JP2021085799A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、可搬基地局を用いたRTK−GNSS測位、固定基地局を用いたRTK−GNSS測位及びVRS−GNSS測位の相互で測位方法(モード)の切換を行うと、基準位置を含む測位環境が変わり、切換前のモードで作成したマップを切換後のモードで利用すると位置ズレが生じる虞がある。
また、第1モードは、圃場に設置された圃場測位装置と車体測位装置との補正情報に基づいて第1位置を求める可搬局モードであり、第2モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって第2位置を演算するVRSモードである。
また、第1モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって第1位置を演算するVRSモードであり、第2モードは、圃場に設置された圃場測位装置と車体測位装置との補正情報に基づいて第2位置を求める可搬局モードである。
また、第1モードは、固定基地局の絶対位置から第1位置を演算する固定局モードであり、第2モードは、圃場に設置された圃場測位装置と車体測位装置との補正情報に基づいて第2位置を求める可搬局モードである。
また、第1圃場マップと第2圃場マップとを切り換えて表示する表示装置を備えている。
図1は、作業機1が走行予定ルートLに沿って、自動走行している状況を示している。作業機1における自動走行においては、衛星航法、特に、高精度な測位が可能なRTK法を用いて、作業機1の位置、方位等を検出しながら自動走行を行う。RTK法においては、測位衛星Gからの衛星信号を基地局100と移動局(以下における作業機1に取り付けられた車体測位装置42)とで受信する。
作業機1について説明すると、作業機1は、例えば、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械である。作業機1は、トラクタであるとして説明を進める。以下、トラクタ1の運転席10に着座した運転者の前側を前方、運転者の後側を後方、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方として説明する。
図3に示すように、昇降装置8は、リフトアーム8a、ロアリンク8b、トップリンク8c、リフトロッド8d、リフトシリンダ8eを有している。リフトアーム8aの前端部は、変速装置5を収容するケース(ミッションケース)の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム8aは、リフトシリンダ8eの駆動によって揺動(昇降)する。リフトシリンダ8eは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ8eは、制御弁を介して油圧ポンプ21と接続されている。制御弁は、電磁弁等であって、リフトシリンダ8eを伸縮させる。
車体測位装置42は、D−GPS、GPS、GLONASS、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム(測位衛星G)により、自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出可能である。即ち、車体測位装置42は、測位衛星Gから送信された衛星信号(測位衛星Gの位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、衛星信号に基づいて、トラクタ1の位置(例えば、緯度、経度)、即ち、車体位置を検出する。車体測位装置42は、受信装置43と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)44と、位置演算部46と、を有している。受信装置43は、アンテナ等を有していて測位衛星Gから送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置44とは別に車体3に取付けられている。この実施形態では、受信装置43は、車体3であって、詳しくはキャビン9に取付けられている。なお、受信装置43の取付箇所は、実施形態に限定されない。
位置演算部46は、基準取得部41が取得した基準位置Xと、受信装置43が受信した衛星信号に基づいて、車体3の位置の演算を行う。位置演算部46は、電気・電子回路、CPU等に格納されたプログラム等から構成されている。また、位置演算部46は、単独測位によって車体3の位置の演算が可能であってもよい。
また、制御装置50は、手動昇降制御、自動上昇制御等を行うことができる。手動昇降制御では、制御装置50に接続された昇降スイッチ52の操作に基づいて昇降装置8による作業装置2の昇降する制御である。具体的には、昇降スイッチ52は、運転席10の周囲に設けられていて、3位置切換スイッチである。昇降スイッチ52を中立位置から一方に切り換えると、昇降装置8(リフトアーム8a)を上昇させる上昇信号が制御装置50に入力される。また、昇降スイッチ52を中立位置から他方に切り換えると、昇降装置8(リフトアーム8a)を下降させる下降信号が制御装置50に入力される。制御装置50は、上昇信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置8を上昇させ、下降信号を取得すると制御弁に制御信号を出力することで昇降装置8を下降させる。つまり、制御装置50は、昇降スイッチ52の手動操作に応じて昇降装置8を昇降させる手動昇降制御をすることができる。
