JP2022065386A

JP2022065386A - 作業車監視システム

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Publication number: JP2022065386A
Application number: JP2020173938A
Authority: JP
Inventors: 純一湯浅; Junichi Yuasa
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2040-10-15
Also published as: US20220117144A1; EP3992744A1; EP3992744B1; JP7433189B2

Abstract

【課題】無線操作する監視者の位置が変化しても、自動走行作業車と監視者との間の良好な無線通信状態を維持することができる作業車監視システムを提供する。【解決手段】作業車監視システムは自動走行可能な作業車１と監視端末４と中継装置７とを備え、作業車１は監視カメラ３と車両無線通信部６１とを有し、監視端末４は、監視カメラ３の撮影画像を表示可能なモニタと端末無線通信部４３とを有し、中継装置７は作業車１と監視端末４との間のデータ通信を中継し、監視端末４には、作業車１との間の無線通信状況を示す第１通信状況、作業車１と中継装置７との間の無線通信状況を示す第２通信状況、中継装置７と作業車１との間の無線通信状況を示す第３通信状況を報知する通信状況報知部４５を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、自動走行可能な作業車との間で無線通信可能な監視端末を用いて、当該作業車の走行状態が監視される作業車監視システムに関する。

無線データ通信により作業車から送られてくる情報を用いて走行状態を監視する場合、作業車と監視端末との間の無線通信状態が重要となる。一般的な使用目的のための無線使用においては、法的に無線の到達距離が制限されている。このため、作業車と監視端末との距離が長くなると、無線通信状態が悪くなり、作業車からの情報が途絶えてしまう。これを回避するためには、監視端末を持つ監視者が作業車を追いかける必要があるが、作業地が広大な場合、監視者に大きな負担がかかる。

特許文献１による周辺状況捕捉システムでは、有人操作地点から操作ユニットを用いて無人走行車を遠隔操作するための遠隔操作信号と、無人走行車の周辺状況を操作ユニットに通知するための周辺状況信号とが、有人操作地点から監視地点に至る信号伝送経路中に設置された中継器を介して伝送される。周辺状況信号は無人走行車に搭載された周辺状況捕捉手段によって生成される。無人走行車には、中継器が積み込まれており、設置した中継器と無人走行車との距離が長くなり、中継器と無人走行車との間の無線通信状態が悪くなると、その位置に中継器が設置される。複数の中継機を数珠つなぎすることで、遠くまで走行した無人走行車と操作ユニットとの間の無線通信が可能となる。

特許文献２による無人建設機械の遠隔操縦装置では、無人建設機械に搭載された監視用カメラによって撮像された画像が有人操作部に無線伝送される。この画像を見ながら、監視者が有人操作部を操作する。有人操作部から無線伝送された操作信号により無人建設機械は遠隔操縦される。その際、有人操作部と無人建設機械との間に、操作信号と画像信号とを中継する送信機と受信機とを搭載した無人中継車が配置されている。有人操作部と無人建設機械との間に複数の無人中継車が直列的に順次配置されることにより、つまり複数の無人中継車の数珠つなぎにより、互いに遠く離れた有人操作部と無人中継車との間でも、操作信号と画像信号とが無線伝送される。

特開２０１８－１３２３２６号公報特開平８－８４３７５号公報

特許文献１による周辺状況捕捉システムでは、無人走行車が有人操作地点から直線的に離れていく場合には、その間に中継器を配置することで、有人操作地点と無人走行車との間の良好な無線通信が確立される。しかしながら、一般の作業地での作業車による作業では、例えば圃場におけるトラクタ等の圃場作業では、作業地は多角形状に広がっている。そのような形状の作業地に対する作業において、順次中継器を配置していく無線中継方法では、互いの中継範囲が重複する無駄な中継器が増加する問題が生じる。

特許文献２による遠隔操縦装置では、中継器自体が無人中継車として自由に移動することができるので、中継器は、融通性をもって使用される。しかしながら、無人建設機械の無線操作のために、さらに無人中継車を投入することは、その投入コストが大きくなるだけでなく、無人建設機械と無人中継車とを無線操作することは、作業監視者にとっての負担も大きくなる。

