JP2021099843A - 作業車両の自動走行装置 - Google Patents

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    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions

Abstract

【課題】目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる際、目標走行経路上の作業車両の走行状況に応じて、障害物センサでの電力消費量を削減しながら障害物の監視を効率的に行うことができる作業車両の自動走行装置を提供する。【解決手段】衛星測位システム21により位置情報を取得して、目標走行経路に沿って作業車両1を自動走行させる自動走行制御部18と、第1障害物センサ101と、第2障害物センサ102と、第1障害物センサ101又は第2障害物センサ102の検出情報に基づいて障害物を検知する障害物検知処理を行う障害物用制御部107と、第1障害物センサ101及び第2障害物センサ102のいずれか一方のみを作動状態とする一方作動状態と、第1障害物センサ及び第2障害物センサの両方を作動状態とする両方作動状態とに切り換えるセンサ切換制御部110と、が備えられている。【選択図】図2

Description

本発明は、作業車両を自動走行させる自動走行装置に関する。
上記の自動走行装置は、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ながら
、走行領域内に設定された目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行シス
テムに用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1記載の自動走行装置では、走行領域内を自動走行する作業車両の前方、側方
、及び後方の障害物を検知するために、作業車両の前面、側面、及び後面の夫々にカメラ
(障害物センサ)を装着している。そして、自動走行装置は、前面、側面、及び後面の夫
々のカメラにて作業車両の周囲を常に監視し、障害物が周囲にある場合には、作業車両を
停止状態とする衝突回避制御等を行うようにしている。
特開2017−217945号公報
特許文献1に記載の自動走行装置では、障害物を監視する複数の障害物センサが常時稼
働状態となっているので、障害物センサでの電力消費量が多いという問題がある。
この点、目標走行経路に沿って作業車両に自動走行させる場合に、必ずしも前方及び後
方の監視を常に行う必要はない。例えば、作業車両を停止状態にするほどの重大な状況は
、作業車両の前進時に前方に障害物がある場合や作業車両の後進時に後方に障害物がある
場合であり、必ずしも常に前方と後方を同時に監視する必要はない。更に、作業車両の旋
回時にも旋回形態に応じて必要となる監視形態は異なる。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、走行領域内に設定された目標走行経路に沿っ
て作業車両を自動走行させる際、目標走行経路上の作業車両の走行状況に応じて、障害物
センサでの電力消費量を削減しながら障害物の監視を効率的に行うことができる作業車両
の自動走行装置を提供する点にある。
本発明の第1特徴構成は、衛星測位システムにより位置情報を取得して、走行領域内に
設定された目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行制御部と、
前記作業車両に備えられる第1の障害物センサと、
前記作業車両に備えられる第2の障害物センサと、
前記第1の障害物センサ又は前記第2の障害物センサの検出情報に基づいて障害物を検知する障害物検知処理を行う障害物用制御部と、
前記第1の障害物センサ及び前記第2の障害物センサのいずれか一方のみを作動状態とする一方作動状態と、前記第1の障害物センサ及び前記第2の障害物センサの両方を作動状態とする両方作動状態とを、切り換えるセンサ切換制御部と、が備えられている点にある。
本構成によれば、自動走行制御部、障害物センサ、及び、障害物用制御部を備えること
で、衛星測位システムから位置情報を取得して目標走行経路に沿って作業車両を自動走行
させることができ、その際、作業車両に備えられた障害物センサの監視領域内に障害物が
ある場合に障害物を検知し、作業車両と障害物との衝突を回避することができる。
そして、センサ切換制御部を備えることで、例えば、作業車両の進行方向を向く一方の
障害物センサを作動状態とし、他方の障害物センサを停止状態とすることや両方の障害物センサを作動状態とするなどのように、第1障害物センサ及び第2障害物センサを一方作動状態と両方作動状態とに切り換えることができる。
よって、走行領域内に設定された目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる際、
目標走行経路上の作業車両の走行状況に応じて、障害物センサでの電力消費量を削減しな
がら障害物の監視を効率的に行うことができる。
本発明の第2特徴構成は、前記センサ切換制御部は、、前記目標走行経路上の前記作業車両の走行位置に応じて前記第1障害物センサ及び前記第2障害物センサのいずれか一方のみを作動状態とする一方作動状態と、前記第1障害物センサ及び前記第2障害物センサの両方を作動状態とする両方作動状態とに切り換える点にある。
本構成によれば、センサ切換制御部によって、第1障害物センサと第2障害物センサの一方しか監視できないが電
力消費量が少ない一方作動状態と、電力消費量は多いが前方及び後方の両方を監視できる
両方作動状態とを、目標走行経路上の作業車両の走行位置に応じて切り換えることができ
、障害物センサでの電力消費量を削減しながら障害物の監視を効果的に行うことができる
本発明の第3特徴構成は、前記目標走行経路は、複数の直進経路と、隣接する前記直進経路の端部どうしを接続する旋回経路とを有し、
前記センサ切換制御部は、前記旋回経路は、前記作業車両の前進走行のみで旋回する第1旋回経路と、 前記作業車両が前記直進経路を走行中である場合は、前記一方作動状態とし、
前記作業車両が前記旋回経路を走行中である場合は、前記一方作動状態若しくは前記両方作動状態とする点にある。
ここで、第1旋回経路は、作業車両の前進走行のみで旋回する旋回経路であって、例え
ば、旋回半径として作業車両の最小旋回半径以上を確保できる場合等に設定される旋回経
路である。第2旋回経路は、作業車両の前進走行及び後進走行を組み合わせて旋回する経
路であって、例えば、旋回半径として作業車両の最小旋回半径以上を確保できず、作業車
両が旋回走行中に切り返す必要がある場合等に設定される旋回経路である。
本構成によれば、センサ切換制御部は、作業車両が直進経路を前進走行中である場合、
及び、作業車両が第1旋回経路を走行中(つまり、前進走行中)である場合には、前方側
障害物センサを作動状態とする一方作動状態とするので、後方側障害物センサを停止状態
として電力消費量を削減しながら、前方側障害物センサにて進行方向を適切に監視するこ
とができる。
また、センサ切換制御部は、作業車両が直進経路を後進走行中である場合には、後方側
障害物センサを作動状態とする一方作動状態とするので、前方側障害物センサを停止状態
として電力消費量を削減しながら、後方側障害物センサにて進行方向を適切に監視するこ
とができる。
更に、センサ切換制御部は、作業車両が第2旋回経路を走行中である場合、つまり、旋
回走行中に切り返す等で短時間の間で前進走行と後進走行とを切り替えながら走行する場
合には、前方側障害物センサ及び後方側障害物センサの両方を作動状態とする両方作動状
態とするので、短時間の間での前進走行と後進走行との切り換えに対する対応が遅れるこ
ともなく、作業車両の進行方向を適切に監視することができる。
よって、前方側障害物センサ及び後方側障害物センサの各々を必要最小限の状況で作動
させることができ、障害物センサの電力消費量を効率的に削減することができる。
自動走行システムの概略構成を示す図 自動走行システムの概略構成を示すブロック図 目標走行経路を示す図 正面視におけるトラクタの上方側部位を示す図 背面視におけるトラクタの上方側部位を示す図 側面視における使用位置でのアンテナユニット及び前ライダーセンサを示す図 アンテナユニット及び前ライダーセンサの支持構造を示す斜視図 側面視における非使用位置でのアンテナユニット及び前ライダーセンサを示す図 使用位置及び非使用位置における側面視でのルーフ、アンテナユニット、前ライダーセンサ、及び、後ライダーセンサを示す図 後ライダーセンサの支持構造を示す斜視図 側面視における前ライダーセンサ及び後ライダーセンサの測定範囲を示す図 平面視における前ライダーセンサ、後ライダーセンサ及びソナーの測定範囲を示す図 前ライダーセンサの測定結果から生成した3次元画像を示す図 作業装置を下降位置に位置させた状態での後ライダーセンサの測定結果から生成した3次元画像を示す図 作業装置を上昇位置に位置させた状態での後ライダーセンサの測定結果から生成した3次元画像を示す図 トラクタの第1走行例を示す図(1) トラクタの第1走行例を示す図(2) トラクタの第1走行例を示す図(3) トラクタの第2走行例を示す図 トラクタの第3走行例を示す図(1) トラクタの第3走行例を示す図(2) トラクタの第3走行例を示す図(3) トラクタの第3走行例を示す図(4) トラクタの第3走行例を示す図(5) トラクタの第4走行例を示す図 センサ切換制御の動作の流れを示すフローチャート 別実施形態におけるトラクタの走行例を示す図 別実施形態におけるトラクタの走行例を示す図
本発明に係る自動走行装置を備えた作業車両を自動走行システムに適用した場合の実施
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(自動走行装置に相当する)、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。
なお、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は、図4及び図5に示すように、キャビン10の骨組みを形成するキャビ
