JP2018180919A - Automatic steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圃場で走行しながら作業を行う作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle that performs work while traveling in a field.
自動走行する農業機械の予定走行経路を、地形データを含む圃場情報から異なるアルゴリズムにより複数算出し、算出した複数の予定走行経路の中から選択した予定走行経路とGPSモジュールにより得られた自己位置を用いて運転支援を行うことにより、自動走行による圃場作業を、簡単かつ熟練を要することなく実施することができる圃場作業機が公知である(例えば、特許文献1参照)。 A plurality of planned traveling routes of an agricultural machine traveling automatically are calculated by a different algorithm from field information including terrain data, and a planned traveling route selected from among the calculated plurality of planned traveling routes and the self position obtained by the GPS module A field work machine is known that can perform field work by automatic travel easily and without requiring skill by performing driving support using the same (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記の技術では、予め定められたアルゴリズムによって予定走行経路が算出されるため、使用者の都合に合わせた細かな経路の編集を行うことが容易ではなかった
本発明では、圃場の大きさに合わせて予定走行経路を算出する作業車両において、使用者が経路編集を容易に行うことが可能な作業車両を提供することを目的とする。
However, in the above-described technology, since the planned traveling route is calculated by a predetermined algorithm, it is not easy to edit the detailed route according to the convenience of the user. It is an object of the present invention to provide a work vehicle in which a user can easily perform route editing in a work vehicle that calculates a planned traveling route according to the above.
本発明は、上記課題を解決すべく次のような特徴を有する。 The present invention has the following features in order to solve the above problems.
第1の特徴は、走行車両の自己位置を測定する測位装置を有し、走行しながら前記測位装置による測定結果より圃場形状を判定する制御部を有し、該制御部は判定した前記圃場形状に基づいて予定走行経路を算出し、直進行程と旋回行程を自動で繰り返しながら作業を行う前記予定走行経路について、算出した直進の本数とは別に手入力にて直進の本数を指定する入力手段を設けたことを特徴とする。 The first feature includes a positioning device that measures the self position of a traveling vehicle, and a control unit that determines a field shape based on the measurement result of the positioning device while traveling, and the control unit determines the field shape determined The planned travel route is calculated based on the above, and for the planned travel route to work while automatically repeating the straight travel stroke and the turning stroke, the input means for manually specifying the number of straight travel by hand separately from the calculated number of straight travel It is characterized in that it is provided.
これにより、管理者の都合に応じて自動運転の予定走行経路の直進工程の数を任意に入力することが可能となるため、管理者が経路編集を容易に行うことができる。 As a result, it is possible to arbitrarily input the number of rectilinear steps of the scheduled travel route for automatic driving in accordance with the convenience of the administrator, so that the administrator can easily perform route editing.
第2の特徴は、第1の特徴を有する作業車両において、前記制御部は前記予定走行経路の算出時に手入力による直進本数の指定値が入力されていれば、算出した直進本数と手入力による直進本数のどちらを選択するかを管理者に促し、選択された直進本数に基づいて設定された予定走行経路上に沿って走行するように車両を制御することを特徴とする。 A second feature is that in the work vehicle having the first feature, the control unit is based on the calculated number of rectilinear movements and the manual input if the designated value of the number of rectilinear movements is manually input at the time of calculation of the planned traveling route. It is characterized in that the manager is prompted to select which of the number of straight travels to select, and the vehicle is controlled to travel along the planned travel route set based on the selected number of straight travels.
これにより、管理者の都合に応じて直進工程の数を任意に入力された自動運転の予定走行経路とアルゴリズムに基づいて圃場を効率よく作業するよう自動的に算出された直進行程数とを管理者が選択できるため、自動運転の予定走行経路の設定を容易に行うことが可能となる。 Thus, according to the administrator's convenience, the number of straight traveling processes is managed and the number of straight traveling processes automatically calculated so as to work the field efficiently based on the scheduled travel route for automatic driving and the algorithm Since the person can select, it becomes possible to easily set the scheduled travel route for automatic driving.
第3の特徴は、第1または第2の特徴を有する作業車両において、前記走行車両は後部に作業機を装着し、前記制御部は前記走行車両の前後方向長さの数値情報を有し、前記入力手段により前記作業機の作業時の進行方向に沿った前後方向である作業機長さと、進行方向に対して左右方向となる作業機幅と、走行車両の前端部から測位装置設置位置までの距離が入力されていると、前記測位装置の測位結果から圃場の1辺の長さを算出することを特徴とする。 A third feature is that in the work vehicle having the first or second feature, the traveling vehicle mounts a working machine at a rear portion, and the control unit has numerical information on the longitudinal length of the traveling vehicle. Work machine length which is the longitudinal direction along the traveling direction of the work machine by the input means, work machine width which is the lateral direction with respect to the traveling direction, and from the front end of the traveling vehicle to the positioning device installation position When the distance is input, the length of one side of the field is calculated from the positioning result of the positioning device.
これにより、予定走行経路の設定に必要な圃場の大きさを容易に測定することが可能となる。 This makes it possible to easily measure the size of the field necessary for setting the planned traveling route.
