JP2018200611A - 自律走行システム - Google Patents

自律走行システム Download PDF

Info

Publication number
JP2018200611A
JP2018200611A JP2017105510A JP2017105510A JP2018200611A JP 2018200611 A JP2018200611 A JP 2018200611A JP 2017105510 A JP2017105510 A JP 2017105510A JP 2017105510 A JP2017105510 A JP 2017105510A JP 2018200611 A JP2018200611 A JP 2018200611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
position information
autonomous
control
condition
communication terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017105510A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7019310B2 (ja
Inventor
宮窪 孝富
Takatomi Miyakubo
孝富 宮窪
暢宏 木村
Nobuhiro Kimura
暢宏 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Co Ltd filed Critical Yanmar Co Ltd
Priority to JP2017105510A priority Critical patent/JP7019310B2/ja
Publication of JP2018200611A publication Critical patent/JP2018200611A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7019310B2 publication Critical patent/JP7019310B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

【課題】作業車両側で算出される作業車両の位置情報に基づいて自律走行制御を行うことが可能であるとともに、通信端末側で算出される通信端末の位置情報に基づいて自律走行制御を行うことが可能となる自律走行システムを提供する。【解決手段】トラクタは、自律走行制御を実行可能な自律走行制御部と、衛星測位システムを利用して作業車両の位置を表す第1位置情報を算出する第1算出部とを備える。通信端末は、衛星測位システムを利用して通信端末の位置を表す第2位置情報を算出する第2算出部を備える。自律走行制御部は、第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行しているときに所定条件が成立した場合は、第1位置情報に代えて、第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能である。【選択図】図8A