ンフレーム31と、前方側を覆うフロントガラス32と、後方側を覆うリアガラス33と
、上下方向に沿う軸心周りで揺動開閉可能な左右一対のドア34(図1参照)と、天井側
のルーフ35とを備えた箱状に構成されている。キャビンフレーム31は、前端部に配置
された左右一対の前側支柱36と、後端部に配置された左右一対の後側支柱37とを備え
ている。平面視において、前方側の左右両側の隅部に前側支柱36が配置され、後方側の
左右両側の隅部に後側支柱37が配置されている。キャビンフレーム31は、弾性体等の
防振部材を介して走行機体7上に支持されており、走行機体7等からの振動がキャビン1
0に伝達されるのを防止する防振対策が施された状態で、キャビン10が備えられている
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P(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 S
atellite 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 T
ime 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2
1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P(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P
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Pを生成するに当たり、携帯通信端末3の表示部5
1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Pの生成対象となる走行領域S(
図3参照)を圃場としており、携帯通信端末3の端末電子制御ユニット52は、圃場の形
状や位置を含む圃場データを取得して端末記憶部54に記憶している。
圃場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の形状及び位置を特定し、その
特定した圃場の形状及び位置から特定した走行領域Sを含む圃場データを取得している。
図3では、矩形状の走行領域Sが特定された例を示している。
特定された圃場の形状や位置等を含む圃場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に記憶されている圃場データや車体データを用いて
、目標走行経路Pを生成する。
図3に示すように、走行経路生成部53は、走行領域S内を中央領域R1と外周領域R
2とに区分け設定している。中央領域R1は、走行領域Sの中央部に設定されており、先
行してトラクタ1を往復方向に自動走行させて所定の作業(例えば、耕耘等の作業)を行
う往復作業領域となっている。外周領域R2は、中央領域R1の周囲に設定されており、
中央領域R1に後続してトラクタ1を周回方向に自動走行させて所定の作業を行う周回作
業領域となっている。走行経路生成部53は、例えば、車体データに含まれる旋回半径や
トラクタ1の前後幅及び左右幅等から、トラクタ1を圃場の畔際で旋回走行させるために
必要となる旋回走行用のスペース等を求めている。走行経路生成部53は、中央領域R1
の外周に求めたスペース等を確保するように、走行領域S内を中央領域R1と外周領域R
2とに区分けしている。
走行経路生成部53は、図3に示すように、車体データや圃場データ等を用いて、目標
走行経路Pを生成している。例えば、目標走行経路Pは、中央領域R1において同じ直進
距離を有して作業幅に対応する一定距離をあけて平行に配置設定された複数の作業経路P
1と、隣接する作業経路P1の始端と終端とを連結する連結経路P2と、外周領域R2に
おいて周回する周回経路P3(図中点線にて示している)とを有している。複数の作業経
路P1は、トラクタ1を直進走行させながら、所定の作業を行うための経路である。連結
経路P2は、所定の作業を行わずに、トラクタ1の走行方向を180度転換させるための
Uターン経路であり、作業経路P1の終端と隣接する次の作業経路P1の始端とを連結し
ている。周回経路P3は、外周領域R2にてトラクタ1を周回走行させながら、所定の作
業を行うための経路である。周回経路P3は、走行領域Sの四隅に相当する位置において
、トラクタ1を前進走行と後進走行とに切り替えることで、トラクタ1の走行方向を90
度転換させるようにしている。ちなみに、図3に示す目標走行経路P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Pは、表示部51に表示可能であり、
車体データ及び圃場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Pの方位角、目標走行経路Pでのトラクタ1の走行
形態(前進、後進、直進、旋回)、目標走行経路Pの方位角やトラクタ1の走行形態に等
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P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P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P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P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内の目標走行経路P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P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P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Pと測位ユニット21の
出力とに基づいて、目標走行経路P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Pを自動走行するように、操舵角
設定部184が、目標走行経路P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P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が作業経路P1(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が作業経路P1(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P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P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
P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
トラクタ1には、図1及び図2に示すように、トラクタ1(走行機体7)の周囲におけ
る障害物を検知して、障害物との衝突を回避するための障害物検知システム100が備え
られている。障害物検知システム100は、レーザを用いて測定対象物までの距離を3次
元で測定可能(検出可能)な複数のライダーセンサ(障害物センサに相当する)101,
102と、超音波を用いて測定対象物までの距離を測定可能(検出可能)な複数のソナー
を有するソナーユニット103,104と、障害物用制御部107とが備えられている。
ここで、ライダーセンサ101,102及びソナーユニット103,104にて測定する
測定対象物は、物体や人等としている。
障害物用制御部107は、ライダーセンサ101,102及びソナーユニット103,
104の測定情報(検出情報)に基づいて、所定距離内の物体や人等の測定対象物を障害
物として検知する障害物検知処理を行い、その障害物検知処理において、障害物を検知す
ると、衝突回避制御を行うように構成されている。障害物用制御部107は、ライダーセ
ンサ101,102及びソナーユニット103,104の測定情報に基づく障害物検知処
理をリアルタイムで繰り返し行い、物体や人等の障害物を適切に検知して、その障害物と
の衝突を回避するための衝突回避制御を行うようにしている。
障害物用制御部107は、車載電子制御ユニット18に備えられている。車載電子制御
ユニット18は、コモンレールシステムに含まれたエンジン用の電子制御ユニット、ライ
ダーセンサ101,102、及び、ソナーユニット103,104、等にCAN(Contro
ller Area Network)を介して通信可能に接続されている。
ライダーセンサ101,102は、レーザ光(例えば、パルス状の近赤外レーザ光)が
測定対象物に当たって跳ね返ってくるまでの往復時間から測定対象物までの距離を測定し
ている(Time Of Flight)。ライダーセンサ101,102は、レーザ光を上下方向及び左
右方向に高速で走査し、各走査角における測定対象物までの距離を順次測定していくこと
で、測定対象物までの距離を3次元で測定している。ライダーセンサ101,102は、
測定範囲内における測定対象物までの距離をリアルタイムで繰り返し測定している。ライ
ダーセンサ101,102は、測定結果から3次元画像を生成して外部に出力可能に構成
されている。ライダーセンサ101,102の測定結果から生成された3次元画像は、ト
ラクタ1の表示部や携帯通信端末3の表示部51等の表示装置に表示させて、ユーザ等に
障害物の有無を視認させることができる。ちなみに、3次元画像では、例えば、色等を用
いて遠近方向での距離を示すことができる。
ライダーセンサ101,102として、図11及び図12に示すように、トラクタ1(
走行機体7)の前方側を測定範囲(検出範囲)Cとし、トラクタ1の前方側での障害物を
検知するために用いる前ライダーセンサ101(前方側障害物センサに相当する)と、ト
ラクタ1(走行機体7)の後方側を測定範囲(検出範囲)Dとし、トラクタ1の後方側で
の障害物を検知するために用いる後ライダーセンサ102(後方側障害物センサに相当す