以上、第1の特徴を有する作業車両によれば、管理者が自動運転の予定走行経路編集を容易に行うことが可能となる。 As described above, according to the work vehicle having the first feature, it is possible for the manager to easily perform scheduled traveling route editing of automatic driving.
本発明の作業車両についての実施例を図面に基づき説明する。 An embodiment of a work vehicle of the present invention will be described based on the drawings.
図1は、本発明でいう作業車両の一例として示す作業機200を装着した走行車両であるトラクタ1の全体側面図で、トラクタ1の前部のボンネット5内に搭載したエンジン2の動力をミッションケース3で適宜に変速して前輪軸4と後輪軸5に伝動して前輪6と後輪7の両方或は後輪7のみを駆動し、機体上のキャビン26内に設ける座席10に座った作業者が中央に立設するステアリングホイール8を操作して前輪6を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するロワリンク9には、ロータリ耕運機などの作業機200を装着し、ミッションケース3から後方へ向かって突出するPTO軸11で装着する作業機200を駆動する。
FIG. 1 is an overall side view of a
作業機200の後部はリアカバー201で覆われており、このリアカバー201は車両左右方向のリアカバー回動軸201a回りに回動する。リアカバー201の下端部201bは耕耘中地面に接地して耕耘後の土を均すように構成されている。
The rear portion of the
作業機200は左右のロワリンク9とトップリンク213の3点で支持されており左のロワリンク9Lは左のリフトアーム210Lとアクチュエータの1種である傾斜シリンダ214で連結している。リフトアーム210はメインシリンダ212によって上下に回動するように構成されており、このリフトアーム210の上下回動によって作業機200が昇降される。リフトアーム210の回動角はリフトアームセンサ211により検出される。
The
キャビン26のルーフ27の上面には測位装置であるGPSアンテナ174が設けられており、このGPSアンテナ174が複数のGPS衛星30から送信される測位信号31を受信することにより自己位置を測定することができる。
A
ステアリングホイール8の近傍には作業管理や車両の設定を行うタブレット端末などの携帯端末100が設けられている。この携帯端末100は自動運転の予定走行経路Pの設定時に各種パラメータを入力する入力手段としても使用される。
In the vicinity of the steering wheel 8, a
ステアリングホイール8の下方にはステアリングシャフト(図示せず)が通っており、その近傍にステアリングを電子的に制御するステアリングモータ101が設けられている。
A steering shaft (not shown) passes below the steering wheel 8, and a
ボンネット5内部には制御部の一例としての自動運転ECU150が搭載されており、これが予定走行経路PとGPSアンテナ174で受信した測位信号31に基づき算出した自己位置とを比較しながら予定走行経路P上を走行するようにエンジン2やステアリングホイール8を制御する。
An
図2はトラクタ1の制御ブロック図である。トラクタ1には車両の走行を制御する制御部としての車両ECU(Electronic Control Unit)50とGPSアンテナ174で得た信号を基に位置情報を処理し、予定走行経路Pと自己位置を比較して車両ECU50に対する制御信号を送信する自動運転ECU150が搭載されている。
FIG. 2 is a control block diagram of the
車両ECUには走行車速を検出する車速センサ51からの信号と、前輪2の操向角度を検出するステリングセンサ52からの信号と、変速位置を検出する変速センサ53からの信号とが入力される。車両ECUからはエンジン2の出力を制御する信号と、ステアリングホイール8の操向角度を制御するステアリングモータ101の操作信号と、変速装置56の変速操作信号と、車両の走行を停止するブレーキを操作するブレーキシリンダ57へのブレーキ操作信号と、作業機200を昇降するメインシリンダ212への昇降操作信号とが出力される。
A signal from the
自動運転ECU150と車両ECU50とは有線通信により上方を互いに送受信することができ、車両の位置に応じて各種制御を実行することも可能である。車両ECU50は携帯端末100とは無線通信により情報の送受信を行い、車両の状態や作業状況を携帯端末100の画像表示部に表示することもできる。
The automatic driving ECU 150 and the vehicle ECU 50 can mutually transmit and receive the upper side by wired communication, and can also execute various controls in accordance with the position of the vehicle. The vehicle ECU 50 can transmit and receive information to and from the
図3は圃場計測の説明図である。携帯端末100を操作して圃場計測モードを起動すると、携帯端末100にガイダンスが表示され、その表示に従い操作することにより、圃場の縦方向および横方向の長さを計測することができる。
FIG. 3 is an explanatory view of field measurement. When the field measurement mode is activated by operating the
圃場の縦方向長さYLを計測する場合、車両を発進させる前に携帯端末100により必要パラメータを入力する。すなわち、作業機200の前後方向長さである作業機長さL2、作業機幅W、トラクタ1の前端からGPSアンテナ174の位置までの前後方向距離である前アンテナ位置Ltaの数値を入力するよう携帯端末100のガイダンスに促される。
In the case of measuring the longitudinal length YL of the field, necessary parameters are input by the
作業機長さL2を除くトラクタ1の前後方向長さL1は予め自動運転ECU150に記憶されており、これらを加算することにより作業車両全長Lが算出される。この作業車両全長Lから前アンテナ位置Ltaを減算すると作業機200の後端からGPSアンテナ174の位置までの前後方向距離である後アンテナ位置Ltbが算出される。
The longitudinal length L1 of the
ガイダンスに従って管理者が圃場Fの端に作業機200の後端を合わせて発進し、圃場反対側の端にトラクタ1の前端が合うまで走行させると、GPSアンテナ174の実測距離YL1に前アンテナ位置Ltaと後アンテナ位置Ltbが加算されて、圃場縦方向距離YLが算出される。圃場の縦方向距離YLが算出されると圃場端から所定の距離TPの位置に旋回開始点が設定される。
According to the guidance, when the manager brings the rear end of the
以上のような構成により、トラクタ1は車両を圃場の端から端まで走らせるだけで、正確に圃場の縦方向距離、すなわち圃場の大きさを計測することが可能となる。また、計算に必要な作業機長さL2、作業機幅W、前アンテナ位置Ltaを入力装置である携帯端末100に入力することで、容易に予定走行経路Pの設定や編集ができる。
With the above-described configuration, the