Description

この発明は、自律走行システムに関する。
特許文献1には、衛星測位システムを利用して作業車両の位置情報を算出する移動受信機と、移動受信機によって算出された位置情報に基づいて、作業車両を予め作成された自律走行経路に沿って自律走行させる制御装置とを備えた作業車両が開示されている。
特許文献1の移動受信機のように、衛星測位システムを利用して作業車両の位置情報を算出する場合には、天候や障害物等の外部環境に起因して、位置情報の精度が低下するおそれがある。特許文献1に記載の作業車両では、移動受信機によって算出された位置情報の精度が低下したときには、自律走行を停止させるようにしている。
国際公開第2015/119266号公報
上記特許文献1に記載の作業車両では、外部環境により作業車両の位置情報の精度が低下することによる自律走行の停止が頻発し、作業車両による作業を円滑に行うことができないおそれがある。
この発明の目的は、外部環境により作業車両の位置情報の精度が低下しても自律走行および作業を継続することが可能な自律走行システムを提供することである。
この発明による自律走行システムは、予め定められた走行経路に沿って自律走行する作業車両と、前記作業車両に対して所定の制御信号を送信可能な通信端末を備えた自律走行システムであって、前記作業車両は、前記走行経路に沿って前記作業車両を自律走行させる自律走行制御を実行可能な制御部と、衛星測位システムを利用して前記作業車両の位置を表す第1位置情報を算出する第1算出部とを備え、前記通信端末は、衛星測位システムを利用して前記通信端末の位置を表す第2位置情報を算出する第2算出部を備え、前記制御部は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行しているときに所定条件が成立した場合は、前記第1位置情報に代えて、前記第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能であることを特徴とする。
この構成では、作業車両側で算出される作業車両の位置情報(第1位置情報)に基づいて自律走行制御を行うことが可能であるとともに、通信端末側で算出される通信端末の位置情報(第2位置情報)に基づいて自律走行制御を行うことが可能となる。
この発明の一実施形態では、前記作業車両は、前記第1算出部によって算出された第1位置情報の精度を評価する第1評価部を備え、前記所定条件は少なくとも第1条件を含み、前記第1条件は、前記第1評価部により、前記第1位置情報の精度が低精度であると評価されることである。
この構成では、第1位置情報の精度が低精度であると評価されることを、第1位置情報に代えて、第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行するための条件に含めることが可能となる。
この発明の一実施形態では、前記通信端末は、前記第2算出部によって算出された第2位置情報の精度を評価する第2評価部を備え、前記所定条件は、前記第1条件とは異なる第2条件をさらに含み、前記第2条件は、前記第2評価部により、前記第2位置情報の精度が高精度であると評価されることである。
この構成では、第1位置情報の精度が低精度であると評価されかつ第2位置情報の精度が高精度であると評価されることを、第1位置情報に代えて、第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行するための条件に含めることが可能となる。
この発明の一実施形態では、前記作業車両は、前記通信端末を着脱可能に支持する支持部と、前記支持部に対する前記通信端末の装着を検出する検出部を備え、前記複数の条件は、前記第1条件および前記第2条件とは異なる第3条件をさらに含み、前記第3条件は、前記検出部が前記支持部に対する前記通信端末の装着を検出することである。
この構成では、第1位置情報の精度が低精度であると評価されかつ第2位置情報の精度が高精度であると評価されかつ検出部が支持部に対する通信端末の装着を検出することを、第1位置情報に代えて、第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行するための条件に含めることが可能となる。
この発明の一実施形態では、前記制御部は、前記第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行している場合において、前記第2条件または第3条件が成立しなくなった場合は、自律走行制御を停止し、前記第1条件が成立しなくなった場合は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能である。
通信端末が支持部に装着されていない場合には、第2位置情報の精度がたとえ高精度であったとしても、第2位置情報に基づいて作業車両の位置を正確に特定することはできなくなる。この構成では、このような場合に、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われるのを防止できる。また、この構成では、第2位置情報の精度が低精度である場合に、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われるのを防止できる。
通信端末は支持部に着脱自在に装着されるので、第2位置情報には通信端末の装着誤差(取付誤差)に起因する誤差が含まれるおそれがある。したがって、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われる場合には、第1位置情報に基づいて自律走行制御が行われる場合に比べて、経路追従性が低下するおそれがある。この構成では、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われているときに、第1位置情報の精度が高精度になったときには、第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能となるため、自律走行時において、経路追従性が低下するのを極力抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記制御部は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行している場合において、前記第1条件が成立する一方、前記第2条件または前記第3条件が非成立であるときは自律走行制御を停止する。
この構成では、第1位置情報に基づく自律走行制御の実行中に、第1位置情報の精度が低精度となったときにおいて、第2位置情報の精度が低精度であるかまたは通信端末が支持部に装着されていない場合に、自律走行制御が行われるのを防止できる。
この発明の一実施形態では、前記第1算出部は、複数の測位衛星から取得した衛星信号に基づいて算出される前記作業車両の測位情報と、所定の第1基準局から取得した測位補正情報とに基づいて、前記第1位置情報を算出するように構成されており、前記第2算出部は、複数の測位衛星から取得した衛星信号に基づいて算出される前記通信端末の測位情報と、前記第1基準局と同じまたは異なる所定の第2基準局から取得した測位補正情報とに基づいて、前記第2位置情報を算出するように構成されており、前記走行経路には特定の第3基準局が対応付けられており、前記制御部は、前記第1基準局と前記第3基準局とが同一である場合に、自律走行制御を実行可能である。
基準局は、測位システムを利用して基準局の位置の測位情報を算出し、予め認識している自己の位置(以下、「認識自己位置」という。)と、算出された測位情報との差を、測位補正情報として送信する。基準局によっては、認識自己位置に誤差が存在している場合がある。
第1基準局と第3基準局とが異なる場合において、少なくとも一方の基準局の認識自己位置に誤差が存在している場合には、走行経路生成時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量と、自律走行時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量とが異なる。実際位置とは、作業車両の実際の位置をいう。ずれ量とは、主として経度方向のずれ量および緯度方向のずれ量をいう。このため、自律走行時に、作業車両が作業場(例えば、圃場)を逸脱するおそれがある。
これに対して、第1基準局と第3基準局とが同一である場合には、当該基準局の認識自己位置に誤差が存在していても、走行経路生成時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量と、自律走行時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量とはほぼ同じになる。したがって、この構成では、自律走行時に、作業車両が作業場を逸脱するのを防止できる。
図1は、本発明の実施形態に係る自律走行システムに用いられるトラクタを示し、トラクタに装着された作業機が非作業状態である様子を示す側面図である。 図2は、トラクタの平面図である。 図3は、トラクタの座席の周囲に配置される各種操作装置および通信端末を示す平面図である。 図4は、作業機が作業状態である様子を示すトラクタの側面図である。 図5は、トラクタの電気的構成を示すブロック図である。 図6は、通信端末の電気的構成を示すブロック図である。 図7は、自律走行経路の一例を示す模式図である。 図8Aは、第1制御部の動作の一例を説明するためのフローチャートの一部である。 図8Bは、第1制御部の動作の一例を説明するためのフローチャートの一部である。
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、作業車両としてトラクタを例にとって説明するが、作業車両は、田植え機、コンバイン、土木・建設作業装置、除雪車、乗用型作業機、歩行型作業機等であってもよい。自律走行(自動走行)とは、トラクタが自動的に制御されることにより、予め定められた自律走行経路に沿ってトラクタが走行することをいう。自律作業とは、作業機が自動的に制御されることにより、自律走行経路に予め設定された作業位置において作業機が作業を行うことをいう。これに対して、手動走行・手動作業とは、トラクタおよび作業機が手動操作に基づいて制御されることにより、走行および作業が行われることをいう。
図1は、本発明の一実施形態に係る自律走行システムに用いられるトラクタを示し、トラクタに装着された作業機が非作業状態である様子を示す側面図である。図2は、トラクタの平面図である。図3は、トラクタの座席の周囲に配置される各種の操作装置および通信端末を示す平面図である。図4は、作業機が作業状態である様子を示すトラクタの側面図である。
トラクタ1は、手動走行および自律走行が可能である。本実施形態では、トラクタ1は、ユーザが搭乗した状態で、予め生成された自律走行経路に従って自律走行を行えるように構成されている。
トラクタ1は、圃場内を自律走行する車体部としての走行機体2を備えている。走行機体2には、例えば、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機を選択して装着することができるが、本実施形態においては、作業機3としてロータリ耕耘機が装着されている。