さらに特許文献１及び特許文献２においても、無人走行車を無線操作する無線操作器自体が移動することは考慮されていない。しかしながら、実際には、監視者が無線操作器を携帯し、無人走行車を目視するために、ある程度無人走行車を追いかけていくことは少なくない。この場合、無線操作器、中継器、無人走行車の間の距離が変化することになり、その結果、それぞれの間の無線通信状態が変動するという問題が生じる。
このような実情に鑑み、本発明の目的は、無線操作する監視者の位置が変化しても、自動走行作業車と監視者との間の良好な無線通信状態を維持することができる作業車監視システムを提供することである。

本発明による作業車監視システムは、自動走行可能な作業車と、監視端末と、中継装置とを備え、
前記作業車は、衛星測位ユニットと監視カメラと車両無線通信部と自動走行制御部とを有し、
前記監視端末は、監視者によって操作される操作部と、前記監視カメラの撮影画像を表示可能なモニタと、端末無線通信部とを有し、
前記中継装置は、前記車両無線通信部と前記端末無線通信部との間のデータ通信を中継し、
前記監視端末には、前記端末無線通信部と前記車両無線通信部との間の無線通信状況を示す第１通信状況、前記端末無線通信部と前記中継装置との間の無線通信状況を示す第２通信状況、前記中継装置と前記車両無線通信部との間の無線通信状況を示す第３通信状況を報知する通信状況報知部、及び、前記データ通信を通じて前記第３通信状況を取得する通信状況取得部が備えられている。

この構成では、監視者は、常に、監視端末を通じて、監視端末と作業車との間の無線通信状況(無線通信状態)、監視端末と中継装置との間の無線通信状況、中継装置と作業車との間の無線通信状況を把握することができる。無線通信を行っている機器同士は、相手からの無線通信の通信状況は検知することができるが、他の機器同士が行っている無線通信の通信状況は検知できない。この発明では、データ通信を通じて、監視端末側で、中継装置と作業車との間の無線通信状況を把握することができる。これにより、中継装置と作業車との間の無線通信状況の悪化が、監視端末と作業車との間の無線通信の不良をもたらしている場合でも、そのことを即座に把握することができる。その結果、そのような無線通信の不良を回復するために、監視端末と中継装置と作業車との位置関係の改善を即座に行うことができる。なお、ここでの無線通信状況には、無線機器同士の位置関係から無線通信に悪影響を及ぼす種々の因子が含まれており、例えば、無線受信感度、無線通信速度、無線通信品質などである。

監視端末による、監視端末と中継装置と作業車との間の無線通信における無線通信状況を、分かり易く、迅速に報知するためには、それぞれの通信状況をモニタ表示することが好適である。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記通信状況報知部は、前記モニタに、前記第１通信状況と前記第２通信状況と前記第３通信状況とを表示する。

中継装置を有効活用するために、中継装置が作業地の中に配置されると、作業車の走行障害物になる。このため、作業車との接触による破損を避けるためには、中継装置は、少なくとも１度は、その設置場所を変更しなければならない。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記中継装置は、前記作業車の作業中に位置変更可能な移動可能装置である。中継装置の移動は、簡単には、監視者による持ち運びによって行うことができる。もちろん、中継装置が走行機能または飛行機能を備えてもよい。

無線通信状況の悪化による無線通信不良を改善するためには、監視端末（監視者）と中継装置と作業車との間の正確な位置関係を知る必要がある。しかしながら、作業地が広大な場合、監視者が目視で、中継装置や作業車の正確な位置関係を確認することは難しい。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記監視端末の現在位置を示す端末位置と前記作業車の現在位置を示す車両位置と前記中継装置の設置位置とが前記監視端末に記録され、前記端末位置と前記車両位置と前記設置位置とが前記モニタの地図画面に表示される。監視者は、この地図画面を見ることで、監視端末と中継装置と作業車との間の正確な位置関係を知ることで、無線通信不良を改善することができる。