図4は予定走行経路Pの直進本数算出時の説明図である。圃場横方向距離YWも圃場縦方向距離YLと同様の方法で算出される。予定走行経路Pの直進本数は圃場横方向距離YWから周り耕分として左右とも作業機幅W2つ分を除いた長さ、すなわち圃場横方向距離YWから作業機幅Wの4倍の長さを減算した値を直進行程範囲YW1として算出する。 FIG. 4 is an explanatory diagram when calculating the number of straight travels of the planned traveling route P. As shown in FIG. The field lateral distance YW is also calculated by the same method as the field longitudinal distance YL. The number of straight travels on the planned travel path P is the length of the field lateral distance YW excluding the work machine width W for both left and right as plowing, ie, 4 times the length of the work machine width W from the field lateral distance YW The value obtained by the subtraction is calculated as a straight traveling stroke range YW1.
この直進行程範囲YW1を作業機幅Wで除算して、その商の小数点以下を繰り上げた値を直進行程SFの自動算出本数N1として算出する。この直進行程SFの自動算出本数N1は圃場横方向距離YWの算出が完了したときに自動で算出される。また、直進行程SFの本数は入力手段である携帯端末100で手動入力することもできる。
The straight traveling stroke range YW1 is divided by the work machine width W, and a value obtained by raising the decimal part of the quotient is calculated as the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF. The number N1 of automatic calculation of the straight traveling stroke SF is automatically calculated when the calculation of the field lateral distance YW is completed. Further, the number of straight traveling strokes SF can be manually input by the
直進行程SFを手動入力可能な構成とすることで、管理者が自己の都合に合わせて予定走行経路Pの編集を行うことができる。 By configuring the straight traveling stroke SF to be manually input, the manager can edit the planned traveling route P according to his / her convenience.
圃場横方向距離YWの測定時に携帯端末100から手動で入力された直進行程SFの手動入力本数N2が自動運転ECU150に記憶されていた場合、携帯端末100は管理者に自動算出本数N1と手動入力本数N2のどちらを採用するのかを選択する画面を表示する。
When the manual operation number N2 of the straight traveling stroke SF manually input from the
図5は予定走行経路Pの説明図である。自動算出本数N1と手動入力本数N2のいずれかが選択されると、選択された本数に従って直進行程SFが設定され、それぞれの直進行程SFを旋回行程RFで1本につないで予定走行経路Pが決定される。管理者が自動運転の開始操作を実行すると、トラクタ1はその経路に沿うように自動運転を開始する。
FIG. 5 is an explanatory view of the planned traveling route P. As shown in FIG. When one of the automatic calculation number N1 and the manual input number N2 is selected, the straight traveling stroke SF is set according to the selected number, and each straight traveling stroke SF is connected to one by the turning stroke RF and the planned traveling route P is It is determined. When the manager executes the start operation of the automatic driving, the
これにより、管理者の都合に応じて直進工程SFの数を任意に入力された自動運転の予定走行経路Pとアルゴリズムに基づいて圃場を効率よく作業するよう自動的に算出された直進行程数とを管理者が選択できるため、自動運転の予定走行経路Pの設定を容易に行うことが可能となる。 Thereby, according to the administrator's convenience, the number of straight traveling steps SF is arbitrarily input, and the number of straight traveling steps automatically calculated to work the field efficiently based on the algorithm and the scheduled traveling route P for automatic driving Can be selected by the manager, so that it is possible to easily set the scheduled travel route P for automatic driving.
図6は予定走行経路P設定時の処理を示すフローチャートである。初めにGPS測位の精度を示す規格により示される値から精度が十分なものであるかを判定する(ステップS1)。精度が不十分であれば精度判定を繰り返し、精度が十分であれば、携帯端末100に予定走行経路Pの設定ガイダンスボタンを表示する(ステップS2)。 FIG. 6 is a flow chart showing processing when setting the planned traveling route P. First, it is determined from the value indicated by the standard indicating the accuracy of GPS positioning whether the accuracy is sufficient (step S1). If the accuracy is insufficient, the accuracy determination is repeated, and if the accuracy is sufficient, the setting guidance button of the planned traveling route P is displayed on the portable terminal 100 (step S2).