る)とが備えられている。
以下、前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102について説明するが、前ラ
イダーセンサ101の支持構造、後ライダーセンサ102の支持構造、前ライダーセンサ
101の測定範囲C、後ライダーセンサ102の測定範囲Dの順に説明する。
前ライダーセンサ101の支持構造について説明する。
前ライダーセンサ101は、図1及び図7に示すように、キャビン10の前面側の上部
位置に配置されたアンテナユニット80の底部に取り付けられているので、まず、アンテ
ナユニット80の支持構造について説明し、次に、アンテナユニット80の底部への前ラ
イダーセンサ101の取り付け構造を説明する。
アンテナユニット80は、図4、図6及び図7に示すように、走行機体7の左右方向に
おいてキャビン10の全長に亘るパイプ状のアンテナユニット支持ステー81に取り付け
られている。アンテナユニット80は、走行機体7の左右方向においてキャビン10の中
央部に相当する位置に配置されている。アンテナユニット支持ステー81は、キャビン1
0の左右斜め前方側に位置する左右のミラー取付部45に亘る状態で固定連結されている
。ミラー取付部45は、前側支柱36に固定されたミラー取付用基材46と、ミラー取付
用基材46に固定されたミラー取付用ブラケット47と、ミラー取付用ブラケット47に
設けられたヒンジ部49により回動自在なミラー取付用アーム48とが備えられている。
アンテナユニット支持ステー81は、図7に示すように、その左右両端側部位が下方側に
湾曲されたブリッジ状に形成されている。アンテナユニット支持ステー81の左右両端部
が、第1取付プレート201を介して、ミラー取付用ブラケット47の上端側部位に固定
連結されている。図6及び図7に示すように、ミラー取付用ブラケット47の上端側部位
には、水平面状の取付面が形成され、第1取付プレート201の下端側部位にも、水平面
状の取付面が形成されている。両取付面を上下に重ね合わせる状態でボルトナット等の連
結具50にて締結することで、アンテナユニット支持ステー81が水平方向に延びる姿勢
で固定連結されている。アンテナユニット80は、アンテナユニット支持ステー81及び
ミラー取付部45を介して、キャビンフレーム31を構成する前側支柱36に支持されて
いるので、アンテナユニット80への振動の伝達等を防止しながら、アンテナユニット8
0が強固に支持されている。
アンテナユニット支持ステー81に対するアンテナユニット80の取り付け構造につい
ては、図6及び図7に示すように、アンテナユニット80側に固定された第2取付プレー
ト202とアンテナユニット支持ステー81側に固定された第3取付プレート203とを
ボルトナット等の連結具50により締結することで、アンテナユニット80がアンテナユ
ニット支持ステー81に取り付けられている。
第2取付プレート202は、図7に示すように、走行機体7の左右方向に所定間隔を隔
てて左右一対備えられている。第2取付プレート202は、左右方向に延びるユニット側
取付部202aの外側端部から下方側に延びるステー側取付部202bを有するL字状に
屈曲された板状体にて構成されている。第2取付プレート202は、ユニット側取付部2
02aが連結具50等によりアンテナユニット80の底部に固定連結され、ステー側取付
部202bが下方側に延びる姿勢で取り付けられている。第2取付プレート202のステ
ー側取付部202bには、図示は省略するが、連結具等による連結用の丸孔が前後一対形
成されている。
第3取付プレート203は、図6及び図7に示すように、前方側部位が後方側部位より
も下方側に延びるL字状の板状体にて構成されている。第3取付プレート203は、第2
取付プレート202と同様に、走行機体7の左右方向に所定間隔を隔てて左右一対備えら
れている。第3取付プレート203は、後方側部位の下端縁が溶接等によりアンテナユニ
ット支持ステー81の上部に固定連結され、前方側部位がアンテナユニット支持ステー8
1の前方側に位置する姿勢で取り付けられている。第3取付プレート203には、前方側
部位から後方側部位に亘って走行機体7の前後方向に沿って延びる長尺な長孔203aが
形成され、前方側部位の下方側に連結用の丸孔203bが形成されている。
アンテナユニット80をアンテナユニット支持ステー81に取り付ける場合には、図6
及び図7に示すように、アンテナユニット80を、アンテナユニット支持ステー81の上
方側に配置させて、通信モジュール25のアンテナが上方側に延びる使用位置に位置させ
る。第2取付プレート202のステー側取付部202bにおける前後の丸孔を第3取付プ
レート203の長孔203aにおける前方側端部と後方側端部に合致させるように、第2
取付プレート202を第3取付プレート203よりも内方側に位置させる状態で第2取付
プレート202と第3取付プレート203とを重ね合わせる。第2取付プレート202の
前後の丸孔と第3取付プレート203の長孔203aとに亘って連結具50を挿通させて
締結することで、アンテナユニット80を使用位置にてアンテナユニット支持ステー81
に取り付けることができる。このとき、長孔203aにおける前方側端部と後方側端部に
相当する箇所が連結具50による連結箇所に設定されており、左右一対の第2取付プレー
ト202及び第3取付プレート203の夫々における前方側部位と後方側部位との合計4
箇所が連結具50による連結箇所となっている。
アンテナユニット80は、図6に示すように、使用位置だけでなく、図8に示すように
、アンテナユニット支持ステー81の前方側にアンテナユニット80を位置させて、通信
モジュール25のアンテナが前方側に延びる非使用位置でも、アンテナユニット支持ステ
ー81に取付自在に構成されている。
アンテナユニット80を非使用位置にてアンテナユニット支持ステー81に取り付ける
場合には、図8に示すように、アンテナユニット80を非使用位置に位置させ、第2取付
プレート202のステー側取付部202bにおける前後の丸孔を第3取付プレート203
の丸孔203bと長孔203aの前方側端部に合致させるように、第2取付プレート20
2を第3取付プレート203よりも内方側に位置させる状態で第2取付プレート202と
第3取付プレート203とを重ね合わせる。第2取付プレート202のステー側取付部2
02bにおける前側の丸孔と第3取付プレート203の丸孔203bに亘って連結具50
を挿通させるとともに、第2取付プレート202のステー側取付部202bにおける後側
の丸孔と長孔203aの前方側端部とに亘って連結具50を挿通させて締結することで、
アンテナユニット80を非使用位置にてアンテナユニット支持ステー81に取り付けるこ
とができる。
例えば、アンテナユニット80を使用位置(図6参照)から非使用位置(図8参照)に
変更する場合には、図6に示すように、第3取付プレート203の長孔203aの前方側
端部に位置する連結具50を取り外し、第3取付プレート203の長孔203aの後方側
端部に位置する連結具50を緩めて、その連結具50を長孔203aに挿通させた状態を
維持する。連結具50を長孔203aに沿って後方側端部から前方側端部まで前方側に移
動操作して、連結具50を枢支軸としてアンテナユニット80を前方下方側に垂下させる
ことで、図8に示すように、アンテナユニット80を非使用位置に位置変更させる。よっ
て、第2取付プレート202の前側の丸孔と第3取付プレート203の丸孔203bに亘
って連結具50を挿通させるとともに、第2取付プレート202の後側の丸孔と長孔20
3aの前方側端部とに亘って連結具50を挿通させて締結することができ、アンテナユニ
ット80を使用位置から非使用位置に位置変更することができる。
アンテナユニット80を使用位置にて取り付けた状態では、図9(a)に示すように、
ルーフ35の最高部位35aを通る最高位線Zよりもアンテナユニット80の一部が上方
側に突出しており、通信モジュール25のアンテナをより上方側に配置させることができ
、通信モジュール25の無線通信を適切に行えるようにしている。それに対して、アンテ
ナユニット80を非使用位置にて取り付けた状態では、図9(b)に示すように、アンテ
ナユニット80の上端部を最高位線Zと同じ高さ位置又は最高位線Zよりも低い位置に配
置させている。これにより、トラクタ1を輸送する際やトラクタ1を納屋等の収納箇所に
収納する際に、アンテナユニット80が最高位線Zよりも上方側に突出することなく、ア
ンテナユニット80が邪魔になったり、障害物等への接触によるアンテナユニット80の
破損等が生じるのを防止することができる。
アンテナユニット80に対する前ライダーセンサ101の取り付け構造は、図7に示す
ように、第4取付プレート204及び第5取付プレート205を介して、ボルトナット等
の連結具50により締結することで、前ライダーセンサ101がアンテナユニット80の
底部に取り付けられている。第4取付プレート204は、左右方向に延びる取付面部20
4aを有し、取付面部204aの両端部が下方側に延設されたブリッジ状に形成されてい
る。第5取付プレート205は、左右方向で対向する左右一対の取付面部205aを有し
、取付面部205aの上端部同士が連結されたブリッジ状に形成されている。第4取付プ
レート204の取付面部204aが、連結具50によりアンテナユニット80の底部に固
定連結されている。第4取付プレート204の前方側部位と第5取付プレート205の後
方側部位とが連結具50により固定連結されている。第5取付プレート205の左右一対
の取付面部205aが連結具50により前ライダーセンサ101の両横側部に固定連結さ
れている。前ライダーセンサ101は、左右方向で第5取付プレート205の左右の取付
面部205aにて挟み込まれる状態で取り付けられている。
前ライダーセンサ101は、図7に示すように、第4取付プレート204及び第5取付
プレート205を介して、アンテナユニット80に着脱自在に構成されている。前ライダ
ーセンサ101を後付けすることも可能であり、前ライダーセンサ101だけを取り外す
ことも可能となっている。また、アンテナユニット80も、アンテナユニット支持ステー
81を介して、ミラー取付部45に着脱自在に構成されているので、前ライダーセンサ1