端末位置、車両位置、設置位置が分かると、監視端末と中継装置と作業車との間の相互距離が演算できる。通信状況が相互距離（離間距離）に依存する場合、長くなり過ぎた相互距離を短くすることが、悪化した通信状況を回復するための通信状況回復策となる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第１通信状況、前記第２通信状況、前記第３通信状況の少なくとも１つが所定レベル以下になった場合に、通信状況回復のための回復策を演算する状況回復策演算部が、前記監視端末に備えられている。例えば、回復策が長くなっている相互距離を短くすることであれは、監視端末または中継装置の位置を適切に変更することで、無線通信が遮断する前に、当該相互距離を短くし、良好な無線通信を維持できる。

監視端末と中継装置と作業車との間の相互距離の変化から通信状況の悪化挙動を推定する場合、作業車の走行方向を考慮しなければならない。今後、さらに通信状況が悪化するかどうかは、作業車の現在位置や既作業地を示す走行軌跡やこれから走行すべき走行経路などを含む走行挙動に依存する。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記状況回復策演算部は、前記作業車の走行挙動と、前記中継装置の設置位置と、前記監視端末の現在位置とに基づいて、前記回復策を演算する。

監視端末のモニタには、作業車に搭載された監視カメラからの撮影画像が表示されるので、監視者は、その撮影画像から作業車の周辺状況を含む走行状態を監視することができる。作業車の異常や走行障害物の存在などの問題を見つけた場合、この問題を取り除くために、監視者が、監視端末を通じて作業車を遠隔操縦（停車や旋回など）できると好都合である。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記自動走行制御部を制御するための前記操作部による操作指令が、前記端末無線通信部から前記車両無線通信部に無線送信される。

作業車の自動走行では、自車位置の算出のために衛星測位ユニットが用いられるが、高精度の位置測定には、ＲＴＫ－ＧＰＳと呼ばれる衛星測位システムが必要となる。このＲＴＫ－ＧＰＳシステムでは、作業車に搭載された衛星測位ユニットは、無線通信等を利用して、地上に設置した基地局からの補正データを受信する必要がある。こＲＴＫ－ＧＰＳシステムの補正データの無線通信が、本発明の作業車監視システムに組み込まれると、補正データのための無線通信の信頼性が高くなり好都合である。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、衛星からの電波に基づいて生成した補正データを前記衛星測位ユニットに与える基地局ユニットが備えられ、前記衛星測位ユニットは、前記車両無線通信部は、前記補正データを、前記基地局ユニットから直接に、または中継装置を介して前記基地局ユニットから受け取る。

作業車監視システムの概要を示す模式図である。自動走行可能な作業車の一例であるトラクタの側面図である。監視カメラの取り付け位置を説明するためのトラクタの概略平面図である。作業車監視システムにおける各機能部を示す機能ブロック図である。作業車監視システムにおけるデータの流れを示すデータ流れ図である。複数の中継装置が投入されている作業車監視システムにおけるデータの流れを示すデータ流れ図である。トラクタ、中継装置、監視端末の位置を示すモニタ画面図である。作業車監視システムの概要を示す模式図である。作業車監視システムにおけるデータの流れを示すデータ流れ図である。

図面を用いて、本発明による作業車監視システムを説明する。図１には、衛星測位情報を含んだ電波を衛星ＳＡから受信しながら、衛星航法を用いて、圃場（作業地の一例）を自動走行するトラクタ（作業車の一例）１が示されている。自動走行するトラクタ１の状況（走行状況や作業状況）は、監視端末４を携帯した監視者（図１では符号ＭＰで示されている）によって、監視される。監視端末４は、無線（ｗｉｆｉ）機能と、モニタ機能（画像表示機能）、ＧＰＳなどの端末位置検出機能とを備えたＰＣ（パソコン）機器である。

図２に示すように、トラクタ１には、前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１０の中央部に運転部２０が設けられている。車体１０の後部には、油圧式の昇降機構２３を介してロータリ耕耘装置である作業装置２４が装備されている。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタ１の走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、前輪１１の操舵は運転部２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって行われる。