トラクタ1の走行機体2は、図1に示すように、その前部が左右1対の前輪7で支持され、その後部が左右1対の後輪8で支持されている。
走行機体2の前部にはボンネット9が配置されている。本実施形態では、このボンネット9内に、トラクタ1の駆動源であるエンジン10、燃料タンク(図示略)等が収容されている。このエンジン10は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成してもよい。また、駆動源として、エンジン10に代えてまたは加えて電気モータを採用してもよい。
ボンネット9の後方には、ユーザが搭乗するためのキャビン11が配置されている。このキャビン11の内部には、ユーザが操向操作するためのステアリングハンドル12、ユーザが着座可能な座席13、通信端末100、各種の操作を行うための様々な操作装置等が配置されている。ただし、トラクタ1は、キャビン11付きのものに限られず、キャビン11を備えない構成であってもよい。
図3を参照して、前記操作装置としては、モニタ装置70、アクセルレバー15、リバーサレバー26、主変速レバー27、速度回転数選択切換スイッチ29、速度回転数設定変更ダイアル14、ダイアル設定切換スイッチ16、副変速レバー19、PTOスイッチ17、PTO変速レバー18、作業機昇降スイッチ28、作業機下降速度調整ノブ75等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席13の近傍、またはステアリングハンドル12の近傍に配置されている。
モニタ装置70には、トラクタ1の様々な情報が表示される。また、モニタ装置70には、ボタン、ダイアル等の入力部材が備えられており、これらの入力部材をユーザが操作することにより、トラクタ1に各種の指示を入力することができる。
アクセルレバー15は、エンジン10の出力回転数を設定するための操作具である。リバーサレバー26は、トラクタ1の前進、後進および停止を切り換えるための操作具である。主変速レバー27は、リバーサレバー26で指示した方向にトラクタ1が走行する速度を無段階で変更するための操作具である。
速度回転数選択切換スイッチ29は、トラクタ1の車速とエンジン10の回転数の組合せを、予め設定されている2種類の組合せを交互に切り換えるための操作具である。速度回転数設定変更ダイアル14は、前記2種類の組合せのそれぞれに関して、トラクタ1の車速およびエンジン10の回転数の設定値を調整するための操作具である。ダイアル設定切換スイッチ16は、速度回転数設定変更ダイアル14が、トラクタ1の車速の設定値を変更するか、エンジン10の回転数の設定値を変更するかを切り換えるための操作具である。
ただし、速度回転数設定変更ダイアル14およびダイアル設定切換スイッチ16は、自律走行を行う場合に、作業状態および非作業状態における車速およびエンジン数の設定を指示するためにも用いられる。
副変速レバー19は、トランスミッション22内の走行副変速ギア機構の変速比を切り換えるための操作具である。
PTOスイッチ17は、トランスミッション22の後端から突出したPTO軸(動力伝達軸(図示略))への動力の伝達/遮断を切換操作するための操作具である。PTO変速レバー18は、PTO軸の回転速度の変速操作を行うための操作具である。
作業機昇降スイッチ28は、走行機体2に装着された作業機3の高さを所定範囲内で昇降操作するための操作具である。作業機下降速度調整ノブ75は、作業機3が下降するときの速度を調整するための操作具である。
キャビン11の屋根5上には、衛星信号受信用アンテナ46、基準局信号受信用アンテナ47および無線通信用アンテナ48が設けられている。衛星信号受信用アンテナ46および基準局信号受信用アンテナ47は、走行機体2の位置情報の算出に使用されるアンテナである。無線通信用アンテナ48は、後述するトラクタ1の制御装置4(図5参照)が通信端末100と無線通信を行うために使用されるアンテナである。
衛星信号受信用アンテナ46は、ステアリングハンドル12の上方に配置されている。基準局信号受信用アンテナ47は、衛星信号受信用アンテナ46よりも後方に配置されている。無線通信用アンテナ48は、基準局信号受信用アンテナ47よりも後方に配置されている。なお、アンテナ46〜48の配置位置はこれに限られるものではなく、例えばアンテナ46〜48を屋根5の前部において走行機体2の幅方向に所定間隔を隔てて配置することとしてもよい。
通信端末100は、自律走行経路の生成、トラクタ1の遠隔操作等を行うものである。本実施形態では、通信端末100は、トラクタ1と通信する機能、自律走行経路を生成する機能、衛星測位システムによって通信端末100の位置情報を算出する機能等を備えている。通信端末100は、本実施形態では、タブレット型パーソナルコンピュータ(タブレット型PC)から構成されている。
キャビン11の屋根5の下面には、通信端末支持部(以下、「支持部6」という)が固定されている。通信端末100は、支持部6に着脱可能に装着されている。通信端末100が支持部6に装着されている状態においては、通信端末100(より厳密には、後述する通信端末100の衛星信号受信用アンテナ103)は、衛星信号受信用アンテナ46のほぼ真下位置に配置される。
支持部6には、通信端末100が支持部6に装着されているか否かを検出するための着脱センサ30(図5参照)が設けられている。着脱センサ30は、例えば、リミットスイッチであってもよい。通信端末100が支持部6に装着されているときには、通信端末100が充電器(図示略)に電気的に接続されるような構成であってもよい。このような場合には、着脱センサ30は、通信端末100が充電器に電気的に接続されたか否かを検出することにより、通信端末100が支持部6に装着されているか否かを検出するものであってもよい。
図1に示すように、走行機体2の下部には、トラクタ1のシャーシ20が設けられている。シャーシ20は、機体フレーム21、トランスミッション22、フロントアクスル23、リアアクスル24等から構成されている。
機体フレーム21は、トラクタ1の前部における支持部であって、直接または防振部材等を介してエンジン10を支持している。トランスミッション22は、エンジン10からの動力を変化させてフロントアクスル23およびリアアクスル24に伝達する。フロントアクスル23は、トランスミッション22から入力された動力を前輪7に伝達する。リアアクスル24は、トランスミッション22から入力された動力を後輪8に伝達する。
図1に示すように、トラクタ1の走行機体2の後部には作業機3が装着されている。前述したように、エンジン10の駆動力の一部をPTO軸を介して作業機3に伝達することによって、作業機3を駆動して耕耘作業を行うことができる。作業機3の下部には、水平に配置された軸を中心に回転駆動される耕耘爪(作業体)25が複数設けられている。
耕耘爪25の回転軸線25cが、図1、図2および図4に示されている。この作業機3を図4に示す作業高さまで下降させることで、回転する耕耘爪25が土壌に接触し、当該作業高さに対応する所定深さでの圃場の耕耘作業を行うことができる。また、耕耘爪25の回転を停止したり、作業機3を図1に示す非作業高さまで上昇させたりすることで、耕耘作業を停止させることができる。ユーザは、作業機昇降スイッチ28を操作することによって、作業機3を昇降させることができる。また、後述する制御装置4(図5参照)による自動制御によって、作業機3を昇降させることができる。
図5は、トラクタ1の電気的構成を示すブロック図である。
トラクタ1は、走行機体2の動作(前進、後進、停止、旋回等の動作)と、作業機3の動作(昇降、駆動、停止等の動作)とを制御するための制御装置4を備える。
制御装置4には、トラクタ1の各部を制御するための複数のコントローラが電気的に接続されている。複数のコントローラは、エンジンコントローラ31、車速コントローラ32、操向コントローラ33、昇降コントローラ34およびPTOコントローラ35を含む。
エンジンコントローラ31は、エンジン10の回転数等を制御するものである。エンジンコントローラ31は、エンジン10に設けられる燃料噴射装置としてのコモンレール装置41に電気的に接続されている。コモンレール装置41は、エンジン10の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン10の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブが開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置41に供給された高圧燃料が、各インジェクタからエンジン10の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間(噴射量)が高精度に制御される。エンジンコントローラ31は、コモンレール装置41を制御することによって、例えばエンジン10への燃料の供給を停止させ、エンジン10の駆動を停止させることができる。
車速コントローラ32は、トラクタ1の車速を制御するものである。具体的には、トランスミッション22には、可動斜板式の油圧式無段変速装置である変速装置42が設けられている。車速コントローラ32は、変速装置42の斜板の角度を図示しないアクチュエータによって変更することによって、トランスミッション22の変速比を変更し、所望の車速を実現することができる。
操向コントローラ33は、トラクタ1の前輪7の転舵角を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル12の回転軸(ステアリングシャフト)の中途部には、操向アクチュエータ43が設けられている。自律走行時には、制御装置4(後述する第1制御部54)は、予め定められた自律走行経路に沿ってトラクタ1を走行させるための目標操舵角を演算して、操向コントローラ33に設定する。操向コントローラ33は、ステアリングハンドル12の回転角が目標操舵角となるように操向アクチュエータ43を制御する。これにより、トラクタ1の前輪7の転舵角が制御される。
なお、操向アクチュエータは、ステアリングハンドル12を回転させることなしに、トラクタ1の前輪7の転舵角を変化させるものであってもよい。その場合、制御装置4(後述する第1制御部54)は、予め定められた自律走行経路に沿ってトラクタ1を走行させるための目標転舵角を演算して、操向コントローラ33に設定する。操向コントローラ33は、前輪7の転舵角が目標転舵角となるように操向アクチュエータを制御する。この場合には、旋回走行を行ったとしてもステアリングハンドル12は回転されない。