01は、前ライダーセンサ101単体で走行機体7に対して着脱することができるととも
に、アンテナユニット80とともに走行機体7に対して着脱することもできる。前ライダ
ーセンサ101は、アンテナユニット80を支持するアンテナユニット支持ステー81等
を共通の支持ステーとして利用しており、アンテナユニット80と同様に、前ライダーセ
ンサ101への振動の伝達等を防止しながら強固に支持されている。
前ライダーセンサ101は、アンテナユニット80に一体的に備えられているので、ア
ンテナユニット80を使用位置と非使用位置との間で位置変更することで、図6に示すよ
うに、前ライダーセンサ101も、走行機体7の前方側を向いて走行機体7の前方側の障
害物検知に使用される使用位置と、図8に示すように、下方側を向いて障害物検知に使用
されない非使用位置とに位置変更自在に構成されている。
前ライダーセンサ101が使用位置に位置するときには、図6及び図9(a)に示すよ
うに、前ライダーセンサ101が、上下方向において、キャビン10(運転席39)への
乗降部となる乗降ステップ41(図1参照)よりも高い位置で、ルーフ35に相当する位
置に配置されている。前ライダーセンサ101は、前方側部位ほど下方側に位置する前下
がり姿勢にて取り付けられている。前ライダーセンサ101は、走行機体7の前方側を斜
め上方側から見下ろす状態で測定するように備えられている。アンテナユニット支持ステ
ー81は、走行機体7の前後方向でルーフ35の前端部位35bと重複する位置で、且つ
、上下方向でルーフ35の前端部位35bの近傍位置に配置されているので、前ライダー
センサ101は、アンテナユニット80の下方側空間を利用して、ルーフ35の前端部位
35bに対して前方斜め上方側の近傍位置に配置されている。これにより、図11に示す
ように、運転席39に着座する搭乗者Tの視線から、前ライダーセンサ101の少なくと
も一部がルーフ35の前端部位35bと重複することになる。前ライダーセンサ101の
配置位置は、ルーフ35の前端部位35bにて前ライダーセンサ101の少なくとも一部
が隠れる位置となっている。運転席39に着座する搭乗者Tの前方側の視認可能範囲B1
から前ライダーセンサ101の一部が外れる位置に存在しており、運転席39に着座する
搭乗者Tの視界が前ライダーセンサ101にて遮られるのを抑制することができる。
前ライダーセンサ101が非使用位置に位置するときには、図8及び図9(b)に示す
ように、アンテナユニット80と同様に、前ライダーセンサ101の上端部を最高位線Z
(図9(b)参照)よりも低い位置に配置させている。これにより、トラクタ1を輸送す
る際やトラクタ1を納屋等の収納箇所に収納する際に、アンテナユニット80だけでなく
、前ライダーセンサ101も最高位線Zよりも上方側に突出するのを防止している。
前ライダーセンサ101の配置位置について、走行機体7の左右方向では、アンテナユ
ニット80の左右方向の中央部に配置されている。アンテナユニット80は、走行機体7
の左右方向においてキャビン10の中央部に相当する位置に配置されているので、前ライ
ダーセンサ101も、走行機体7の左右方向においてキャビン10の中央部に相当する位
置に配置されている。
第5取付プレート205には、図6及び図7に示すように、前ライダーセンサ101に
加えて、走行機体7の前方側を撮像範囲とする前カメラ108が連結具等により取り付け
られている。前カメラ108は、前ライダーセンサ101の上方側に配置されている。前
カメラ108は、前ライダーセンサ101と同様に、前方側部位ほど下方側に位置する前
下がり姿勢にて取り付けられている。前カメラ108は、走行機体7の前方側を斜め上方
側から見下ろす状態で撮像するように備えられている。前カメラ108にて撮像した撮像
画像を外部に出力可能に構成されている。前カメラ108の撮像画像は、トラクタ1の表
示部や携帯通信端末3の表示部51等の表示装置に表示させて、ユーザ等にトラクタ1の
周囲の状況を視認させることができる。
次に、後ライダーセンサ102の支持構造について説明する。
後ライダーセンサ102は、図5及び図10に示すように、走行機体7の左右方向にお
いてキャビン10の全長に亘るパイプ状のセンサ支持ステー301に取り付けられている
。後ライダーセンサ102は、走行機体7の左右方向においてキャビン10の中央部に相
当する位置に配置されている。
センサ支持ステー301は、図5及び図10に示すように、キャビン10の左右両端部
に位置する左右の後側支柱37に亘る状態で固定連結されている。センサ支持ステー30
1は、その左右両端側部位が斜め前方側に湾曲された平面視でブリッジ状に形成されてい
る。センサ支持ステー301の左右両端部は、第6取付プレート206を介して、左右の
後側支柱37の上端側部位に備えられた取付部材に固定連結されている。センサ支持ステ
ー301の左右両端部には、溶接等により第6取付プレート206が固定連結されている
。第6取付プレート206と後側支柱37の上端側部位に備えられた取付部材とを連結具
50にて締結することで、センサ支持ステー301が水平方向に延びる姿勢で固定連結さ
れている。
センサ支持ステー301に対する後ライダーセンサ102の取り付け構造は、図10に
示すように、第7取付プレート207及び第8取付プレート208を介して、後ライダー
センサ102がセンサ支持ステー301に取り付けられている。第7取付プレート207
は、左右方向で対向する左右一対の側壁面部207aを有し、側壁面部207aの上端部
同士が連結されたブリッジ状に形成されている。第8取付プレート208は、左右方向で
対向する左右一対の取付面部208aを有し、取付面部208aの上端部同士が連結され
たブリッジ状に形成されている。第7取付プレート207の側壁面部207aにおける下
端縁が溶接等によりセンサ支持ステー301に固定連結されている。第7取付プレート2
07の後方側部位と第8取付プレート208の前方側部位とが連結具50により固定連結
されている。第8取付プレート208の左右一対の取付面部208aが連結具50により
後ライダーセンサ102の両横側部に固定連結されている。後ライダーセンサ102は、
左右方向で第8取付プレート208の左右の取付面部208aにて挟み込まれる状態で取
り付けられている。第7取付プレート207の前方側部位には、補強プレート302が連
結具等により固定連結されている。補強プレート302の前方側部位がルーフ35の上面
部に連結具50により固定連結されている。補強プレート302は、左右方向の両側端部
を上方側に折り曲げた起立壁を有するU字状で前後方向に延びており、ルーフ35と第7
取付プレート207及びセンサ支持ステー301とに亘る状態で備えられている。
後ライダーセンサ102は、図9(b)及び図10に示すように、上下方向において、
乗降ステップ41(図1参照)よりも高い位置で、ルーフ35に相当する位置に配置され
ている。後ライダーセンサ102は、後方側部位ほど下方側に位置する後下がり姿勢にて
センサ支持ステー301に取り付けられている。後ライダーセンサ102は、走行機体7
の後方側を斜め上方側から見下ろす状態で測定するように備えられている。センサ支持ス
テー301は、走行機体7の前後方向でルーフ35の後端部位35cの近傍位置で、且つ
、上下方向でルーフ35の後端部位35cと重複する位置に配置されているので、後ライ
ダーセンサ102は、ルーフ35の後端部位35cに対して略同じ高さ又はそれよりも後
方斜め上方側の近傍位置に配置されている。これにより、図11に示すように、運転席3
9に着座する搭乗者Tの視線から、後ライダーセンサ102の少なくとも一部がルーフ3
5の後端部位35cと重複することになる。後ライダーセンサ102の配置位置は、ルー
フ35の後端部位35cにて後ライダーセンサ102の少なくとも一部が隠れる位置とな
っている。運転席39に着座する搭乗者Tにおいて、後方側の視認可能範囲B2から後ラ
イダーセンサ102の一部が外れる位置に存在しており、運転席39に着座する搭乗者T
の視界が後ライダーセンサ102にて遮られるのを抑制することができる。
後ライダーセンサ102は、図10に示すように、センサ支持ステー301、第7取付
プレート207及び第8取付プレート208を介して、後側支柱37に着脱自在に構成さ
れている。後ライダーセンサ102を後付けすることも可能であり、後ライダーセンサ1
02を取り外すことも可能となっている。後ライダーセンサ102は、センサ支持ステー
301を介して、キャビンフレーム31を構成する後側支柱37に支持されているので、
後ライダーセンサ102への振動の伝達等を防止しながら強固に支持されている。
第8取付プレート208には、図10に示すように、後ライダーセンサ102に加えて
、走行機体7の後方側を撮像範囲とする後カメラ109が連結具等により取り付けられて
いる。後カメラ109は、後ライダーセンサ102の上方側に配置されている。後カメラ
109は、後ライダーセンサ102と同様に、後方側部位ほど下方側に位置する後下がり
姿勢にて取り付けられている。後カメラ109は、走行機体7の後方側を斜め上方側から
見下ろす状態で撮像するように備えられている。後カメラ109にて撮像した撮像画像を
外部に出力可能に構成されている。後カメラ109の撮像画像は、トラクタ1の表示部や
携帯通信端末3の表示部51等の表示装置に表示させて、ユーザ等にトラクタ1の周囲の
状況を視認させることができる。
前ライダーセンサ101の測定範囲Cについて説明する。
前ライダーセンサ101は、図12に示すように、左右方向における左右測定範囲C1
を有しているとともに、図11に示すように、上下方向における上下測定範囲C2を有し
ている。これにより、前ライダーセンサ101は、自己から第1設定距離X1(図12参
照)だけ離れた位置までの範囲において、左右測定範囲C1と上下測定範囲C2に含まれ
る上下、左右及び前後の四角錐形状の測定範囲Cが設定されている。
前ライダーセンサ101における左右測定範囲C1は、図12に示すように、走行機体
7の左右方向において走行機体7の左右中心線を対称軸とする左右対称な範囲である。左
右測定範囲C1は、前ライダーセンサ101から延びる第1境界線E1と第2境界線E2
との間の第1設定角度α1の範囲に設定されている。左右測定範囲C1は、走行機体7の
