JP2021193515A - Control system for work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両の制御システムに関する。 The present invention relates to a work vehicle control system.
従来、測位衛星システムを利用して位置を測位しながら自律して作業走行する複数の無人トラクタを制御する制御システムが知られている。かかる制御システムでは、複数の圃場毎に割り当てた無人トラクタに対して所定の作業を指示するとともに作業状態を監視する技術がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a control system that controls a plurality of unmanned tractors that autonomously work and travel while positioning a position using a positioning satellite system. In such a control system, there is a technique for instructing a predetermined work to an unmanned tractor assigned to each of a plurality of fields and monitoring the work state (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来では、作業車両の圃場間の移動については手動で運転する必要があるため、圃場間移動を効率良く行う点で改善の余地があった。 However, in the past, since it was necessary to manually operate the work vehicle to move between fields, there was room for improvement in terms of efficiently moving between fields.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圃場間移動を効率良く行うことができる作業車両の制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control system for a work vehicle capable of efficiently moving between fields.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る作業車両(1)の制御システム(100)は、測位装置(120)により測位しながら複数の圃場(F)を自律走行する複数の作業車両(1)と、前記複数の作業車両(1)それぞれの自律走行を制御する情報処理装置(130)と、を備え、前記作業車両(1)は、圃場間を移動する第1モードと、前記圃場(F)の出口(Fout)において前記第1モードへの切り替わりを待機する第2モードとを有し、前記情報処理装置(130)は、前記第2モードである前記作業車両(1)が複数存在する場合、前記第1モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートが短い前記作業車両(1)から順に前記第1モードに切り替える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the control system (100) of the work vehicle (1) according to the embodiment has a plurality of fields (F) while positioning by the positioning device (120). A plurality of work vehicles (1) that autonomously travel and an information processing device (130) that controls the autonomous travel of each of the plurality of work vehicles (1) are provided, and the work vehicle (1) moves between fields. The information processing apparatus (130) has a first mode for waiting for switching to the first mode at the exit (F out ) of the field (F), and the information processing apparatus (130) is in the second mode. When there are a plurality of the work vehicles (1), the work vehicle (1) having the shortest travel route to be traveled when the mode is switched to the first mode is switched to the first mode in order.
実施形態の一態様によれば、圃場間移動を効率良く行うことができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to efficiently move between fields.
以下に、本発明の実施形態に係る作業車両の制御システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, the control system for the work vehicle according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The components in the following embodiments include those that can be replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same, that is, those having a so-called equal range. Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
まず、図1〜図4を参照して作業車両の制御システム100の全体構成について説明する。図1は、実施形態に係る作業車両の制御システム100の概要を示す説明図である。図2は、実施形態に係る作業車両の制御システム100の機能を示すブロック図である。図3は、タブレット端末140の概要を示すブロック図である。図4は、作業制御装置160の機能を示すブロック図である。
First, the overall configuration of the work
図1に示すように、作業車両の制御システム100は、たとえば、作業車両の一例としてのトラクタ1と、トラクタ1の位置(すなわち自車位置)を示す測位点を測定する測位装置120と、トラクタ1による作業関連情報を生成可能な制御ユニットである作業制御装置160(図2参照)と、作業制御装置160と通信可能な情報処理装置130とを備える。なお、図1では、1台のトラクタ1を示しているが、実際には、作業車両の制御システム100では、複数のトラクタ1が制御される。
As shown in FIG. 1, the work
作業車両であるトラクタ1は、農業用トラクタであり、走行車体2と、作業機3とを備える。走行車体2は、圃場F(F−A,F−B,F−C)を走行可能なものである。作業機3は、たとえば、走行車体2の後部に装着され、圃場Fにおいて対地作業を行う。トラクタ1の作業機3としては、たとえば、ロータリ耕耘機などであるが、作業車両が苗移植機であれば苗植付装置などであり、作業車両が施肥機であれば施肥装置である。また、作業車両がコンバインであれば、刈取装置や脱穀装置などが作業機3である。なお、上記例は一例であり、圃場Fにおいて農作業を行うための作業機であればとくに限定されない。
The tractor 1 which is a work vehicle is an agricultural tractor, and includes a traveling
また、圃場Fには、トラクタ1の進入口(または入口)Finおよび退出口(または出口)Foutが設けられている。なお、圃場Fには、1つの進入口Finおよび退出口Foutとして機能する1つの出入口が設けられてもよい。 Further, the field F, the entrance tractor 1 (or inlet) F in and exit ports (or outlet) F out is provided. Note that the field F, one doorway may be provided to act as a single entry port F in and exit port F out.
