JP2016170523A

JP2016170523A - 走行制御装置

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Publication number: JP2016170523A
Application number: JP2015048649A
Authority: JP
Inventors: 優之松崎; Masayuki Matsuzaki
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-23
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: JP6336408B2

Abstract

【課題】障害物の誤検出により自動走行が中断した場合、自動走行を再開することが可能な走行制御装置を提供する。
【解決手段】作業車両１００を自動走行させる走行制御装置１は、作業車両１００に備えられ、作業車両１００の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出部１０と、作業車両１００に自動走行を開始させる開始指示、自動走行を中断させる中断指示、及び障害物検出部１０による障害物検出を無効化する無効化指示を行うスイッチ２３を有するコントローラ２０と、開始指示に応じて作業車両１００が自動走行を開始した後、障害物検出部１０が障害物を検出した場合に、中断指示の有無に拘らず作業車両１００の自動走行を中断させる自動走行中断部３０と、当該自動走行中断部３０による自動走行の中断中に無効化指示があった場合に自動走行の中断を解除する中断解除部４０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を自動走行させる走行制御装置に関する。

従来、車両を自動で走行させる技術が利用されてきた。このような自動で走行可能な車両は、例えば広大な圃場で所定の作業（例えば芝刈り）を行う際に利用すると便利である。この種の技術として下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。

特許文献１に記載の無人走行装置は、無人芝刈機のような無人走行車を自動で走行させるものである。特許文献１に記載の技術では、無人走行車に障害物センサと報知手段とを搭載し、障害物センサにより障害物が検知された場合に無人走行車を一旦停止させる。この状態で所定時間内に障害物の検知が解除されれば自動走行が再開され、障害物が所定時間以上、継続して検知されていればエンジンが停止されると共に、報知手段が警報を発する。

特開平８−１９号公報

圃場は、全領域に亘って平面であるわけではなく、例えば畦や用水路等が設けられている場合や、圃場内の植物が生えている場合がある。このような場合、特許文献１に記載の技術では、障害物センサが誤ってこれらを検出し、本来、自動走行を中断する必要がない時にまでも中断してしまう可能性がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、障害物の誤検出により自動走行が中断された場合、容易に自動走行を再開することが可能な走行制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る走行制御装置の特徴構成は、作業車両を自動走行させるために、前記作業車両に備えられ、前記作業車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出部と、前記作業車両に自動走行を開始させる開始指示、前記自動走行を中断させる中断指示、及び前記障害物検出部による障害物検出を無効化する無効化指示を行うスイッチを有するコントローラと、前記開始指示に応じて前記作業車両が自動走行を開始した後、前記障害物検出部が前記障害物を検出した場合に、前記中断指示の有無に拘らず前記作業車両の自動走行を中断させる自動走行中断部と、前記自動走行中断部による前記自動走行の中断中に前記無効化指示があった場合に前記自動走行の中断を解除する中断解除部と、を備える点にある。

このような特徴構成とすれば、障害物検出部が障害物を検出した場合に、自動走行中断部が作業車両の自動走行を中断させることができる。また、ユーザは中断している自動走行を再開したい場合には、作業車両から離れた位置からでもスイッチ操作により指示することができる。したがって、ユーザが作業車両の自動走行を再開させるために、わざわざ作業車両まで移動しなくても良いので、ユーザが煩わしく感じることがない。更に、例えば障害物検出部による障害物の検出が誤検出である場合でも自動走行が中断されるが、ユーザのスイッチ操作に応じて自動走行の中断を解除して自動走行を再開することが可能となる。したがって、作業車両で行う作業を円滑に行うことができる。また、障害物であるか否かの判定が容易ではない物体が多く存在する場所を作業車両が自動走行する場合でも、容易に自動走行を再開させることができるので、作業効率の悪化を防止することができる。