横幅方向において、トラクタ1の横幅、及び、作業装置12の横幅よりも大きな範囲に設
定されている。左右測定範囲C1は、どのような大きさの範囲とするかは適宜変更が可能
である。
前ライダーセンサ101における上下測定範囲C2は、図11に示すように、前ライダ
ーセンサ101から延びる第3境界線E3と第4境界線E4との間の第2設定角度α2の
範囲に設定されている。第3境界線E3は、前ライダーセンサ101から前方側に水平方
向に沿って延びる水平線に設定され、第4境界線E4は、前ライダーセンサ101から前
輪5の前上部への第1接線G1よりも下方側に位置する直線に設定されている。上下測定
範囲C2は、第3境界線E3と第4境界線E4との間の第1中心線F1が、ボンネット8
よりも上方側に位置するように設定されており、ボンネット8の上方側に十分な大きさの
測定範囲を確保している。第4境界線E4を第1接線G1よりも下方側に設定することで
、走行機体7の前方側端部(ボンネット8の前方側端部)の近傍位置等に物体や人等の測
定対象物が存在していても、その測定対象物を測定可能としている。
前ライダーセンサ101における上下測定範囲C2には、図11に示すように、ボンネ
ット8の一部、及び、前輪5の一部が入り込んでいるので、障害物用制御部107が、前
ライダーセンサ101の測定情報に基づいて障害物検知処理を行うと、ボンネット8の一
部や前輪5の一部を障害物として誤検知してしまう可能性がある。そこで、その誤検知を
防止するための第1マスキング処理が施されている。第1マスキング処理では、前ライダ
ーセンサ101の測定範囲C内において、ボンネット8の一部及び前輪5の一部が存在す
る範囲を、障害物としての検知を行わないマスキング範囲L(図13参照)として予め設
定している。
例えば、第1マスキング処理では、前ライダーセンサ101を使用する前処理として、
実際に前ライダーセンサ101による測定を行い、そのときの測定結果から生成した3次
元画像を、トラクタ1の表示部や携帯通信端末3の表示部51等の表示装置に表示させる
。ユーザ等が、表示装置の3次元画像を確認しながら、表示装置を操作することで、障害
物としての検知を行わないマスキング範囲Lを設定している。図13に示すように、3次
元画像上に、ボンネット8の一部、及び、前輪5の一部が存在していると、そのボンネッ
ト8の一部が存在する範囲La、及び、前輪5の一部が存在する範囲Lbを含む基準範囲
に基づいて、マスキング範囲Lを設定している。前輪5は、図13中点線にて示すように
、ステアリングホイール38やパワーステアリング機構14等の操作によって左右に操舵
されるので、前輪5が左右に操舵される操舵範囲も含むように、マスキング範囲Lを設定
するのが好ましい。
図13に示すものでは、ボンネット8の一部が存在する範囲La、及び、前輪5の一部
が存在する範囲Lbを含む基準範囲よりも設定範囲だけ大きな山形形状の範囲をマスキン
グ範囲Lとして設定している。ちなみに、マスキング範囲Lは、前後方向、左右方向及び
上下方向の3次元での範囲に設定されている。マスキング範囲Lについては、例えば、ボ
ンネット8の一部が存在する範囲La、及び、前輪5の一部が存在する範囲Lbだけを含
むように、ボンネット8や前輪5の形状に応じた形状に設定することもでき、マスキング
範囲Lをどのような範囲及び形状とするかは適宜変更が可能である。
このようにして、障害物用制御部107は、前ライダーセンサ101の測定情報に基づ
いて障害物検知処理を行うことで、左右方向で左右測定範囲C1(図12参照)に含まれ
、且つ、上下方向で上下測定範囲C2(図11参照)に含まれる範囲において、マスキン
グ範囲Lを除く範囲にて障害物の存否を検知している。
後ライダーセンサ102の測定範囲Dについて説明する。
後ライダーセンサ102は、前ライダーセンサ101と同様に、図12に示すように、
左右方向における左右測定範囲D1を有しているとともに、図11に示すように、上下方
向における上下測定範囲D2を有している。これにより、後ライダーセンサ102は、自
己から第3設定距離X3(図12参照)だけ離れた位置までの範囲において、左右測定範
囲D1と上下測定範囲D2に含まれる上下、左右及び前後の四角錐形状の測定範囲Dが設
定されている。ちなみに、X1とX3は、同じ距離に設定したり、異なる距離に設定する
こともできる。
後ライダーセンサ102における左右測定範囲D1は、図12に示すように、前ライダ
ーセンサ101と同様に、後ライダーセンサ102から延びる第5境界線E5と第6境界
線E6との間の第3設定角度α3の範囲に設定されている。左右測定範囲D1は、前ライ
ダーセンサ101と同様に、走行機体7の横幅方向において、トラクタ1の横幅、及び、
作業装置12の横幅よりも大きな範囲に設定されている。左右測定範囲D1は、どのよう
な大きさの範囲とするかは適宜変更が可能である。
後ライダーセンサ102における上下測定範囲D2は、図11に示すように、後ライダ
ーセンサ102から延びる第7境界線E7と第8境界線E8との間の第4設定角度α4の
範囲に設定されている。作業装置12は、上昇位置と下降位置との間で昇降自在に備えら
れているので、図11では、下降位置に位置する作業装置12を実線にて示しており、上
昇位置に位置する作業装置12を点線にて示している。第7境界線E7は、後ライダーセ
ンサ102から後方側に水平方向に沿って延びる水平線に設定され、第8境界線E8は、
後ライダーセンサ102から下降位置に位置する作業装置12の後上部に向かう第2接線
G2よりも下方側に位置する直線に設定されている。上下測定範囲D2は、第7境界線E
7と第8境界線E8との間の第2中心線F2が、上昇位置の作業装置12(図11中点線
にて示す)よりも上方側に位置するように設定されており、上昇位置の作業装置12の上
方側に十分な大きさの測定範囲を確保している。第8境界線E8を第2接線G2よりも下
方側に設定することで、下降位置の作業装置12の後方側端部の近傍位置等に物体や人等
の測定対象物が存在していても、その測定対象物を測定可能としている。
後ライダーセンサ102における上下測定範囲D2には、作業装置12の一部が入り込
んでいるので、障害物用制御部107が、後ライダーセンサ102の測定情報に基づいて
障害物検知処理を行うと、作業装置12の一部を障害物として誤検知してしまう可能性が
ある。そこで、その誤検知を防止するための第2マスキング処理が施されている。第2マ
スキング処理では、後ライダーセンサ102の測定範囲D内において、作業装置12の一
部が存在する範囲を、障害物としての検知を行わないマスキング範囲L(図14、図15
参照)として予め設定している。
例えば、第2マスキング処理では、第1マスキング処理と同様に、後ライダーセンサ1
02を使用する前処理として、実際に後ライダーセンサ102による測定を行い、そのと
きの測定結果から生成した3次元画像を、トラクタ1の表示部や携帯通信端末3の表示部
51等の表示装置に表示させる。ユーザ等が、表示装置の3次元画像を確認しながら、表
示装置を操作することで、障害物を検知しないマスキング範囲Lを設定している。
作業装置12は、図12に示すように、下降位置と上昇位置(図中、点線にて示す位置
)との間で昇降される。トラクタ1は、作業装置12を下降位置に下降させて所定の作業
を行いながら走行し、作業装置12を上昇位置に上昇させて所定の作業を行わずに走行だ
けを行う。そこで、第2マスキング処理では、マスキング範囲Lとして、図14に示すよ
うに、下降位置用のマスキング範囲L1と、図15に示すように、上昇位置用のマスキン
グ範囲L2とを設定している。図14及び図15において、作業装置12について、後ラ
イダーセンサ102の測定範囲D内に存在する部分を実線にて示しており、後ライダーセ
ンサ102の測定範囲D外に存在する部分を点線にて示している。キャビン10内の昇降
用の操作具を操作することで、作業装置12を下降位置に位置させ、そのときの後ライダ
ーセンサ102の測定結果から生成される3次元画像を用いて、下降位置用のマスキング
範囲L1を設定している。キャビン10内の昇降用の操作具を操作することで、作業装置
12を上昇位置に位置させ、そのときの後ライダーセンサ102の測定結果から生成され
る3次元画像を用いて、上昇位置用のマスキング範囲L2を設定している。
図14及び図15に示すものでは、作業装置12が存在する範囲Lcを含む基準範囲よ
りも設定範囲だけ大きな矩形状の範囲をマスキング範囲L1,L2として設定している。
ちなみに、マスキング範囲Lは、前後方向、左右方向及び上下方向の3次元での範囲に設
定されている。マスキング範囲Lについては、例えば、作業装置12が存在する範囲Lc
だけを含むように、作業装置12の形状に応じた形状に設定することもでき、マスキング
範囲L1,L2をどのような範囲及び形状とするかは適宜変更が可能である。
このようにして、障害物用制御部107は、後ライダーセンサ102の測定情報に基づ
いて障害物検知処理を行うことで、左右方向で左右測定範囲D1(図12参照)に含まれ
、且つ、上下方向で上下測定範囲D2(図11参照)に含まれる範囲において、マスキン
グ範囲L1,L2を除く範囲にて障害物の存否を検知している。障害物用制御部107は
、作業装置12が下降位置に位置するときには、下降位置用のマスキング範囲L1を用い
て障害物検知処理を行っており、作業装置12が上昇位置に位置するときには、上昇位置
用のマスキング範囲L2を用いて障害物検知処理を行っている。
以下、ソナーユニット103,104について説明する。
ソナーユニット103,104は、投射した超音波が測定対象物に当たって跳ね返って
くるまでの往復時間から測定対象物までの距離を測定するように構成されている。ソナー
ユニット103,104は、測定範囲内に、何らかの物体が測定対象物として存在すると
、その測定対象物を障害物として検知し、障害物までの距離を測定するように構成されて
いる。
ソナーユニット103,104として、図12に示すように、トラクタ1(走行機体7
)の右側を測定範囲とする右側のソナーユニット103と、図12に示すように、トラク
タ1(走行機体7)の左側を測定範囲とする左側のソナーユニット104とが備えられて
いる。
図12に示すように、右側のソナーユニット103の測定範囲Nと、左側のソナーユニ