走行車体2は、エンジンと、動力伝達装置とを備える。エンジンは、走行車体2の動力源であるとともに、作業機3の動力源でもある。エンジンは、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関である。動力伝達装置は、エンジンおよび駆動輪を連結可能とするクラッチを有し、かかるクラッチが連結状態の場合に、エンジンの動力を駆動輪および作業機3に伝達する。また、動力伝達装置は、クラッチが中立状態の場合には、エンジンおよび駆動輪の連結状態が解除され、エンジンの動力が駆動輪に伝達されない。つまり、クラッチが中立状態の場合、作業車両であるトラクタ1は減速する。また、走行車体2は、農道Rや圃場F内を自由に走行することができる。
The
測位装置120は、上記したように、トラクタ1の位置を測定する。具体的には、測位装置120は、たとえば、トラクタ1の位置を示す測位点を含む位置情報を取得するGNSS(Global Navigation Satellite System)制御装置(以下、GNSS制御装置120)である。測位装置であるGNSS制御装置120は、地球上を周回している航法衛星123からの電波を受信してトラクタ1の自車位置を測位可能であり、かつ計時することができる。すなわち、位置情報には、測位点である自車位置の情報と、測位点が測定された時刻の情報が含まれる。
The
作業制御装置160は、圃場Fにおけるトラクタ1の自動走行(自律走行)を制御する制御装置の一例であって、トラクタ1に搭載された後述するコントローラ150の他、トラクタ1に持ち込み可能な情報処理装置である携帯端末装置の一例であるタブレット端末140により構成される。なお、本実施形態に係る作業車両の制御システム100においては、作業制御装置160(制御装置)は、コントローラ150およびタブレット端末140を含んで構成される場合について説明するが、作業制御装置160は、コントローラ150およびタブレット端末140のうち、いずれか一方のみを含んで構成されてもよい。
The
図2に示すように、作業車両の制御システム100は、例えば、複数のトラクタ1が、通信ネットワーク110を介して少なくとも1つの情報処理装置130と互いに接続可能な状態で構築される。各トラクタ1には、それぞれ作業制御装置160が設けられる。すなわち、本実施形態に係る作業車両の制御システム100は、いわゆるクラウドコンピューティング(Cloud Computing)が可能なシステムである。
As shown in FIG. 2, the work
作業制御装置160は、少なくともトラクタ1が自動走行可能な走行可能エリア情報を含む作業関連情報を生成することができる。ここで、走行可能エリア情報とは、たとえば、図1〜1Cに示すように、所定の圃場F(F−A〜F−F)において、トラクタ1が自動走行により、各圃場F内における有効な耕地(後述の作業規定エリア)の最外側縁から逸脱することなく、安全に無人走行可能な走行経路(作業経路)300を含む情報である。
The
情報処理装置130は、CPU(Central Processing Unit)などの処理装置や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置、さらには、入出力装置が設けられたコンピュータなどである。
The
ここでは、情報処理装置130として、たとえば、農作業支援サーバ130aやパーソナルコンピュータ130bが、通信ネットワーク110を介して作業制御装置160(コントローラ150およびタブレット端末140)と接続される。なお、本実施形態では、情報処理装置130としては、図1に示すように、農作業支援サーバ130aあるいはパーソナルコンピュータ130bからなる1つの情報処理装置130が、複数の圃場Fを管理する管理舎H内に設置される。
Here, as the
情報処理装置130は、複数の圃場Fについて、それぞれ圃場識別情報200a〜200i(図3参照)に関連付けられた圃場地図情報を記憶している。また、情報処理装置130は、作業制御装置160により生成された作業関連情報を取得して、圃場Fごとに独立して記憶することができる。
The
作業制御装置160を構成するコントローラ150は、上記した情報処理装置130と同様にコンピュータにより構成される。コントローラ150は、エンジンや走行装置などの作業車両に搭載される各システムを制御する各種ECU(Electronic Control Unit)11(図4参照)と接続される。なお、コントローラ150の詳細については、図4を用いて後述する。
The
コントローラ150は、各種ECU11と協働することで、トラクタ1を自動走行させる自動走行モードと、作業者(運転者)が搭乗してマニュアル運転するマニュアル走行モードとに切り替えることができるとともに、作業機3の昇降動作、クラッチの連結状態を制御する動力伝達スイッチの開閉動作、走行駆動装置の動作などを制御することができる。
By cooperating with various ECUs 11, the
また、自動走行モードには、圃場F内を自動走行により作業する作業モードと、圃場間移動を自動走行により行う圃場間移動モード(第1モード)と、圃場Fの出口Foutで圃場間移動モードへの切り替えを待機する待機モード(第2モード)とが含まれ、情報処理装置130の指示に従ってこれらのモードを切り替える。なお、これらにモードにおけるトラクタ1の制御の詳細については後述する。
In addition, the automatic traveling mode includes a work mode for automatically traveling in the field F, an inter-field movement mode (first mode) for automatically moving between fields, and an inter-field movement at the exit F out of the field F. A standby mode (second mode) that waits for switching to the mode is included, and these modes are switched according to the instruction of the
また、コントローラ150は、測位装置であるGNSS制御装置120からの位置情報に基づいて、トラクタ1を予め登録された走行経路300(図1参照)に沿って自動走行させる。コントローラ150は、圃場Fにおいてトラクタ1が自動走行可能な作業エリアを設定する作業エリア設定モードを設定するとともに、作業エリア設定モードを実行する。
Further, the
タブレット端末140も構成的には上記したコンピュータの一種であり、図3に示すように、制御部143と、制御部143に接続される記憶部141と、各種情報を表示する表示部および各種入力操作を受け付ける操作部が一体となったタッチパネル142と、GNSSアンテナ121とを備える。
The