昇降コントローラ34は、作業機3の昇降を制御するものである。具体的には、トラクタ1は、作業機3を走行機体2に連結している3点リンク機構の近傍に、公知の油圧式のリフトシリンダからなる昇降アクチュエータ44を備えている。昇降コントローラ34は、制御装置4から与えられる昇降制御信号に基づいて、リフトシリンダを駆動制御することによって、作業機3を昇降させる。リフトシリンダは単動式とされており、リフトシリンダに作動油を供給することで作業機3を上昇させ、シリンダから作動油を排出することで作業機3が自重で下降するように構成されている。図示しないが、リフトシリンダからの作動油の排出経路には公知の下降速度調整弁が配置されており、この下降速度調整弁の開度をユーザが図3の作業機下降速度調整ノブ75によって操作することで、作業機3が下降する場合の速度を調整することができる。
昇降コントローラ34により、作業機3がトラクタ1に支持される高さを、作業を行わない非作業高さ、作業を行う作業高さ等の所望の高さに設定することが可能である。なお、本実施形態において走行機体2に装着されている作業機3はロータリ耕耘機として構成されているので、作業機3による作業は耕耘作業を意味する。
PTOコントローラ35は、PTO軸の回転を制御するものである。具体的には、トラクタ1は、PTO軸(動力伝達軸)への動力の伝達/遮断を切り換えるためのPTOクラッチ45を備えている。この構成で、PTOコントローラ35は、制御装置4から入力される制御信号に基づいて、PTOクラッチ45を切り換えて、PTO軸を介して作業機3を回転駆動させたり、停止させたりすることができる。
制御装置4には、着脱センサ30が電気的に接続されている。制御装置4には、衛星信号受信用アンテナ46および基準局信号受信用アンテナ47が電気的に接続されている。また、制御装置4には、無線通信用アンテナ48が無線通信部49を介して電気的に接続されている。本実施形態では、無線通信部49は、無線LANルータ(Wi−Fiルータ)から構成されている。
制御装置4は、キャビン11内に搭乗したユーザの各種操作に基づいて、トラクタ1および作業機3を制御する機能、トラクタ1を予め作成された自律走行経路に沿って自動的に走行させながら、作業機3を自動的に制御する自律走行機能等を備えている。以下においては、自律走行機能について詳しく説明する。
制御装置4は、マイクロコンピュータを含んでいる。マイクロコンピュータは、CPU、記憶部(ROM、RAM、不揮発性メモリ)51を備えている。記憶部51には、プログラムおよび各種データが記憶される。本実施形態では、記憶部51には、通信端末100によって生成された1または複数の自律走行経路データが記憶されている。マイクロコンピュータは、記憶部51に記憶されている所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、第1算出部52と、第1評価部53と、第1制御部(自律走行制御部)54とが含まれる。
第1算出部52は、衛星測位システムに基づいて走行機体2の位置情報を算出する。本実施形態では、衛星測位システムは、RTK(Real Time Kinematic)−GNSS(Global Navigation Satellite System)である。RTK−GNSS(リアルタイム・キネマティクGNSS)では、所定位置に設置された基準局が利用される。基準局は、所定時間間隔毎に、複数のGNSS衛星(測位衛星)から受信されたGNSS衛星信号に基づいて算出した当該基準局の測位情報と、予め認識している自己の位置(認識自己位置)との差分を演算し、その差分情報を測位補正信号として送信する。
衛星信号受信用アンテナ46は、GNSS衛星からの衛星信号を受信する。基準局信号受信用アンテナ47は、基準局からの測位補正情報を受信する。第1算出部52は、衛星信号受信用アンテナ46を介して、複数のGNSS衛星からの衛星信号を取得する。また、第1算出部52は、基準局信号受信用アンテナ47を介して、所定の第1基準局からの測位補正情報を取得する。第1算出部52は、複数のGNSS衛星から取得された衛星信号に基づいて走行機体2の測位情報を算出し、得られた走行機体2の測位情報を、第1基準局から取得された測位補正情報を用いて補正することにより、走行機体2の位置を表す第1位置情報を算出する。
第1位置情報は、厳密には、走行機体2における衛星信号受信用アンテナ46の位置(以下、「機体基準位置」という)を表す情報である。第1位置情報は、例えば、機体基準位置の経度情報および緯度情報を含む。本実施形態では、説明の便宜上、第1位置情報は、機体基準位置の経度情報および緯度情報から構成されているものとする。
第1評価部53は、第1算出部52によって算出された第1位置情報の精度が高いか低いかを評価する。例えば、第1算出部52によって算出された走行機体2の測位情報の精度が所定精度以上である場合には、第1評価部53は、第1算出部52によって算出された第1位置情報の精度が高いと評価する。一方、第1算出部52によって算出された走行機体2の測位情報の精度が所定精度よりも低い場合には、第1評価部53は、第1算出部52によって算出された第1位置情報の精度が低いと評価する。より具体的には、GNSS−RTK法においては、第1位置情報としてFIX解が得られることにより精度が高いと評価され、FIX解が得られるまで(例えば推測解が得られているとき)は精度が低いと評価される。
第1制御部54は、各コントローラ31〜35を制御することにより、トラクタ1を予め生成された自律走行経路に沿って自律走行させたり、自律走行を停止させたりする。また、第1制御部54は、後述する通信端末100の第2制御部124(図6参照)と通信を行う。
本実施形態では、制御装置4の電源がオンされると、第1制御部54は、基準局信号受信用アンテナ47によって受信される信号に基づいて、第1位置情報の算出のために使用される第1基準局を自動的に選択する。第1位置情報の算出のために使用される第1基準局とは、第1位置情報の算出のために使用される測位補正情報の送信元の基準局をいう。通常、トラクタ1に最も近い位置に存在する基準局が第1基準局として設定される。このようにして選択された第1基準局を特定するための情報は、記憶部51に記憶される。なお、ユーザによる通信端末100の操作に基づいて、第1位置情報の算出のために使用される第1基準局を変更できるようになっている。
図6は、通信端末100の電気的構成を示すブロック図である。
通信端末100は、制御装置101を備えている。制御装置101には、操作表示装置102、衛星信号受信用アンテナ103、基準局信号受信用アンテナ104、図示しない操作キー等が電気的に接続されている。また、制御装置101には、無線通信用アンテナ105が無線通信部106を介して接続されている。本実施形態では、無線通信部106は、無線LANアダプタ(Wi−Fiアダプタ)から構成されている。
操作表示装置102は、各種データを表示したり、ユーザによる操作を受け付けたりするものである。本実施形態では、操作表示装置102は、タッチパネル式ディプレイによって構成されている。
衛星信号受信用アンテナ103および基準局信号受信用アンテナ104は、通信端末100の位置情報の算出に使用されるアンテナである。無線通信部106および無線通信用アンテナ105は、通信端末100がトラクタ1の制御装置4と無線通信を行うために使用されるアンテナである。
制御装置101は、マイクロコンピュータを含んでいる。マイクロコンピュータは、CPU、記憶部(ROM、RAM、不揮発性メモリ)121を備えている。記憶部121には、プログラムおよび各種データが記憶される。本実施形態では、記憶部121には、通信端末100によって生成された1または複数の自律走行経路データが記憶されている。マイクロコンピュータは、記憶部121に記憶されている所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、第2算出部122と、第2評価部123と、第2制御部(走行経路生成部)124とが含まれる。
第2算出部122は、衛星測位システムに基づいて通信端末100の位置情報を算出する。本実施形態では、衛星測位システムは、RTK−GNSS(リアルタイム・キネマティクGNSS)である。第2算出部122は、衛星信号受信用アンテナ103を介して、複数のGNSS衛星からの衛星信号を取得する。また、第2算出部122は、基準局信号受信用アンテナ104を介して、所定の第2基準局からの測位補正情報を取得する。
第2算出部122は、複数のGNSS衛星から取得された衛星信号に基づいて通信端末100の測位情報を算出し、得られた通信端末100の測位情報を、第2基準局から取得された測位補正情報を用いて補正することにより、通信端末100の位置を表す第2位置情報を算出する。第2位置情報は、通信端末100の経度情報および緯度情報を含む。説明の便宜上、本実施形態では、第2位置情報は、経度情報および緯度情報から構成されているものとする。
本実施形態では、通信端末100は、トラクタ1の衛星信号受信用アンテナ46のほぼ真下位置に配置されているので、第2位置情報における経度情報および緯度情報を、機体基準位置の経度情報および緯度情報とみなすことができる。
第2評価部123は、第2算出部122によって算出された第2位置情報の精度が高いか低いかを評価する。例えば、第2算出部122によって算出された通信端末100の測位情報の精度が所定精度以上である場合には、第2評価部123は、第2算出部122によって算出された第2位置情報の精度が高いと評価する。一方、第2算出部122によって算出された通信端末100の測位情報の精度が所定精度よりも低い場合には、第2評価部123は、第2算出部122によって算出された第2位置情報の精度が低いと評価する。
第2制御部124は、自律走行経路の生成、自律走行のための各種設定の受け付け、トラクタ1側の第1制御部54との通信等を行う。
本実施形態では、通信端末100の電源がオンされると、第2制御部124は、基準局信号受信用アンテナ104によって受信される信号に基づいて、第2位置情報の算出のために使用される第2基準局を自動的に選択する。第2位置情報の算出のために使用される第2基準局とは、第2位置情報の算出のために使用される測位補正情報の送信元の基準局をいう。通常、通信端末100に最も近い位置に存在する基準局が第2基準局として設定される。このようにして選択された第2基準局を特定するための情報は、記憶部121に記憶される。なお、ユーザによる通信端末100の操作に基づいて、第2位置情報の算出のために使用される第2基準局を変更できるようになっている。
自律走行経路の生成方法の一例について説明する。自律走行経路を生成するには、自律走行経路を生成すべき圃場の周囲に沿って、トラクタ1を走行させる。この際、通信端末100の第2制御部124は、トラクタ1の第1制御部54から第1位置情報を取得する。これにより、通信端末100は、圃場の輪郭の位置データを得ることができる。通信端末100は、圃場の輪郭の位置データから、圃場の大きさおよび形状を特定し、その圃場内部において自律走行経路データを生成する。このような自律走行経路データの生成方法は、公知なので、その詳細な説明を省略する。