ット104の測定範囲Nとは、走行機体7から延びる方向が左右逆方向になっている点が
異なるだけであり、右側と左側とで左右対称の測定範囲Nとなっている。
ソナーユニット103,104は、走行機体7の機体外方を測定対象とするものである
。ソナーユニット103,104は、水平方向よりも所定角度だけ下方側に向けて超音波
を投射するように走行機体7に取り付けられ、ソナーユニット103,104から所定角
度だけ下方側を向く方向に延びるように測定範囲Nが設定されている。ソナーユニット1
03,104の測定範囲Nは、ソナーユニット103,104から走行機体7の外方側に
向けて所定距離までの距離を半径とする範囲であり、走行機体7の前後方向において、前
ライダーセンサ101における左右測定範囲C1と後ライダーセンサ102における左右
測定範囲D1との間に設定されている。
このようにして、障害物用制御部107は、ソナーユニット103,104の測定情報
に基づいて障害物検知処理を行うことで、左右の測定範囲Nにて障害物の存否を検知して
いる。
以下、障害物用制御部107による衝突回避制御について説明するが、まず、ライダー
センサ101,102の測定情報に基づく障害物検知処理において障害物を検知した場合
の衝突回避制御について説明し、次に、ソナーユニット103,104の測定情報に基づ
く障害物検知処理において障害物を検知した場合の衝突回避制御を説明する。
トラクタ1の前方に対しては、障害物用制御部107が、前ライダーセンサ101の測
定情報に基づいて障害物検知処理を行い、左右方向で左右測定範囲C1(図12参照)に
含まれ、且つ、上下方向で上下測定範囲C2(図11参照)に含まれる範囲において、マ
スキング範囲L(図13参照)を除く範囲にて障害物の存否を検知している。トラクタ1
の後方に対しては、作業装置12が下降位置に位置する場合に、障害物用制御部107が
、後ライダーセンサ102の測定情報に基づいて障害物検知処理を行い、左右方向で左右
測定範囲D1(図12参照)に含まれ、且つ、上下方向で上下測定範囲D2(図11参照
)に含まれる範囲において、下降位置用のマスキング範囲L1(図14参照)を除く範囲
にて障害物の存否を検知している。作業装置12が上昇位置に位置する場合に、障害物用
制御部107が、後ライダーセンサ102の測定情報に基づいて障害物検知処理を行い、
左右方向で左右測定範囲D1(図12参照)に含まれ、且つ、上下方向で上下測定範囲D
2(図11参照)に含まれる範囲において、上昇位置用のマスキング範囲L2(図15参
照)を除く範囲にて障害物の存否を検知している。
前ライダーセンサ101又は後ライダーセンサ102を用いて障害物を検知した場合に
は、図12に示すように、測定範囲C,Dである障害物検知用の検知範囲のうち、どの範
囲にて障害物を検知したかによって、障害物用制御部107による衝突回避制御の制御内
容が異なるように設定されている。測定範囲C,D(検知範囲)は、前ライダーセンサ1
01又は後ライダーセンサ102からの距離に応じて、第1検知範囲J1と第2検知範囲
J2と第3検知範囲J3との3つの範囲が設定されている。第1検知範囲J1は、前ライ
ダーセンサ101又は後ライダーセンサ102からの距離が、第4設定距離X4から第1
設定距離X1まで又は第4設定距離X4から第3設定距離X3までの範囲に設定されてい
る。第2検知範囲J2は、前ライダーセンサ101又は後ライダーセンサ102からの距
離が第5設定距離X5から第4設定距離X4までの範囲に設定されている。第3検知範囲
J3は、前ライダーセンサ101又は後ライダーセンサ102からの距離が第5設定距離
X5までの範囲に設定されている。よって、前ライダーセンサ101、後ライダーセンサ
102、及び、作業装置12を含むトラクタ1に対して、第1検知範囲J1、第2検知範
囲J2、第3検知範囲J3がその順に近くなるように設定されている。
前ライダーセンサ101又は後ライダーセンサ102を用いて障害物を検知した場合の
衝突回避制御の制御内容について説明する。
トラクタ1が前進走行又は後進走行しているときに、図12に示すように、障害物検知
処理において第1検知範囲J1内で障害物を検知した場合には、障害物用制御部107が
、衝突回避制御として、報知ブザーや報知ランプ等の報知装置26を制御して、第1検知
範囲J1内に障害物が存在することを報知する第1報知制御を行う。第1報知制御では、
例えば、障害物用制御部107が、報知ブザーを所定周波数にて断続作動させ、且つ、報
知ランプを所定色にて点灯させるように、報知装置26を制御している。
障害物検知処理において第2検知範囲J2内で障害物を検知した場合には、障害物用制
御部107が、衝突回避制御として、報知ブザーや報知ランプ等の報知装置26を制御し
て、第2検知範囲J2内に障害物が存在することを報知する第2報知制御を行うとともに
、トラクタ1の車速を減速させる第1減速制御を行う。第2報知制御では、例えば、障害
物用制御部107が、報知ブザーを所定周波数にて断続作動させ、且つ、報知ランプを所
定色にて点灯させるように、報知装置26を制御している。第1減速制御では、例えば、
障害物用制御部107が、現在のトラクタ1の車速や障害物までの距離等に基づいて、ト
ラクタ1が障害物に衝突するまでの衝突予測時間を求めている。障害物用制御部107は
、求めた衝突予測時間が設定時間(例えば、3秒)に維持される状態でトラクタ1の車速
を減速させるように、エンジン9、変速装置13及びブレーキ操作機構15等を制御して
いる。
障害物検知処理において第3検知範囲J3内で障害物を検知した場合には、障害物用制
御部107が、衝突回避制御として、報知ブザーや報知ランプ等の報知装置26を制御し
て、第3検知範囲J3内に障害物が存在することを報知する第3報知制御を行うとともに
、トラクタ1を停止させる停止制御を行う。第3報知制御では、例えば、障害物用制御部
107が、報知ブザーを連続作動させ、且つ、報知ランプを所定色にて点灯させるように
、報知装置26を制御している。停止制御では、例えば、障害物用制御部107が、トラ
クタ1を停止させるように、ブレーキ操作機構15等を制御している。
ちなみに、第1報知制御及び第2報知制御において報知ブザーを断続させる所定周波数
は、同じ周波数でもよく、異なる周波数でもよい。また、第1〜第3報知制御において報
知ランプを点灯させる所定色は、同じ色でもよく、異なる色でもよい。障害物用制御部1
07は、第1〜第3報知制御において、トラクタ1の報知装置26の制御に加えて、第1
〜第3検知範囲J1〜J3の何れかに障害物が存在することを示す表示内容を携帯通信端
末3の表示部51に表示させるように、端末電子制御ユニット52を制御することもでき
る。
例えば、第1検知範囲J1内で障害物が検知された場合には、障害物用制御部107が
第1報知制御を行うことで、第1検知範囲J1内に障害物が存在することをユーザ等に報
知することができる。そのままトラクタ1の走行が継続されて、障害物の検知範囲が第1
検知範囲J1から第2検知範囲J2に近づくと、障害物用制御部107が、第2報知制御
に加えて、第1減速制御を行うことで、トラクタ1と障害物との衝突を回避可能とするた
めに、トラクタ1の車速を減速させておくことができる。トラクタ1を減速させても、障
害物の検知範囲が第2検知範囲J2から第3検知範囲J3に近づくと、障害物用制御部1
07が、第3報知制御に加えて、停止制御を行うことで、トラクタ1を停止させることが
でき、トラクタ1と障害物との衝突を適切に回避することができる。
ライダーセンサ101,102を用いる場合には、人等の移動する測定対象物も障害物
として検知する。よって、検知範囲J内で障害物が検知されても、障害物自体が移動する
ことで、障害物が検知範囲Jから外れることがある。そこで、障害物が第1検知範囲J1
から外れた場合には、障害物用制御部107が、第1報知制御を終了する。障害物が第2
検知範囲J2から外れた場合には、障害物用制御部107が、第2報知制御を終了すると
ともに、トラクタ1の車速を設定車速まで増速させるように、エンジン9や変速装置13
等を制御する車速回復制御を行う。障害物が第3検知範囲J3から外れた場合には、障害
物用制御部107が、トラクタ1を走行停止状態に維持しながら、第3報知制御を終了す
る。この場合には、ユーザ等によりトラクタ1の自動走行の再開等が指令されることで、
トラクタ1の自動走行を再開することができる。
次に、ソナーユニット103,104の測定情報に基づく障害物検知処理にて障害物を
検知した場合の衝突回避制御について説明する。
ソナーユニット103,104は、左右に備えられているが、トラクタ1が前進走行す
る場合もトラクタ1が後進走行する場合も、障害物用制御部107は、左右両側のソナー
ユニット103,104の全ての測定情報に基づいて障害物検知処理を行う。
ソナーユニット103,104の測定情報に基づく障害物検知処理にて障害物を検知し
た場合には、障害物用制御部107が、衝突回避制御として、報知ブザーや報知ランプ等
の報知装置26を制御して、ソナーユニット103,104の何れかの測定範囲N内に障
害物が存在することを報知する第4報知制御を行うとともに、トラクタ1の車速を減速さ
せる第2減速制御を行う。第4報知制御では、例えば、障害物用制御部107が、報知ブ
ザーを所定周波数にて断続作動させ、且つ、報知ランプを所定色にて点灯させるように、
報知装置26を制御している。第2減速制御では、例えば、障害物用制御部107が、ト
ラクタ1の車速を設定車速に減速させるように、エンジン9、変速装置13及びブレーキ
操作機構15等を制御している。
このようにして、障害物検知システム100は、前ライダーセンサ101及び後ライダ
ーセンサ102を用いて走行機体7の前方側及び後方側における障害物の存否を検知する
とともに、ソナーユニット103,104を用いて走行機体7の左右における障害物の存
否を検知することができる。障害物検知システム100は、障害物の存在を検知すると、
障害物用制御部107が衝突回避制御を行うことによって、障害物の存在をユーザ等に報
知して、ユーザ等に障害物との衝突を回避するように促すことができるとともに、仮にト
ラクタ1と障害物とが衝突する可能性が生じても、トラクタ1を減速や停止させて、トラ
