JP2021073602A - 自動走行システム及び状況報知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】作業車両を自動走行させる自動走行システムにおいて、作業車両を自動走行させて2つの作業領域間を移動させるにあたり、合理的な構成で十分な安全性を確保することができる技術を提供する。【解決手段】制御部18から無線通信により入力される報知指示に基づいて、道路Rから作業領域Sに対する作業車両1の入退場の状況を示す入退場状況情報を報知可能な状況報知装置125を備え、制御部18が、作業領域間移動制御を実行して作業車両1を自動走行させて入退場部Saを通過させる際に、当該入退場部Saに設置された状況報知装置125に対して報知指示を出力して、当該状況報知装置125に入退場状況情報を報知させる入退場状況報知処理を実行する。【選択図】図4
Description
本発明は、作業車両を自動走行させる自動走行システム及びそれで使用される状況報知装置に関する。
従来、衛星測位システムを用いて作業車両の現在位置を取得し、予め生成された目標走行経路に沿って無人の作業車両を自動走行させる自動走行システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
かかる特許文献1に記載の自動走行システムでは、搭乗者が運転する有人車両が走行している作業領域において、無人車両を自動走行させるにあたり、所定時点までの有人車両の存在範囲を予測し、その有人車両の存在範囲に対して無人車両の位置が干渉すると予測される場合には、有人車両の表示部に減速制御指令等を表示させることにより、実際の干渉を回避するものとして構成されている。
かかる特許文献1に記載の自動走行システムでは、搭乗者が運転する有人車両が走行している作業領域において、無人車両を自動走行させるにあたり、所定時点までの有人車両の存在範囲を予測し、その有人車両の存在範囲に対して無人車両の位置が干渉すると予測される場合には、有人車両の表示部に減速制御指令等を表示させることにより、実際の干渉を回避するものとして構成されている。
特許文献1に記載の自動走行システムは、有人車両が走行している作業領域内で無人車両を自動走行させるものではあるものの、無人車両を農道や一般道などの道路上で走行させることは想定されていない。将来において、道路を挟んで互いに離れた位置に2つの作業領域が存在する場合には、一方の作業領域から道路を通じて他方の作業領域へ作業車両を移動させるにあたり、省人化や作業効率の向上等を目的として、作業車両を自動走行させて道路を通じて2つの作業領域間を移動させることが必要となる。しかしながら、作業車両を自動走行させて道路から作業領域に対して入退場させるにあたって、十分な安全性を確保する必要がある。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、作業車両を自動走行させる自動走行システムにおいて、作業車両を自動走行させて2つの作業領域間を移動させるにあたり、合理的な構成で十分な安全性を確保することができる技術を提供する点にある。
本発明の第1特徴構成は、衛星測位システムを利用して測定した作業車両の現在位置に基づいて当該作業車両を自動走行させる制御部を備えた自動走行システムであって、
前記制御部が、前記作業車両を自動走行させて2つの作業領域間を移動させる作業領域間移動制御を実行可能であり、
前記制御部からの無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記道路から前記作業領域に対する前記作業車両の入退場の状況を示す入退場状況情報を報知可能な状況報知装置を備え、
前記制御部が、前記作業領域間移動制御を実行して前記作業車両を自動走行させて前記作業領域の入退場部を通過させる際に、前記状況報知装置に対して前記報知指示を出力して前記入退場状況情報を報知させる入退場状況報知処理を実行する点にある。
また、この自動走行システムで使用される本発明に係る状況報知装置は、前記入退場状況情報を報知可能な状況報知部と、無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記状況報知部に前記入退場状況情報を報知させる報知制御部と、を備えた点を特徴とする。
前記制御部が、前記作業車両を自動走行させて2つの作業領域間を移動させる作業領域間移動制御を実行可能であり、
前記制御部からの無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記道路から前記作業領域に対する前記作業車両の入退場の状況を示す入退場状況情報を報知可能な状況報知装置を備え、
前記制御部が、前記作業領域間移動制御を実行して前記作業車両を自動走行させて前記作業領域の入退場部を通過させる際に、前記状況報知装置に対して前記報知指示を出力して前記入退場状況情報を報知させる入退場状況報知処理を実行する点にある。
また、この自動走行システムで使用される本発明に係る状況報知装置は、前記入退場状況情報を報知可能な状況報知部と、無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記状況報知部に前記入退場状況情報を報知させる報知制御部と、を備えた点を特徴とする。