このようにして、自律走行経路データが生成されると、第2制御部124は、生成された自律走行経路データを記憶部121に記憶させる。この際、当該自律走行経路の生成時に、第1位置情報の算出のために使用された第1基準局を自律走行経路データに対応付けて記憶部121に記憶させる。第2制御部124によって生成された自律走行経路データは、自動的にまたはユーザによる通信端末100の操作によって、トラクタ1の第1制御部54に送られて、記憶部51に記憶される。この際、当該自律走行経路の生成時に第1位置情報の算出のために使用された第1基準局が、当該自律走行経路データに対応付けられて記憶されてもよい。
図7は、自律走行経路の一例を示す模式図である。
自律走行経路Pは、圃場60内において、作業開始位置Sと作業終了位置Eとを結ぶように生成される。この自律走行経路Pは、直線状の複数の作業路P1と、互いに隣接する2つの作業路P1の端部同士を交互に接続する接続路P2とから構成されている。複数の作業路P1は圃場60内の作業領域61に設定され、複数の接続路P2は圃場60内の非作業領域62に設定される。なお、本実施形態において作業領域とは自律作業が行われる領域であることを意味し、非作業領域とは、自律作業が行われない領域であることを意味するものとする。従って非作業領域は手動作業が行われる領域であってよい。以下、特筆なき限り、「走行」は自律走行を意味し、「作業」は自律作業を意味するものとする。
作業路P1は作業機3による作業が行われる経路である。接続路P2は、旋回・切返し操作が行われる円弧状部分を含む旋回路である。このように作成された自律走行経路Pにおいては、それぞれの接続路P2において180°の方向転換が行われるので、トラクタ1の走行方向は、ある作業路P1と、それに隣接する作業路P1との間で、互いに逆方向になる。
トラクタ1の第1制御部54は、トラクタ1の第1算出部52によって算出される第1位置情報または通信端末100の第2算出部122によって算出される第2位置情報に基づいて自律走行制御を行って、トラクタ1を所定の自律走行経路に沿って自律走行させる。
以下において、第1算出部52によって算出される第1位置情報に基づいて自律走行制御が行われる制御モードを第1自律走行制御モードといい、第2算出部122によって算出される第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われる制御モードを第2自律走行制御モードという場合がある。第1制御部54は、第1評価部53の評価結果、第2評価部123の評価結果および着脱センサ30の出力信号に基づいて、自律走行制御モードを切り換えたり、自律走行制御を停止させたりする。自律走行制御モードの切換および自律走行制御の停止に関する第1制御部54の動作の詳細については、後述する。
第1制御部54は、自律走行制御が行われている場合には、制御モードにかかわらず、作業機3の状態を作業状態と非作業状態との間で切り換えるための作業機状態切換制御を行う。作業状態とは、作業機3が作業高さ(図4に示す作業機3の高さ)にまで下降し、かつ、作業機3の耕耘爪25が回転駆動されている状態をいう。また、非作業状態とは、上記の作業状態以外の状態を意味し、例えば、作業機3が非作業高さにまで上昇し、かつ、耕耘爪25が回転駆動されていない状態をいう。具体的には、第1制御部54は、PTOクラッチ45に信号を送ってPTO軸への動力の伝達/遮断を切換制御し、また、昇降アクチュエータ44に信号を送って作業機3を昇降制御する。
また、第1制御部54は、自律走行制御が行われている場合には、制御モードにかかわらず、トラクタ1の車速を、作業状態における速度(以下、第1速度という)または非作業状態における速度(以下、第2速度という)との間で、切り換えるための車速切換制御を行う。第1速度および第2速度は、ユーザによって設定可能である。耕耘作業において、通常は、第2速度は、第1速度よりも遅い速度に設定される。
作業機状態切換制御および車速切換制御の具体例について説明する。第1制御部54は、例えば、トラクタ1の位置が作業路P1から接続路P2に至ったときまたはそれより後の所定のタイミングで、作業機3の状態を作業状態から非作業状態に切り換えるための切換制御と、車速を第1速度から第2速度に切り換えるための切換制御を開始する。一方、第1制御部54は、例えば、トラクタ1の位置が接続路P2から作業路P1に至る前の所定のタイミングで、作業機3の状態を非作業状態から作業状態に切り換える切換制御と、車速を第2速度から第1速度に切り換えるための切換制御を開始する。
ユーザは、自律走行を行いたい場合には、通信端末100を操作して、走行経路選択画面を表示させる。走行経路選択画面には、記憶部121に記憶されている自律走行経路データのうち、現在、選択されている第1基準局と同じ基準局が対応付けられている自律走行経路データのみが、選択可能な状態で表示される。ユーザは、選択可能な状態で表示されている自律走行経路データの中から、トラクタ1を自律走行させるべき自律走行経路データを選択する。
第2制御部124は、走行経路選択画面上で自律走行経路データが選択されると、選択された自律走行経路データを特定するための経路特定情報を、トラクタ1の第1制御部54に送信する。第1制御部54は、第2制御部124から送信されてきた経路特定情報に基づいて、記憶部51に記憶されている自律走行経路データのうちから、自律走行を行うべき自律走行経路データを特定する。経路特定情報は、例えば、選択された自律走行経路データの容量を表す容量データであってもよい。この場合には、第1制御部54は、記憶部51に記憶されている自律走行経路データのうち、第2制御部124から送信されてきた容量データと、容量が一致する自律走行経路データを、自律走行を行うべき自律走行経路データとして特定する。
なお、第1基準局とは異なる基準局が対応付けられている自律走行経路データも選択可能な状態で表示し、選択されることで対応付けられた基準局情報を確認可能としてもよい。その場合、異なる基準局が対応付けられている自律走行経路データは選択可能であっても、その後、トラクタ1の第1制御部54に対して送信不可に設定されるか、或いは、後述する自律走行開始ボタンが操作不能な状態で表示されることとすればよい。
この後、第1制御部54は、自律走行制御を開始できる条件が整っているときには、自律走行制御の開始が可能な状態であることを示す開始可能状態信号を第2制御部124に送信する。自律走行制御を開始できる条件には、第1評価部53によって第1位置情報の精度が高精度であると評価されているという条件が含まれている。第2制御部124は、開始可能状態信号を受信しているときには、操作表示装置102に自律走行開始ボタンを操作可能な状態で表示する。
ユーザが、操作表示装置102上の自律走行開始ボタンを操作すると、第2制御部124は自律走行開始指令をトラクタ1の第1制御部54に送信する。第1制御部54は、自律走行開始指令を受信すると、自律走行制御処理を開始する。第2制御部124は、自律走行制御処理が開始されると、第2算出部122によって第2位置情報が算出される度に、当該第2位置情報と第2評価部123の評価結果を表す評価情報を、トラクタ1の第1制御部54に送信する。
図8Aおよび図8Bは、自律走行制御モードの切換および自律走行制御の停止に関する第1制御部54の動作を説明するためのフローチャートである。
ここでは、説明の便宜上、第2位置情報を算出するために使用される第2基準局は、第1位置情報を算出するために使用される第1基準局と同一の基準局であるとする。
自律走行制御処理が開始されると、第1制御部54は、第1位置情報に基づいて、トラクタ1が自律走行終了位置に到達したか否かを判別する(ステップS1)。自律走行終了位置は、自律走行を終了すべき位置を意味し、例えば、図7で説明した作業終了位置Eである。
トラクタ1が自律走行終了位置に到達していなければ(ステップS1:NO)、第1制御部54は、第1位置情報に基づいて自律走行制御を行う(ステップS2)。つまり、第1制御部54は、第1自律走行制御モードで動作する。
次に、第1制御部54は、第1評価部53によって第1位置情報の精度が高精度であると評価されているか否かを判別する(ステップS3)。第1位置情報の精度が高精度であると評価されている場合には(ステップS3:YES)、第1制御部54はステップS1に戻る。ステップS1でトラクタ1が自律走行終了位置に到達していなければ(ステップS1:NO)、第1制御部54はステップS2に移行するので、第1位置情報に基づく自律走行制御が継続して実行されることになる。
ステップS3において、第1位置情報の精度が低精度であると評価されている場合には(ステップS3:NO)、第1制御部54は、第2評価部123によって第2位置情報の精度が高精度であると評価されているか否かを判別する(ステップS4)。第2位置情報の精度が高精度であると評価されている場合には(ステップS4:YES)、第1制御部54は、通信端末100が支持部6(走行機体2)に装着されているか否かを判別する(ステップS5)。この判別は、着脱センサ30の出力信号に基づいて行われる。
通信端末100が支持部6に装着されている場合には(ステップS5:YES)、第1制御部54は、第2位置情報に基づいて、トラクタ1が自律走行終了位置に到達したか否かを判別する(ステップS6)。トラクタ1が自律走行終了位置に到達していなければ(ステップS6:NO)、第1制御部54は、第2位置情報に基づいて自律走行制御を行う(ステップS7)。つまり、第1自律走行制御モードから第2自律走行制御モードに制御モードが切り換えられる。
次に、第1制御部54は、第1評価部53によって第1位置情報の精度が高精度であると評価されているか否かを判別する(ステップS8)。第1位置情報の精度が低精度であると評価されている場合には(ステップS8:NO)、第1制御部54は、第2評価部123によって第2位置情報の精度が高精度であると評価されているか否かを判別する(ステップS9)。第2位置情報の精度が高精度であると評価されている場合には(ステップS9:YES)、第1制御部54は、通信端末100が支持部6に装着されているか否かを判別する(ステップS10)。
通信端末100が支持部6に装着されている場合には(ステップS10:YES)、第1制御部54はステップS6に戻る。ステップS6でトラクタ1が自律走行終了位置に到達していなければ(ステップS6:NO)、第1制御部54はステップS7に移行するので、第2位置情報に基づく自律走行制御が継続して実行されることになる。
前記ステップS8において、第1位置情報の精度が高精度であると評価されている場合には(ステップS8:YES)、第1制御部54はステップS1に戻る。ステップS1でトラクタ1が自律走行終了位置に到達していなければ(ステップS1:NO)、第1制御部54はステップS2に移行するので、第2自律走行制御モードから第1自律走行制御モードに制御モードが切り換えられることになる。
前記ステップS4またはステップS9において、第2位置情報の精度が低精度であると評価されている場合には(ステップS4またはS9:NO)、第1制御部54は、ステップS11に移行する。また、前記ステップS5またはステップS10において通信端末100が支持部6から取り外されていると判別された場合にも(ステップS5またはS10:NO)、第1制御部54は、ステップS11に移行する。