次に、ガイダンスボタンがタップされたかどうかを判定し(ステップS3)、タップされなければ同じ判定(ステップS3)を繰り返し、タップされれば作業機長さL2、作業機幅W、前アンテナ位置Ltaなどの必須パラメータの入力欄や直進行程SFの手動入力本数N2などの任意パラメータの入力欄を携帯端末100に表示する(ステップS4)。
Next, it is determined whether the guidance button is tapped (step S3). If not tapped, the same determination (step S3) is repeated, and if tapped, work machine length L2, work machine width W, front antenna position Lta, etc. The
次に上記必須パラメータが入力されているのか否かを判定し(ステップS5)、必須パラメータの入力が完了してなければ同じ判定(ステップS5)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YLの測定ガイダンスを携帯端末100に表示する(ステップS6)。 Next, it is determined whether or not the required parameter is input (step S5), and if the input of the required parameter is not completed, the same determination (step S5) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YL The measurement guidance is displayed on the portable terminal 100 (step S6).
次に圃場縦方向距離YLの測定が完了したか否かを判定し(ステップS7)、完了してなければ同じ判定(ステップS7)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YLと、旋回点TPを算出して(ステップS8)、その後圃場横方向距離YWの測定ガイダンスを携帯端末100に表示する(ステップS9)。 Next, it is determined whether measurement of the field longitudinal distance YL is completed (step S7), and if not completed, the same determination (step S7) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YL and turning The point TP is calculated (step S8), and then the measurement guidance of the field lateral distance YW is displayed on the portable terminal 100 (step S9).
次に圃場横方向距離YWの測定が完了したか否かを判定し(ステップS10)、完了してなければ同じ判定(ステップS10)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YWと、直進行程SFの自動算出本数N1を算出する(ステップS11)。 Next, it is determined whether or not the measurement of the field lateral distance YW is completed (step S10), and if not completed, the same determination (step S10) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YW and straight line The automatic calculation number N1 of stroke SF is calculated (step S11).
次に自動運転ECU150に直進行程SFの手動入力本数N2のパラメータが記憶されているか否かを判定し(ステップS12)、記憶されていなければ直進行程SFの自動算出本数N1に基づいて予定走行経路Pを設定し(ステップS16)、記憶されていれば直進行程SFの手動入力本数N2と直進行程SFの自動算出本数N1のどちらを採用するのか管理者に促す選択画面を携帯端末100に表示する(ステップS13)。
Next, it is determined whether or not the parameter of the manual input number N2 of the straight traveling stroke SF is stored in the automatic driving ECU 150 (step S12), and if not stored, the planned traveling route is based on the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF. P is set (step S16), and if it is stored, the
次に上記選択画面にて直進行程SFの手動入力本数N2が選択されたか否かを判定し(ステップS14)、手動入力本数N2が選択されなければ直進行程SFの自動算出本数N1に基づいて予定走行経路Pを設定し(ステップS16)、選択されれば手動入力本数N2に基づいて予定走行経路Pを設定して(ステップS15)処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the manual input number N2 of the straight traveling stroke SF is selected on the selection screen (step S14). If the manual input number N2 is not selected, it is scheduled based on the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF The travel route P is set (step S16), and if it is selected, the scheduled travel route P is set based on the manual input number N2 (step S15), and the processing is ended.
以上の構成により、トラクタ1は管理者が自動運転の予定走行経路Pの編集を容易に行うことが可能となる。
With the above configuration, the
1 トラクタ(走行車両)
150 制御部
174 GPSアンテナ(測位装置)
200 作業機
L1 トラクタの前後方向長さL1(走行車両の前後方向長さ)
L2 作業機長さ
Lta 前アンテナ位置(走行車両の前端部から測位装置設置位置までの距離)
P 予定走行経路
RF 旋回行程
SF 直進行程
W 作業機幅
YL 圃場縦方向距離
YW 圃場横方向距離
1 Tractor (traveling vehicle)
150
200 Work implement L1 Tractor longitudinal length L1 (longitudinal length of traveling vehicle)
L2 Working aircraft length Lta Front antenna position (distance from the front end of the traveling vehicle to the positioning device installation position)
P Planned travel route RF Turning stroke SF Straight travel W Working machine width YL Field longitudinal distance YW Field transverse distance
本発明は、圃場で走行しながら作業を行うための自動操舵制御装置に関する。 The present invention relates to an automatic steering control device for performing work while traveling in a field.
自動走行する農業機械の予定走行経路を、地形データを含む圃場情報から異なるアルゴリズムにより複数算出し、算出した複数の予定走行経路の中から選択した予定走行経路とGPSモジュールにより得られた自己位置を用いて運転支援を行うことにより、自動走行による圃場作業を、簡単かつ熟練を要することなく実施することができる圃場作業機が公知である(例えば、特許文献1参照)。 A plurality of planned traveling routes of an agricultural machine traveling automatically are calculated by a different algorithm from field information including terrain data, and a planned traveling route selected from among the calculated plurality of planned traveling routes and the self position obtained by the GPS module A field work machine is known that can perform field work by automatic travel easily and without requiring skill by performing driving support using the same (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記の技術では、予め定められたアルゴリズムによって予定走行経路が算出されるため、使用者の都合に合わせた細かな経路の編集を行うことが容易ではなかった。
本発明では、圃場の大きさに合わせて予定走行経路を算出する作業車両において、使用者が経路編集を容易に行うことが可能な自動操舵制御装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described technology, since the planned traveling route is calculated by a predetermined algorithm, it is not easy to edit the detailed route in accordance with the convenience of the user.