以上のように、制御装置50によって、トラクタ1に関する制御、例えば、手動昇降制御、自動上昇制御を行うことができる。
作業機1による圃場Hの周回が終了し、作業者(運転者)が第1マップ作成画面M1に表示された登録ボタン70を選択すると、マップ作成部33は、図7Aに示すように、作業機1が周回したときの複数の車体位置VP1によって得られた走行軌跡Kを圃場Hの輪郭(外形)とし、当該輪郭を第1圃場マップMP1として圃場識別情報と共に登録する。
第1圃場マップMP1の位置情報(緯度、経度)は、位置演算部46が演算した車体位置VP1と、基準位置Xとの相対位置として表現され、表示装置30に設けられた記憶装置32に記憶される。
図2に示すように、基地局100は、それぞれ受信部101、処理部102、記憶部103、及び基地通信装置104を備えている。受信部101、処理部102、記憶部103、及び基地通信装置104は、電子・電気部品、プログラム等から構成されている。
車体測位装置42は、例えば表示装置30を操作することで基地局100に対応する複数のモードに切り換え可能である。車体測位装置42は、方式取得部45を有している。方式取得部45は、記憶装置32に予め記憶された条件に基づいて設定方式(モード)を取得する。方式取得部45は、電気・電子回路、CPU等に格納されたプログラム等から構成されている。
一方、車体測位装置42が車体3と可搬基地局100Aとの距離が500m以下ではない判断した場合、つまり可搬基地局100Aとの距離が500mを超過している場合(S7,No)、車体通信装置40は作業機1の周辺に配置されている固定基地局100Bの基地通信装置104と通信を開始する(S9)。車体通信装置40が固定基地局100Bと通信可能である場合(S10,Yes)、車体通信装置40が基地通信装置104から固定基地局100Bの設置位置X1を受信し(S11)、車体測位装置42は、単独測位によって測位した車体3の位置と、当該設置位置X1と、に基づいて車体3と固定基地局100Bとの距離が10km以内であるか否かを判断する(S12)。
また、図8に示すように、車体通信装置40が固定基地局100Bの基地通信装置104と通信不可能である場合(S10,No)、方式取得部45がVRS方式を取得し、表示部31が所定の警告画面を表示し、車体測位装置42は、VRS方式(VRSモード)に切り換わる(S14)。
マップ作成部33による第2圃場マップMP2の作成について説明すると、図9に示すように、マップ作成部33は、切換前の第1モードで車体測位装置42が測位した第1位置FPと切換後の第2モードで車体測位装置42が測位した第2位置TPとの偏差と、第1圃場マップMP1とに基づいて第2圃場マップMP2を作成する。詳しくは、第2位置TPは、第2モードにおいて車体3を停止した状態で車体測位装置42が測位した車体3の位置である。以下の説明において、第1位置FP及び第2位置TPは、圃場Hの入口の地点とし、第1位置FPは、第1モードで測位した車体位置VP1のうち初期位置であるとして説明する。なお、第2位置TPは、第1位置FPと対応していればよく、その位置は、圃場Hの入口に限定されず、例えば圃場H外の作業機1を保管する倉庫等であってもよい。
また、上述した説明においては、車体測位装置42が可搬局モード(第1モード)からVRSモード(第2モード)に切り換わる場合を例に説明したが、マップ作成部33は、切換前の第1モードで車体測位装置42が測位した第1位置FPと切換後の第2モードで車体測位装置42が測位した第2位置TPとの偏差と、第1圃場マップMP1とに基づいて第2圃場マップMP2を作成すればよく、マップ作成部33は、他のモードの切換においても、上述した例と同様の手順で第2圃場マップMP2を作成可能である。
図2に示すように、表示装置30は、走行予定ルートLを作成するルート作成部35を有している。ルート作成部35は、例えば、表示装置30に設けられた電気・電子部品、表示装置30に組み込まれたプログラム等から構成されている。ルート作成部35は、第1圃場マップMP1及び第2圃場マップMP2の少なくとも一方に作業機1が自動走行を行うための図11に示すような走行予定ルートLの作成を行う。本実施形態において、ルート作成部35は、第1圃場マップMP1及び第2圃場マップMP2の両方に走行予定ルートLを作成可能である。