ステップS11では、第1制御部54は、自律走行制御を停止(異常停止)させる。具体的には、第1制御部54は、トラクタ1の走行を停止させる。なお、第1制御部54は併せて作業機3の自律作業を停止させる。このとき、自律作業が停止している、すなわちPTO軸への動力は遮断されているが、PTOスイッチ17はオンの位置にあるため、自律作業を開始するためにユーザは、PTOスイッチ17を一旦オフの位置に変更した後、再びPTOスイッチ17をオンの位置に変更しなければならない。
また、トラクタ1が自律走行経路からずれている場合には、ユーザは、手動操作によって自律走行経路上にトラクタ1を移動させる。第1制御部54は、自律走行制御を再開できる条件が整っているときには、自律走行制御の再開が可能な状態であることを示す再開可能状態信号を第2制御部124に送信する。自律走行制御を再開できる条件には、第1評価部53によって第1位置情報の精度が高精度であると評価されているという条件が含まれている。第2制御部124は、再開可能状態信号を受信しているときには、操作表示装置102に自律走行再開ボタンを操作可能な状態で表示する。
ユーザが、操作表示装置102上の自律走行再開ボタンを操作すると、第2制御部124は自律走行再開指令をトラクタ1の第1制御部54に送信する。第1制御部54は、自律走行再開指令を受信すると、自律走行制御処理を再開する。具体的には、第1制御部54は、図8AのステップS1に進む。
前記ステップS3または前記ステップS8において、トラクタ1が自律走行終了位置に到達していると判別された場合には(ステップS2またはS7:YES)、第1制御部54は、自律走行制御を終了する(ステップS12)。具体的には、第1制御部54は、トラクタ1の走行を停止させる。これにより、今回の自律走行制御処理は終了する。
前述の実施形態では、自律走行制御処理が開始されると、第1算出部52によって算出される第1位置情報に基づいて自律走行制御が開始される(図8AのS1,S2参照)。これにより、制御モードは第1自律走行制御モードとなる。
第1位置情報に基づく自律走行制御中に、第1位置情報の精度が低精度になったときには、第2位置情報の精度が高精度でありかつ通信端末100が支持部6に装着されているという条件を満たしているか否かが判別される(図8AのS3〜S5参照)。この条件を満たしていれば、第2算出部122によって算出される第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われる(図8BのS7参照)。これにより、制御モードが第1自律制御モードから第2自律制御モードに切り換えられる。
つまり、前述の実施形態では、トラクタ1側の第1算出部52によって算出される第1位置情報の精度が低下したとしても、所定の条件を満たせば、通信端末100側の第2算出部122によって算出される第2位置情報に基づいて自律走行制御を行えるようになる。言い換えれば、第1位置情報の精度が低下したとしても所定の条件を満たせば、自律走行を継続させることができる。これにより、第1位置情報に基づく自律走行制御のみが可能な作業車両に比べて、自律走行制御が停止される頻度を低減することが可能となる。
前述の実施形態では、第2位置情報に基づく自律走行制御中に、第1位置情報の精度が高精度になったときには、制御モードが第2自律制御モードから第1自律制御モードに切り換えられる(図8BのS8参照)。
通信端末100は支持部6に着脱可能に装着されるので、第2位置情報には通信端末100の装着誤差(取付誤差)に起因する誤差が含まれるおそれがある。したがって、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われる場合には、第1位置情報に基づいて自律走行制御が行われる場合に比べて、経路追従性が低下するおそれがある。前述の実施形態では、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われているときに、第1位置情報の精度が高精度になったときには、第1位置情報に基づいて自律走行制御が実行されるため、自律走行時において、経路追従性が低下するのを極力抑制することができる。
前述の実施形態では、第1位置情報に基づく自律走行制御中に、第1位置情報の精度が低精度になったときにおいて、第2位置情報の精度が高精度であるという条件および通信端末100が支持部6に装着されているという条件のうちの少なくとも一方の条件を満たしていない場合には、自律走行制御が停止される(S3〜S5,S11参照)。また、第2位置情報に基づく自律走行制御中に、第2位置情報の精度が高精度であるという条件および通信端末100が支持部6に装着されているという条件のうちの少なくとも一方の条件を満たしていない場合には、自律走行制御が停止される(S9,S10,S11参照)。
これにより、精度の低い位置情報に基づいて自律走行制御が行われるのを防止できる。また、通信端末100が支持部6に装着されていない状態において、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われるのを防止できる。この理由は、通信端末100が支持部6に装着されていないときには、第2位置情報の精度が高くても、第2位置情報に基づいて走行機体2の正確な位置を特定できなくなるからである。
前述の実施形態では、通信端末100の記憶部121に記憶されている自律走行経路データのうち、現在選択されている第1基準局と同じ基準局が対応付けられている自律走行経路データだけしか、自律走行すべき自律走行経路として選択できないようになっている。言い換えれば、第1制御部54は、第1基準局と自律走行経路データに対応付けられている基準局(以下において、「第3基準局」という場合がある)とが同一である場合に、自律走行制御を実行可能となっている。これにより、自律走行時に、トラクタ1が圃場を逸脱するのを防止できる。この点について詳しく説明する。
前述したように、基準局は、測位システムを利用して基準局の位置の測位情報を算出し、予め認識している自己の位置(認識自己位置)と、算出された測位情報との差を、測位補正情報として送信する。ところが、基準局によっては、認識自己位置に誤差が存在している場合がある。第1基準局と第3基準局とが異なる場合において、少なくとも一方の基準局の認識自己位置に誤差が存在している場合には、走行経路生成時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量と、自律走行時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量とが異なる。実際位置とは、作業車両の実際の位置をいう。ずれ量とは、主として経度方向のずれ量および緯度方向のずれ量をいう。このため、自律走行時に、トラクタ1が圃場を逸脱するおそれがある。
これに対して、第1基準局と第3基準局とが同一である場合には、当該基準局の認識自己位置に誤差が存在していても、走行経路生成時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量と、自律走行時に算出される第1位置情報の実際位置に対するずれ量とはほぼ同じになる。したがって、前述の実施形態では、自律走行時に、トラクタ1が圃場を逸脱するのを防止できる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前述の実施形態では、自律走行制御を開始または再開するためには、第1位置情報の精度が高精度であるという条件を満たしている必要がある。しかし、この条件を、第1位置情報の精度および第2位置情報の精度のうち少なくとも一方が高精度であるという条件に代えてもよい。この場合において、第1位置情報の精度が低精度でありかつ第2位置情報の精度が高精度である状態で、自律走行制御が開始または再開されたときには、図8AにSTARTの直後の破線で示すように、第1制御部54はステップS6に移行すればよい。
前述の実施形態では、通信端末100は、支持部6に装着された状態では、衛星信号受信用アンテナ46のほぼ真下の所定位置に装着されているが、通信端末100は、衛星信号受信用アンテナ46の真下位置とは異なる所定位置に装着されるようになっていてもよい。この場合には、第2算出部122によって算出される第2位置情報を、機体基準位置の位置情報としてみなすことができない。そこで、この場合には、第1制御部54または第2制御部124は、第2算出部122によって算出された第2位置情報を、機体基準位置の位置情報に変換することが好ましい。そして、第1制御部54は、第2位置情報に基づいて自律走行制御を行うときには、変換後の位置情報(機体基準位置の位置情報)を用いて自律走行制御を行うことが好ましい。
第2位置情報の走行機体2の位置情報への変換は、例えば、次のように行われる。機体基準位置と通信端末100の装着位置との相対位置関係(前後方向距離および左右方向距離)を予め測定して記憶部に設定しておく。そして、第1制御部54または第2制御部124は、機体基準位置と通信端末100との相対位置関係と、トラクタ1の進行方向とに基づいて、第2算出部122によって算出された第2位置情報を機体基準位置の位置情報に変換する。
また、前述の実施形態では、第2基準局は第1基準局と同一の基準局であったが、第2基準局は第1基準局とは異なる基準局であってもよい。この場合には、第2位置情報に基づいて特定される機体基準位置の位置情報(以下、「第3位置情報」という。)は、第1位置情報に基づいて特定される機体基準位置の位置情報(第1位置情報に等しい)に対してずれ(誤差)が生じるおそれがある。そこで、このような場合には、第3位置情報が第1位置情報と等しくなるように、次のようにして、第3位置情報を補正することが好ましい。なお、前述の実施形態では、第2位置情報は、第2位置情報に基づいて特定される機体基準位置の位置情報と等しいので、第3位置情報は第2位置情報と等しい。
すなわち、自律走行時において、第1位置情報および第2位置情報の精度がともに高精度であると評価されているときに、第1制御部54は、第1位置情報に対する第3位置情報のずれ量(経度方向および緯度方向のずれ量)を誤差補正情報として算出して、記憶部51に記憶する。記憶部51に記憶された誤差補正情報は、補正情報が新たに算出される度に、最新の補正情報に更新されることが好ましい。そして、第2位置情報に基づいて自律走行制御が行われる際には、第1制御部54は、誤差補正情報を用いて、第2位置情報に基づいて特定される第3位置情報を補正し、補正後の第3位置情報を用いて自律走行制御を行う。
前述の本実施形態では、測位システムとして、RTK−GNSSが用いられているが、相対測位方式(DGPS)、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS)等のようなRTK−GNSS以外の測位システムを用いてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 トラクタ(作業車両)
2 走行機体
3 作業機
6 通信端末支持部
30 着脱センサ
52 第1算出部
53 第1評価部
54 第1制御部(制御部)
100 通信端末
122 第2算出部
123 第2評価部
124 第2制御部