本発明の第2特徴構成は、前記入退場状況情報が、前記道路から前記作業領域への前記作業車両の入場を示す入場情報と、前記作業領域から前記道路への前記作業車両の退場を示す退場情報とを含み、
前記報知指示が、前記入場情報を報知させるための入場報知指示と、前記退場情報を報知させるための退場報知指示とを含み、
前記制御部が、前記入退場状況報知処理として、所定の入場報知処理と所定の退場報知処理とを実行し、
前記入場報知処理が、前記作業車両が前記道路から前記作業領域への入場時に、当該入場時に通過する前記状況報知装置に対して前記入場報知指示を出力して前記入場情報を報知させる処理であり、
前記退場報知処理が、前記作業車両が前記作業領域から前記道路への退場時に、当該退場時に通過する前記状況報知装置に対して前記退場報知指示を出力して前記退場情報を報知させる処理である点にある。
前記報知指示が、前記入場情報を報知させるための入場報知指示と、前記退場情報を報知させるための退場報知指示とを含み、
前記制御部が、前記入退場状況報知処理として、所定の入場報知処理と所定の退場報知処理とを実行し、
前記入場報知処理が、前記作業車両が前記道路から前記作業領域への入場時に、当該入場時に通過する前記状況報知装置に対して前記入場報知指示を出力して前記入場情報を報知させる処理であり、
前記退場報知処理が、前記作業車両が前記作業領域から前記道路への退場時に、当該退場時に通過する前記状況報知装置に対して前記退場報知指示を出力して前記退場情報を報知させる処理である点にある。
本発明の第3特徴構成は、前記衛星測位システムを利用して測定した前記作業車両の現在位置と、前記入退場部の位置を含む前記領域間移動用目標走行経路とに基づいて、前記作業車両が前記入退場部を通過する前の入退場開始タイミングと、前記作業車両が前記入退場部を通過した後の入退場終了タイミングとを検知する入退場タイミング検知部を備え、
前記制御部が、前記入退場状況報知処理において、前記状況報知装置に対して、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場開始タイミングに前記入退場情報の報知を開始させ、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場終了タイミングに前記入退場情報の報知を終了させる点にある。
前記制御部が、前記入退場状況報知処理において、前記状況報知装置に対して、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場開始タイミングに前記入退場情報の報知を開始させ、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場終了タイミングに前記入退場情報の報知を終了させる点にある。
本発明に係る自動走行システムを適用した作業車両の実施形態を図面に基づいて説明する。
この自動走行システムにおいては、図1に示すように、本発明に係る作業車両としてトラクタ1を適用しているが、トラクタ以外の、乗用田植機、コンバイン、乗用草刈機、ホイールローダ、除雪車等の乗用作業車両、及び、無人草刈機等の無人作業車両を適用することができる。
この自動走行システムにおいては、図1に示すように、本発明に係る作業車両としてトラクタ1を適用しているが、トラクタ以外の、乗用田植機、コンバイン、乗用草刈機、ホイールローダ、除雪車等の乗用作業車両、及び、無人草刈機等の無人作業車両を適用することができる。
この自動走行システムは、図1及び図2に示すように、トラクタ1に搭載された自動走行ユニット2、及び、自動走行ユニット2と通信可能に通信設定された携帯通信端末3を備えている。携帯通信端末3には、タッチ操作可能な表示部51(例えば、液晶パネル)等を有するタブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォン等を採用することができる。
トラクタ1は、駆動可能な操舵輪として機能する左右の前輪5、及び、駆動可能な左右の後輪6を有する走行機体7が備えられている。走行機体7の前方側には、ボンネット8が配置され、ボンネット8内には、コモンレールシステムを備えた電子制御式のディーゼルエンジン(以下、エンジンと称する)9が備えられている。走行機体7のボンネット8よりも後方側には、搭乗式の運転部を形成するキャビン10が備えられている。
走行機体7の後部には、3点リンク機構11を介して、作業装置12の一例であるロータリ耕耘装置を昇降可能かつローリング可能に連結することで、トラクタ1をロータリ耕耘仕様に構成することができる。トラクタ1の後部には、ロータリ耕耘装置に代えて、プラウ、播種装置、散布装置、等の作業装置12を連結することができる。
トラクタ1には、図2に示すように、エンジン9からの動力を変速する電子制御式の変速装置13、左右の前輪5を操舵する全油圧式のパワーステアリング機構14、左右の後輪6を制動する左右のサイドブレーキ(図示せず)、左右のサイドブレーキの油圧操作を可能にする電子制御式のブレーキ操作機構15、ロータリ耕耘装置等の作業装置12への伝動を断続する作業クラッチ(図示せず)、作業クラッチの油圧操作を可能にする電子制御式のクラッチ操作機構16、ロータリ耕耘装置等の作業装置12を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動機構17、トラクタ1の自動走行等に関する各種の制御プログラム等
