JP2022001060A - Route generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両を自動走行させるための経路生成システムに関する。 The present invention relates to a route generation system for automatically traveling a work vehicle.
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、作業領域内において予め生成された作業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が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
かかる自動走行システムでは、複数の作業車両に対して自動走行を行わせている際に、何れかの作業車両が異常停止した場合には、遠隔操作により他の作業車両についても同時に停止させるように構成されている。
Conventionally, there is known an automatic traveling system that acquires the current position of a working vehicle using a satellite positioning system and automatically travels the working vehicle along a work path generated in advance in the work area (for example, Patent Document 1). reference.).
In such an automatic traveling system, when one of the working vehicles is abnormally stopped when a plurality of working vehicles are automatically driven, the other working vehicles are also stopped at the same time by remote control. It is configured.
自動走行システムでは、作業車両の自動走行による作業中において、作業車両を所望の退避領域に退避させる事情が生じる場合がある。例えば、空港の滑走路周囲において芝刈装置を装備した複数の作業車両を自動走行させて芝刈作業を行っている際に、これら作業車両が芝刈作業を行っている作業領域付近に航空機が緊急着陸する場合がある。その場合には、航空機の緊急着陸までに作業車両を安全な場所に退避させる必要がある。
そして、上記特許文献1のシステムでは、複数の作業車両を同時に停止させることはできるものの、これら作業車両を退避させるには、作業者が作業車両を手動で運転して退避領域まで移動させる必要があり、そのため多くの時間や労力がかかるという問題があった。
In the automatic traveling system, there may be a situation in which the working vehicle is evacuated to a desired evacuation area during the work by the automatic traveling of the working vehicle. For example, when multiple work vehicles equipped with a lawn mowing device are automatically driven around the runway of an airport to perform lawn mowing work, an aircraft makes an emergency landing near the work area where these work vehicles are mowing. In some cases. In that case, it is necessary to evacuate the work vehicle to a safe place before the emergency landing of the aircraft.
In the system of
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ための経路生成システムにおいて、作業車両を自動走行させて作業を行っている際であっても、その作業車両を迅速且つ少ない労力で任意の退避領域へ退避させることができる技術を提供する点にある。 In view of this situation, the main problem of the present invention is that in the route generation system for automatically traveling the work vehicle, even when the work vehicle is automatically traveled and the work is performed, the number of the work vehicle is quickly and small. The point is to provide a technology that can be evacuated to an arbitrary evacuation area by labor.
本発明の一態様に係る経路生成システムは、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ための目標走行経路を生成する走行経路生成部と、退避領域を設定する退避領域設定部と、を備える。前記走行経路生成部は、前記目標走行経路として、作業用の作業経路とは別に、退避指示の入力に伴って、前記作業車両を自動走行させて前記退避領域設定部で設定された退避領域に退避させるための退避経路を生成する。 The route generation system according to one aspect of the present invention has a travel route generation unit that generates a target travel route for automatically traveling the work vehicle based on the current position of the work vehicle, and a retraction area setting unit that sets a backup area. And. The travel route generation unit automatically travels the work vehicle as the target travel route in accordance with the input of the evacuation instruction in addition to the work route for work, and moves to the evacuation area set by the evacuation area setting unit. Generate an evacuation route for evacuation.
