JP2021085800A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、上述したような基準位置を利用する測位方法は、それぞれ基地局から移動局までの有効範囲が存在する等、特徴が異なるため測位方法と異なるマップを表示すると作業者が混乱する虞がある。
また、作業機は、圃場マップと、圃場マップを作成した際の設定方式とを対応付けて記憶する記憶装置と、設定方式を選択する選択部材と、を備え、方式取得部は、選択部材が選択した設定方式を取得し、表示装置は、選択部材が選択し、且つ方式取得部が取得した設定方式及び当該設定方式に対応する圃場マップを表示する。
また、方式取得部が取得した設定方式が可搬局方式である場合、位置演算部は、圃場測位装置の絶対位置と衛星信号との補正情報に基づいて車体の位置を演算する。
また、方式取得部が取得した設定方式がVRS方式である場合、位置演算部は、仮想基準点と衛星信号との補正情報に基づいて車体の位置を演算する。
また、表示装置は、圃場マップ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。
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VP1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。
まず、基地局100について説明すると、基地局100は、図1に示すように、圃場Hの近傍に配置する可搬型の圃場測位装置100A(以下、可搬基地局ということがある)や、圃場Hの比較的遠方に配置され、移動させることを前提とせず設置された電子基準局等の固定型の固定基地局100B等である。
受信部101は、測位衛星Gから送信されるL1信号、L2信号、L6信号等の測位信号を受信する。処理部102は、少なくとも位置に関する処理を行うもので、基地局100として動作することができる。処理部102は、受信部101にて受信した測位情報に基づいた位置に関する情報として、自己の位置である設置位置X1や、補正情報(基準位置X、基地局100で取得した衛星受信機間距離等の情報)の取得又は演算を行う。記憶部103は、予め処理部102の処理によって測定した設置位置X1等を記憶している。基地通信装置104は、例えば、通信規格であるIEEE802.11シリーズのWi-Fi(Wireless Fidelity、登録商標)や、携帯電話通信網、データ通信網、携帯電話通信網等によって外部と通信を行うことができる。具体的には、可搬型の基地局100は少なくとも車体通信装置40(トラクタ1)と無線通信を行うことができる。固定基地局100Bは、少なくとも車体通信装置40(トラクタ1)及びVRS−RTKセンター105のいずれか一方と無線通信を行うことができる。基地通信装置104は、移動局(車体測位装置42)が設けられた移動体であるトラクタ1の車体通信装置40に対して処理部102が求めた位置に関する情報(補正情報)を送信する。
車体測位装置42は、例えば表示装置30を操作することで設定方式(モード)を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6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)。
作業機1は、車体測位装置42のモード(設定方式)ごとに位置演算部46が演算した車体3の位置に基づいて、圃場Hのマップ(以下、圃場マップMPという)を作成可能であり、圃場マップMPと当該圃場マップMPを作成した際の設定方式とを対応付けて記憶する。図2に示すように、作業機1は、マップ作成部33を備えており、本実施形態において、マップ作成部33は、表示装置30が有している。マップ作成部33は、例えば表示装置30が有する電気・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。マップ作成部33は、位置演算部46が演算した車体3の位置を取得し、当該車体3の位置(車体位置VP1)に基づいて、圃場マップMPを作成する。マップ作成部33が作成した圃場マップMPは、当該圃場マップMPを作成した際の設定方式と対応付けて記憶装置32に記憶される。なお、本実施形態においては、表示装置30の記憶装置32が圃場マップMPと当該圃場マップMPを作成した際の設定方式とを対応付けて記憶するが、圃場マップMPを記憶する記憶装置は、作業機1や外部のサーバ等に設けられた記憶領域であってもよく、その構成は表示装置30に限定されない。
なお、マップ作成部33は、図8Bに示すように、車体位置VP1で示される走行軌跡Kから変曲点を演算して変曲点を結ぶ輪郭を圃場マップMPとして登録してもよいし、圃場マップMPの作成方法は、上記方法に限定されない。
図9A〜図9Cに示すように、表示装置30の表示部31は、記憶装置32に記憶されている圃場マップMPと、当該圃場マップMPを作成した際の設定方式(モード)とを表示することができる。具体的には、作業機1は、記憶装置32が記憶している複数の圃場マップMPのうち、所定の圃場マップMPを選択する選択部材を備えており、表示装置30は、選択部材が選択した所定の圃場マップMPと、所定の圃場マップMPを作成した際の設定方式とを表示する。本実施形態において、選択部材は、例えば表示部31に表示され且つ車体測位装置42のモード(設定方式)を切換するアイコン113である。つまり、本実施形態においてアイコン113は、設定方式の切換と圃場マップMPの切換とを兼用する。このため、車体測位装置42の設定方式と、表示部31に表示される設定方式及び圃場マップMPは対応しており、表示部31は、車体測位装置42の設定方式と対応しない設定方式及び圃場マップMPを表示しない。