を有する車載電子制御ユニット18、トラクタ1の車速を検出する車速センサ19、前輪5の操舵角を検出する舵角センサ20、及び、トラクタ1の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニット21等が備えられている。
を有する車載電子制御ユニット18、トラクタ1の車速を検出する車速センサ19、前輪5の操舵角を検出する舵角センサ20、及び、トラクタ1の現在位置及び現在方位を測定する測位ユニット21等が備えられている。
尚、エンジン9には、電子ガバナを備えた電子制御式のガソリンエンジンを採用してもよい。変速装置13には、油圧機械式無段変速装置(HMT)、静油圧式無段変速装置(HST)、又は、ベルト式無段変速装置等を採用することができる。パワーステアリング機構14には、電動モータを備えた電動式のパワーステアリング機構14等を採用してもよい。
キャビン10の内部には、図1に示すように、パワーステアリング機構14(図2参照)を介した左右の前輪5の手動操舵を可能にするステアリングホイール38、搭乗者用の運転席39、タッチパネル式の表示部、及び、各種の操作具等が備えられている。キャビン10の前方側部位の両横側部には、キャビン10(運転席39)への乗降部となる乗降ステップ41が備えられている。
図2に示すように、車載電子制御ユニット18は、変速装置13の作動を制御する変速制御部181、左右のサイドブレーキの作動を制御する制動制御部182、ロータリ耕耘装置等の作業装置12の作動を制御する作業装置制御部183、自動走行時に左右の前輪5の目標操舵角を設定してパワーステアリング機構14に出力する操舵角設定部184、及び、予め設定された自動走行用の目標走行経路Ps,Pr(例えば、図3参照)等を記憶する不揮発性の車載記憶部185等を有している。
図2に示すように、測位ユニット21には、衛星測位システム(NSS:Navigation Satellite System)の一例であるGPS(Global Positioning System)を利用してトラクタ1の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置22、及び、3軸のジャイロスコープ及び3方向の加速度センサ等を有してトラクタ1の姿勢や方位等を測定する慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)23等が備えられている。GPSを利用した測位方法には、DGPS(Differential GPS:相対測位方式)やRTK−GPS(Real Time Kinematic GPS:干渉測位方式)等がある。本実施形態においては、移動体の測位に適したRTK−GPSが採用されている。そのため、圃場周辺の既知位置には、図1及び図2に示すように、RTK−GPSによる測位を可能にする基準局4が設置されている。
トラクタ1と基準局4との夫々には、図2に示すように、GPS衛星71(図1参照)から送信された電波を受信するGPSアンテナ24,61、及び、トラクタ1と基準局4との間における測位データを含む各種データの無線通信を可能にする通信モジュール25,62等が備えられている。これにより、衛星航法装置22は、トラクタ側のGPSアンテナ24がGPS衛星71からの電波を受信して得た測位データと、基地局側のGPSアンテナ61がGPS衛星71からの電波を受信して得た測位データとに基づいて、トラクタ1の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。また、測位ユニット21は、衛星航法装置22と慣性計測装置23とを備えることにより、トラクタ1の現在位置、現在方位、姿勢角(ヨー角、ロール角、ピッチ角)を高精度に測定することができる。
トラクタ1に備えられるGPSアンテナ24、通信モジュール25、及び、慣性計測装置23は、図1に示すように、アンテナユニット80に収納されている。アンテナユニット80は、キャビン10の前面側の上部位置に配置されている。
図2に示すように、携帯通信端末3には、表示部51等の作動を制御する各種の制御プログラム等を有する端末電子制御ユニット52、及び、トラクタ側の通信モジュール25との間における測位データを含む各種データの無線通信を可能にする通信モジュール55、等が備えられている。端末電子制御ユニット52は、トラクタ1を自動走行させるための走行案内用の目標走行経路Ps,Pr(例えば、図3参照)を生成する走行経路生成部53、及び、ユーザが入力した各種の入力データや走行経路生成部53が生成した目標走行経路Ps,Pr等を記憶する不揮発性の端末記憶部54、等を有している。