図3に示すように、記憶部141の圃場関連情報には、圃場識別情報200a〜200iが個々に付与された圃場Fの場所を示す圃場地図情報と、圃場地図情報に関連付けられた作業関連情報が記憶される。すなわち、地区別に区分されたA地区の圃場F,B地区の圃場F,C地区の圃場Fのそれぞれに、区画された複数の区画圃場A0〜A2,B0〜B3,C0〜C1に関する作業関連情報が必要情報としてデータベース化されて記憶部141に記憶される。なお、以下では、とくに区別する必要がない場合、各地区における区画圃場A0〜A2,B0〜B3,C0〜C1についても圃場F−A,F−B,F−Cと記載する場合があり、圃場F−A,F−B,F−Cについても圃場Fと記載する場合がある。
As shown in FIG. 3, the field-related information of the
かかる情報は、通信ネットワーク110を介して情報処理装置130の記憶部に記憶される。
Such information is stored in the storage unit of the
上記構成を備える作業車両の制御システム100では、地図情報により視覚的に識別できる複数の圃場Fのそれぞれにおいて、トラクタ1によって取得された作業関連情報を、複数の圃場Fのそれぞれに関連付けて、たとえば、農作業支援サーバ130aなどで一元的に管理することができる。このため、今後の農作業計画の立案なども容易となり、利便性が向上する。
In the work
また、タブレット端末140を介して作業関連情報などを農作業支援サーバ130aに逐次アップロードすれば、農作業計画についてもクラウドコンピューティングを利用して当該農作業支援サーバ130aやパーソナルコンピュータ130bで作成することが可能となる。
Further, if work-related information and the like are sequentially uploaded to the farm work support server 130a via the
また、自動走行による走行可能エリア情報までも情報処理装置130に記憶できるため、作業対象となる複数の圃場Fのうちのいずれの圃場Fにおいても自動走行による農作業が可能となる。
Further, since the
また、本実施形態に係る作業車両の制御システム100においては、トラクタ1を自動走行させるための走行経路300(図1参照)を含む走行可能エリア情報は、作業制御装置160によって生成される。トラクタ1を圃場F内で有人走行(マニュアル走行)させた場合に、作業制御装置160(コントローラ150およびタブレット端末140の少なくともいずれか一方)は、走行経路300(図1参照)を取得し、取得した走行経路300に基づいて走行可能エリア情報を生成する。
Further, in the work
ここで、作業制御装置160は、実際に有人走行したトラクタ1が自動走行可能な第1の自動走行エリアと、有人走行したトラクタ1ではなく、有人走行を行っていない他のトラクタ1についても自動走行可能な範囲である第2の自動走行エリアとを生成する。すなわち、作業制御装置160には、圃場Fにおいて作業する、自車両および他の車両まで含めたトラクタ1(作業車両)に関し、ホイルベース、トレッド、タイヤ幅、その他各種諸元を含む車両情報が予め記憶される。
Here, the
このように、1台のトラクタ1が有人走行した圃場Fにおいては、有人走行したトラクタ1はもとより、有人走行をしていない他のトラクタ1についても、自動走行による所定の作業を、所定の作業規定エリア202において行うことができる。この場合、有人走行をしていないトラクタ1、すなわち、自動走行するトラクタ1は、圃場F(図1参照)における作業規定エリアから逸脱することなく、安全に走行することができる。 In this way, in the field F in which one tractor 1 has traveled manned, not only the tractor 1 that has traveled manned but also the other tractors 1 that have not traveled manned can perform predetermined work by automatic traveling. It can be done in the specified area 202. In this case, the tractor 1 that is not manned, that is, the tractor 1 that automatically travels can safely travel without departing from the work regulation area in the field F (see FIG. 1).
ここで、作業制御装置160について説明する。作業車両の制御システム100におけるトラクタ1は、電子制御によって各部を制御することが可能である。図4に示すように、トラクタ1は、走行車体2(図1参照)にコントローラ150が設けられる。また、コントローラ150と共に作業制御装置160を構成するタブレット端末140は、走行車体2に持ち込み可能、あるいは着脱自在である。タブレット端末140およびコントローラ150は、たとえば、ブルートゥース(登録商標)などの近距離無線通信規格により接続可能である。なお、タブレット端末140とコントローラ150とは、有線により接続可能に構成されてもよい。
Here, the
コントローラ150には、上記した情報処理装置130などと同様に、CPUなどを有する処理装置や、ROM、RAM、HDDなどの記憶装置、および入出力装置が設けられる。なお、各装置は、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。
Similar to the
また、コントローラ150には、各種ECU11、運転モード選択スイッチ12、各種アクチュエータ170、カメラ171、各種センサ172、自動操舵装置180、GNSS制御装置120が接続される。また、コントローラ150には、タブレット端末140と通信を行うための通信部151が接続される。
Further, various ECUs 11, operation mode selection switches 12,
運転モード選択スイッチ12は、トラクタ1を自動運転で走行(自動走行)させる自動運転モードと、作業者によるマニュアル運転で走行(マニュアル走行)させるマニュアル運転モードとに切り替えるためのスイッチであり、たとえば、走行車体2に設けられる。
The operation
また、各種アクチュエータ170としては、たとえば、作業機3を昇降させる昇降シリンダなどの様々なシリンダや、圃場F(図1参照)の水深を検出する水深センサなどを回動させるモータ、エンジンの吸気量を調節するスロットルモータなどの電動モータなど、様々なモータがある。
The
また、各種センサ172としては、上記した水深センサ、圃場Fの作土深を検出する作土深センサ、圃場Fの肥料濃度を検出する肥沃度センサ、収穫物である籾などの重さを検出したり苗の重量を検出したりするロードセルなどの重量センサ、後輪の回転数を検出する回転センサ、走行車体2の傾きを検出する傾きセンサ、あるいは作業クラッチセンサや温度センサなど、様々なセンサがある。