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。
An embodiment of a work vehicle to which the automatic traveling system according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
In this automatic traveling system, as shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, this automatic traveling system includes an
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。
The
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の一例である芝刈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を芝刈仕様に構成することができる。トラクタ1の後部には、芝刈装置に代えて、ロータリ耕耘装置、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。
The
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、芝刈装置等の作業装置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、芝刈装置等の作業装置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。
As shown in FIG. 2, the
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。
An electronically controlled gasoline engine equipped with an electronic governor may be adopted as the
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。
Inside the
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、芝刈装置等の作業装置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。
As shown in FIG. 2, the vehicle-mounted
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、走行領域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。
As shown in FIG. 2, the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 2, the
走行経路生成部53が目標走行経路P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Pの生成対象となる走行領域S(図3参照)を例えば空港の滑走路周囲の芝部としており、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。
When the travel
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の現在位置等から走行領域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走行領域Sの形状及び位置を特定し、その特定した走行領域Sの形状及び位置から特定した走行領域Sを含む走行領域データを取得している。図3では、矩形状の走行領域Sが特定された例を示している。
Explaining the acquisition of the traveling area data, when the user or the like drives and actually drives the
特定された走行領域S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Pを生成する。
When the travel area data including the shape and position of the specified travel area S is stored in the
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、作業用の目標走行経路Pである作業経路P1を生成している。例えば、作業経路P1は、直進経路やそれらを繋ぐ連結経路等で構成される。ちなみに、図3に示す作業経路P1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。
As shown in FIG. 3, the travel
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Pの方位角、及び、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。
The target travel route P generated by the travel
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。
In this way, when the travel
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。
Regarding the transfer of route data, the entire route data can be transferred from the terminal
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。
When starting the automatic running of the
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、芝刈装置等の作業装置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。
The automatic running control includes automatic shift control that automatically controls the operation of the
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。
In the automatic shift control, the
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。
In the automatic braking control, the
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。
In the automatic steering control, the steering
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(例えば芝刈作業)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。
In the automatic work control, the work
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。
In this way, in the
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。
In this embodiment, it is possible not only to automatically drive the
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。
When a user or the like is on board the
以上が自動走行システムの基本構成であるが、本実施形態の自動走行システムは、トラクタ1を自動走行させて作業を行っている際であっても、そのトラクタ1を迅速且つ少ない労力で任意の退避領域S2へ退避させるための特徴構成を有する。以下、その特徴構成についての実施形態を説明する。