走行経路生成部53が目標走行経路Ps,Prを生成するにあたり、携帯通信端末3の表示部51に表示された目標走行経路設定用の入力案内に従って、運転者や管理者等のユーザ等が作業車両や作業装置12の種類や機種等の車体データを入力しており、入力された車体データが端末記憶部54に記憶されている。目標走行経路Ps,Prの生成対象となる走行領域S,R(図3参照)を圃場S(作業領域の一例)や農道や一般道などの道路Rとしており、携帯通信端末3の端末電子制御ユニット52は、走行領域S,Rの形状や位置を含む走行領域データを取得して端末記憶部54に記憶している。
圃場Sにおける走行領域データの取得について説明すると、ユーザ等が運転してトラクタ1を実際に走行させることで、端末電子制御ユニット52は、測位ユニット21にて取得するトラクタ1の現在位置等から圃場Sの形状や位置等を特定するための位置情報を取得することができる。端末電子制御ユニット52は、取得した位置情報から圃場Sの形状及び位置を特定し、その特定した圃場Sの形状及び位置から特定し圃場Sを含む走行領域データを取得している。図3では、矩形状の圃場Sが特定された例を示している。
一方、道路Rにおける走行領域データについては地図情報から取得することができる。
一方、道路Rにおける走行領域データについては地図情報から取得することができる。
特定された走行領域S,Rの形状や位置等を含む走行領域データが端末記憶部54に記憶されると、走行経路生成部53は、端末記憶部54に記憶されている走行領域データや車体データを用いて、目標走行経路Ps,Prを生成する。
走行経路生成部53は、図3に示すように、車体データや走行領域データ等を用いて、目標走行経路Ps,Prを生成している。例えば、圃場Sにおいてトラクタ1を自動走行させるための作業用目標走行経路Psは、直進経路やそれらを繋ぐ連結経路等で構成される。一方、道路Rにおいてトラクタ1を自動走行させるための領域間移動用目標走行経路Prは、2つの圃場S間を移動する際の道路Rに沿った経路として構成される。ちなみに、図3に示す目標走行経路Ps,Prは、あくまで一例であり、どのような目標走行経路を設定するかは適宜変更が可能である。
走行経路生成部53にて生成された目標走行経路Ps,Prは、表示部51に表示可能であり、車体データ及び走行領域データ等と関連付けた経路データとして端末記憶部54に記憶されている。経路データには、目標走行経路Ps,Prの方位角、及び、目標走行経路Ps,Prでのトラクタ1の走行形態等に応じて設定された設定エンジン回転速度や目標走行速度、等が含まれている。
このようにして、走行経路生成部53が目標走行経路Ps,Prを生成すると、端末電子制御ユニット52が、携帯通信端末3からトラクタ1に経路データを転送することで、トラクタ1の車載電子制御ユニット18が、経路データを取得することができる。車載電子制御ユニット18は、取得した経路データに基づいて、測位ユニット21にて自己の現在位置(トラクタ1の現在位置)を取得しながら、目標走行経路Ps,Prに沿ってトラクタ1を自動走行させることができる。測位ユニット21にて取得するトラクタ1の現在位置については、リアルタイム(例えば、数秒周期)でトラクタ1から携帯通信端末3に送信されており、携帯通信端末3にてトラクタ1の現在位置を把握している。
経路データの転送に関しては、トラクタ1が自動走行を開始する前の段階において、経路データの全体を端末電子制御ユニット52から車載電子制御ユニット18に一挙に転送することができる。また、例えば、目標走行経路Ps,Prを含む経路データを、データ量の少ない所定距離ごとの複数の経路部分に分割することもできる。この場合には、トラクタ1が自動走行を開始する前の段階においては、経路データの初期経路部分のみが端末電子制御ユニット52から車載電子制御ユニット18に転送される。自動走行の開始後は、トラクタ1がデータ量等に応じて設定された経路取得地点に達するごとに、その地点に対応する以後の経路部分のみの経路データが端末電子制御ユニット52から車載電子制御ユニット18に転送するようにしてもよい。
トラクタ1の自動走行を開始する場合には、例えば、ユーザ等がスタート地点にトラクタ1を移動させて、各種の自動走行開始条件が満たされると、携帯通信端末3にて、ユーザが表示部51を操作して自動走行の開始を指示することで、携帯通信端末3は、自動走行の開始指示をトラクタ1に送信する。これにより、トラクタ1では、車載電子制御ユニット18が、自動走行の開始指示を受けることで、測位ユニット21にて自己の現在位置(トラクタ1の現在位置)を取得しながら、目標走行経路Ps,Prに沿ってトラクタ1を自動走行させる自動走行制御を開始する。車載電子制御ユニット18が、測位ユニット21(衛星測位システムに相当する)により取得されるトラクタ1の測位情報に基づいて、走行領域S,R内の目標走行経路Ps,Prに沿ってトラクタ1を自動走行させる自動走行制御を行う自動走行制御部として構成されている。
自動走行制御には、変速装置13の作動を自動制御する自動変速制御、ブレーキ操作機構15の作動を自動制御する自動制動制御、左右の前輪5を自動操舵する自動操舵制御、及び、ロータリ耕耘装置等の作業装置12の作動を自動制御する作業用自動制御、等が含まれている。
自動変速制御においては、変速制御部181が、目標走行速度を含む目標走行経路Ps,Prの経路データと測位ユニット21の出力と車速センサ19の出力とに基づいて、目標走行経路Ps,Prでのトラクタ1の走行形態等に応じて設定された目標走行速度がトラクタ1の車速として得られるように変速装置13の作動を自動制御する。