また、前記自動走行中断部により前記自動走行が中断された場合に、前記作業車両の周囲に前記自動走行が中断中であることを報知する報知部を備えると好適である。

このような構成とすれば、障害物検出部により障害物が検出されたために、作業車両が自動走行を中断していることを周囲に知らしめることができる。

また、前記報知部は、前記無効化指示があった場合でも前記中断中であることの報知を継続すると好適である。

このような構成とすれば、自動走行の中断が中断解除部により解除されたことを周囲に知らしめることができる。

また、前記スイッチは、押下されている間に亘って前記無効化指示を行うと好適である。

このような構成とすれば、例えば障害物検出部による誤検出が継続するような状況である場合に、ユーザの意図に応じて自動走行の中断を防止することができる。また、ユーザがスイッチの押下を継続している場合には障害物が検出されたことによる自動走行の中断が無効化されるので、ユーザの意図に応じて自動走行の中断の無効化を解除することができる。したがって、スイッチが押下されて自動走行が再開され、更に押下をやめた後、障害物検出部により改めて障害物が検出された場合には、自動走行を中断させることができる。

あるいは、前記スイッチは、押下されると予め設定された時間だけ前記無効化指示を行っても良い。

このような構成であっても、自動走行の中断が解除され、自動走行が再開されてから改めて障害物が検出された場合には自動走行を中断させることができる。また、例えば障害物が検出されたことにより自動走行の中断が多発する状況において、ユーザが長時間に亘って故意に自動走行の中断を解除することを防止できる。更には、中断された自動走行を再開したい場合には、再度、ユーザがスイッチを押下し直す必要があるので、スイッチの故障による誤動作を回避できる。

また、前記障害物検出部は、前記無効化指示があった場合でも前記障害物の検出を継続して行うと好適である。

このような構成とすれば、自動走行が中断することになった障害物のみならず、別の障害物も検出することができる。

また、前記スイッチは、前記作業車両の停車中に、押下時間が予め設定された第１時間未満である場合に前記開始指示を行い、前記自動走行の中断中に、前記押下時間が前記第１時間以上である場合に前記無効化指示を行うと好適である。

このような構成とすれば、障害物検出部による障害物の検出を無効とする自動走行の中断の例外指示が誤って継続することを防止できる。

走行制御装置の構成を模式的に示す図である。走行制御装置を備えた作業車両を模式的に示す図である。制御モードを示す図である。スイッチの押下時間に応じた指示の内容を示す図である。走行制御装置の処理を示すフローチャートである。

本発明に係る走行制御装置は、作業車両の自動走行中に障害物検出部が障害物を検出して自動走行が中断された場合でも、例外処理として自動走行を行うことが可能に構成される。以下、本実施形態の走行制御装置１について説明する。

図１は、走行制御装置１の構成を示す概念図である。走行制御装置１は、作業車両１００を自動走行させるために、図１に示される障害物検出部１０、コントローラ２０、自動走行中断部３０、中断解除部４０、報知部５０を備えて構成される。走行制御装置１は、図２に示されるように作業車両１００に備えられる。作業車両１００は、図２ではトラクターで示されているが、これは単なる例示であり他の車両に適用することも可能である。

障害物検出部１０は、作業車両１００に備えられ、作業車両１００の周囲に存在する障害物を検出する。作業車両１００の周囲に存在する障害物とは、作業車両１００が自動走行を行うにあたり、支障となる物体である。障害物検出部１０は、例えばレーザーセンサやレーダーセンサを用いて構成することが可能であるし、或いはカメラを用いて構成することも可能である。このようなレーザーセンサ、レーダーセンサ、カメラの何れかを用いて障害物を検出する方法については公知であるので説明は省略する。

コントローラ２０は、作業車両１００に自動走行を開始させる開始指示、自動走行を中断させる中断指示、及び障害物検出部１０による障害物検出を無効化する無効化指示を行うスイッチ２３を有する。本実施形態では、コントローラ２０は、作業車両１００とは離間して設けられ、作業車両１００に備えられる通信装置６０と無線通信を行う。

ここで、本実施形態の作業車両１００は、自動走行だけでなく手動走行もできるよう構成されている。作業車両１００は、自動走行及び手動走行を安全に行うことができるように、図３に示される手動運転モードＭ１、自動運転許可モードＭ２、自動運転モードＭ３、自動運転中断モードＭ４、手動運転牽制モードＭ５、緊急停止モードＭ６の６つの制御モードを有している。

