航单元的检测结果而校正的构成。即，由卫星定位模块80定位的位置信息与联合收割机1的倾斜相应地产生误差，但该位置信息的误差能够根据惯性导航单元的检测结果来校正。在三维位置数据存储部31B存储有多个三维位置数据。
如基于图3以及图4所述那样，联合收割机1在田地5的外周区域SA进行两次～三次绕圈行驶。因此，沿着绕圈行驶的行驶轨迹的三维位置数据存储于三维位置数据存储部31B。若联合收割机1在外周区域SA进行两次～三次绕圈行驶，则在三维位置数据存储部31B中对应于两次～三次绕圈行驶地重复存储与外缘区域6相关的三维位置数据。
基于在联合收割机1沿外缘区域6在田地5绕圈行驶时取得的三维位置数据的集合体，能够构成图7所示那样的田地5以及外缘区域6的高度分布地图。在图7所示的高度分布地图中，用白色的强弱表示高度，白色越强，高度越高。
若由物体位置数据取得部22取得相当于田地一周的三维位置数据，基于则图7所示的高度分布地图，生成本发明的外缘地图。外缘地图基于图6的步骤#01～步骤#10所示的顺序生成。以下，基于图5～图13对外缘地图的生成方法进行说明。
在图6的步骤#01中，数据判定部32从三维位置数据存储部31B读出三维位置数据的集合体。然后，在步骤#02中，数据判定部32从阈值存储部31C读出高度阈值HT。高度阈值HT由阈值设定部33设定，存储于阈值存储部31C。
图5所示的阈值设定部33设定与由物体位置数据取得部22取得的三维位置数据的高度信息相关的高度阈值HT。高度阈值HT例如是行驶装置11的底部的高度、机体框架9的下端部的对地高度、收获部H最大程度上升的状态下的收获部H的下端部的对地高度等。构成为在阈值存储部31C中能够存储这多个不同的高度阈值HT。例如阈值设定部33也可以接受联合收割机1的操作人员通过手动输入设定的值而设定为高度阈值HT，也可以接受从外部的管理计算机经由通信网络发送来的数据值而设定为高度阈值HT。即，高度阈值HT能够根据联合收割机1中的各种部分的对地高度来设定。在阈值存储部31C中存储一个以上的高度阈值HT，数据判定部32从阈值存储部31C读出高度阈值HT。
在本实施方式中，将具有比高度阈值HT高的高度信息的三维位置数据称作“第一位置数据”，将具有比高度阈值HT低的高度信息的三维位置数据称作“第二位置数据”。
在图6所示的步骤#03中，数据判定部32进行以高度阈值HT为基准、判定三维位置数据是第一位置数据还是第二位置数据的判定处理。在本实施方式中，数据判定部32在由物体位置数据取得部22取得田地一周量的三维位置数据之后进行该判定处理。
在图6所示的步骤#04中，三维位置数据中的由数据判定部32判定为第一位置数据的三维位置数据被送向第一位置数据存储部31D。而且，第一位置数据存储部31D存储与第一位置数据相应的三维位置数据的集合体。
若绘制存储于第一位置数据存储部31D的第一位置数据，则生成图8所示那样的地图。将图8所示的地图称作“二进制化地图”。即，若基于第一位置数据的集合体生成二进制化地图，则图7的高度分布地图在图8中成为隔着高度阈值HT被黑白二进制化的地图。在图8中，三维位置数据中的第一位置数据由白色表示，第二位置数据由黑色表示。如此，数据判定部32使用联合收割机1沿外缘区域6在田地5绕圈行驶时取得的三维位置数据进行判定处理。
如上述那样，高度阈值HT能够根据联合收割机1中的各种部分的对地高度来设定。因此，例如如果高度阈值HT是机体框架9的下端部的对地高度，则图8中用白色表示的第一位置数据的部分是机体框架9有可能接触的部分。例如，如果高度阈值HT是收获部H最大程度上升的状态下的收获部H的对地高度，则图8中用白色表示的第一位置数据的部分是即使在收获部H最大程度上升的情况下也有可能与收获部H接触的部分。