Claims (7)

  1. 予め定められた走行経路に沿って自律走行する作業車両と、前記作業車両に対して所定の制御信号を送信可能な通信端末を備えた自律走行システムであって、
    前記作業車両は、前記走行経路に沿って前記作業車両を自律走行させる自律走行制御を実行可能な制御部と、衛星測位システムを利用して前記作業車両の位置を表す第1位置情報を算出する第1算出部とを備え、
    前記通信端末は、衛星測位システムを利用して前記通信端末の位置を表す第2位置情報を算出する第2算出部を備え、
    前記制御部は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行しているときに所定条件が成立した場合は、前記第1位置情報に代えて、前記第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能であることを特徴とする自律走行システム。
  2. 前記作業車両は、前記第1算出部によって算出された第1位置情報の精度を評価する第1評価部を備え、
    前記所定条件は少なくとも第1条件を含み、
    前記第1条件は、前記第1評価部により、前記第1位置情報の精度が低精度であると評価されることであることを特徴とする請求項1に記載の自律走行システム。
  3. 前記通信端末は、前記第2算出部によって算出された第2位置情報の精度を評価する第2評価部を備え、
    前記所定条件は、前記第1条件とは異なる第2条件を含み、
    前記第2条件は、前記第2評価部により、前記第2位置情報の精度が高精度であると評価されることであることを特徴とする請求項2に記載の自律走行システム。
  4. 前記作業車両は、前記通信端末を着脱可能に支持する支持部と、前記支持部に対する前記通信端末の装着を検出する検出部を備え、
    前記複数の条件は、前記第1条件および前記第2条件とは異なる第3条件を含み、
    前記第3条件は、前記検出部が前記支持部に対する前記通信端末の装着を検出することであることを特徴とする請求項3に記載の自律走行システム。
  5. 前記制御部は、前記第2位置情報に基づいて自律走行制御を実行している場合において、前記第2条件または第3条件が成立しなくなった場合は、自律走行制御を停止し、前記第1条件が成立しなくなった場合は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行することが可能であることを特徴とする請求項4に記載の自律走行システム。
  6. 前記制御部は、前記第1位置情報に基づいて自律走行制御を実行している場合において、前記第1条件が成立する一方、前記第2条件または前記第3条件が非成立であるときは自律走行制御を停止することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の自律走行システム。
  7. 前記第1算出部は、複数の測位衛星から受信した衛星信号に基づいて算出される前記作業車両の測位情報と、所定の第1基準局から受信した測位補正情報とに基づいて、前記第1位置情報を算出するように構成されており、
    前記第2算出部は、複数の測位衛星から受信した衛星信号に基づいて算出される前記通信端末の測位情報と、前記第1基準局と同じまたは異なる所定の第2基準局から受信した測位補正情報とに基づいて、前記第2位置情報を算出するように構成されており、
    前記走行経路には特定の第3基準局が対応付けられており、
    前記制御部は、前記第1基準局と前記第3基準局とが同一である場合に、自律走行制御を実行可能であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の自律走行システム。
JP2017105510A 2017-05-29 2017-05-29 自律走行システム Active JP7019310B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017105510A JP7019310B2 (ja) 2017-05-29 2017-05-29 自律走行システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017105510A JP7019310B2 (ja) 2017-05-29 2017-05-29 自律走行システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018200611A true JP2018200611A (ja) 2018-12-20
JP7019310B2 JP7019310B2 (ja) 2022-02-15