The various sensors 172 include the above-mentioned water depth sensor, a soil depth sensor that detects the soil depth of the field F, a fertility sensor that detects the fertilizer concentration of the field F, and the weight of the paddy that is the harvested product. Various sensors such as a weight sensor such as a load cell that detects the weight of seedlings, a rotation sensor that detects the number of rotations of the rear wheels, a tilt sensor that detects the tilt of the traveling
なお、カメラ171は、走行車体2の適宜箇所に複数設けられる。カメラ171による撮像データは、たとえば、図1に示す管理舎H内に設置された情報処理装置130などを介して確認することができる。また、作業制御装置160は、かかるカメラ171による撮像データから作物の生育状況や作業状況などを判定することもできる。
A plurality of
トラクタ1の自車位置を示す測位点を含む位置情報を取得するGNSS制御装置120は、走行車体2に設けられた受信アンテナ122と、タブレット端末140に設けられたGNSSアンテナ121とを備える測位装置として機能する。GNSS制御装置120は、GNSSアンテナ121や受信アンテナ122によって航法衛星123からの電波を受信し、所定時間ごとにGNSS座標を取得することにより、地球上での位置情報(測位点)を所定間隔で取得することができる。
The
コントローラ150は、GNSS制御装置120が取得する位置情報と位置ごとの作業関連情報とを、圃場F−A,F−B,F−C(図1参照)の場所を示す圃場地図情報とに互いに関連付けて記録した圃場関連情報(図3参照)を、各圃場F−A,F−B,F−Cごとの独立情報として生成する。生成された独立情報は、通信ネットワーク110(図2参照)を介して情報処理装置130に送られる。
The
自動操舵装置180は、運転モード選択スイッチ12を介して自動走行モードが選択された場合に、GNSS制御装置120が取得する位置情報に基づきコントローラ150により制御される。すなわち、コントローラ150により、走行車体2に設けられた操縦ハンドルが自動操作され、走行車体2が自動で運転される。図4に示すように、自動操舵装置180は、任意の回転力を付与して操縦ハンドルを回転させる操舵モータ181と、操縦ハンドルの回転角度を検知するハンドルポテンショメータ182とを備える。
The
なお、図示しないが、作業車両の制御システム100として、いわゆるドローンと呼ばれる無人飛行体を利用することも可能である。かかる無人飛行体には、たとえば、トラクタ1に設けたカメラ171と同じような撮像装置を搭載するとともに、GNSS制御装置120の一部を構築可能なアンテナを設けておくとよい。
Although not shown, it is also possible to use an unmanned aerial vehicle called a so-called drone as the
この場合、無人飛行体とタブレット端末140とを通信可能に構成し、タッチパネル142により所定の操作を行うことにより、作業者が撮像装置の操作を含め、無人飛行体の全ての動作を遠隔操作することができる。かかるシステムであれば、圃場F(図1参照)に植付けた作物の生育状態などを上空から撮像し、撮像した位置をGNSS制御装置120により農作業情報と関連付けておけば、作物の生育に関する有益な圃場関連情報とすることができる。
In this case, the unmanned vehicle and the
コントローラ150と共に作業制御装置160を構成するタブレット端末140は、上記したように、制御部143と、記憶部141と、タッチパネル142と、GNSSアンテナ121とを備える。また、タブレット端末140は、走行車体2側の通信部151に対応する端末通信部144を備える。
As described above, the
制御部143は、各種情報を取得する。たとえば、制御部143は、トラクタ1が備える各種センサ172が検出した情報を逐次受信し、受信した情報を圃場自体に関する圃場情報なのか、あるいは作業自体に関するものなのかを判別し、判別結果に応じて、情報を圃場データベース1411、あるいは作業データベース1412に格納する。
The
また、制御部143は、GNSS制御装置120が取得した位置情報を取得する。具体的には、制御部143は、位置情報に含まれる測位点を圃場Fの形状を示し形状情報として取得する。
Further, the
また、制御部143は、形状情報に基づいてトラクタ1が自動走行可能な作業規定エリアを設定し、設定した作業規定エリアに基づいてトラクタ1が自動走行により作業する走行経路(作業経路)300を生成する。
Further, the
また、制御部143は、情報処理装置130からの指示に従って、トラクタ1の圃場作業や、圃場間移動における自動走行を制御する。具体的には、制御部143は、情報処理装置130の指示に従って、自動走行モードにおける作業モード、圃場間移動モードおよび待機モードを切り替える。
Further, the
また、制御部143は、GNSS制御装置120を備えるトラクタ1のコントローラ150と協働して位置情報と圃場関連情報に含まれる作業関連情報とに基づき、トラクタ1が自動走行可能な走行経路情報、すなわち、走行可能エリア情報を自動生成することができる。生成された走行可能エリア情報は、経路データベース1413に、区画圃場A0〜A2,B0〜B3,C0〜C1(図3参照)にそれぞれ1対1で対応して記憶される。
Further, the
タブレット端末140の記憶部141は、制御部143による制御処理に必要な各種プログラムの他、各種情報が記憶される。すなわち、記憶部141は、圃場データベース1411、作業データベース1412、経路データベース1413、さらには、各種プログラムが格納されたプログラム部1414が生成される。
The
記憶部141には、個々に圃場識別情報200a〜200iが付与された圃場F−A,F−B,F−C(図1参照)の場所を示す圃場地図情報に関連付けて、作業関連情報が、複数の圃場F−A,F−B,F−Cごとの独立情報である圃場関連情報として記憶される。すなわち、地区別に区分された圃場F−A,F−B,F−Cそれぞれに、区画された複数の区画圃場A0〜A2,B0〜B3,C0〜C1に関する舵行関連情報などの必要情報が、データベース化されて記憶部141に記憶される。なお、作業関連情報としては、圃場F−A,F−B,F−Cに関する圃場関連情報などが含まれる。
In the