例えば、選択部材113の選択操作に対応する設定方式が可搬局方式である場合、図9Aに示すように、マップ表示部114は、固定局方式で作成した圃場マップMPである第2圃場マップMP2、及びVRS方式で作成した圃場マップMPである第3圃場マップMP3を表示せず、可搬局方式で作成した圃場マップMPである第1圃場マップMP1を表示する。
また、選択部材113の選択操作に対応する設定方式がVRS方式である場合、図9Cに示すように、マップ表示部114は、可搬局方式で作成した圃場マップMPである第1圃場マップMP1、固定局方式で作成した圃場マップMPである第2圃場マップMP2を表示せず、VRS方式で作成した圃場マップMPである第3圃場マップMP3を表示する。
また、本実施形態において、ルート作成部35は、マップ作成部33が作成した圃場マップMPに走行予定ルートLの作成を行い、作業機1(以下、第1作業機という)は、当該走行予定ルートLに基づいて自動走行を行うが、第1作業機は、当該第1作業機とは別の作業機1(以下、第2作業機という)のマップ作成部33が作成した圃場マップMPを受信して、当該圃場マップMPに走行予定ルートLを作成してもよいし、第2作業機のルート作成部35が作成した走行予定ルートLを受信して、当該走行予定ルートLに基づいて自動走行を行ってもよい。
また、作業機1は、圃場マップMPと、圃場マップMPを作成した際の設定方式とを対応付けて記憶する記憶装置32と、設定方式を選択する選択部材113と、を備え、方式取得部45は、選択部材113が選択した設定方式を取得し、表示装置30は、選択部材113が選択し、且つ方式取得部45が取得した設定方式及び当該設定方式に対応する圃場マップMPを表示する。上記構成によれば、表示装置30は、選択部材113による選択により設定方式ごとに対応する圃場マップMPを表示することができる。このため、作業機1の測位環境や作業内容に応じて、最適な設定方式に任意に切り換え、且つ当該設定方式に対応する圃場マップMPを表示させることができる。
以上、本発明について説明したが、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。例えば、上述した実施形態において作業機1は、走行予定ルートLに基づいて自動運転を行うが、作業機1は、走行予定ルートLに基づいて走行速度の制御は行わず、自動操舵を行うような構成であってもよい。
3 車体
30 表示装置
32 記憶装置
33 マップ作成部
35 ルート作成部
41 基準取得部
43 受信装置
45 方式取得部
46 位置演算部
100 基地局
100A 可搬基地局
100B 固定基地局
113 選択部材
G 測位衛星
H 圃場
L 走行予定ルート
MP 圃場マップ
X 基準位置
X1 絶対位置
Y 仮想基準点
Claims (8)
- 車体と、
基地局の基準位置を取得する基準取得部と、
前記基準位置を設定する設定方式を取得する方式取得部と、
測位衛星からの衛星信号を受信する受信装置と、
前記基準取得部が取得した前記基準位置と前記衛星信号とに基づいて前記車体の位置を演算する位置演算部と、
前記位置演算部が求めた前記車体の位置に基づいて、前記方式取得部が取得した前記設定方式に対応する圃場マップを作成可能なマップ作成部と、
前記方式取得部が取得した前記設定方式に対応する前記圃場マップを表示し、前記方式取得部が取得した前記設定方式に対応しない前記圃場マップを表示しない表示装置と、
を備えている作業機。 - 前記表示装置は、前記圃場マップと、前記方式取得部が取得した前記設定方式とを表示する請求項1に記載の作業機。
- 前記圃場マップと、前記圃場マップを作成した際の前記設定方式とを対応付けて記憶する記憶装置と、
前記設定方式を選択する選択部材と、
を備え、
前記方式取得部は、前記選択部材が選択した前記設定方式を取得し、
前記表示装置は、前記選択部材が選択し、且つ前記方式取得部が取得した前記設定方式及び当該設定方式に対応する前記圃場マップを表示する請求項2に記載の作業機。 - 前記設定方式は、
圃場に設置された圃場測位装置の絶対位置を前記基準位置に設定する可搬局方式と、
固定基地局の絶対位置を前記基準位置に設定する固定局方式と、
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を前記基準位置に設定するVRS方式と、
のいずれか2以上の方式である請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業機。 - 前記方式取得部が取得した前記設定方式が前記可搬局方式である場合、
前記位置演算部は、前記圃場測位装置の絶対位置と前記衛星信号との補正情報に基づいて前記車体の位置を演算する請求項4に記載の作業機。 - 前記方式取得部が取得した前記設定方式が前記固定局方式である場合、
前記位置演算部は、前記固定基地局の絶対位置と前記衛星信号との補正情報に基づいて前記車体の位置を演算する請求項4に記載の作業機。 - 前記方式取得部が取得した前記設定方式が前記VRS方式である場合、
前記位置演算部は、前記仮想基準点と前記衛星信号との補正情報に基づいて前記車体の位置を演算する請求項4に記載の作業機。 - 前記表示装置は、前記圃場マップ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1〜7のいずれか1項に記載の作業機。
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