自動制動制御においては、制動制御部182が、目標走行経路Ps,Prと測位ユニット21の出力とに基づいて、目標走行経路Ps,Prの経路データに含まれている制動領域において左右のサイドブレーキが左右の後輪6を適正に制動するようにブレーキ操作機構15の作動を自動制御する。
自動操舵制御においては、トラクタ1が目標走行経路Ps,Prを自動走行するように、操舵角設定部184が、目標走行経路Ps,Prの経路データと測位ユニット21の出力とに基づいて左右の前輪5の目標操舵角を求めて設定し、設定した目標操舵角をパワーステアリング機構14に出力する。パワーステアリング機構14が、目標操舵角と舵角センサ20の出力とに基づいて、目標操舵角が左右の前輪5の操舵角として得られるように左右の前輪5を自動操舵する。
作業用自動制御においては、作業装置制御部183が、目標走行経路Ps,Prの経路データと測位ユニット21の出力とに基づいて、トラクタ1が作業用目標走行経路Ps(例えば、図3参照)の始端等の作業開始地点に達するのに伴って作業装置12による所定の作業(例えば耕耘作業)が開始され、かつ、トラクタ1が作業用目標走行経路Ps(例えば、図3参照)の終端等の作業終了地点に達するのに伴って作業装置12による所定の作業が停止されるように、クラッチ操作機構16及び昇降駆動機構17の作動を自動制御する。
このようにして、トラクタ1においては、変速装置13、パワーステアリング機構14、ブレーキ操作機構15、クラッチ操作機構16、昇降駆動機構17、車載電子制御ユニット18、車速センサ19、舵角センサ20、測位ユニット21、及び、通信モジュール25、等によって自動走行ユニット2が構成されている。
この実施形態では、キャビン10にユーザ等が搭乗せずにトラクタ1を自動走行させるだけでなく、キャビン10にユーザ等が搭乗した状態でトラクタ1を自動走行させることも可能となっている。よって、キャビン10にユーザ等が搭乗せずに、車載電子制御ユニット18による自動走行制御により、トラクタ1を目標走行経路Ps,Prに沿って自動走行させることができるだけでなく、キャビン10にユーザ等が搭乗している場合でも、車載電子制御ユニット18による自動走行制御により、トラクタ1を目標走行経路Ps,Prに沿って自動走行させることができる。
キャビン10にユーザ等が搭乗している場合には、車載電子制御ユニット18にてトラクタ1を自動走行させる自動走行状態と、ユーザ等の運転に基づいてトラクタ1を走行させる手動走行状態とに切り替えることができる。よって、自動走行状態にて目標走行経路Ps,Prを自動走行している途中に、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができ、逆に、手動走行状態にて走行している途中に、手動走行状態から自動走行状態に切り替えることができる。手動走行状態と自動走行状態との切り替えについては、例えば、運転席39の近傍に、自動走行状態と手動走行状態とに切り替えるための切替操作部を備えることができるとともに、その切替操作部を携帯通信端末3の表示部51に表示させることもできる。また、車載電子制御ユニット18による自動走行制御中に、ユーザがステアリングホイール38を操作すると、自動走行状態から手動走行状態に切り替えることができる。
図3に示すように、走行領域データには、作業領域である圃場Sの形状や位置等を含む作業領域データと、道路Rの形状や位置等を含む道路データが含まれている。これら走行領域データは、携帯通信端末3の表示部51に対するユーザによる操作により予め設定されている。
圃場Sは、トラクタ1を作業用目標走行経路Psに沿って自動走行させて所定の作業(例えば、耕耘等の作業)を行う領域となっている。
一方、道路Rは、圃場Sの夫々の入退場部Saを繋ぐ走行領域となっており、トラクタ1を領域間移動用目標走行経路Prに沿って自動走行させて2つの圃場S間を移動させるための領域となっている。
圃場Sは、トラクタ1を作業用目標走行経路Psに沿って自動走行させて所定の作業(例えば、耕耘等の作業)を行う領域となっている。
一方、道路Rは、圃場Sの夫々の入退場部Saを繋ぐ走行領域となっており、トラクタ1を領域間移動用目標走行経路Prに沿って自動走行させて2つの圃場S間を移動させるための領域となっている。
図3に示すように、圃場S内において、車載電子制御ユニット18は、自動走行制御として、トラクタ1を作業用目標走行経路Psに沿って自動走行させて所定の作業(例えば、耕耘等の作業)を行わせる圃場内自動走行制御を実行可能に構成されている。この作業用目標走行経路Psは、例えば、圃場S内の入退場部Sa付近から開始され、圃場S内を蛇行して作業を行った後に、圃場S内の入退場部Sa付近に戻るまでの経路として構成されている。
一方、道路R上において、車載電子制御ユニット18は、トラクタ1を領域間移動用目標走行経路Prに沿って自動走行させて当該道路Rを通じて2つの圃場S間を移動させる作業領域間移動制御を実行可能に構成されている。この領域間移動用目標走行経路Prは、例えば、出発側の圃場S内から入退場部Saを通じて道路R側に退場する経路と、その地点から到着側の圃場Sの入退場部Saにおける道路R側の地点に至る経路と、その道路R側の地点から入退場部Saを通じて到着側の圃場S内に入場する経路とから構成されている。
