JP2019041593A - 作業機の自動走行システム - Google Patents
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Abstract
Description
作業機の自動走行システムは、走行可能な作業機の自動走行を制御可能な制御部と、前記制御部による前記自動走行に関する自動走行制御を停止させる停止部と含む制御装置と、前記制御装置に接続され且つ外部と通信可能な通信装置と、前記自動走行制御の停止を解除する解除信号を前記通信装置に送信する携帯端末と、を備え、前記携帯端末は、複数のスイッチと、前記複数のスイッチが操作された場合に前記解除信号を前記通信装置に送信する通信部と、を有している。
前記携帯端末は、前記制御部における前記自動走行制御を開始する開始信号を前記通信装置に送信する。
前記通信部は、前記複数のスイッチのうち、少なくとも2つのスイッチが操作された場合に前記解除信号を前記通信装置に送信し且つ、前記解除信号を送信した場合の操作とは異なる操作が行われた場合に前記開始信号を前記通信装置に送信する。
作業機の自動走行システムは、前記作業機に設けた機器の状態を検出する第2検出装置を備え、前記停止部は、前記第2検出装置の検出情報に基づいて前記自動走行制御を停止させる。
作業機の自動走行システムは、前記作業機の向きを変更可能な操舵装置を備え、前記自動走行制御の停止が解除される場合に、前記制御部は、前記操舵装置における操舵方向を所定の向きに設定する。
図1は、作業機の自動走行システムのブロック図を示している。作業機は、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械である。作業機の自動走行システムは、携帯端末40から送信された信号を、作業機に設けられた通信装置70が受信することにより、作業機の自動走行に関する制御を実行するシステムである。
図4に示すように、トラクタ1は、走行装置7を有する走行車両(走行車体)3と、原動機4と、変速装置5とを備えている。走行装置7は、前輪7F及び後輪7Rを有する装置である。前輪7Fは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪7も、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機4は、エンジン(ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン)、電動モータ等である。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。走行車体3にはキャビン9が設けられ、当該キャビン9内には運転席10が設けられている。
トラクタ1は、位置検出装置30を備えている。位置検出装置30は、走行車体3のキャビン9の天板に装着されている。なお、位置検出装置30は、キャビン9の天板に装着
されているが、走行車体3における装着場所は限定されず、別の場所であってもよい。また、位置検出装置30は、作業装置2に装着されていてもよい。
また、走行設定部52は、走行ルートR1の他に、走行ルートR1を走行時におけるトラクタ1の稼働に関する情報(稼働情報)の設定を行ってもよい。走行設定部52は、トラクタ1が直進部R2に沿って走行したときの車速等を稼働情報として設定する。具体的には、設定画面T1には、車速を設定する車速設定部61が示されており、車速設定部61に車速を入力することによって、直進部R2の車速を設定することができる。なお、走行設定部52は、トラクタ1が直進部R2に沿って走行したときのPTOの回転数(PTO回転数)を稼働情報として設定してもよいし、その他の事項を稼働情報として設定してもよい。この場合、少なくとも走行ルートR1に対応する位置と稼働情報とが対応付けられて、制御装置25の記憶部26又は表示装置50の記憶部54に記憶される。
トラクタ1は、制御装置25を備えている。制御装置25には、第1検出装置31Aが接続されている。第1検出装置31Aは、トラクタ1(走行車両3)の周囲を検出する装置であって、撮像カメラ、障害物検出センサ等である。撮像カメラは、CCDカメラ等で構成されていて、例えば、キャビン9の前面に取付けられている。撮像カメラにより、走
行車両3の前方を撮像して、当該撮像した画像により周囲の状況を検出することが可能である。障害物検出センサは、音波を照射するソナーや光波を照射するレーザー等で構成されていて、キャビン9又は走行車体3に取付けられている。障害物検出センサにより、走行車体3の前方又は後方の周囲の障害物等を検出することが可能である。なお、上述した実施形態では、第1検出装置31Aとして、撮像カメラ及び障害物検出センサ等を例示したが両方を備えている必要はなく、撮像カメラ及び障害物検出センサのいずれかであってもよい。また、第1検出装置31Aは、撮像カメラ及び障害物検出センサに限定されず、取付位置も限定されない。