例えば、圃場データベース1411は、圃場Fの位置情報、名称、所有者等の管理情報や、圃場Fの形状を示す形状情報等が含まれる。作業データベース1412は、圃場Fにおける作業工程に関する情報が含まれる。例えば、作業データベース1412には、過去に行った圃場作業や、未来に行う予定の圃場作業に関する情報が含まれる。経路データベース1413は、作業規定エリアおよび作業規定エリアに設定された走行経路300(作業経路)に関する情報が含まれる。
For example, the
また、例えば、記憶部141には、圃場Fの形状と、作業規定エリアと、基準線とを対応付けて記憶しておいてもよい。これにより、次年度以降において、同じ圃場Fで同じ圃場作業を行う場合に、設定作業を行わなくて済むため、作業者の煩わしさを低減することができる。また、圃場Fの形状は、例えば、多角形の重心や中心をその圃場Fの代表点として記憶してもよい。
Further, for example, the
また、記憶部141に記憶された各データベースは、所定のソート方法に従ってソート可能である。例えば、過去の圃場Fを選択する場合には、現在位置に最も近い圃場F(例えば、代表点)から順にリスト表示する。あるいは、昨年圃場作業を実施した順に表示することも可能である。また、登録順に圃場Fを表示してもよい。
Further, each database stored in the
プログラム部1414には、たとえば、トラクタ1を自動走行させる場合の作業経路情報を生成する作業経路生成プログラムや、生成された作業経路情報にしたがってトラクタ1を自動走行させるための自動操舵プログラムなど、トラクタ1の動作全般を制御するコンピュータプログラムが格納される。なお、作業経路生成プログラムや自動操舵プログラムなどを含む各種コンピュータプログラムは、走行車体2に搭載されたコントローラ150の記憶部に格納されてもよい。
The
作業経路生成プログラムとしては、たとえば、測位装置であるGNSS制御装置120により測位した自車位置を示す情報を取得する自己位置取得工程と、取得した自己位置情報と、予め記憶した圃場地図情報とに基づいて、少なくとも自車両であるトラクタ1が自動走行可能な走行可能エリア情報を含む走行経路300(図1参照)を生成する走行経路生成工程とが含まれる。さらに、走行経路300に加えて各種の作業関連情報を生成し、生成した情報を情報処理装置へ送信する送信工程が含まれる。
The work route generation program includes, for example, a self-position acquisition process for acquiring information indicating the position of the own vehicle positioned by the
また、記憶部141の圃場データベース1411には、図3に示す圃場関連情報が記憶される。圃場関連情報は、たとえば、圃場Fを特定する圃場識別情報200a〜200iに、圃場Fの位置を地図上で示す画像データからなる圃場地図情報、作業関連情報などが紐づけされ、作業制御装置160により生成される。
Further, the field-related information shown in FIG. 3 is stored in the
次に、図5および図6を用いて、トラクタ1の圃場間移動時の処理内容について説明する。図5および図6は、トラクタ1の圃場間移動時の処理内容を示す図である。図5および図6では、複数の圃場F−A〜F−Fにおいて、複数のトラクタ1a〜1cが自動走行し作業していることとする。また、図5および図6では、圃場F−A〜F−Fの入口Finおよび出口Foutが同じ位置であることとする。
Next, the processing contents of the tractor 1 when moving between fields will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 are diagrams showing the processing contents of the tractor 1 when moving between fields. In FIGS. 5 and 6, it is assumed that a plurality of
例えば、図5では、圃場間移動モードのトラクタ1aが圃場F−Fから圃場F−Dまで予め定められた走行ルートを走行しており、待機モードのトラクタ1bが圃場F−Cの出口Foutにおいて待機していることとする。また、トラクタ1bは、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場F−Cから圃場F−Aへ圃場間移動を行うことが決まっていることとする。
For example, in FIG. 5, the
なお、情報処理装置130は、各トラクタ1がどの圃場Fをどの順に作業するかを作業開始前に通知してもよく、各圃場Fの作業終了時に次に作業を行う圃場Fを決定しトラクタ1へ通知してもよい。
The
実施形態に係る情報処理装置130は、待機モードであるトラクタ1bに対して、所定の条件を満たした場合に、待機モードから圃場間移動モードへ切り替える。具体的には、情報処理装置130は、圃場間移動モードであるトラクタ1aが走行する第1走行ルート(実線)と、待機モードであるトラクタ1bが圃場間移動モードに切り替わった場合に走行予定の第2走行ルート(破線)とが重複する場合において、トラクタ1aおよびトラクタ1bの間の距離を計測し、当該距離が所定の閾値以上である場合、トラクタ1bを待機モードから圃場間移動モードへ切り替える。
The
これにより、トラクタ1aとトラクタ1bとの間にある程度の距離を保つことができるため、トラクタ1bが圃場間移動を行ったとしても、トラクタ1aと接触する可能性を低減できる。従って、実施形態に係る情報処理装置130によれば、安全性の高い圃場間移動を行うことができる。
As a result, a certain distance can be maintained between the
なお、トラクタ1aとトラクタ1bとの間の距離は、走行ルートにおける距離であってもよく、トラクタ1aとトラクタ1bとを直線で結んだ直線距離であってもよい。
The distance between the
また、所定の閾値は、例えば、トラクタ1が有する図示しない障害物センサの検知範囲よりも広い距離や、先行のトラクタ1が緊急停止した場合に、後続のトラクタ1が先行のトラクタ1と接触することなく停止できる距離に基づいて決定される。 Further, the predetermined threshold value is, for example, a distance wider than the detection range of the obstacle sensor (not shown) of the tractor 1, or when the preceding tractor 1 makes an emergency stop, the succeeding tractor 1 comes into contact with the preceding tractor 1. It is determined based on the distance that can be stopped without stopping.