クタ1と障害物との衝突を適切に回避することができる。
自動走行状態では、車載電子制御ユニット18にて自動走行制御が行われるので、障害
物検知システム100によりトラクタ1を減速や停止させて、障害物との衝突を回避しな
がら、トラクタ1を自動走行させることができる。手動走行状態においても、運転してい
るユーザ等に対しても、障害物検知システム100により障害物の存在を報知したり、ト
ラクタ1と障害物との衝突を回避するための運転をサポートすることができる。
そして、障害物検知システム100は、目標走行経路Pに沿ってトラクタ1を自動走行
させる際、目標走行経路P上のトラクタ1の走行状況に応じて、ライダーセンサ101,
102での電力消費量を削減しながら障害物の監視を効率的に行うように構成されている

そのため、障害物検知システム100には、目標走行経路P上のトラクタ1の走行状況
に応じて前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102の各々を作動状態と停止状
態とに切り換えるセンサ切換制御部110が備えられている。センサ切換制御部110は
、車載電子制御ユニット18に備えられている。
センサ切換制御部110は、センサ切換制御として、目標走行経路P上のトラクタ1の
走行状況に応じて、前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ102を
停止状態とする第1作動状態(一方作動状態に相当する)と、前ライダーセンサ101を
停止状態として後ライダーセンサ102を作動状態とする第2作動状態(一方作動状態に
相当する)と、前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102の両方を作動状態と
する第3作動状態(両方作動状態に相当する)とを切り換える。
以下、センサ切換制御部110が実行するセンサ切換制御の内容について、トラクタ1
の走行例を例示して説明する。
図16〜図18は、トラクタ1が直進経路K1、旋回経路K2(第1旋回経路K21)
、直進経路K3を順番に走行する第1走行例を例示している。
直進経路K1は、例えば、作業経路P1(図3参照)等であり、トラクタ1を直進走行
させながら所定の作業を行うための経路である。旋回経路K2は、例えば、連結経路P2
(図3参照)等であり、所定の作業を行わず、トラクタ1の走行方向を転換させる経路で
ある。この第1走行例では、旋回経路K2は、トラクタ1の前進走行のみでトラクタ1の
走行方向を転換させる第1旋回経路K21に設定されている。
図16に示すように、トラクタ1が直進経路K1を前進にて直進走行中である場合は、
センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ
102を停止状態とする第1作動状態(一方作動状態に相当する)とする。そして、図1
7に示すように、トラクタ1が直進経路K1から第1旋回経路K21に移行して第1旋回
経路K21を走行中である場合も、その後、図18に示すように、第1旋回経路K21か
ら直進経路K1に移行して直進経路K1を前進にて走行中である場合も、センサ切換制御
部110は、前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ102を停止状
態とする第1作動状態を維持する。
このように、トラクタ1が、進行方向を前進から変更することなく、直進経路K1、第
1旋回経路K21、直進経路K3を順番に走行する場合には、前ライダーセンサ101を
作動状態として後ライダーセンサ102を停止状態とする第1作動状態(一方作動状態に
相当する)に維持することで、後ライダーセンサ102を停止状態として電力消費量を削
減しながら、前方を測定範囲Cとする前ライダーセンサ101を用いて進行方向である前
方を適切に監視することができる。
図19は、トラクタ1が、直進経路K1を後進にて走行する第2走行例を例示している
。このように、トラクタ1が直進経路K1を後進にて直進走行中である場合は、センサ切
換制御部110は、前ライダーセンサ101を停止状態として後ライダーセンサ102を
作動状態とする第2作動状態(一方作動状態に相当する)とする。そのため、前ライダー
センサ101を停止状態として電力消費量を削減しながら、後方を測定範囲Dとする後ラ
イダーセンサ102を用いて進行方向である後方を適切に監視することができる。
図20〜図24は、トラクタ1が直進経路K1、旋回経路K2(第2旋回経路K22)
、直進経路K1を順番に走行する第3走行例を例示している。
旋回経路K2は、トラクタ1の前進走行と後進走行を組み合わせてトラクタ1の走行方
向を転換させる第2旋回経路K22に設定されている。この第3走行例では、第2旋回経
路K22は、トラクタ1を1/4円弧に沿って前進旋回走行させる第1前進旋回経路r1
と、その終点からトラクタ1を後進にて直進走行させる旋回用後進直進経路r2と、その
終点からトラクタ1を1/4円弧に沿って前進旋回走行させる第2前進旋回経路r3とを
有している。
図20に示すように、トラクタ1が直進経路K1を前進にて直進走行中である場合は、
センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ
102を停止状態とする第1作動状態とし、電力消費量を削減しながら、前方を測定範囲
Cとする前ライダーセンサ101を用いて前方を適切に監視する。
図21に示すように、トラクタ1が直進経路K1から第2旋回経路K22の第1前進旋
回経路r1に移行して第1前進旋回経路r1を前進にて走行中になると、センサ切換制御
部110は、第1作動状態から前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102を作
動状態とする第3作動状態(両方作動状態に相当する)に切り換える。
そして、図22に示すように、トラクタ1が第2旋回経路K22の第1前進旋回経路r
1から旋回用後進直進経路r2に移行し、進行方向を切り換えて旋回用後進直進経路r2
を後進にて走行中である場合も、その後、図23に示すように、トラクタ1が第2旋回経
路K22の旋回用後進直進経路r2から第2前進旋回経路r3に移行し、進行方向を切り
換えて第2前進旋回経路r3を前進にて走行中である場合も、前ライダーセンサ101及
び後ライダーセンサ102を作動状態とする第3作動状態を維持する。
つまり、センサ切換制御部110は、トラクタ1の前進走行と後進走行を組み合わせて
トラクタ1の走行方向を転換させる第2旋回経路K22をトラクタ1が走行中である間は
、進行方向の切り換えにかかわらず、前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ10
2を作動状態とする第3作動状態に維持することで、短時間の間での前進走行と後進走行
との切り換えに対する対応が遅れることもなく、前方を測定範囲Cとする前ライダーセン
サ101、及び、後方を測定範囲Dとする後ライダーセンサ102の両方を用いてトラク
タ1の進行方向を適切に監視することができる。
その後、図24に示すように、トラクタ1が第2旋回経路K22の第2前進旋回経路r
3から直進経路K1に移行して直進経路K1を前進にて走行中になると、第3作動状態か
ら前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ102を停止状態とする第
1作動状態(一方作動状態に相当する)に切り換え、電力消費量を削減しながら、前方を
測定範囲Cとする前ライダーセンサ101を用いて前方を適切に監視する。
図25は、トラクタ1が直進経路K1、旋回経路K2(第2旋回経路K22)、直進経
路K3を順番に走行する第4走行例を例示している。この第4走行例の第2旋回経路K2
2は、周回経路P3(図3参照)の四隅等に用いられる経路であり、トラクタ1を1/4
円弧に沿って前進旋回走行させる前進旋回経路r4と、その終点からトラクタ1を後進直
進走行させる後進直進経路r5とを有している。なお、後進直進経路r5と後続の直進経
路K1は、重なる状態で設定されているが、両者の区別を容易にするために左右方向に位
置ズレさせた状態で図示している。
この場合も、第3走行例と同様、センサ切換制御部110は、トラクタ1が第2旋回経
路K22を走行中である間は、進行方向の切り換えにかかわらず、前ライダーセンサ10
1及び後ライダーセンサ102を作動状態とする第3作動状態(両方作動状態に相当する
)に維持することで、短時間の間での前進走行と後進走行との切り換えに対する対応が遅
れることもなく、前方を測定範囲Cとする前ライダーセンサ101、及び、後方を測定範
囲Dとする後ライダーセンサ102の両方を用いてトラクタ1の進行方向を適切に監視す
ることができる。その他は、第3走行例と同様であるので、説明は省略する。
次に、図26に示すフローチャートに基づいて、センサ切換制御部110により実行さ
れるセンサ切換制御での動作の流れについて説明する。
まず、センサ切換制御部110は、目標走行経路P上のトラクタ1の走行状況として、
目標走行経路Pを構成する経路のうち、トラクタ1がどの経路をどのような走行形態で走
行中であるか等の情報を取得する(ステップ♯1)。
例えば、センサ切換制御部110は、測位ユニット21にて取得する自己の現在位置(
トラクタ1の現在位置)と車載記憶部185に記憶されている目標走行経路Pの情報とに
基づき、目標走行経路Pに含まれる各経路(直進経路K1、第1旋回経路K21、第2旋
回経路K22)のうち、トラクタ1がどの経路上に位置するかを特定するとともに、その
特定した経路の情報に含まれるトラクタ1の走行形態である進行方向(前進又は後進)等
を特定する。
なお、トラクタ1の進行方向(前進又は後進)については、キャビン10の内部に備え
られた前後進切り替え用のリバーサレバーによる前後進の切り替えに基づいて特定するよ
うにしてもよい。
そして、センサ切換制御部110は、取得したトラクタ1の走行状況において、トラク
タ1が直進経路K1を前進走行中の場合、又は、トラクタ1が旋回経路K2のうちで前進
走行のみで方向転換する第1旋回経路K21を走行中の場合(ステップ♯2のYesの場
合)は、前ライダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ102を停止状態と