手動運転モードＭ１は、作業車両１００に走行に関する制御が運転者に委ねられた状態であり、この手動運転モードＭ１では運転者の操作に応じて作業車両１００が走行する。自動運転許可モードＭ２は、作業車両１００が自動走行可能な状態であり、上記手動運転モードＭ１から後述する自動運転モードＭ３への切り替えを待機している状態である。この自動運転許可モードＭ２では作業車両１００は停車状態とされる。自動運転モードＭ３は、作業車両１００の走行に関する制御が走行制御装置１に委ねられた状態であり、自動運転モードＭ３では作業車両１００は走行制御装置１の指示に従う。

自動運転中断モードＭ４は、コントローラ２０からの中断指示を受信し、自動運転を一時的に中断している状態であり、自動運転中断モードＭ４では作業車両１００は停車状態とされる。手動運転牽制モードＭ５では、自動運転から手動運転に切り替えられる際の遷移状態であり、この手動運転牽制モードＭ５では作業車両１００は停車状態とされる。緊急停止モードＭ６は、自動運転に係るシステムの異常等により作業車両１００の自動運転を継続できず、走行を停止している状態であり、この緊急停止モードＭ６では作業車両１００は停車状態とされる。

これらの各モードのうち、現在のモードから他のモードに移行する際には、作業車両１００に備えられた操作装置及びコントローラ２０の操作に応じて行われる。夫々のモードから移行可能なモードは、図３において矢印で示される。

上述の「作業車両１００に自動走行を開始させる開始指示」とは、自動運転許可モードＭ２から自動運転モードＭ３への移行指示、及び自動運転中断モードＭ４から自動運転モードＭ３への移行指示が相当し、「自動走行を中断させる中断指示」とは、自動運転モードＭ３から自動運転中断モードＭ４への移行指示が相当する。

詳細は後述するが、上記障害物検出部１０により障害物が検出されると作業車両１００は自動走行を中断する。上述の「障害物検出部１０による障害物検出を無効化する無効化指示」とは、このような自動走行の中断中の作業車両１００に対して障害物検出を無効化する指示にあたる。

自動走行中断部３０は、開始指示に応じて作業車両１００が自動走行を開始した後、障害物検出部１０が障害物を検出した場合に、中断指示の有無に拘らず作業車両１００の自動走行を中断させる。作業車両１００は、自動運転許可モードＭ２である場合に、スイッチ２３の操作から開始指示があると、自動運転モードＭ３に移行され、自動走行を開始する。このような自動走行中に、障害物検出部１０が作業車両１００の周囲に障害物を検出すると、スイッチ２３による中断指示の有無に拘らず、自動走行中断部３０は優先的に作業車両１００の自動走行を中断する。この時、作業車両１００は自動運転モードＭ３から自動運転中断モードＭ４に移行する。

スイッチ２３は、押下されている間に亘って障害物検出部１０による所外物検出を無効化する無効化指示を行うよう構成しても良いし、スイッチ２３は、押下されると予め設定された時間だけ前記無効化指示を行うよう構成しても良い。

また、中断解除部４０は、自動走行中断部３０による自動走行の中断中に無効化指示があった場合に自動走行5の中断を解除する。無効化指示は、スイッチ２３を介して無線通信により伝達される。このスイッチ２３の操作は、ユーザが作業車両１００の自動走行に検出された障害物が支障をきたさないと判断した場合に行うと好適である。作業車両１００は、無効化指示を受けると、自動走行を再開する。この時、作業車両１００は、自動運転中断モードＭ４から自動運転モードＭ３に移行する。

報知部５０は、自動走行中断部３０により自動走行が中断された場合に、作業車両１００の周囲に自動走行が中断中であることを報知する。自動走行中断部３０は上述のように、障害物検出部１０により作業車両１００の周囲に障害物が検出された場合に自動走行を中断する。報知部５０は、このように自動走行が中断されたことを周囲に報知する。これにより、周囲のユーザが、作業車両１００が自動走行を停止した理由を知ることが可能となる。このような報知部５０は、ブザーを用いることにより聴覚に訴えて報知しても良いし、警告灯を用いることにより視覚に訴えて報知しても良い。

また、作業車両１００の自動走行が自動走行中断部３０により中断された時でも、障害物検出部１０は、無効化指示があった場合でも障害物の検出を継続して行う。これにより、これまでに検出していた障害物が移動した場合でも当該障害物の動向を検出しておくことが可能となり、また、障害物検出部１０の検出範囲に新たに含まれることとなった障害物を検出することも可能となる。