The above is the basic configuration of the automatic driving system, but in the automatic driving system of the present embodiment, even when the
〔第1実施形態〕
以下、第1実施形態の自動走行システムの詳細について説明する。
本実施形態では、図3に示すように、走行領域データには、作業領域S1の形状や位置等を含む作業領域データと、退避領域S2の形状や位置等を含む退避領域データが含まれている。これら走行領域データは、上述の如く、空港の地図情報や位置情報等を用いて、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。
尚、走行領域Sは、トラクタ1が自動走行可能な領域であり、その走行領域Sには、作業領域S1と退避領域S2とが含まれている。また、作業領域S1は、走行領域S内に予め設定されており、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、芝刈等の作業)を行う領域となっている。
一方、退避領域S2は、後述する退避領域設定部56により走行領域S内に予め設定されており、緊急時等において上記作業領域S1からトラクタ1が退避する領域となっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the details of the automatic traveling system of the first embodiment will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the traveling area data includes the work area data including the shape and position of the work area S1 and the evacuation area data including the shape and position of the evacuation area S2. There is. As described above, these traveling area data are preset by the user's operation on the
The traveling area S is an area where the
On the other hand, the evacuation area S2 is preset in the traveling area S by the evacuation
図2に示す携帯通信端末3の端末電子制御ユニット52は、上記退避領域S2を設定する退避領域設定部56として機能する。具体的に、退避領域設定部56は、退避領域S2を設定するための入力案内を表示部51に表示し、ユーザ等がその入力案内に基づいて退避領域S2の形状や位置等を含む退避データを直接入力する。すると、退避領域設定部56は、入力された退避データを端末記憶部54に格納する形態で、退避領域S2の設定を完了する。
The terminal
そして、走行経路生成部53は、作業領域S1内において、作業用の目標走行経路Pである作業経路P1を生成し、車載電子制御ユニット18は、その作業経路P1に沿ってトラクタ1を自動走行させながら、作業装置制御部183により作業装置12を作業用自動制御して、所定の作業(例えば芝刈作業)を行うことができる。
Then, the travel
更に、この作業領域S1内では、上記のようなトラクタ1が複数自動走行されて共同で作業が行われている。このような複数のトラクタ1にて共同で作業を行うに当たり、例えば、作業領域S1を複数の領域に区分けして各領域を1台のトラクタ1が作業するように自動走行させることが可能である。或いは、作業領域S1の全体に亘って複数のトラクタ1が横方向に並ぶ状態で自動走行させることも可能であり、作業領域S1において複数のトラクタ1をどのように自動走行させるかは適宜変更可能である。図3に示すものでは、2台のトラクタ1にて共同で作業している場合を示しているが、作業領域S1を作業するのは、1台のトラクタ1でも、3台以上のトラクタ1でもよい。
また、携帯通信端末3は、これら複数のトラクタ1に対して共通のものとして構成されている。
Further, in this work area S1, a plurality of
Further, the
この車載電子制御ユニット18は、上記のように作業領域S1内においてトラクタ1を自動走行させて作業を行っている間の作業中において、携帯通信端末3側から所定の退避指示が入力されると、その入力に伴って、作業領域S1内の現在位置から退避領域設定部56により予め設定された退避領域S2に至る退避経路P2に沿ってトラクタ1を自動走行させる形態で、当該トラクタ1を退避領域S2に退避させる自動退避処理を実行するように構成されている。
また、作業領域S1内において作業中のトラクタ1が複数ある場合には、携帯通信端末3からそれら複数のトラクタ1の車載電子制御ユニット18に対して同時に退避指示が入力され、その退避指示が入力されたトラクタ1の車載電子制御ユニット18が上記自動退避処理を実行する。
このような構成により、退避指示の入力に伴って自動退避処理が実行されることにより、作業領域S1内において作業中の複数のトラクタ1の全てを迅速且つ少ない労力で任意の退避領域S2へ退避させることができるようになる。
以下、自動走行システムにおいて自動退避処理を実行するための制御フローについて図4を参照して、説明する。
When the in-vehicle
When there are a plurality of
With such a configuration, the automatic evacuation process is executed in response to the input of the evacuation instruction, so that all of the plurality of
Hereinafter, the control flow for executing the automatic evacuation process in the automatic traveling system will be described with reference to FIG.
携帯通信端末3にて、ユーザが表示部51を操作して退避指示が入力されると(ステップ#1のYes)、携帯通信端末3の端末電子制御ユニット52は、作業領域S1内で作業中のトラクタ1の現在位置を参照するとともに、端末記憶部54に予め記憶された退避領域S2に関する退避領域データを参照して、走行経路生成部53により、トラクタ1の現在位置から退避領域S2への退避経路P2を生成する(ステップ#2)。ここで、走行経路生成部53は、トラクタ1の現在位置と退避領域S2との間の走行距離が最短距離になるように退避経路P2を生成することができる。
尚、上記退避経路P2内において退避したトラクタ1が到着する退避位置については、退避開始時のトラクタ1の現在位置を考慮して退避経路P2が最短となる退避位置とすることができる。
When the user operates the
The evacuation position where the
上記携帯通信端末3に入力される退避指示には、退避領域S2への退避にかかる時間として許容される制限時間が含まれている。そして、端末電子制御ユニット52は、この退避指示に含まれる制限時間と、走行経路生成部53で生成した退避経路P2の距離とに基づいて、退避経路P2を自動走行する際のトラクタ1の走行速度の下限となる退避下限走行速度を求め、退避領域に退避させる際のトラクタ1の退避走行速度を、その退避下限走行速度以上の走行速度に設定する(ステップ#3)。
そして、このように設定した退避走行速度と共に、走行経路生成部53で生成した退避経路P2を含む退避経路データが、携帯通信端末3からトラクタ1に転送される。
The evacuation instruction input to the
Then, along with the evacuation travel speed set in this way, the evacuation route data including the evacuation route P2 generated by the travel