An object of the present invention is to provide an automatic steering control device that allows a user to easily perform route editing in a work vehicle that calculates a planned traveling route according to the size of a field.
本発明は、上記課題を解決すべく次のような特徴を有する。 The present invention has the following features in order to solve the above problems.
第1の特徴は、走行車両の自己位置を測定する測位装置を有し、走行しながら前記測位装置による測定結果より圃場形状を判定する制御部を有し、該制御部は判定した前記圃場形状に基づいて予定走行経路を算出し、直進行程と旋回行程を自動で繰り返しながら作業を行う前記予定走行経路について、算出した直進の本数とは別に手入力にて直進の本数を指定する入力手段を設けたことを特徴とする。 The first feature includes a positioning device that measures the self position of a traveling vehicle, and a control unit that determines a field shape based on the measurement result of the positioning device while traveling, and the control unit determines the field shape determined The planned travel route is calculated based on the above, and for the planned travel route to work while automatically repeating the straight travel stroke and the turning stroke, the input means for manually specifying the number of straight travel by hand separately from the calculated number of straight travel It is characterized in that it is provided.
これにより、管理者の都合に応じて自動運転の予定走行経路の直進工程の数を任意に入力することが可能となるため、管理者が経路編集を容易に行うことができる。 As a result, it is possible to arbitrarily input the number of rectilinear steps of the scheduled travel route for automatic driving in accordance with the convenience of the administrator, so that the administrator can easily perform route editing.
第2の特徴は、第1の特徴を有する自動操舵制御装置において、前記制御部は前記予定走行経路の算出時に手入力による直進本数の指定値が入力されていれば、算出した直進本数と手入力による直進本数のどちらを選択するかを管理者に促し、選択された直進本数に基づいて設定された予定走行経路上に沿って走行するように車両を制御することを特徴とする。 A second feature of the present invention is the automatic steering control device according to the first feature, wherein the control unit is configured to calculate the number of rectilinear movements and the number of rectilinear movements if the designated value of the number of rectilinear movements is manually input. It is characterized in that the manager is prompted to select which of the number of straight driving by the input, and the vehicle is controlled to travel along the planned traveling route set based on the selected number of straight driving.
これにより、管理者の都合に応じて直進工程の数を任意に入力された自動運転の予定走行経路とアルゴリズムに基づいて圃場を効率よく作業するよう自動的に算出された直進行程数とを管理者が選択できるため、自動運転の予定走行経路の設定を容易に行うことが可能となる。 Thus, according to the administrator's convenience, the number of straight traveling processes is managed and the number of straight traveling processes automatically calculated so as to work the field efficiently based on the scheduled travel route for automatic driving and the algorithm Since the person can select, it becomes possible to easily set the scheduled travel route for automatic driving.
第3の特徴は、第1または第2の特徴を有する自動操舵制御装置において、前記走行車両は後部に作業機を装着し、前記制御部は前記走行車両の前後方向長さの数値情報を有し、前記入力手段により前記作業機の作業時の進行方向に沿った前後方向である作業機長さと、進行方向に対して左右方向となる作業機幅と、走行車両の前端部から測位装置設置位置までの距離が入力されていると、前記測位装置の測位結果から圃場の1辺の長さを算出することを特徴とする。 According to a third feature of the present invention , in the automatic steering control device having the first or second feature, the traveling vehicle mounts a working machine at a rear portion, and the control unit has numerical information on the longitudinal length of the traveling vehicle Work machine length, which is the longitudinal direction along the traveling direction of the work machine by the input means, the working machine width in the lateral direction with respect to the traveling direction, and the positioning device installation position from the front end of the traveling vehicle When the distance up to is input, the length of one side of the field is calculated from the positioning result of the positioning device.
これにより、予定走行経路の設定に必要な圃場の大きさを容易に測定することが可能となる。 This makes it possible to easily measure the size of the field necessary for setting the planned traveling route.
本件の自動操舵制御装置によれば、管理者が自動運転の予定走行経路編集を容易に行うことが可能となる。 According to the automatic steering control device of the present invention, it is possible for the manager to easily perform scheduled traveling route editing of automatic driving.
本発明の作業車両についての実施例を図面に基づき説明する。 An embodiment of a work vehicle of the present invention will be described based on the drawings.