また、図5では、トラクタ1bが圃場間移動を開始した場合、トラクタ1aがトラクタ1bに対して先行する場合もあれば、トラクタ1aがトラクタ1bの後続(トラクタ1bが先行)となる場合もある。
Further, in FIG. 5, when the
また、情報処理装置130は、第1走行ルートおよび第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、後続のトラクタ1bの車速を、先行のトラクタ1aの車速以下に設定する。
Further, when the traveling directions in the overlapping sections of the first traveling route and the second traveling route are the same, the
これにより、重複区間において、先行のトラクタ1aと後続のトラクタ1bとの距離が詰まり接触することを低減することができる。
As a result, in the overlapping section, the distance between the preceding
また、情報処理装置130は、第1走行ルートおよび第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、先行のトラクタ1aの上り傾斜の走行が検出されたとき、後続のトラクタ1bの車速を低下させる。
Further, when the traveling direction of the overlapping section of the first traveling route and the second traveling route is the same, the
なお、情報処理装置130は、傾斜の角度に応じて段階的に閾値を設定し、かかる閾値以上となる毎に段階的に車速を低下させるようにしてもよい。
The
これにより、登り坂により先行のトラクタ1aの車速が低下して後続のトラクタ1bとの距離が詰まり接触することを低減することができる。
As a result, it is possible to reduce the fact that the vehicle speed of the preceding
なお、情報処理装置130は、先行のトラクタ1aの下り傾斜の走行が検出されたときには、後続のトラクタ1bの車速を維持させる。これにより、先行のトラクタ1aが下り傾斜を走行時には車速上昇によりトラクタ1bとの距離が広がるため、トラクタ1aおよびトラクタ1bの接触を低減できる。
The
さらに、トラクタ1aおよびトラクタ1bの距離が広がることで、トラクタ1aの下り傾斜の走行が終わった場合に、未だ下り傾斜を走行中のトラクタ1bとの距離が縮まったとしても、トラクタ1aおよびトラクタ1bの接触を低減できる。
Further, by increasing the distance between the
また、情報処理装置130は、第1走行ルートおよび第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、先行のトラクタ1aの旋回が検出されたとき、後続のトラクタ1bを一時停止させる。
Further, the
これにより、先行のトラクタ1aの旋回により後続のトラクタ1bとの距離が詰まり接触することを低減することができる。
As a result, it is possible to reduce the fact that the turning of the preceding
そして、情報処理装置130は、先行のトラクタ1aの旋回が完了した場合、後続のトラクタ1bの走行を再開する。
Then, when the turning of the preceding
これにより、先行のトラクタ1aと後続のトラクタ1bとの距離が詰まり接触することを低減することができる。
As a result, it is possible to reduce the fact that the distance between the preceding
なお、情報処理装置130は、先行のトラクタ1aの旋回角度(切れ角)が所定の閾値以上である場合に後続のトラクタ1bを一時停止させ、旋回角度が所定の閾値未満である場合には、車速を低下(または維持)するようにしてもよい。
The
これにより、圃場Fへの入場時に急旋回する場合には、後続のトラクタ1bを一時停止させ、走行ルート上のカーブ走行時には車速を低下(または維持)させることができるため、後続のトラクタ1bが必要以上に一時停止することを減らすことができる。
As a result, when making a sharp turn when entering the field F, the following
次に、図6では、圃場間移動モードのトラクタ1aが圃場F−Aから圃場F−Dまで予め定められた走行ルートを走行していることとする。また、待機モードのトラクタ1bが圃場F−Bの出口Foutにおいて待機しており、同様に、待機モードのトラクタ1cが圃場F−Cの出口Foutにおいて待機していることとする。また、トラクタ1bは、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場F−Bから圃場F−Fへ圃場間移動を行い、トラクタ1cは、圃場間移動モードに切り替わった場合には、圃場F−Cから圃場F−Eへ圃場間移動を行うことが決まっていることとする。
Next, in FIG. 6, it is assumed that the
実施形態に係る情報処理装置130は、待機モードであるトラクタ1b,1cが複数存在する場合、圃場間移動モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートが短いトラクタ1から圃場間移動モードに切り替える。
The
図6に示す例では、情報処理装置130は、まず、走行ルートが短いトラクタ1cから圃場間移動モードに切り替える。そして、情報処理装置130は、トラクタ1cの圃場間移動が完了後、待機モードのトラクタ1bを圃場間移動モードに切り替える。
In the example shown in FIG. 6, the
このように、走行ルートの距離が短いトラクタ1cを優先して圃場間移動モードに切り替えることで、待機モードのトラクタ1bの待機時間を少なくすることができる。従って、実施形態に係る情報処理装置130によれば、圃場間移動を効率良く行うことができる。
In this way, by giving priority to the
なお、情報処理装置130は、トラクタ1bの走行ルートと、トラクタ1cの走行ルートとが重複しているため、トラクタ1bおよびトラクタ1cの間の距離が所定の閾値以上となった場合に、待機モードのトラクタ1bを圃場間移動モードに切り替えるようにしてもよい。
Since the travel route of the
また、情報処理装置130は、待機モードであるトラクタ1の燃料残量が、走行ルートの走行に消費する燃料よりも少ない場合に、燃料待機モードに切り替える。燃料待機モードは、燃料が補給されるまで待機するモードである。
Further, the
この燃料待機モードは、圃場間移動モードよりも優先順位が高い、すなわち、圃場間移動モードへの切り替えタイミングであっても、燃料待機モードを維持し、圃場間移動モードへの切り替えを禁止する。これにより、圃場間移動の途中で燃料切れによりトラクタ1が停止しないようにできる。 This fuel standby mode has a higher priority than the inter-field movement mode, that is, the fuel standby mode is maintained even at the timing of switching to the inter-field movement mode, and switching to the inter-field movement mode is prohibited. As a result, the tractor 1 can be prevented from stopping due to running out of fuel during the movement between fields.