次に、このような退避経路データを受信したトラクタ1の車載電子制御ユニット18は、退避経路データに含まれる退避経路P2に沿ったトラクタ1の自動走行を開始する(ステップ#7)前に、退避経路データに含まれる退避走行速度が、直前の作業中におけるトラクタ1の走行速度である作業走行速度以下であるか否かを判定する(ステップ#4)。
Next, the vehicle-mounted
そして、退避走行速度が作業走行速度以下である場合(ステップ#4のYes)には、トラクタ1が作業走行速度で退避経路P2に沿って自動走行しても制限時間までに退避領域S2に到着すると判断できる。このことから、車載電子制御ユニット18は、トラクタ1の走行速度を作業走行速度に設定し、作業装置12を作動状態としてトラクタ1に作業を継続させた状態(ステップ#5)で、退避経路P2に沿ってトラクタ1を自動走行させる自動退避処理(ステップ#7)を開始する。すると、制限時間までにトラクタ1を退避領域S2に確実に退避させることができる上に、退避経路P2上においてもトラクタ1による作業が継続されることで、トラクタ1の退避に伴う作業効率の低下が軽減される。
When the evacuation travel speed is equal to or lower than the work travel speed (Yes in step # 4), the
一方、退避走行速度が作業走行速度よりも大きい場合(ステップ#4のNo)には、制限時間までに退避領域S2に到着するためには、作業走行速度よりも早い速度で退避経路P2に沿った自動走行を行う必要がある。このことから、車載電子制御ユニット18は、トラクタ1の走行速度を退避走行速度又はそれ以上に設定し、作業装置12を非作動状態としてトラクタ1に作業を停止させた状態(ステップ#6)で、退避経路P2に沿ってトラクタ1を自動走行させる自動退避処理(ステップ#7)を開始する。すると、制限時間までにトラクタ1を退避領域S2に確実に退避させることができる。
On the other hand, when the evacuation travel speed is higher than the work travel speed (No in step # 4), in order to reach the evacuation region S2 by the time limit, the evacuation route P2 is faster than the work travel speed. It is necessary to carry out automatic driving. For this reason, the in-vehicle
また、携帯通信端末3の端末記憶部54には、上述の退避指示の入力時におけるトラクタ1の現在位置である退避開始位置が記憶されている。
そして、この車載電子制御ユニット18は、上述の自動退避処理(ステップ#7)によりトラクタ1を退避領域S2に退避させた場合において、携帯通信端末3側から所定の退避解除指示が入力されると、その入力に伴って、図3に示すように、現在位置から退避開始位置に至る復帰経路P3に沿ってトラクタ1を自動走行させる形態で、当該トラクタ1を退避開始位置に復帰させる自動復帰処理を実行するように構成されている。
これにより、一旦退避領域S2に退避させたトラクタ1を簡単に作業領域S1内の元の位置に復帰させて、当該トラクタ1による作業を再開させることができる。この場合には、走行経路生成部53が、退避領域S2に退避したトラクタ1の現在位置と退避開始位置との間の走行距離が最短距離になるように復帰経路P3を生成することができる。
Further, the
Then, when the in-vehicle
As a result, the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態の自動走行システムの詳細について説明する。
尚、本実施形態の自動走行システムは、前述の第1実施形態の自動走行システムに対して、走行領域Sにおける作業領域S1と退避領域S2の区画状態や、退避領域S2を設定する退避領域設定部56の詳細構成についてのみ相違する。よって、以下の説明において、前述の第1実施形態と同様の構成については詳細な説明を割愛する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the details of the automatic traveling system of the second embodiment will be described.
The automatic traveling system of the present embodiment sets the division state of the work area S1 and the evacuation area S2 in the traveling area S and the evacuation area setting for setting the evacuation area S2 with respect to the automatic traveling system of the first embodiment described above. Only the detailed configuration of the
本実施形態では、図5に示すように、前述の第1実施形態と同様に、走行領域Sは、トラクタ1が自動走行可能な領域であり、その走行領域Sには、作業領域S1と緊急脱出範囲S3とが含まれている。また、作業領域S1において、緊急脱出範囲S3外の領域が、緊急時等において緊急脱出範囲S3からトラクタ1が退避する退避領域S2となっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the traveling area S is an area where the
図2に示す携帯通信端末3の端末電子制御ユニット52は、上記退避領域S2を設定する退避領域設定部56として機能する。具体的に、退避領域設定部56は、緊急脱出範囲S3を設定するための入力案内を表示部51に表示し、ユーザ等がその入力案内に基づいて緊急脱出範囲S3の形状や位置等を直接入力する。すると、退避領域設定部56は、作業領域S1内において緊急脱出範囲S3外の領域を退避領域S2として設定し、それら緊急脱出範囲S3及び退避領域S2に形状や位置等を含む退避データを端末記憶部54に格納する形態で、退避領域S2の設定を完了する。
The terminal
トラクタ1の車載電子制御ユニット18は、作業領域S1内においてトラクタ1を自動走行させて作業を行っている間の作業中において、携帯通信端末3側から所定の退避指示が入力されると、トラクタ1の現在位置が緊急脱出範囲S3内であるか否かを判定する。そして、緊急脱出範囲S3内に位置するトラクタ1の車載電子制御ユニット18は、上記第1実施形態と同様に、作業領域S1内の現在位置から退避領域設定部56により予め設定された退避領域S2に至る退避経路P2に沿ってトラクタ1を自動走行させる形態で、当該トラクタ1を退避領域S2に退避させる自動退避処理を実行する。
一方、緊急脱出範囲S3外の退避領域S2内に位置するトラクタ1の車載電子制御ユニット18は、トラクタ1を現在位置である退避領域S2内で停止させる。
このような構成により、退避指示の入力に伴って自動退避処理が実行されることにより、緊急脱出範囲S3内において作業中の複数のトラクタ1の全てを迅速且つ少ない労力で任意の緊急脱出範囲S3外の退避領域S2へ退避させることができるようになる。
The in-vehicle
On the other hand, the in-vehicle
With such a configuration, the automatic evacuation process is executed in response to the input of the evacuation instruction, so that all of the plurality of
〔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。
[Another Embodiment]
Other embodiments of the present invention will be described. It should be noted that the configurations of the respective embodiments described below are not limited to being applied independently, but can also be applied in combination with the configurations of other embodiments.