关于在图8中用白色表示的第一位置数据中的位于田地5的第一位置数据，例如可考虑基于从较高地延伸植立谷秆取得的三维位置数据。为了适当地提取外缘区域6中的第一位置数据，进行基于遮蔽部35的遮蔽处理。
为了使遮蔽部35适当地进行遮蔽处理，如图6的步骤#05～步骤#07所示，由遮蔽区域设定部34设定遮蔽区域。如基于图3以及图4所述那样，联合收割机1在田地5的外周区域SA中进行两次～三次绕圈行驶，绕圈行驶的行驶轨迹存储于行驶轨迹存储部31A。在图6所示的步骤#05中，遮蔽区域设定部34从行驶轨迹存储部31A读出在三维位置数据的取得过程中联合收割机1行驶的行驶轨迹的数据。
在图6所示的步骤#06中，遮蔽区域设定部34提取行驶轨迹中的最接近外缘区域6的要素的集合体即最外轨迹要素组的位置信息。接下来，在图6所示的步骤#07中，遮蔽区域设定部34将由该最外轨迹要素组包围的区域设定为遮蔽区域，并且推算该遮蔽区域的位置信息。
图9中示出了两个地图。图9中的左侧的地图是基于图8所述的二进制化地图。图9中的右侧的地图是表示该遮蔽区域的位置信息的遮蔽地图。在图9的遮蔽地图中，由黑色表示的区域是遮蔽区域，包含最外轨迹要素组在内将田地5的区域设定为遮蔽区域。该遮蔽地图的数据从遮蔽区域设定部34被送向遮蔽部35。
在图6所示的步骤#08中，遮蔽部35使用遮蔽地图进行二进制化地图中的第一位置数据的遮蔽处理。具体而言，遮蔽部35使图9中示出的二进制化地图与遮蔽地图重合，去除二进制化地图中用白色表示的第一位置数据中的包含在遮蔽区域的范围内的第一位置数据。换言之，在图9中示出的二进制化地图与遮蔽地图中分别仅将两方均为白色的部分的区域作为第一位置数据的区域来提取。由此，仅残留使二进制化地图与遮蔽地图重合时以白色重叠的区域。遮蔽处理后的二进制化地图被送向地图生成部36。在图10中示出遮蔽处理后的二进制化地图，第一位置数据用白色表示。
地图生成部36基于遮蔽处理后的第一位置数据的集合体，生成表示田地行驶中的联合收割机1不能越过的边界的外缘地图。图11中示出了将遮蔽处理后的二进制化地图与黑线的行驶轨迹线L1重合的图。行驶轨迹线L1是在三维位置数据的取得过程中联合收割机1行驶的行驶轨迹中的最外周的行驶轨迹。行驶轨迹线L1相当于本发明的“最外轨迹要素组”。
在图6所示的步骤#09中，地图生成部36如图12所示，相对于行驶轨迹线L1向垂直方向延伸出延长线L2。在延长线L2延伸的前端存在第一位置数据的情况下，延长线L2与第一位置数据接触的位置成为延长线L2的延伸前端点。另外，在延长线L2延伸的前端不存在第一位置数据的情况下，从行驶轨迹线L1向垂直方向离开预先设定的距离的位置成为延长线L2的延伸前端点。地图生成部36进行在行驶轨迹线L1的整周上延伸出延长线L2的处理。
对延长线L2分别在顺时针或者逆时针的方向上依次分配索引值。另外，在延长线L2中的一条与相邻的延长线L2交叉的情况下，该延长线L2不被计数为索引值，延长线L2的延伸前端点按照索引值的顺序排列地构成各延长线L2。由此，被分配了索引值的延长线L2的延伸前端点沿顺时针或者逆时针的方向按照索引值的顺序排列。
地图生成部36将延长线L2的延伸前端点按照索引值的顺序相连，生成图13所示的包围田地5的外缘线L3。外缘线L3表示田地行驶中的联合收割机1不能越过的边界。如此，地图生成部36使用由存储部31存储的第一位置数据的集合体中的遮蔽处理后的第一位置数据的集合体，生成表示田地行驶中的联合收割机1不能越过的边界的外缘地图。在图6的步骤#10中，生成的外缘地图从地图生成部36被送向地图存储部31E，存储于地图存储部31E。