なお、待機モードでは、トラクタ1は、圃場Fの内部における出口Foutの周辺を待機位置としたが、圃場Fの外部における出口Foutの周辺を待機位置としてもよい。かかる場合、圃場間移動を行っている他のトラクタ1の走行を妨げない位置が好ましい。 In the standby mode, the tractor 1 has the vicinity of the outlet F out inside the field F as the standby position, but the tractor 1 may have the vicinity of the outlet F out outside the field F as the standby position. In such a case, a position that does not interfere with the running of the other tractor 1 that is moving between fields is preferable.
次に、図7および図8を用いて、情報処理装置130が実行する処理の処理手順について説明する。図7は、実施形態に係る情報処理装置130が実行するモード切替処理の処理手順を示すフローチャートである。図8は、実施形態に係る情報処理装置130が実行する優先切替処理の処理手順を示すフローチャートである。
Next, the processing procedure of the processing executed by the
まず、図7を用いて、モード切替処理の処理手順について説明する。図7では、待機モード(第2モード)のトラクタ1が1台であることとする。 First, the processing procedure of the mode switching process will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, it is assumed that there is one tractor 1 in the standby mode (second mode).
図7に示すように、情報処理装置130は、複数の圃場Fにおいて、待機モードのトラクタ1が存在するか否かを判定する(ステップS101)。
As shown in FIG. 7, the
情報処理装置130は、待機モードのトラクタ1が存在する場合(ステップS101:Yes)、圃場間移動モード(第1モード)のトラクタ1が存在するか否かを判定する(ステップS102)。
When the tractor 1 in the standby mode is present (step S101: Yes), the
情報処理装置130は、圃場間移動モードのトラクタ1が存在する場合(ステップS102:Yes)、圃場間移動モードのトラクタ1が走行する走行ルートと、待機モードのトラクタ1が圃場間移動モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートとに重複区間が存在するか否かを判定する(ステップS103)。
In the
情報処理装置130は、重複区間が存在する場合(ステップS103:Yes)、圃場間移動モードのトラクタ1と、待機モードのトラクタ1との距離が所定閾値以上であるか否かを判定する(ステップS104)。
When the overlapping section exists (step S103: Yes), the
情報処理装置130は、トラクタ1同士の距離が所定閾値以上である場合(ステップS104:Yes)、待機モードから圃場間移動モードへの切り替えを指示し(ステップS105)、処理を終了する。
When the distance between the tractors 1 is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S104: Yes), the
一方、ステップS101において、情報処理装置130は、待機モードのトラクタ1が存在しない場合(ステップS101:No)、処理を終了する。
On the other hand, in step S101, the
また、ステップS102において、情報処理装置130は、圃場間移動モードのトラクタ1が存在しない場合(ステップS102:No)、ステップS105を実行する。
Further, in step S102, the
また、ステップS103において、情報処理装置130は、重複区間が存在しない場合(ステップS103:No)、ステップS105を実行する。
Further, in step S103, the
また、ステップS104において、情報処理装置130は、トラクタ1同士の距離が所定閾値未満である場合(ステップS104:No)、待機モードの維持を指示し(ステップS106)、ステップS104を実行する。
Further, in step S104, when the distance between the tractors 1 is less than a predetermined threshold value (step S104: No), the
次に、図6を用いて、優先切替処理の処理手順について説明する。 Next, the processing procedure of the priority switching process will be described with reference to FIG.
図6に示すように、まず、情報処理装置130は、複数の圃場Fにおいて、待機モードのトラクタ1が複数存在するか否かを判定する(ステップS201)。
As shown in FIG. 6, first, the
情報処理装置130は、待機モードのトラクタ1が複数存在する場合(ステップS201:Yes)、複数のトラクタ1それぞれの走行ルートを取得する(ステップS202)。
When a plurality of tractors 1 in the standby mode exist (step S201: Yes), the
つづいて、情報処理装置130は、走行ルートの距離が最も短いトラクタ1に対して待機モードから圃場間移動モードへの切り替えを指示する(ステップS203)。
Subsequently, the
つづいて、情報処理装置130は、他に待機モードのトラクタ1が残っていないかどうかを判定する(ステップS204)。情報処理装置130は、待機モードのトラクタ1が残っていない場合(ステップS204:Yes)、処理を終了する。
Subsequently, the
一方、ステップS201において、情報処理装置130は、待機モードのトラクタ1が1台である場合(ステップS201:No)、かかるトラクタ1に対して待機モードから圃場間移動モードへの切り替えを指示し(ステップS205)、処理を終了する。
On the other hand, in step S201, when the
また、ステップS204において、情報処理装置130は、他に待機モードのトラクタ1が残っていた場合(ステップS204:No)、ステップS203を実行する。
Further, in step S204, the
上述したように、実施形態に係る実施形態の一態様に係る作業車両1の制御システム100は、測位装置120により測位しながら複数の圃場Fを自律走行する複数のトラクタ1と、複数のトラクタ1それぞれの自律走行を制御する情報処理装置130と、を備え、トラクタ1は、圃場間を移動する第1モードと、圃場Fの出口Foutにおいて第1モードへの切り替わりを待機する第2モードとを有し、情報処理装置130は、第1モードである第1のトラクタ1が走行する第1走行ルートと、第2モードである第2のトラクタ1が第1モードに切り替わった場合に走行予定の第2走行ルートとが重複する場合において、第1のトラクタ1および第2のトラクタ1の間の距離を計測し、当該距離が所定の閾値以上である場合、第2のトラクタ1を第2モードから第1モードへ切り替える。これにより、安全性の高い圃場間移動を行うことができる。
As described above, the
また、上述したように、実施形態に係る実施形態の一態様に係る作業車両1の制御システム100は、測位装置120により測位しながら複数の圃場Fを自律走行する複数のトラクタ1と、複数のトラクタ1それぞれの自律走行を制御する情報処理装置130と、を備え、トラクタ1は、圃場間を移動する第1モードと、圃場Fの出口Foutにおいて第1モードへの切り替わりを待機する第2モードとを有し、情報処理装置130は、第2モードであるトラクタ1が複数存在する場合、第1モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートが短いトラクタ1から順に第1モードに切り替える。これにより、圃場間移動を効率良く行うことができる。
Further, as described above, the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments described and described above. Thus, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the overall concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
1 トラクタ
2 走行車体
3 作業機
100 制御システム
110 通信ネットワーク
120 測位装置
121 GNSSアンテナ
122 受信アンテナ