更に、本実施形態の自動走行システムは、上記のようにトラクタ1を自動走行させて道路Rから圃場Sに対して入退場させるにあたって、十分な安全性を確保するものとして構成されており、その詳細について以下に説明を加える。
図3,図4,及び図5に示すように、圃場Sの夫々の入退場部Saには、報知制御装置126により任意の情報を表示可能なディスプレイ127(状況報知部の一例)を備えた電光掲示板125(状況報知装置の一例)が設置されている。
この電光掲示板125は、可搬式の立て看板型に構成されており、ディスプレイ127として上部ディスプレイ127aと下部ディスプレイ127bとが設けられている。
尚、図3では、全ての入退場部Saに電光掲示板125が設置されている状態を示しているが、この電光掲示板125は、少なくともトラクタ1が移動する2つの圃場Sの夫々の入退場部Saに設置されていればよい。また、この電光掲示板125は、適時別の入退場部Saに移動させて利用しても構わない。
図3,図4,及び図5に示すように、圃場Sの夫々の入退場部Saには、報知制御装置126により任意の情報を表示可能なディスプレイ127(状況報知部の一例)を備えた電光掲示板125(状況報知装置の一例)が設置されている。
この電光掲示板125は、可搬式の立て看板型に構成されており、ディスプレイ127として上部ディスプレイ127aと下部ディスプレイ127bとが設けられている。
尚、図3では、全ての入退場部Saに電光掲示板125が設置されている状態を示しているが、この電光掲示板125は、少なくともトラクタ1が移動する2つの圃場Sの夫々の入退場部Saに設置されていればよい。また、この電光掲示板125は、適時別の入退場部Saに移動させて利用しても構わない。
電光掲示板125に設けられた報知制御装置126(報知制御部の一例)は、トラクタ1側の通信モジュール25(図2参照)を介して、トラクタ1の車載電子制御ユニット18との間で無線通信可能に構成されている。そして、報知制御装置126は、無線通信によりトラクタ1の車載電子制御ユニット18から入力される所定の報知指示に基づいて、道路Rから圃場Sに対するトラクタ1の入退場の状況を示す入退場状況情報を、上部ディスプレイ127a及び下部ディスプレイ127bに表示させる形態で、当該入退場状況情報を道路R側に向けて報知可能に構成されている。
トラクタ1の車載電子制御ユニット18は、上述の作業領域間移動制御を実行してトラクタ1を自動走行させて入退場部Saを通過させる際に、所定の入退場状況報知処理を実行するように構成されている。この入退場状況報知処理では、車載電子制御ユニット18は、領域間移動用目標走行経路Prにおいてこれから通過しようとする入退場部Saに設置された電光掲示板125を特定し、その報知制御装置126に対して報知指示を出力する。尚、入退場部Saに設置した電光掲示板125の特定については、当該電光掲示板125の通信アドレスを予め登録する等の方法で行われる。また、この電光掲示板125の特定は、入場時にトラクタ1が通過する入退場部Saに設置されたものであるか、退場時にトラクタ1が通過する入退場部Saに設置されたものであるかについても、識別できるように行われる。
このように報知指示が入力されると、その電光掲示板125の報知制御装置126は、ディスプレイ127に入退場状況情報を表示させる形態で当該入退場状況情報を道路R側に向けて報知する。よって、道路R側に居る有人車両の運転者や歩行者等は、この電光掲示板125により報知された入退場状況情報を認識することにより、自動走行中のトラクタ1が道路Rから圃場Sに対して入退場中であることを即時且つ確実に把握することができ、このことにより安全性が確保される。
上記車載電子制御ユニット18により実行される入退場報知処理としては、以下に説明する入場報知処理と退場報知処理とがある。
入場報知処理は、トラクタ1が道路Rから圃場Sに入場する際に実行される入退場報知処理である。この入場報知処理では、当該入場時にトラクタ1が通過する入退場部Saに設置された電光掲示板125が特定される。そして、道路Rからその入退場部Saを通過して圃場Sに入場する際に、当該入退場部Saに設置された電光掲示板125の報知制御装置126に対して、入場報知指示が出力される。すると、その電光掲示板125の報知制御装置126は、その入場報知指示の入力に伴って、図5(a)に示すように、上部ディスプレイ127aに、「ここに入ります。」等の文字情報や道路R側から圃場S側に向かう矢印等のようなトラクタ1の入場を示す入場情報を上記入退場状況情報として表示する。
入場報知処理は、トラクタ1が道路Rから圃場Sに入場する際に実行される入退場報知処理である。この入場報知処理では、当該入場時にトラクタ1が通過する入退場部Saに設置された電光掲示板125が特定される。そして、道路Rからその入退場部Saを通過して圃場Sに入場する際に、当該入退場部Saに設置された電光掲示板125の報知制御装置126に対して、入場報知指示が出力される。すると、その電光掲示板125の報知制御装置126は、その入場報知指示の入力に伴って、図5(a)に示すように、上部ディスプレイ127aに、「ここに入ります。」等の文字情報や道路R側から圃場S側に向かう矢印等のようなトラクタ1の入場を示す入場情報を上記入退場状況情報として表示する。