如上述那样，阈值存储部31C构成为能够存储多个不同的高度阈值HT。因此，按照多个不同的高度阈值HT的每一个，进行图6的步骤#01～步骤#10(或者步骤#02～步骤#10)的处理，生成与多个不同的高度阈值HT的每一个对应的外缘地图。即，数据判定部32能够进行以多个不同的高度阈值HT为基准的多个判定处理，地图生成部36按照多个判定处理的每一个生成外缘地图。
在图14所示的例子中，在行驶装置11的底部、机体框架9的下端部、与收获部H最大程度上升的状态下的收获部H的下端部分别设定高度阈值HT。而且，在图14所示的例子中，以三个的高度阈值HT的各个为基准进行基于数据判定部32的判定处理，示出了每个该判定处理的外缘地图。
在图14中，以机体框架9的下端部为基准生成的外缘地图的外缘线L32位于比以行驶装置11的底部为基准生成的外缘地图的外缘线L31靠田地外侧。在该情况下，机体框架9的下端部的对地高度比垄畔61(参照图1以及图2)的高度高，因此在行驶装置11位于田地5的状态下，机体框架9可伸出到比田地5靠外侧的垄畔61。
另外，在图14中，以收获部H最大程度上升的状态下的收获部H的下端部为基准生成的外缘地图的外缘线L33位于比以行驶装置11的底部为基准生成的外缘地图的外缘线L31靠田地外侧。在该情况下，如果使收获部H上升到最大程度上升位置，则在行驶装置11位于田地5的状态下，收获部H可伸出到比田地5靠外侧的垄畔61。
在联合收割机1配备有形状存储部23与行驶控制部24。在形状存储部23存储有联合收割机1的主要部位的形状信息。主要部位的形状信息例如是基于三维坐标的形状、主要部位的高度信息、主要部位相对于行驶装置11的伸出长度。
行驶控制部24基于外缘地图、联合收割机1的位置信息以及主要部位的形状信息控制联合收割机1的行驶。另外，行驶控制部24构成为能够控制割取缸15A。若行驶控制部24向延伸方向控制割取缸15A，则输送部16以及收获部H一体地向收获部H上升的方向摆动。另外，在行驶装置11配备有自动水平调节(Monroe)机构，若行驶控制部24进行使自动水平调节机构上升的控制，则机体框架9的高度上升。即，行驶控制部24控制联合收割机1的行驶，以使联合收割机1的主要部位不越过以与该主要部位的高度所对应的高度阈值HT为基准生成的外缘地图的外缘线L3的边界。根据图7所示的从高度分布地图直接进行越界判定的构成，需要进行每个微小分区的高度的比较处理，但通过将本发明的外缘地图使用于越界判定，可实现越界判定的处理的高速化。
〔关于判定暂时的障碍物的存在的方法〕
如上述那样，若联合收割机1在外周区域SA进行两次～三次绕圈行驶，则在三维位置数据存储部31B中对应于两次～三次绕圈行驶而重复存储与外缘区域6相关的三维位置数据。在本实施方式中，在地图生成单元30配备有障碍物判定部37。障碍物判定部37例如构成为能够基于在不同的绕圈次数中取得的多个三维位置数据判定该三维位置数据中是否包含暂时的障碍物。
在障碍物判定部37进行判定处理的情况下，数据判定部32从三维位置数据存储部31B读出在不同的绕圈次数中取得的两周以上的三维位置数据。然后，数据判定部32以同一值的高度阈值HT为基准对两周以上的三维位置数据进行上述的判定处理，将两周以上的第一位置数据存储于第一位置数据存储部31D。然后，对各第一位置数据的集合体进行上述的遮蔽处理。因此，在障碍物判定部37进行判定处理的情况下，图6中的步骤#01～步骤#08被重复两次以上。步骤#01～步骤#08的重复次数例如也可以根据外周区域SA中的绕圈次数来决定。在此时的重复处理中，在步骤#02中读出同一值的高度阈值HT。
图15以及图16中示出了使二进制化地图与外缘地图重合了的地图。在图15中，示出基于在第一周取得的三维位置数据的地图，在图16中，示出基于在第二周取得的三维位置数据的地图。如果第一周的地图中的第一位置数据的分布与第二周的地图中的第一位置数据的分布相同，则障碍物判定部37判定为第一位置数据中不包含暂时的障碍物。