する第1作動状態とする(ステップ♯3)。
センサ切換制御部110は、取得したトラクタ1の走行状況において、トラクタ1が直
進経路K1を後進走行中である場合(ステップ♯2のNo、ステップ♯4のYesの場合
)は、前ライダーセンサ101を停止状態として後ライダーセンサ102を作動状態とす
る第2作動状態とする(ステップ♯5)。
センサ切換制御部110は、トラクタ1が旋回経路K2のうちでトラクタ1の前進走行
と後進走行とを組み合わせて方向転換する第2旋回経路K22を走行中の場合(ステップ
♯2のNo,ステップ♯4のNo,ステップ♯6のYesの場合)は、前ライダーセンサ
101及び後ライダーセンサ102を作動状態とする第3作動状態とする(ステップ♯7
)。
〔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、夫々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)上記実施形態では、トラクタ1の右側を測定範囲とする右側のソナーユニット10
3と、トラクタ1の左側を測定範囲とする左側のソナーユニット104とが備えられてい
る場合を例に示したが、これに代えて、図27及び図28に示すように、トラクタ1の右
側を測定範囲Eとする右ライダーセンサ111と、トラクタ1の左側を測定範囲Fとする
左ライダーセンサ112とが備えられていてもよい。この場合、センサ切換制御部110
は、例えば、以下のようにライダーセンサ101,102,111,112の各々を作動
状態と停止状態とに切り換えることができる。
トラクタ1が直進経路K1を前進にて直進走行中である場合(図16、図18参照)、
センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101を作動状態とし、後ライダーセンサ
102、右ライダーセンサ111、左ライダーセンサ112を停止状態とする第4作動状
態(第1作動状態の一例、一方作動状態に相当する)とする。この場合の測定範囲は、図
16、図18と同様、前ライダーセンサ101の測定範囲Cとなり、後ライダーセンサ1
02、右ライダーセンサ111、左ライダーセンサ112を停止状態として電力消費量を
削減しながら、前方を測定範囲Cとする前ライダーセンサ101を用いて進行方向である
前方を適切に監視することができる。
トラクタ1が直進経路K1を後進にて直進走行中である場合(図19参照)、センサ切
換制御部110は、後ライダーセンサ102を作動状態とし、前ライダーセンサ101、
右ライダーセンサ111、左ライダーセンサ112を停止状態とする第5作動状態(第2
作動状態の一例、一方作動状態に相当する)とする。この場合の測定範囲は、図19と同
様、後ライダーセンサ102の測定範囲Dとなり、前ライダーセンサ101、右ライダー
センサ111、左ライダーセンサ112を停止状態として電力消費量を削減しながら、後
方を測定範囲Dとする後ライダーセンサ102を用いて進行方向である後方を適切に監視
することができる。
図27に示すように、トラクタ1が前進走行のみで右旋回する第1旋回経路K21を走
行中である場合、センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101、旋回側となる右
ライダーセンサ111を作動状態とし、後ライダーセンサ102、左ライダーセンサ11
2を停止状態とする第6作動状態(第1作動状態の一例、一方作動状態に相当する)とす
る。この場合の測定範囲は、前ライダーセンサ101、右ライダーセンサ111の測定範
囲C,Eとなり、後ライダーセンサ102、左ライダーセンサ112を停止状態として電
力消費量を削減しながら、前方を測定範囲Cとする前ライダーセンサ101、旋回側であ
る右側を測定範囲Eとする右ライダーセンサ111を用いて進行方向である前方と旋回側
である右側を適切に監視することができる。なお、この場合、必要に応じて旋回側とは反
対側の左ライダーセンサ112も作動状態としてもよく、右ライダーセンサ111と左ラ
イダーセンサ112に関しては、少なくとも旋回側のものを作動状態とすればよい。また
、トラクタ1が前進走行のみで左旋回する第1旋回経路K21を走行中である場合には、
センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101、旋回側となる左ライダーセンサ1
12を作動状態とし、後ライダーセンサ102、右ライダーセンサ111を停止状態とす
る第6作動状態(第1作動状態の一例、一方作動状態に相当する)とする。
図28に示すように、トラクタ1が前進走行と後進走行を組み合わせて旋回する第2旋
回経路K22を走行中である場合、センサ切換制御部110は、前ライダーセンサ101
、後ライダーセンサ102、右ライダーセンサ111、左ライダーセンサ112を作動状
態とする第7作動状態(第3作動状態の一例、両方作動状態に相当する)とする。この場
合の測定範囲は、前ライダーセンサ10、後ライダーセンサ102、右ライダーセンサ1
11、左ライダーセンサ112の測定範囲C,D,E,Fとなり、第2旋回経路K22を
走行中である場合に、短時間の間での前進走行と後進走行との切り換えに対する対応が遅
れることもなく、前方を測定範囲Cとする前ライダーセンサ101、及び、後方を測定範
囲Dとする後ライダーセンサ102、右側を測定範囲Eとする右ライダーセンサ111、
左側を測定範囲Fとする左ライダーセンサ112を用いて、トラクタ1の進行方向及び左
右両側を適切に監視することができる。
なお、この実施形態では、前後左右のライダーセンサ101,102,111,112
の測定範囲C,D,E,Fの間に隙間(図28参照)があるが、例えば、左右のライダー
センサ111,112の測定範囲E,Fを広角にして大きくし、前後左右のライダーセン
サ101,102,111,112の測定範囲C,D,E,Fの隣接箇所で測定範囲を重
ねる等により、測定範囲C,D,E,Fを周方向に連続させると更に好適である。
(2)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。
(3)上記実施形態では、センサ切換制御部110は、トラクタ1の前進走行のみでトラ
クタ1の走行方向を転換させる第1旋回経路K21をトラクタ1が走行中の場合に、前ラ
イダーセンサ101を作動状態として後ライダーセンサ102を停止状態とする第1作動
状態としていたが、第1旋回経路K21をトラクタ1が後進にて走行中の場合には、前ラ
イダーセンサ101を停止状態として後ライダーセンサ102を作動状態とする第2作動
状態とすることができる。
(4)上記実施形態では、前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102を、上下
方向において、ルーフ35に相当する位置に配置しているが、配置位置については適宜変
更が可能である。例えば、前ライダーセンサ101をボンネット8の前方側端部に配置し
、後ライダーセンサ102をルーフ35に相当する位置に配置することができる。
(5)上記実施形態では、前ライダーセンサ101と後ライダーセンサ102の2つのラ
イダーセンサを備えた例を示したが、ライダーセンサの数については適宜変更が可能であ
り、1つや3つ以上とすることができる。
(6)上記実施形態において、前ライダーセンサ101及び後ライダーセンサ102の測
定範囲C,Dをどのように設定するかは適宜変更が可能である。
(7)上記実施形態では、障害物用制御部107が、ライダーセンサ101,102の測
定情報に基づいて、障害物検知処理を行うようにしているが、ライダーセンサ101,1
02に制御部を備えて、その制御部が障害物検知処理を行うこともできる。このように、
障害物検知処理については、センサ側で行うか、作業車両側で行うかは、適宜変更が可能
である。
(8)上記実施形態では、障害物用制御部107をトラクタ1に備えた例を示したが、例
えば、携帯通信端末3等、トラクタ1とは別の装置に備えさせることもできる。
(9)上記実施形態では、障害物センサとして、3次元のレーダセンサを例に示したが、
2次元のレーダセンサであってもよく、トラクタ1の前方又は後方の障害物を検出可能な
各種のセンサを用いることができる。
1 トラクタ(作業車両)
2 自動走行ユニット(自動走行装置)
18 車載電子制御ユニット(自動走行制御部)
21 測位ユニット(衛星測位システム)
101 前ライダーセンサ(前方側障害物センサ)
102 後ライダーセンサ(後方側障害物センサ)
107 障害物用制御部
110 センサ切換制御部
S 走行領域
P 目標走行経路
K1 直進経路
K2 旋回経路
K21 第1旋回経路
K22 第2旋回経路

Claims (3)

  1. 走行領域内に設定された目標走行経路に沿って作業車両を自動走行させる自動走行制御
    部と、
    前記作業車両に備えられる第1の障害物センサと、
    前記作業車両に備えられる第2の障害物センサと、
    前記第1の障害物センサ又は前記第2の障害物センサの検出情報に基づいて障害物を検知する障害物検知処理を行う障害物用制御部と、
    前記第1の障害物センサ及び前記第2の障害物センサのいずれか一方のみを作動状態とする一方作動状態と、前記第1の障害物センサ及び前記第2の障害物センサの両方を作動状態とする両方作動状態とを、切り換えるセンサ切換制御部と、が備えられている作業車両の自動走行装置。
  2. 前記センサ切換制御部は、前記目標走行経路上の前記作業車両の走行位置に応じて前記一方作動状態と前記両方作動状態とに切り換える請求項1記載の作業車両の自動走行装置。
  3. 前記目標走行経路は、複数の直進経路と、隣接する前記直進経路の端部どうしを接続す
    る旋回経路とを有し、
    前記センサ切換制御部は、
    前記作業車両が前記直進経路を走行中である場合は、前記一方作動状態とし、
    前記作業車両が前記旋回経路を走行中である場合は、前記一方作動状態若しくは前記両方作動状態とする請求項2記載の作業車両の自動走行装置。
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