上述した作業機1は、車体3と、基地局100の基準位置Xを取得する基準取得部41と、基地局100に対応する第1モードと測位衛星Gからの衛星信号と基準取得部41が取得した基準位置Xとに基づいて、第1位置FPを測位する車体測位装置42と、車体測位装置42が測位した第1位置FPに基づいて、第1圃場マップMP1を作成可能なマップ作成部33と、を備え、車体測位装置42は、車体3を停止した状態で、第1モードとは異なる第2モードに基づいて第2位置TPを測位し、マップ作成部33は、第1位置FPと第2位置TPとの偏差と、第1圃場マップMP1とに基づいて第1圃場マップMP1とは異なる第2圃場マップMP2を作成する。上記構成によれば、第2モードにおいてマップ作成部33は、第1圃場マップMP1を利用し、偏差によって位置ズレを補正して第2圃場マップMP2を作成することができる。これにより、第1モードで作成した第1圃場マップMP1を第2モードに引き継ぎさせることができる。
また、第1モードは、圃場Hに設置された圃場測位装置100Aと車体測位装置42との補正情報に基づいて第1位置FPを求める可搬局モードであり、第2モードは、固定基地局100Bに定められた絶対位置X1に基づいて定められた仮想基準点Yによって第2位置TPを演算するVRSモードである。上記構成によれば、作業機1は、圃場Hに圃場測位装置100Aを設置していなくとも第1圃場マップMP1を第2圃場マップMP2として利用することができる。
また、表示装置30は、第1圃場マップMP1及び第2圃場マップMP2の少なくとも一方に走行予定ルートLを作成するルート作成部35を備えている。上記構成によれば、ルート作成部35は、第1圃場マップMP1及び第2圃場マップMP2の一方で走行予定ルートLを作成することで、他方で当該走行予定ルートLを利用することができる。
3 車体
30 表示装置
33 マップ作成部
35 ルート作成部
41 基準取得部
42 車体測位装置
100 基地局
100A 可搬基地局
100B 固定基地局
FP 第1位置
G 測位衛星
H 圃場
L 走行予定ルート
MP1 第1圃場マップ
MP2 第2圃場マップ
TP 第2位置
X 基準位置
X1 絶対位置
Y 仮想基準点
Claims (10)
- 車体と、
基地局の基準位置を取得する基準取得部と、
前記基地局に対応する第1モードと測位衛星からの衛星信号と前記基準取得部が取得した前記基準位置とに基づいて、第1位置を測位する車体測位装置と、
前記車体測位装置が測位した前記第1位置に基づいて、第1圃場マップを作成可能なマップ作成部と、
を備え、
前記車体測位装置は、前記車体を停止した状態で、前記第1モードとは異なる第2モードに基づいて第2位置を測位し、
前記マップ作成部は、前記第1位置と前記第2位置との偏差と、前記第1圃場マップとに基づいて前記第1圃場マップとは異なる第2圃場マップを作成する作業機。 - 前記マップ作成部は、前記第1圃場マップに対して前記偏差をシフトすることで前記第2圃場マップを作成する請求項1に記載の作業機。
- 前記第1モードは、圃場に設置された圃場測位装置と前記車体測位装置との補正情報に基づいて前記第1位置を求める可搬局モードであり、前記第2モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって前記第2位置を演算するVRSモードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1モードは、圃場に設置された圃場測位装置と前記車体測位装置との補正情報に基づいて前記第1位置を求める可搬局モードであり、前記第2モードは、固定基地局の絶対位置から第2位置を演算する固定局モードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって前記第1位置を演算するVRSモードであり、前記第2モードは、圃場に設置された圃場測位装置と前記車体測位装置との補正情報に基づいて前記第2位置を求める可搬局モードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって前記第1位置を演算するVRSモードであり、前記第2モードは、前記固定基地局の絶対位置から第2位置を演算する固定局モードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1モードは、固定基地局の絶対位置から第1位置を演算する固定局モードであり、前記第2モードは、圃場に設置された圃場測位装置と前記車体測位装置との補正情報に基づいて前記第2位置を求める可搬局モードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1モードは、固定基地局の絶対位置から第1位置を演算する固定局モードであり、前記第2モードは、固定基地局に定められた絶対位置に基づいて定められた仮想基準点によって前記第2位置を演算するVRSモードである請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記第1圃場マップと前記第2圃場マップとを切り換えて表示する表示装置を備えている請求項1〜8のいずれかに記載の作業機。
- 前記表示装置は、前記第1圃場マップ及び前記第2圃場マップの少なくとも一方に走行予定ルートを作成するルート作成部を備えている請求項9に記載の作業機。
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