制御部25Aは、トラクタ1における走行系の制御、作業系の制御を行う装置である。制御部25Aは、例えば、走行検出装置32が検出した検出値に基づいてエンジン回転数、車速、操舵装置11の操舵角等を制御する。また、制御部25Aは、作業検出装置33が検出した検出値に基づいて、連結部8を昇降する昇降装置の昇降、PTO回転数等の制御を行う。
置と走行予定位置との偏差(ズレ量)が零となるように、操舵装置11におけるハンドル11aの操舵角及び/又は操舵方向を変更する(制御弁34の開度及び/又は切換位置を変更する)。
なお、上述した実施形態では、制御部25Aは、自動走行制御において、走行位置と走行予定位置との偏差に基づいて操舵装置11の操舵角を変更していたが、走行ルートR1の方位とトラクタ1(車体3)の進行方向(走行方向)の方位(車体方位)とが異なる場合、制御部25Aは、車体方位が走行ルートRの方位に一致するように操舵角を設定してもよい。また、制御部25Aは、自動走行制御において、偏差(位置偏差)に基づいて求めた操舵角と、方位偏差に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動走行制御における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動走行制御における操舵角の設定は一例であり、限定されない。
停止モードである場合、制御部25Aは、自動走行制御を停止する(自動走行を停止する)。自動走行制御の停止状態では、例えば、制御部25Aは、変速装置5を中立(ニュートラル)等に切り換えたり、制動装置を制動状態にすることにより、走行装置7への動力の伝達を停止(前輪7F及び後輪7Rを回転させない)し、一時的に走行車両3の走行を停止する。また、自動走行制御の停止状態では、例えば、制御部25Aは、走行車体3の走行位置と走行ルートR1とが一致するように、制御弁22の切換位置及び開度を自動的に制御することも停止する。
このように、制御部25Aによって、トラクタ1(走行車体3)を自動走行及び手動走行することができる。なお、トラクタ1(走行車両3)の自動走行は、トラクタ1の単体で自動走行する場合、先行するトラクタ1に追随して別のトラクタ1が自動走行する場合(先行するトラクタに対して別のトラクタ1が協調して自動走行する場合)のいずれの場合でもよい。
また、第2検出装置31Bが走行系の電子機器及び/又は作業系の電子機器の故障、異常等の発生を検出した場合、第3検出装置31Cがトラクタ1の走行異常を検出した場合、停止部25Bは、制御部25Aに対して自動走行モードから停止モードに切り換えることを指令し、当該制御部25Aは停止部25Bの指令に基づき、自動走行モードから停止モードに切り換える。これによれば、自動走行中において、位置測定装置30による測位不良が発生した場合、作業装置2の昇降が行うことができない場合、トラクタ1が大きく傾いた場合、トラクタ1に何らかの衝撃が加わった場合など、様々な状況下で障害物を発見した場合に適正にトラクタ1の自動走行を停止することができる。なお、トラクタ1の自動走行において、走行ルートR1対して予め対応付けられた車速を超えた走行異常の場合、トラクタ1の旋回時にスリップが発生した走行異常の場合も自動走行を停止してもよい。
以下、携帯端末40及び通信装置70について詳しく説明する。
図1に示すように、通信装置70は、携帯端末40から送信された様々な信号を受信する装置であって、トラクタ1に設けられている。通信装置70は、トラクタ1に搭載された車載ネットワーク等を介して制御装置25に接続されており、受信した信号を制御装置25等に送信する。
携帯端末40は、複数のスイッチ41を有している。複数のスイッチ41は、ON/OFFを切り換え可能なスイッチであり、第1スイッチ41A、第2スイッチ41B、第3スイッチ41C、第4スイッチ41Dを含んでいる。第1スイッチ41Aは、自動走行の開始を指令するスイッチである。第2スイッチ41Bは、自動走行の中断を指令するスイッチである。第3スイッチ41Cは、ロックの解除を指令するスイッチである。第4スイッチ41Cは、緊急停止を指令するスイッチである。
したがって、通信部42は、第1スイッチ41A、第2スイッチ41B、第3スイッチ41C、第4スイッチ41Dの操作に基づいて、開始信号、中断信号、緊急停止信号を出力する。
止の解除を行っているが。解除信号の受信が所定以上(例えば、5秒以上)継続した場合に自動走行されない限定されない。