一方、報知部５０は、無効化指示があった場合でも自動走行が中断中であることの報知を継続する。これにより、作業車両１００の周囲に対して、障害物検出部１０により障害物が検出されたことによる自動走行の中断が、解除されたことを報知することが可能となる。

次に、コントローラ２０のスイッチ２３について説明する。本実施形態では、コントローラ２０には、スイッチ２３とスイッチ２４とを備えて構成される。以下では、理解を容易にするために、スイッチ２３を第１スイッチ２３とし、スイッチ２４を第２スイッチ２４として説明する。第１スイッチ２３及び第２スイッチ２４は、共に２接点のモーメンタリ型スイッチからなり、押下時間（スイッチが押下されている時間）に応じて夫々、異なる制御が割り当てられている。

第１スイッチ２３は、作業車両１００の停車中に、押下時間が予め設定された第１時間未満である場合に自動走行を開始させる開始指示を行う。予め設定された第１時間とは、コントローラ２０側で予め設定されており、図４の例ではｔ１が相当する。第１スイッチ２３の押下時間が、図４の（ｉ）に示されるように、ｔ１未満である場合には、コントローラ２０は作業車両１００の通信装置６０を介して走行制御部２００に無線で自動走行を実行させる指示を伝達する。この時、作業車両１００が停車中であって、自動運転許可モードＭ２の時は、走行制御部２００は作業車両１００を自動走行させる。また、作業車両１００が自動走行の中断中であって、自動運転中断モードＭ４の時には、走行制御部２００は作業車両１００の自動走行を再開させる。

また、第１スイッチ２３は、自動走行の中断中に、押下時間が第１時間以上である場合に障害物検出部１０による障害物検出を無効化する無効化指示を行う。予め設定された第１時間とは、上述のｔ１である。第１スイッチ２３の押下時間が、図４の（ｉｉ）に示されるように、ｔ１以上である場合には、コントローラ２０は作業車両１００の通信装置６０を介して障害物検出部１０に無線で障害物の検出を中止させる指示を伝達する。この時、作業車両１００が自動走行の中断中であって、自動運転中断モードＭ４の時は、走行制御部２００は第１スイッチ２３が押下されている間、作業車両１００を自動走行させる。なお、第１スイッチ２３が押下されている間とは、上記予め設定されている時間（本例では、ｔ１）が経過してから第１スイッチ２３の押下が解除されるまでの間としても良いし、前記予め設定された時間を含んで第１スイッチ２３が押下されてから当該押下が解除されるまでの間としても良い。

また、この際、第１スイッチ２３の押下が終了した時に障害物検出部１０が障害物を検出している場合には再度、自動走行が中断され、障害物検出部１０が障害物を検出していない場合には自動走行が継続される。

第２スイッチ２４は、自動走行中に、押下時間が予め設定された第２時間未満である場合に自動走行を中断させる。予め設定された第２時間とは、コントローラ２０側で予め設定されており、図４の例ではｔ２が相当する。第２時間は、上述の第１時間と同じ時間に設定しても良いし、異なる時間に設定しても良い。第２スイッチ２４の押下時間が、図４の（ｉｉｉ）に示されるように、ｔ２未満である場合には、コントローラ２０は作業車両１００の通信装置６０を介して走行制御部２００に無線で自動走行を中断させる指示を伝達する。この時、作業車両１００が自動走行中であって、自動運転モードＭ３の時は、走行制御部２００は作業車両１００の自動走行を中断させ、作業車両１００は自動運転中断モードＭ４となる。

また、第２スイッチ２４は、自動走行中に、押下時間が第２時間以上である場合に自動運転を終了させる。予め設定された第２時間とは、上述のｔ２である。第２スイッチ２４の押下時間が、図４の（ｉｖ）に示されるように、ｔ２以上である場合には、コントローラ２０は作業車両１００の通信装置６０を介して走行制御部２００に無線で自動走行を終了させる指示を伝達する。この時、作業車両１００が自動走行中であって、自動運転モードＭ３の時は、走行制御部２００は作業車両１００の自動走行を終了させ、作業車両１００は手動運転牽制モードＭ５となる。