図1は、本発明でいう作業車両の一例として示す作業機200を装着した走行車両であるトラクタ1の全体側面図で、トラクタ1の前部のボンネット5内に搭載したエンジン2の動力をミッションケース3で適宜に変速して前輪軸4と後輪軸5に伝動して前輪6と後輪7の両方或は後輪7のみを駆動し、機体上のキャビン26内に設ける座席10に座った作業者が中央に立設するステアリングホイール8を操作して前輪6を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するロワリンク9には、ロータリ耕運機などの作業機200を装着し、ミッションケース3から後方へ向かって突出するPTO軸11で装着する作業機200を駆動する。
FIG. 1 is an overall side view of a
作業機200の後部はリアカバー201で覆われており、このリアカバー201は車両左右方向のリアカバー回動軸201a回りに回動する。リアカバー201の下端部201bは耕耘中地面に接地して耕耘後の土を均すように構成されている。
The rear portion of the work implement 200 is covered by a
作業機200は左右のロワリンク9とトップリンク213の3点で支持されており左のロワリンク9Lは左のリフトアーム210Lとアクチュエータの1種である傾斜シリンダ214で連結している。リフトアーム210はメインシリンダ212によって上下に回動するように構成されており、このリフトアーム210の上下回動によって作業機200が昇降される。リフトアーム210の回動角はリフトアームセンサ211により検出される。
The work implement 200 is supported at three points of the left and right
キャビン26のルーフ27の上面には測位装置であるGPSアンテナ174が設けられており、このGPSアンテナ174が複数のGPS衛星30から送信される測位信号31を受信することにより自己位置を測定することができる。
A
ステアリングホイール8の近傍には作業管理や車両の設定を行うタブレット端末などの携帯端末100が設けられている。この携帯端末100は自動運転の予定走行経路Pの設定時に各種パラメータを入力する入力手段としても使用される。
In the vicinity of the steering wheel 8, a
ステアリングホイール8の下方にはステアリングシャフト(図示せず)が通っており、その近傍にステアリングを電子的に制御するステアリングモータ101が設けられている。
A steering shaft (not shown) passes below the steering wheel 8, and a
ボンネット5内部には制御部の一例としての自動運転ECU150が搭載されており、これが予定走行経路PとGPSアンテナ174で受信した測位信号31に基づき算出した自己位置とを比較しながら予定走行経路P上を走行するようにエンジン2やステアリングホイール8を制御する。
An autonomous driving
図2はトラクタ1の制御ブロック図である。トラクタ1には車両の走行を制御する制御部としての車両ECU(Electronic Control Unit)50とGPSアンテナ174で得た信号を基に位置情報を処理し、予定走行経路Pと自己位置を比較して車両ECU50に対する制御信号を送信する自動運転ECU150が搭載されている。
FIG. 2 is a control block diagram of the
車両ECUには走行車速を検出する車速センサ51からの信号と、前輪2の操向角度を検出するステリングセンサ52からの信号と、変速位置を検出する変速センサ53からの信号とが入力される。車両ECUからはエンジン2の出力を制御する信号と、ステアリングホイール8の操向角度を制御するステアリングモータ101の操作信号と、変速装置56の変速操作信号と、車両の走行を停止するブレーキを操作するブレーキシリンダ57へのブレーキ操作信号と、作業機200を昇降するメインシリンダ212への昇降操作信号とが出力される。
A signal from the
自動運転ECU150と車両ECU50とは有線通信により上方を互いに送受信することができ、車両の位置に応じて各種制御を実行することも可能である。車両ECU50は携帯端末100とは無線通信により情報の送受信を行い、車両の状態や作業状況を携帯端末100の画像表示部に表示することもできる。
The
図3は圃場計測の説明図である。携帯端末100を操作して圃場計測モードを起動すると、携帯端末100にガイダンスが表示され、その表示に従い操作することにより、圃場の縦方向および横方向の長さを計測することができる。
FIG. 3 is an explanatory view of field measurement. When the field measurement mode is activated by operating the
圃場の縦方向長さYLを計測する場合、車両を発進させる前に携帯端末100により必要パラメータを入力する。すなわち、作業機200の前後方向長さである作業機長さL2、作業機幅W、トラクタ1の前端からGPSアンテナ174の位置までの前後方向距離である前アンテナ位置Ltaの数値を入力するよう携帯端末100のガイダンスに促される。
In the case of measuring the longitudinal length YL of the field, necessary parameters are input by the
作業機長さL2を除くトラクタ1の前後方向長さL1は予め自動運転ECU150に記憶されており、これらを加算することにより作業車両全長Lが算出される。この作業車両全長Lから前アンテナ位置Ltaを減算すると作業機200の後端からGPSアンテナ174の位置までの前後方向距離である後アンテナ位置Ltbが算出される。
The longitudinal length L1 of the
ガイダンスに従って管理者が圃場Fの端に作業機200の後端を合わせて発進し、圃場反対側の端にトラクタ1の前端が合うまで走行させると、GPSアンテナ174の実測距離YL1に前アンテナ位置Ltaと後アンテナ位置Ltbが加算されて、圃場縦方向距離YLが算出される。圃場の縦方向距離YLが算出されると圃場端から所定の距離TPの位置に旋回開始点が設定される。
According to the guidance, when the manager brings the rear end of the working
以上のような構成により、トラクタ1は車両を圃場の端から端まで走らせるだけで、正確に圃場の縦方向距離、すなわち圃場の大きさを計測することが可能となる。また、計算に必要な作業機長さL2、作業機幅W、前アンテナ位置Ltaを入力装置である携帯端末100に入力することで、容易に予定走行経路Pの設定や編集ができる。
With the above-described configuration, the
図4は予定走行経路Pの直進本数算出時の説明図である。圃場横方向距離YWも圃場縦方向距離YLと同様の方法で算出される。予定走行経路Pの直進本数は圃場横方向距離YWから周り耕分として左右とも作業機幅W2つ分を除いた長さ、すなわち圃場横方向距離YWから作業機幅Wの4倍の長さを減算した値を直進行程範囲YW1として算出する。 FIG. 4 is an explanatory diagram when calculating the number of straight travels of the planned traveling route P. As shown in FIG. The field lateral distance YW is also calculated by the same method as the field longitudinal distance YL. The number of straight travels on the planned travel path P is the length of the field lateral distance YW excluding the work machine width W for both left and right as plowing, ie, 4 times the length of the work machine width W from the field lateral distance YW The value obtained by the subtraction is calculated as a straight traveling stroke range YW1.