Family

ID=64667239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017105510A Active JP7019310B2 (ja) 2017-05-29 2017-05-29 自律走行システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7019310B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020187669A (ja) * 2019-05-17 2020-11-19 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 自律走行システム
JP2021085800A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 株式会社クボタ 作業機
JP2021100391A (ja) * 2019-12-24 2021-07-08 三菱マヒンドラ農機株式会社 作業車両
EP4098094A3 (en) * 2021-05-31 2022-12-21 Yanmar Holdings Co., Ltd. Automatic traveling method, automatic traveling system, and automatic traveling program

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11212640A (ja) * 1997-11-03 1999-08-06 Volkswagen Ag <Vw> 自律走行車両及び自律走行車両を制御する方法
JP2005215742A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Yanmar Co Ltd 農業用作業車
WO2016129671A1 (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 ヤンマー株式会社 自律走行作業車両の制御システム
WO2017026120A1 (ja) * 2015-08-10 2017-02-16 セイコーエプソン株式会社 位置情報利用システム、ゲートウェイ装置、及びウェアラブル装置
JP2017070304A (ja) * 2016-12-19 2017-04-13 ヤンマー株式会社 作業車両
JP2017083212A (ja) * 2015-10-23 2017-05-18 エヌ・ティ・ティ・データ・カスタマサービス株式会社 測位システム及び測位方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11212640A (ja) * 1997-11-03 1999-08-06 Volkswagen Ag <Vw> 自律走行車両及び自律走行車両を制御する方法
JP2005215742A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Yanmar Co Ltd 農業用作業車
WO2016129671A1 (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 ヤンマー株式会社 自律走行作業車両の制御システム
WO2017026120A1 (ja) * 2015-08-10 2017-02-16 セイコーエプソン株式会社 位置情報利用システム、ゲートウェイ装置、及びウェアラブル装置
JP2017083212A (ja) * 2015-10-23 2017-05-18 エヌ・ティ・ティ・データ・カスタマサービス株式会社 測位システム及び測位方法
JP2017070304A (ja) * 2016-12-19 2017-04-13 ヤンマー株式会社 作業車両

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020187669A (ja) * 2019-05-17 2020-11-19 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 自律走行システム
JP7227070B2 (ja) 2019-05-17 2023-02-21 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 自律走行システム
JP2021085800A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 株式会社クボタ 作業機
JP7282660B2 (ja) 2019-11-29 2023-05-29 株式会社クボタ 作業機
JP2021100391A (ja) * 2019-12-24 2021-07-08 三菱マヒンドラ農機株式会社 作業車両
EP4098094A3 (en) * 2021-05-31 2022-12-21 Yanmar Holdings Co., Ltd. Automatic traveling method, automatic traveling system, and automatic traveling program

Also Published As

Publication number Publication date
JP7019310B2 (ja) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102325719B1 (ko) 작업 차량
JP7108096B2 (ja) 自律走行作業車両
JP7019310B2 (ja) 自律走行システム
JP6564725B2 (ja) 走行指示装置
JP6718838B2 (ja) 農作業車両の運転支援システム
KR102548019B1 (ko) 경로 생성 장치 및 작업차
JP6876547B2 (ja) 自律走行システム
JP6737731B2 (ja) 農作業車両の自律走行システム
JP2018121537A (ja) 作業車両制御装置
WO2018179777A1 (ja) 農作業車両の自律走行システム
JP2017135995A (ja) 農業用作業車両
JP2018170992A (ja) 農作業車両の自律走行システム
WO2018139039A1 (ja) 作業車両
JP2021002389A (ja) 作業車両制御装置
JP6840276B2 (ja) 作業車両
JP6695248B2 (ja) 自律走行システム
JP2017182373A (ja) 経路生成装置
JP2021040654A (ja) 農作業車両の自律走行システム
JP7349518B2 (ja) 自律走行システム
JP2019057308A (ja) 自律走行システム
JP7438998B2 (ja) 自律走行システム
JP7177198B2 (ja) 自律走行作業システム
JP2020035485A (ja) 自律走行システム
CN116382254A (zh) 自动行驶方法、作业车辆以及自动行驶系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210701

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7019310

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150