一方、退場報知処理は、トラクタ1が圃場Sから道路Rに退場する際に実行される入退場報知処理である。この退場報知処理では、当該退場時にトラクタ1が通過する入退場部Saに設置された電光掲示板125が特定される。そして、圃場Sからその入退場部Saを通過して道路Rに退場する際に、当該入退場部Saに設置された電光掲示板125の報知制御装置126に対して退場報知指示が出力される。すると、その電光掲示板125の報知制御装置126は、その入場報知指示の入力に伴って、図5(b)に示すように、上部ディスプレイ127aに、「ここから出ます。」等の文字情報や圃場S側から道路R側に向かう矢印等のようなトラクタ1の退場を示す退場情報を上記入退場状況情報として表示する。
更に、電光掲示板125の報知制御装置126は、トラクタ1の車載電子制御ユニット18からの入場報知指示又は退場報知指示が入力されると、上記入場情報や退場情報の上部ディスプレイ127aへの表示に加えて、図5(a)及び(b)に示すように、下部ディスプレイ127bに、「ロボットトラクタ移動中」等の文字情報のようなトラクタ1が入退場部Saを移動中であることを示す情報を上記入退場状況情報として表示する。
図2に示すように、トラクタ1の車載電子制御ユニット18は、入退場開始タイミングと入退場終了タイミングとを検知する入退場タイミング検知部121として機能する。ここで、入退場開始タイミングは、トラクタ1が入退場部Saに接近して当該入退場部Saを通過する前のタイミングである。一方、入退場終了タイミングは、トラクタ1が入退場部Saを通過した後に当該入退場部Saから離れたタイミングである。
入退場タイミング検知部121は、測位ユニット21で測定されたトラクタ1の現在位置と、入退場部Saの位置を含む領域間移動用目標走行経路Prとに基づいて、上記入退場開始タイミングと上記入退場終了タイミングを検知する。尚、入退場タイミング検知部121は、例えば圃場S内での自動走行中のトラクタ1が入退場部Saに接近した場合であっても、そのトラクタ1が作業用目標走行経路Psに沿って自動走行中である場合などのように、その直後に当該入退場部Saを通過しない場合には、そのタイミングを入退場開始タイミングとして検知しないように構成されている。
トラクタ1の車載電子制御ユニット18は、トラクタ1が入退場部Saを通過する際に実行する入退場状況報知処理において、当該入退場部Saに設置された電光掲示板125に対して、入退場タイミング検知部121により検知した入退場開始タイミングに入退場情報の表示を開始させ、入退場タイミング検知部121により検知した入退場終了タイミングに入退場情報の表示を終了させる。この構成により、トラクタ1が入退場部Saの通過を開始してから終了するまでの間、その入退場部Saに設置された電光掲示板125により入退場情報が報知されて、適切なタイミングで確実に安全性が確保されることになる。
例えば、圃場Sから道路Rへの退場時には、入退場部Saに対して圃場S内を走行中のトラクタ1が10m手前に接近したタイミングで、電光掲示板125による入退場情報の表示を開始することができる。一方、道路Rから圃場Sへの入場時には、入退場部Saに対して道路R上を走行中のトラクタ1が30m手前に接近したタイミングで、電光掲示板125による入退場情報の表示を開始することができる。尚、本実施形態では、電光掲示板125における入退場情報の表示開始タイミングとなる入退場部Saに対するトラクタ1の接近距離を、入場時と退場時とで異なるものに設定しているが、この接近距離については適宜変更することができ、例えば入場時と退場時とで同じものに設定しても構わない。
更に、トラクタ1には、外部から視認可能な状態で自動走行中であることを表示可能なディスプレイ110が設けられている。即ち、トラクタ1の車載電子制御ユニット18は、図4に示すように、自動走行制御の実行中においてディスプレイ110に「無人走行中」等の文字情報を表示させるように構成されている。
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)作業車両の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両は、エンジン9と走行用の電動モータとを備えるハイブリット仕様に構成されていてもよく、また、エンジン9に代えて走行用の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、走行部として、左右の後輪6に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、左右の後輪6が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、エンジン9と走行用の電動モータとを備えるハイブリット仕様に構成されていてもよく、また、エンジン9に代えて走行用の電動モータを備える電動仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、走行部として、左右の後輪6に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両は、左右の後輪6が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。