この直進行程範囲YW1を作業機幅Wで除算して、その商の小数点以下を繰り上げた値を直進行程SFの自動算出本数N1として算出する。この直進行程SFの自動算出本数N1は圃場横方向距離YWの算出が完了したときに自動で算出される。また、直進行程SFの本数は入力手段である携帯端末100で手動入力することもできる。
The straight traveling stroke range YW1 is divided by the work machine width W, and a value obtained by raising the decimal part of the quotient is calculated as the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF. The number N1 of automatic calculation of the straight traveling stroke SF is automatically calculated when the calculation of the field lateral distance YW is completed. Further, the number of straight traveling strokes SF can be manually input by the
直進行程SFを手動入力可能な構成とすることで、管理者が自己の都合に合わせて予定走行経路Pの編集を行うことができる。 By configuring the straight traveling stroke SF to be manually input, the manager can edit the planned traveling route P according to his / her convenience.
圃場横方向距離YWの測定時に携帯端末100から手動で入力された直進行程SFの手動入力本数N2が自動運転ECU150に記憶されていた場合、携帯端末100は管理者に自動算出本数N1と手動入力本数N2のどちらを採用するのかを選択する画面を表示する。
When the manual operation number N2 of the straight traveling stroke SF manually input from the
図5は予定走行経路Pの説明図である。自動算出本数N1と手動入力本数N2のいずれかが選択されると、選択された本数に従って直進行程SFが設定され、それぞれの直進行程SFを旋回行程RFで1本につないで予定走行経路Pが決定される。管理者が自動運転の開始操作を実行すると、トラクタ1はその経路に沿うように自動運転を開始する。
FIG. 5 is an explanatory view of the planned traveling route P. As shown in FIG. When one of the automatic calculation number N1 and the manual input number N2 is selected, the straight traveling stroke SF is set according to the selected number, and each straight traveling stroke SF is connected to one by the turning stroke RF and the planned traveling route P is It is determined. When the manager executes the start operation of the automatic driving, the
これにより、管理者の都合に応じて直進工程SFの数を任意に入力された自動運転の予定走行経路Pとアルゴリズムに基づいて圃場を効率よく作業するよう自動的に算出された直進行程数とを管理者が選択できるため、自動運転の予定走行経路Pの設定を容易に行うことが可能となる。 Thereby, according to the administrator's convenience, the number of straight traveling steps SF is arbitrarily input, and the number of straight traveling steps automatically calculated to work the field efficiently based on the algorithm and the scheduled traveling route P for automatic driving Can be selected by the manager, so that it is possible to easily set the scheduled travel route P for automatic driving.
図6は予定走行経路P設定時の処理を示すフローチャートである。初めにGPS測位の精度を示す規格により示される値から精度が十分なものであるかを判定する(ステップS1)。精度が不十分であれば精度判定を繰り返し、精度が十分であれば、携帯端末100に予定走行経路Pの設定ガイダンスボタンを表示する(ステップS2)。 FIG. 6 is a flow chart showing processing when setting the planned traveling route P. First, it is determined from the value indicated by the standard indicating the accuracy of GPS positioning whether the accuracy is sufficient (step S1). If the accuracy is insufficient, the accuracy determination is repeated, and if the accuracy is sufficient, the setting guidance button of the planned traveling route P is displayed on the portable terminal 100 (step S2).
次に、ガイダンスボタンがタップされたかどうかを判定し(ステップS3)、タップされなければ同じ判定(ステップS3)を繰り返し、タップされれば作業機長さL2、作業機幅W、前アンテナ位置Ltaなどの必須パラメータの入力欄や直進行程SFの手動入力本数N2などの任意パラメータの入力欄を携帯端末100に表示する(ステップS4)。
Next, it is determined whether the guidance button is tapped (step S3). If not tapped, the same determination (step S3) is repeated, and if tapped, work machine length L2, work machine width W, front antenna position Lta, etc. The
次に上記必須パラメータが入力されているのか否かを判定し(ステップS5)、必須パラメータの入力が完了してなければ同じ判定(ステップS5)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YLの測定ガイダンスを携帯端末100に表示する(ステップS6)。 Next, it is determined whether or not the required parameter is input (step S5), and if the input of the required parameter is not completed, the same determination (step S5) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YL The measurement guidance is displayed on the portable terminal 100 (step S6).
次に圃場縦方向距離YLの測定が完了したか否かを判定し(ステップS7)、完了してなければ同じ判定(ステップS7)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YLと、旋回点TPを算出して(ステップS8)、その後圃場横方向距離YWの測定ガイダンスを携帯端末100に表示する(ステップS9)。 Next, it is determined whether measurement of the field longitudinal distance YL is completed (step S7), and if not completed, the same determination (step S7) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YL and turning The point TP is calculated (step S8), and then the measurement guidance of the field lateral distance YW is displayed on the portable terminal 100 (step S9).