通信装置70が開始信号を受信すると、制御部25Aは自動走行モードになり、上述したように自動走行制御を実行する。通信装置70が停止信号を受信すると、制御部25Aは、駆動している原動機4を強制的に停止する。また、通信装置70が解除信号を受信すると、制御部25Aは停止モードであるか否か、即ち、停止部25Bによって当該制御部25Aの自動走行制御が停止されているか否かを判断する。ここで、制御部25Aは、停止モードではない場合は当該制御部25Aによる制御を続け、停止モードである場合は、自動走行モードに切り換わる。
再開をすることができる。例えば、作業機1に搭載した検出装置の草等の誤検知によって自動走行が停止している場合は、管理者が離れた場所から作業機1まで歩いて作業機1に向かい、当該作業機1に乗車した後、手動によって自動走行の再開を行う必要があったが、わざわざそのようなことを行わなくても携帯端末40の操作だけで自動走行の再開を行うことができる。特に、作業機1が農業機械であって、耕耘、代掻き等の作業の場合に自動走行が停止した場合は、監視者等における作業機1への移動が大変であったがこのようなことを解消することができる。
これによれば、複数のスイッチ41の操作を行った時のみ、携帯端末40を用いて自動走行の再開を行うことができる。
作業機1は、当該作業機1の向きを変更可能な操舵装置11を備え、自動走行制御の停止が解除される場合に、制御部25Aは、操舵装置11における操舵方向を所定の向きに設定する。これによれば、自動走行の再開時には、まず、作業機1の直進の走行から開始することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 作業装置
3 走行車両(走行車体)
4 原動機
5 変速装置
7 走行装置
7F 前輪
7R 後輪
8 連結部
9 キャビン
10 運転席
11 操舵装置
11a ハンドル
11b 回転軸(操舵軸)
11c 補助機構(パワーステアリング機構)
21 油圧ポンプ
22 制御弁
23 ステアリングシリンダ
24 アーム(ナックルアーム)
25 制御装置
25A 制御部
25B 停止部
26 記憶部
30 位置検出装置
31A 第1検出装置
31B 第2検出装置
31C 第3検出装置
40 携帯端末
41 スイッチ
41A 第1スイッチ
41B 第2スイッチ
41C 第3スイッチ
41D 第4スイッチ
42 通信部
50 表示装置
51 表示部
52 走行設定部
54 記憶部
60 フィールド
61 車速設定部
63 ポインタ
64 決定ボタン
R1 走行ルート(走行予定ルート)
R2 直進部
R3 旋回部
T1 設定画面
TM1 区間
TM2 区間
W1 作業場
Claims (9)
- 走行可能な作業機の自動走行を制御可能な制御部と、前記制御部による前記自動走行に関する自動走行制御を停止させる停止部と含む制御装置と、
前記制御装置に接続され且つ外部と通信可能な通信装置と、
前記自動走行制御の停止を解除する解除信号を前記通信装置に送信する携帯端末と、
を備え、
前記携帯端末は、
複数のスイッチと、
前記複数のスイッチが操作された場合に前記解除信号を前記通信装置に送信する通信部と、
を有している作業機の自動走行システム。 - 前記通信部は、前記複数のスイッチの操作が継続されている間に前記解除信号を前記通信装置に送信する請求項1に記載の作業機の自動走行システム。
- 前記携帯端末は、前記制御部における前記自動走行制御を開始する開始信号を前記通信装置に送信する請求項1に記載の作業機の自動走行システム。
- 前記通信部は、前記複数のスイッチのうち、少なくとも2つのスイッチが操作された場合に前記解除信号を前記通信装置に送信し且つ、前記解除信号を送信した場合の操作とは異なる操作が行われた場合に前記開始信号を前記通信装置に送信する請求項1に記載の作業機の自動走行システム
- 前記作業機の周囲を検出する第1検出装置を備え、
前記停止部は、前記第1検出装置の検出情報に基づいて前記自動走行制御を停止させる請求項1〜4のいずれかに記載の作業機の自動走行システム。 - 前記作業機に設けた機器の状態を検出する第2検出装置を備え、
前記停止部は、前記第2検出装置の検出情報に基づいて前記自動走行制御を停止させる請求項1〜4のいずれかに記載の作業機の自動走行システム。 - 前記自動走行時における前記作業機の状態を検出する第3検出装置を備え、
前記停止部は、前記第3検出装置の検出情報に基づいて前記自動走行制御を停止させる請求項1〜4のいずれかに記載の作業機の自動走行システム。 - 前記作業機の向きを変更可能な操舵装置を備え、
前記自動走行制御の停止が解除される場合に、前記制御部は、前記操舵装置における操舵方向を所定の向きに設定する請求項1〜7のいずれかに記載の作業機の自動走行システム。 - 前記携帯端末は、前記作業機に搭載された原動機を停止する停止信号を前記通信装置に送信する請求項1〜8のいずれかに記載の作業機の自動走行システム。
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