(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。
(1) The configuration of the work vehicle can be changed in various ways.
For example, the work vehicle may be configured to have a hybrid specification including an
For example, the work vehicle may be configured as a semi-crawler specification having left and right crawlers instead of the left and right
For example, the work vehicle may be configured with rear wheel steering specifications in which the left and right
(2)上記実施形態において、トラクタ1側の車載電子制御ユニット18は、自動退避処理において、携帯通信端末3側の走行経路生成部53で生成された退避経路P2に沿ってトラクタ1を自動走行させるように構成したが、退避経路P2については、車載電子制御ユニット18が自ら生成しても構わず、また、状況に応じて逐次退避経路S2を変更しながらトラクタ1の自動走行を行っても構わない。また、このような退避経路P2の生成を省略して、別の方法でトラクタ1を自動走行させて退避領域S2に退避させるように構成しても構わない。
(2) In the above embodiment, the in-vehicle
<発明の付記>
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、
退避領域を設定する退避領域設定部を備え、
前記制御部が、退避指示の入力に伴って、前記作業車両を自動走行させて前記退避領域設定部で設定された退避領域に退避させる自動退避処理を実行する点にある。
<Supplementary note of invention>
The first feature configuration of the present invention is an automatic traveling system including a control unit for automatically traveling the working vehicle based on the current position of the working vehicle measured by using a satellite positioning system.
Equipped with a save area setting unit that sets the save area
The control unit automatically runs the work vehicle in response to the input of the evacuation instruction and executes an automatic evacuation process for evacuation to the evacuation area set by the evacuation area setting unit.
本構成によれば、制御部は、退避指示が入力されるまでは、作業車両を作業用の作業経路に沿って自動走行させて作業を行い、その際に退避指示が入力されると、自動退避処理を実行することができる。そして、この自動退避処理では、例えば現在位置から退避領域設定部で設定された退避領域に至る退避経路に沿って作業車両を自動走行させる形態で、当該作業車両を自動走行させて退避領域に退避させることができる。
従って、本発明により、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作業を行っている際であっても、その作業車両を迅速且つ少ない労力で任意の退避領域へ退避させることができる技術を提供することができる。
According to this configuration, the control unit automatically runs the work vehicle along the work path for work until the evacuation instruction is input, and when the evacuation instruction is input at that time, the control unit automatically runs. Evacuation processing can be executed. Then, in this automatic evacuation process, for example, the work vehicle is automatically driven along the evacuation route from the current position to the evacuation area set by the evacuation area setting unit, and the work vehicle is automatically driven and evacuated to the evacuation area. Can be made to.
Therefore, according to the present invention, in the automatic traveling system for automatically traveling the work vehicle, the work vehicle is quickly and with little effort to be retracted to an arbitrary evacuation area even when the work vehicle is automatically traveled for work. It is possible to provide a technology that can be made to.
本発明の第2特徴構成は、複数の作業車両が有する夫々の前記制御部に対して無線通信可能な携帯通信端末を備え、
前記携帯通信端末が、前記複数の作業車両の夫々の前記制御部に対して同時に退避指示を入力可能に構成されている点にある。
The second characteristic configuration of the present invention includes a mobile communication terminal capable of wireless communication with each of the control units of the plurality of work vehicles.
The point is that the mobile communication terminal is configured to be able to input evacuation instructions to the control units of each of the plurality of work vehicles at the same time.