次に圃場横方向距離YWの測定が完了したか否かを判定し(ステップS10)、完了してなければ同じ判定(ステップS10)を繰り返し、完了していれば圃場縦方向距離YWと、直進行程SFの自動算出本数N1を算出する(ステップS11)。 Next, it is determined whether or not the measurement of the field lateral distance YW is completed (step S10), and if not completed, the same determination (step S10) is repeated, and if completed, the field longitudinal distance YW and straight line The automatic calculation number N1 of stroke SF is calculated (step S11).
次に自動運転ECU150に直進行程SFの手動入力本数N2のパラメータが記憶されているか否かを判定し(ステップS12)、記憶されていなければ直進行程SFの自動算出本数N1に基づいて予定走行経路Pを設定し(ステップS16)、記憶されていれば直進行程SFの手動入力本数N2と直進行程SFの自動算出本数N1のどちらを採用するのか管理者に促す選択画面を携帯端末100に表示する(ステップS13)。
Next, it is determined whether or not the parameter of the manual input number N2 of the straight traveling stroke SF is stored in the automatic driving ECU 150 (step S12), and if not stored, the planned traveling route is based on the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF. P is set (step S16), and if it is stored, the
次に上記選択画面にて直進行程SFの手動入力本数N2が選択されたか否かを判定し(ステップS14)、手動入力本数N2が選択されなければ直進行程SFの自動算出本数N1に基づいて予定走行経路Pを設定し(ステップS16)、選択されれば手動入力本数N2に基づいて予定走行経路Pを設定して(ステップS15)処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the manual input number N2 of the straight traveling stroke SF is selected on the selection screen (step S14). If the manual input number N2 is not selected, it is scheduled based on the automatically calculated number N1 of the straight traveling stroke SF The travel route P is set (step S16), and if it is selected, the scheduled travel route P is set based on the manual input number N2 (step S15), and the processing is ended.
以上の構成により、トラクタ1は管理者が自動運転の予定走行経路Pの編集を容易に行うことが可能となる。
With the above configuration, the
1 トラクタ(走行車両)
150 制御部
174 GPSアンテナ(測位装置)
200 作業機
L1 トラクタの前後方向長さL1(走行車両の前後方向長さ)
L2 作業機長さ
Lta 前アンテナ位置(走行車両の前端部から測位装置設置位置までの距離)
P 予定走行経路
RF 旋回行程
SF 直進行程
W 作業機幅
YL 圃場縦方向距離
YW 圃場横方向距離
1 Tractor (traveling vehicle)
150
200 Work implement L1 Tractor longitudinal length L1 (longitudinal length of traveling vehicle)
L2 Working aircraft length Lta Front antenna position (distance from the front end of the traveling vehicle to the positioning device installation position)
P Planned travel route RF Turning stroke SF Straight travel W Working machine width YL Field longitudinal distance YW Field transverse distance
Claims (3)
走行しながら前記測位装置による測定結果に基づいて圃場形状を判定する制御部を有し、
該制御部は判定した前記圃場形状に基づいて予定走行経路を算出し、
直進行程と旋回行程を自動で繰り返しながら作業を行う前記予定走行経路について、算出した直進の本数とは別に手入力にて直進の本数を指定する入力手段を設けた、
作業車両。 It has a positioning device that measures the self position of the traveling vehicle,
It has a control unit that determines the field shape based on the measurement result by the positioning device while traveling,
The control unit calculates a planned traveling route based on the determined field shape,
For the planned traveling route where the work is performed while automatically repeating the straight travel and the turning stroke, an input unit is provided to specify the number of straight travel by manual input separately from the calculated number of straight travel.
Work vehicle.
選択された直進本数に基づいて設定された予定走行経路上に沿って走行するように車両を制御する、
請求項1に記載の作業車両。 If the designated value of the number of rectilinear movements by manual input is inputted at the time of calculation of the planned traveling route, the control unit urges the manager to select either the rectilinear rectilinear number by calculation or the number of rectilinear movements by manual input.
Control the vehicle to travel along the planned travel route set based on the selected number of straight travels,
The work vehicle according to claim 1.
前記制御部は前記走行車両の前後方向長さの数値情報を有し、
前記入力手段により前記作業機の作業時の進行方向に沿った前後方向である作業機長さと、進行方向に対して左右方向となる作業機幅と、走行車両の前端部から測位装置設置位置までの距離が入力されていると、
前記測位装置の測位結果から圃場の1辺の長さを算出する、
請求項1または2に記載の作業車両。 The traveling vehicle is equipped with a working machine at the rear,
The control unit has numerical information on the longitudinal length of the traveling vehicle,
Work machine length which is the longitudinal direction along the traveling direction of the work machine by the input means, work machine width which is the lateral direction with respect to the traveling direction, and from the front end of the traveling vehicle to the positioning device installation position If the distance is entered,
Calculate the length of one side of a field from the positioning result of the positioning device,
The work vehicle according to claim 1.
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