次に、図５のフローチャートを用いて走行制御装置１の処理について説明する。走行制御部２００は、自動走行の開始指示があると（ステップ＃１：Ｙｅｓ）、作業車両１００の自動走行を開始する（ステップ＃２）。自動走行中に障害物検出部１０が障害物を検出すると（ステップ＃３：Ｙｅｓ）、自動走行中断部３０が自動走行を中断させる（ステップ＃４）。

障害物検出部１０による障害物検出を無効化させる無効化指示がない場合には（ステップ＃５：Ｎｏ）、障害物が検出されなくなるまで（ステップ＃３：Ｎｏ）、自動走行を中断する。一方、障害物検出部１０による障害物検出を無効化させる無効化指示がある場合には（ステップ＃５：Ｙｅｓ）、中断解除部４０が障害物検出部１０による障害物検出を無効化させ、走行制御部２００は無効化指示がある間だけ自動走行を行う（ステップ＃６）。この自動走行は無効化指示がある間（ステップ＃７：Ｎｏ）、継続される。

無効化指示が終了し（ステップ＃７：Ｙｅｓ）、その時に、自動走行の終了指示がない場合には（ステップ＃８：Ｎｏ）、自動走行を再開する（ステップ＃２）。一方、自動走行の終了指示がある場合には（ステップ＃８：Ｙｅｓ）、自動走行を終了する。走行制御装置１は、このようにして作業車両１００を自動走行させる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、報知部５０は、無効化指示があった場合でも中断中であることの報知を継続するとして説明したが、報知部５０は、無効化指示があった場合には報知を中断するように構成することも可能である。

上記実施形態では、障害物検出部１０は、無効化指示があった場合でも障害物の検出を継続して行うとして説明したが、障害物検出部１０は、無効化指示があった場合には障害物の検出を中断するように構成することも可能である。

上記実施形態では、第１スイッチ２３は、作業車両１００の停車中に、押下時間が予め設定された第１時間未満である場合に開始指示を行い、自動走行の中断中に、押下時間が第１時間以上である場合に無効化指示を行うとして説明したが、前記開始指示及び前記無効化指示を別々のスイッチに割り当てて構成しても良い。もちろん、その他の構成で実現することも可能である。

本発明は、作業車両を自動走行させる走行制御装置に利用することが可能である。

１：走行制御装置
１０：障害物検出部
２０：コントローラ
２３：第１スイッチ（スイッチ）
３０：自動走行中断部
４０：中断解除部
５０：報知部
１００：作業車両

Claims

作業車両を自動走行させる走行制御装置であって、
前記作業車両に備えられ、前記作業車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
前記作業車両に自動走行を開始させる開始指示、前記自動走行を中断させる中断指示、及び前記障害物検出部による障害物検出を無効化する無効化指示を行うスイッチを有するコントローラと、
前記開始指示に応じて前記作業車両が自動走行を開始した後、前記障害物検出部が前記障害物を検出した場合に、前記中断指示の有無に拘らず前記作業車両の自動走行を中断させる自動走行中断部と、
前記自動走行中断部による前記自動走行の中断中に前記無効化指示があった場合に前記自動走行の中断を解除する中断解除部と、
を備える走行制御装置。
前記自動走行中断部により前記自動走行が中断された場合に、前記作業車両の周囲に前記自動走行が中断中であることを報知する報知部を備える請求項１に記載の走行制御装置。
前記報知部は、前記無効化指示があった場合でも前記中断中であることの報知を継続する請求項２に記載の走行制御装置。
前記スイッチは、押下されている間に亘って前記無効化指示を行う請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
前記スイッチは、押下されると予め設定された時間だけ前記無効化指示を行う請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
前記障害物検出部は、前記無効化指示があった場合でも前記障害物の検出を継続して行う請求項１から５のいずれか一項に記載の走行制御装置。
前記スイッチは、前記作業車両の停車中に、押下時間が予め設定された第１時間未満である場合に前記開始指示を行い、前記自動走行の中断中に、前記押下時間が前記第１時間以上である場合に前記無効化指示を行う請求項１から６のいずれか一項に記載の走行制御装置。