本構成によれば、複数の作業車両を自動走行させて作業を行っている場合であっても、共通の携帯通信端末に対する単一の操作により、それら複数の作業車両が有する夫々の制御部に対して退避指示を入力して、それら複数の作業車両を予め設定された退避領域に退避させることができる。 According to this configuration, even when a plurality of work vehicles are automatically driven to perform work, a single operation on a common mobile communication terminal can be applied to each control unit of the plurality of work vehicles. On the other hand, by inputting an evacuation instruction, the plurality of work vehicles can be evacuated to a preset evacuation area.
本発明の第3特徴構成は、前記退避指示が、前記退避領域への退避にかかる時間として許容される制限時間を含み、
前記制御部が、前記自動退避処理の実行を開始するにあたり、前記作業車両の現在位置から前記退避領域に至る距離と前記制限時間とに基づいて、前記退避領域に退避させる際の前記作業車両の走行速度である退避走行速度を設定する点にある。
The third characteristic configuration of the present invention includes a time limit in which the evacuation instruction is allowed as the time required for evacuation to the evacuation area.
When the control unit starts executing the automatic evacuation process, the work vehicle is evacuated to the evacuation area based on the distance from the current position of the work vehicle to the evacuation area and the time limit. The point is to set the evacuation running speed, which is the running speed.
本構成によれば、制御部は、退避指示が入力されて自動退避処理を実行するにあたり、退避指示に含まれる制限時間と、作業車両の現在位置から前記退避領域に至る距離とから、制限時間までに退避領域に到着するのに必要な作業車両の走行速度の下限となる退避下限走行速度を求めることができる。そして、制御部は、自動退避処理を実行して作業車両を自動走行させて退避領域に退避させる際の当該作業車両の走行速度を上記決定した退避下限走行速度以上に設定して、作業車両を制限時間までに確実に退避領域に到着させることができる。 According to this configuration, when the evacuation instruction is input and the automatic evacuation process is executed, the control unit has a time limit based on the time limit included in the evacuation instruction and the distance from the current position of the work vehicle to the evacuation area. It is possible to obtain the evacuation lower limit traveling speed, which is the lower limit of the traveling speed of the work vehicle required to reach the evacuation area by. Then, the control unit sets the traveling speed of the work vehicle when the work vehicle is automatically driven to the evacuation area by executing the automatic evacuation process to be equal to or higher than the determined evacuation lower limit traveling speed, and sets the work vehicle to the evacuation area. It is possible to reliably arrive at the evacuation area by the time limit.
本発明の第4特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、前記制御部が、前記退避走行速度が所定の作業走行速度以下である場合に、前記退避領域に向けて自動走行させる前記作業車両に作業を継続させる点にある。 In the fourth feature configuration of the present invention, in addition to the third feature configuration, the operation in which the control unit automatically travels toward the retracted region when the retracted traveling speed is equal to or lower than a predetermined working traveling speed. The point is to keep the vehicle working.
本構成によれば、上記制御部は、退避領域に向かう自動走行時における作業車両の退避走行速度が例えば作業中の作業車両の走行速度である作業走行速度以下である場合には、退避領域に向かう自動走行中の作業車両に作業を継続させることができ、作業車両の退避に伴う作業効率の低下を軽減することができる。 According to this configuration, when the evacuation running speed of the work vehicle during automatic running toward the evacuation area is equal to or lower than the work running speed, which is the running speed of the working vehicle, for example, the control unit is set in the evacuation area. It is possible to continue the work to the work vehicle that is heading for automatic traveling, and it is possible to reduce the decrease in work efficiency due to the evacuation of the work vehicle.
本発明の第5特徴構成は、前記退避領域設定部が、前記作業車両を自動走行させて作業を行う作業領域内における緊急脱出範囲の入力を受け付けて、前記作業領域内において前記緊急脱出範囲外の領域を前記退避領域として設定する点にある。 In the fifth feature configuration of the present invention, the evacuation area setting unit accepts an input of an emergency escape range in the work area where the work vehicle is automatically driven to perform work, and the evacuation area setting unit is out of the emergency escape range in the work area. The point is to set the area of the above as the evacuation area.