在图15中，在第一周的地图中的第一位置数据的区域存在区域G，但在第二周的地图中的第一位置数据的区域不存在区域G。区域G例如可认为是其他农作业机、运输卡车，作业者等。障碍物判定部37将第一周的地图中的第一位置数据中的区域G的第一位置数据判定为暂时的障碍物。然后，图6中的步骤#09以及步骤#10的处理基于不存在区域G的第二周的地图来进行。
即，障碍物判定部37比较第一周的地图与第二周的地图，检测仅存在于第一周的地图与第二周的地图的一方的第一位置数据的区域。然后，障碍物判定部37将仅存在于第一周的地图与第二周的地图的一方的第一位置数据的区域判定为暂时的障碍物的存在区域。换言之，障碍物判定部37在外缘区域6中使表示第一位置数据的集合体的多个地图重合，进行在任一个地图中都仅保留第一位置数据存在的区域的遮蔽处理。
图16的第二周的地图所示的外缘线L3与图15的第一周的地图所示的外缘线L3比较，在区域G所对应的部位位于田地外侧。如此，通过障碍物判定部37的判定处理，从第一位置数据去除暂时的障碍物，外缘地图的精度提高。
〔其他实施方式〕
本发明并不限定于上述的实施方式所例示的构成，以下例示本发明的代表性的其他实施方式。
(1)行驶控制部24也可以是能够自动行驶的构成，也可以是辅助手动行驶的构成。在行驶控制部24是辅助手动行驶的构成的情况下，也可以是若联合收割机1所例示的作业车的一部分欲越过外缘线L3的边界、则作业车自动停车的构成。
(2)在上述的实施方式中，联合收割机1沿外缘区域6在田地5绕圈行驶时取得三维位置数据，但并不限定于该实施方式。例如也可以是联合收割机1在田地5中反复进行伴随180度的回旋行驶的往复行驶、同时由物体位置数据取得部22从外缘区域6取得三维位置数据的构成。即，数据判定部32也可以是在由物体位置数据取得部22取得相当于田地5的一周量的三维位置数据之后进行判定处理的构成。
(3)在上述的实施方式中，数据判定部32在由物体位置数据取得部22取得相当于田地5的一周量的三维位置数据之后进行是第一位置数据还是第二位置数据的判定处理，但并不限定于该实施方式。例如也可以构成为，每当由物体位置数据取得部22取得新的三维位置数据并在三维位置数据存储部31B中一个一个存储新的三维位置数据时，数据判定部32进行该判定处理。换言之，也可以构成为，每当高度阈值HT被变更时，数据判定部32对同一三维位置数据的集合体进行判定处理，并且地图生成部36生成外缘地图。
(4)图5所示的位置信息取得部21与物体位置数据取得部22的至少一方也可以设于地图生成单元30而并非控制单元20。
(5)在上述的实施方式中，遮蔽区域设定部34在图9所示的遮蔽区域包含作业车的行驶轨迹的最外轨迹要素组，但也可以是不包含最外轨迹要素组的构成。
(6)位置信息取得部21与卫星定位模块80也可以作为本发明的位置信息取得部而一体地构成。
(7)物体位置数据取得部22与距离传感器81也可以作为本发明的物体位置数据取得部而一体地构成。
(8)在图14中，外缘线L33基于收获部H最大程度上升的状态下的收获部H的下端部的对地高度生成，但并不限定于该实施方式。例如也可以将高度阈值HT设定为收获部H的规定的对地高度，由外缘线L33基于上升到该规定的高度的状态下的收获部H的对地高度来生成。
(9)在上述的实施方式中，作为作业车例示了联合收割机1，但作业车也可以是安装有作业机的拖拉机、插秧机、管理机等。
另外，上述的实施方式(包括其他实施方式，以下相同)中公开的构成只要不产生矛盾，就能够与在其他实施方式中公开的构成组合而应用。另外，本说明书中公开的实施方式是例示，本发明的实施方式并不限定于此，可以在不脱离本发明的目的范围内适当改变。
工业上的可利用性
本发明能够应用于一边在田地行驶一边进行作业的作业车所用的作业辅助系统。