123 航法衛星
130 情報処理装置
130a 農作業支援サーバ
130b パーソナルコンピュータ
140 タブレット端末
141 記憶部
142 タッチパネル
143 制御部
144 端末通信部
150 コントローラ
151 通信部
160 作業制御装置
F 圃場
1
Claims (7)
前記複数の作業車両それぞれの自律走行を制御する情報処理装置と、
を備え、
前記作業車両は、
前記圃場間を移動する第1モードと、前記圃場の出口において前記第1モードへの切り替わりを待機する第2モードとを有し、
前記情報処理装置は、
前記第2モードである前記作業車両が複数存在する場合、前記第1モードに切り替わった場合に走行予定の走行ルートが短い前記作業車両から順に前記第1モードに切り替えること
を特徴とする作業車両の制御システム。 Multiple work vehicles traveling in multiple fields while positioning with a positioning device,
An information processing device that controls the autonomous driving of each of the plurality of work vehicles,
Equipped with
The work vehicle is
It has a first mode for moving between the fields and a second mode for waiting for switching to the first mode at the exit of the field.
The information processing device is
When there are a plurality of the work vehicles in the second mode, the work vehicle is characterized in that when the mode is switched to the first mode, the work vehicle to be traveled is switched to the first mode in order from the work vehicle having the shortest travel route. Control system.
燃料が補給されるまで待機する第3モードをさらに有し、
前記情報処理装置は、
前記第2モードである前記作業車両の燃料残量が、前記走行ルートの走行に消費する燃料よりも少ない場合に、前記第3モードに切り替えること
を特徴とする請求項1に記載の作業車両の制御システム。 The work vehicle is
It also has a third mode that waits until it is refueled,
The information processing device is
The work vehicle according to claim 1, wherein the work vehicle is switched to the third mode when the remaining fuel amount of the work vehicle in the second mode is less than the fuel consumed for traveling on the travel route. Control system.
前記第1モードである第1の作業車両が走行する第1走行ルートと、前記第2モードである第2の作業車両が前記第1モードに切り替わった場合に走行予定の第2走行ルートとが重複する場合において、前記第1の作業車両および前記第2の作業車両の間の距離を計測し、当該距離が所定の閾値以上である場合、前記第2の作業車両を前記第2モードから前記第1モードへ切り替えること
を特徴とする請求項1または2に記載の作業車両の制御システム。 The information processing device is
The first travel route on which the first work vehicle in the first mode travels and the second travel route scheduled to travel when the second work vehicle in the second mode switches to the first mode In the case of overlapping, the distance between the first work vehicle and the second work vehicle is measured, and when the distance is equal to or larger than a predetermined threshold value, the second work vehicle is moved from the second mode to the above. The work vehicle control system according to claim 1 or 2, wherein the mode is switched to the first mode.
前記第1走行ルートおよび前記第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、後続の前記作業車両の車速を、先行の前記作業車両の車速以下に設定すること
を特徴とする請求項3に記載の作業車両の制御システム。 The information processing device is
The claim is characterized in that when the traveling directions in the overlapping section of the first traveling route and the second traveling route are the same, the vehicle speed of the succeeding work vehicle is set to be equal to or lower than the vehicle speed of the preceding work vehicle. 3. The work vehicle control system according to 3.
前記第1走行ルートおよび前記第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、先行の前記作業車両の上り傾斜の走行が検出されたとき、後続の前記作業車両の車速を低下させること
を特徴とする請求項3または4に記載の作業車両の制御システム。 The information processing device is
When the traveling direction in the overlapping section of the first traveling route and the second traveling route is the same, when the traveling of the preceding work vehicle on an uphill slope is detected, the vehicle speed of the succeeding work vehicle is reduced. The work vehicle control system according to claim 3 or 4.
前記第1走行ルートおよび前記第2走行ルートの重複区間における進行方向が同じである場合、先行の前記作業車両の旋回が検出されたとき、後続の前記作業車両を一時停止させること
を特徴とする請求項3〜5のいずれか1つに記載の作業車両の制御システム。 The information processing device is
When the traveling directions in the overlapping section of the first traveling route and the second traveling route are the same, when the turning of the preceding work vehicle is detected, the succeeding work vehicle is temporarily stopped. The work vehicle control system according to any one of claims 3 to 5.
前記先行の作業車両の旋回が完了した場合、前記後続の作業車両の走行を再開すること
を特徴とする請求項6に記載の作業車両の制御システム。 The information processing device is
The work vehicle control system according to claim 6, wherein when the turning of the preceding work vehicle is completed, the traveling of the succeeding work vehicle is restarted.
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