(2)上記実施形態では、トラクタ1が入退場部Saを通過して圃場Sに対して入退場する際に、当該入退場部Saに設置された電光掲示板125のディスプレイ127に表示する入退場情報の具体例を説明したが、これらディスプレイ127に表示する入退場情報については状況等において適宜変更可能である。また、入退場情報を音声情報として出力するように構成しても構わない。
(3)上記実施形態では、可搬式の電光掲示板125を利用したが、この電光掲示板125を圃場Sの入退場部Saに常設されたものとして構成しても構わない。
1 トラクタ(作業車両)
18 車載電子制御ユニット(制御部)
52 端末電子制御ユニット(制御部)
121 入退場タイミング検知部
125 電光掲示板(状況報知装置)
127 ディスプレイ(状況報知部)
126 報知制御装置(報知制御部)
Pr 目標走行経路
Pr 領域間移動用目標走行経路
R 道路
S 圃場(作業領域)
Sa 入退場部
18 車載電子制御ユニット(制御部)
52 端末電子制御ユニット(制御部)
121 入退場タイミング検知部
125 電光掲示板(状況報知装置)
127 ディスプレイ(状況報知部)
126 報知制御装置(報知制御部)
Pr 目標走行経路
Pr 領域間移動用目標走行経路
R 道路
S 圃場(作業領域)
Sa 入退場部
Claims (4)
- 衛星測位システムを利用して測定した作業車両の現在位置に基づいて当該作業車両を自動走行させる制御部を備えた自動走行システムであって、
前記制御部が、前記作業車両を自動走行させて2つの作業領域間を移動させる作業領域間移動制御を実行可能であり、
前記制御部からの無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記道路から前記作業領域に対する前記作業車両の入退場の状況を示す入退場状況情報を報知可能な状況報知装置を備え、
前記制御部が、前記作業領域間移動制御を実行して前記作業車両を自動走行させて前記作業領域の入退場部を通過させる際に、前記状況報知装置に対して前記報知指示を出力して前記入退場状況情報を報知させる入退場状況報知処理を実行する自動走行システム。 - 前記入退場状況情報が、前記道路から前記作業領域への前記作業車両の入場を示す入場情報と、前記作業領域から前記道路への前記作業車両の退場を示す退場情報とを含み、
前記報知指示が、前記入場情報を報知させるための入場報知指示と、前記退場情報を報知させるための退場報知指示とを含み、
前記制御部が、前記入退場状況報知処理として、所定の入場報知処理と所定の退場報知処理とを実行し、
前記入場報知処理が、前記作業車両が前記道路から前記作業領域への入場時に、当該入場時に通過する前記状況報知装置に対して前記入場報知指示を出力して前記入場情報を報知させる処理であり、
前記退場報知処理が、前記作業車両が前記作業領域から前記道路への退場時に、当該退場時に通過する前記状況報知装置に対して前記退場報知指示を出力して前記退場情報を報知させる処理である請求項1に記載の自動走行システム。 - 前記衛星測位システムを利用して測定した前記作業車両の現在位置と、前記入退場部の位置を含む前記領域間移動用目標走行経路とに基づいて、前記作業車両が前記入退場部を通過する前の入退場開始タイミングと、前記作業車両が前記入退場部を通過した後の入退場終了タイミングとを検知する入退場タイミング検知部を備え、
前記制御部が、前記入退場状況報知処理において、前記状況報知装置に対して、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場開始タイミングに前記入退場情報の報知を開始させ、前記入退場タイミング検知部により検知した前記入退場終了タイミングに前記入退場情報の報知を終了させる請求項1又は2に記載の自動走行システム。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の自動走行システムで使用される状況報知装置であって、
前記入退場状況情報を報知可能な状況報知部と、
無線通信を介した報知指示の入力に伴って、前記状況報知部に前記入退場状況情報を報知させる報知制御部と、を備えた状況報知装置。
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WO2023238724A1 (ja) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 株式会社クボタ | 農業機械の自動走行のための経路生成システムおよび経路生成方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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