附图标记说明
1：联合收割机(作业车)
5：田地
6：外缘区域
21：位置信息取得部
22：物体位置数据取得部
23：形状存储部
24：行驶控制部
31：存储部
32：数据判定部
33：阈值设定部
34：遮蔽区域设定部
35：遮蔽部
36：地图生成部
HT：高度阈值(阈值)
L1：行驶轨迹线(最外轨迹要素组)
L3：外缘线(作业车不能越过的边界)
SA：外周区域(田地的外周部)

Claims (9)

1.一种作业辅助系统，其用于一边在田地中行驶一边进行作业的作业车，其特征在于，所述作业辅助系统具备：
物体位置数据取得部，其设于所述作业车，在所述作业车在所述田地行驶的过程中随时间取得位于所述田地的外缘区域的物体的三维位置数据；
数据判定部，其以与高度相关的阈值为基准，进行对所述三维位置数据判定是具有比所述阈值高的高度信息的第一位置数据还是具有比所述阈值低的高度信息的第二位置数据的判定处理；
存储部，其存储所述三维位置数据中的被所述数据判定部判定为所述第一位置数据的数据；以及
地图生成部，其基于由所述存储部存储的所述第一位置数据的集合体，生成表示田地行驶中的所述作业车不能越过的边界的外缘地图。
2.根据权利要求1所述的作业辅助系统，其特征在于，
所述数据判定部能够进行以多个不同的所述阈值为基准的多个所述判定处理，
所述地图生成部按照所述多个判定处理的每一个生成所述外缘地图。
3.根据权利要求1所述的作业辅助系统，其特征在于，
具备能够变更所述阈值的阈值设定部，
每当变更所述阈值时，所述数据判定部对于同一所述集合体进行所述判定处理，并且所述地图生成部生成所述外缘地图。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业辅助系统，其特征在于，
所述物体位置数据取得部构成为，以位于所述作业车的行进方向前方的区域作为检测对象。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业辅助系统，其特征在于，
所述数据判定部在由所述物体位置数据取得部取得相当于所述田地的一周量的所述三维位置数据之后进行所述判定处理。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的作业辅助系统，其特征在于，
所述数据判定部使用在所述作业车沿所述田地的外周部绕圈行驶时取得的所述三维位置数据进行所述判定处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的作业辅助系统，其特征在于，具备：
位置信息取得部，其随时间取得所述作业车的位置信息；
遮蔽区域设定部，其提取在所述三维位置数据的取得过程中所述作业车行驶的行驶轨迹中的、最接近所述田地的外周部的要素的集合体即最外轨迹要素组的位置信息，将由所述最外轨迹要素组包围的区域设定为遮蔽区域，并且推算所述遮蔽区域的位置信息；以及
遮蔽部，其进行将所述遮蔽区域的范围内所含的所述第一位置数据去除的遮蔽处理，
所述地图生成部使用所述遮蔽处理后的所述第一位置数据的集合体生成所述外缘地图。
8.根据权利要求7所述的作业辅助系统，其特征在于，
所述遮蔽区域设定部使所述遮蔽区域中包含所述最外轨迹要素组。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的作业辅助系统，其特征在于，具备：
位置信息取得部，其随时间取得所述作业车的位置信息；
形状存储部，其存储有所述作业车的形状信息；以及
行驶控制部，其基于所述外缘地图、所述作业车的位置信息以及所述形状信息，控制所述作业车的行驶。
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