退避領域設定部は、作業車両が作業を行う作業領域に関係なく退避領域の設定を直接受け付けて設定するように構成することもできるが、本構成によれば、作業領域内において、退避指示の入力時には脱出すべき緊急脱出範囲の入力を受け付ける形態で、作業領域内におけるそれ以外の範囲を退避領域として設定することができる。
このことにより、退避指令の入力時において、緊急脱出範囲内で作業中の作業車両に対してのみ自動退避処理を実行させて、当該緊急脱出範囲から確実に脱出させることができる。
The evacuation area setting unit may be configured to directly accept and set the evacuation area setting regardless of the work area in which the work vehicle works, but according to this configuration, the evacuation instruction is given in the work area. At the time of input, the other range in the work area can be set as the evacuation area in a form of accepting the input of the emergency escape range to be escaped.
As a result, when the evacuation command is input, the automatic evacuation process can be executed only for the work vehicle working within the emergency evacuation range, and the evacuation can be reliably escaped from the emergency evacuation range.
本発明の第6特徴構成は、前記制御部が、退避解除指示の入力に伴って、前記作業車両を自動走行させて前記自動退避処理の開始時の前記作業車両の位置である退避開始位置に復帰させる自動復帰処理を実行する点にある。 In the sixth characteristic configuration of the present invention, the control unit automatically drives the work vehicle in response to the input of the evacuation release instruction to the evacuation start position, which is the position of the work vehicle at the start of the automatic evacuation process. The point is to execute the automatic return processing to restore.
本構成によれば、制御部は、退避解除指示が入力されると、自動復帰処理を実行することができる。そして、この自動復帰処理では、退避領域に退避している作業車両に対して、例えばその位置から事前に記憶しておいた自動退避処理の開始時の作業車両の位置である退避開始位置に至る復帰経路に沿って作業車両を自動走行させる形態で、当該作業車両を上記退避開始位置に復帰させることができ、その状態から作業車両を自動走行させて作業を再開することができる。 According to this configuration, the control unit can execute the automatic return process when the save release instruction is input. Then, in this automatic return processing, for the work vehicle retracted to the evacuation area, for example, from that position to the evacuation start position which is the position of the work vehicle at the start of the automatic evacuation process stored in advance. The work vehicle can be returned to the evacuation start position in the form of automatically traveling the work vehicle along the return route, and the work vehicle can be automatically traveled from that state to resume the work.
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)
P2 退避経路
P3 復帰経路
S1 作業領域
S2 退避領域
S3 緊急脱出範囲
1 Tractor (working vehicle)
18 In-vehicle electronic control unit (control unit)
52 Terminal electronic control unit (control unit)
P2 Evacuation route P3 Return route S1 Work area S2 Evacuation area S3 Emergency escape range
Claims (5)
退避領域を設定する退避領域設定部と、を備え、
前記走行経路生成部は、前記目標走行経路として、作業用の作業経路とは別に、退避指示の入力に伴って、前記作業車両を自動走行させて前記退避領域設定部で設定された退避領域に退避させるための退避経路を生成する、
経路生成システム。 A travel route generator that generates a target travel route for automatically traveling the work vehicle based on the current position of the work vehicle, and a travel route generation unit.
It is equipped with a save area setting unit that sets the save area.
The travel route generation unit automatically travels the work vehicle as the target travel route in accordance with the input of the evacuation instruction in addition to the work route for work, and moves to the evacuation area set by the evacuation area setting unit. Generate an evacuation route to evacuate,
Route generation system.
請求項1に記載の経路生成システム。 When the evacuation travel speed corresponding to the evacuation route is equal to or less than the work travel speed corresponding to the work route immediately before the evacuation route is generated, the travel speed of the work vehicle in the evacuation route is set to the work travel speed. do,
The route generation system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の経路生成システム。 When the evacuation travel speed corresponding to the evacuation route is larger than the work travel speed corresponding to the work route immediately before the evacuation route is generated, the travel speed of the work vehicle in the evacuation route is set to be equal to or higher than the evacuation travel speed. Set,
The route generation system according to claim 1 or 2.
前記退避走行速度は、前記作業車両の現在位置から前記退避領域に至る距離と前記制限時間とに基づいて設定される、
請求項2又は3に記載の経路生成システム。 The evacuation instruction includes a time limit allowed as the time required for evacuation to the evacuation area.
The evacuation running speed is set based on the distance from the current position of the work vehicle to the evacuation area and the time limit.
The route generation system according to claim 2 or 3.
請求項1〜4の何れか1項に記載の経路生成システム。 The travel route generation unit generates the evacuation route so that the travel distance between the current position of the work vehicle and the evacuation region is the shortest distance.
The route generation system according to any one of claims 1 to 4.
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