このトラクタ１には、車体１０の周囲領域を含む圃場（作業地の一例）を撮影して監視画像として出力する監視カメラ３が備えられている。この実施形態では、図３に示すように、監視カメラ３には、前カメラ３１と後カメラ３２と左カメラ３３と右カメラ３４とが含まれている。前カメラ３１は、ボンネット１５の前部に配置され、車体１０の前方を撮影する。後カメラ３２は、運転部２０を覆っているキャビンの後部に配置され、作業装置２４を含む車体１０の後方を撮影する。左カメラ３３と右カメラ３４とは、それぞれ、キャビンの側部に配置され、車体１０の左方と右方とを撮影する。前カメラ３１と後カメラ３２と左カメラ３３と右カメラ３４とからの撮影画像を視点変換して合成することにより、トラクタ１の上方を視点とする俯瞰画像が生成可能である。したがって、以下に述べる監視画像には、前方撮影画像、後方撮影画像、側方撮影画像、俯瞰画像が含まれるものとする。

トラクタ１は、自動走行時に必要な車両位置を算出するためのＧＮＳＳ（global navigation satellite system）ユニットである衛星測位ユニット５７を備えている。ＧＮＳＳ信号（ＧＰＳ信号も含む）を受信するための衛星用アンテナが、衛星測位ユニット５７の構成要素として、キャビンの天井領域に取り付けられている。なお、衛星航法を補完するために、衛星測位ユニット５７に、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを組み合わせることも可能である。慣性航法モジュールは、衛星測位ユニット５７とは別の場所に設けてもよい。

トラクタ１の監視カメラ３で撮影された監視画像は、無線通信によって監視端末４に送られ、監視端末４のタッチパネル（モニタの一例）４１に表示される。これにより、監視者は、遠く離れたトラクタ１の走行状況や作業状況を把握することができる。この実施形態では、監視端末４には、監視者によって操作される操作部４２が、ソフトウエアボタンまたはハードウエアボタンの形態で、備えられており、操作部４２には、停車ボタン、エンジン停止ボタン、作業停止ボタンなどが割り当て可能である。

野外で使用する無線通信の通信距離は限定されており、例えば、トラクタ１と監視端末４との距離が１００ｍを超えると、無線通信状況が悪化し、安定した通信ができなくなる可能性がある。その場合、図１に示すように、中継装置７が圃場に設置される。この中継装置７は、必要に応じて別の場所に設置替えすることができるし、複数台設置することも可能である。監視者が監視端末４を携帯して、トラクタ１を追いかけると、無線通信状況が悪化することは避けられるが、種々の作業を掛け持つ監視者の移動には制約があるので、広大な圃場では、中継装置７が必要となる。

図４は、トラクタ１、監視端末４、中継装置７における、本発明に関する機能を示す機能ブロック図である。トラクタ１の制御系の中核要素である制御ユニットＣＵは、入出力インタフェースとして、出力処理部５Ａと入力処理部５Ｂとを備えている。トラクタ１は、車外の無線通信機器と無線通信を行うために無線通信ユニット６を備えており、無線通信ユニット６は制御ユニットＣＵと接続している。出力処理部５Ａは、例えば、操舵モータ１４などの作業走行のための種々の動作機器である作業走行機器群５５、メータや積層灯などの報知デバイス５６と接続している。入力処理部５Ｂは、例えば、衛星測位ユニット５７、トラクタ１の作業走行を手動で行う際に用いられる作業走行手動操作具群５８、監視カメラ３と接続している。

無線通信ユニット６の車両無線通信部６１は、中継装置７の中継無線通信部７１を介して監視端末４の端末無線通信部４３との間の無線でのデータ通信、あるいは、直接端末無線通信部４３との間の無線でのデータ通信を行う。無線通信ユニット６は、車両無線通信部６１における無線通信の通信状況を検出する通信状況検出部６２を備えている。中継装置７も、中継無線通信部７１における無線通信の通信状況を検出する通信状況検出部７２を備えている。

トラクタ１の制御ユニットＣＵには、制御用コンピュータであるＥＣＵからなる作業走行制御部５０と自車位置算出部５４が含まれている。自車位置算出部５４は、衛星測位ユニット５７から逐次送られてくる測位データに基づいて、トラクタ１の座標位置（地図座標または圃場座標）である自車位置（車両位置）を算出する。

作業走行制御部５０には、手動走行制御部５１、自動走行制御部５２、作業制御部５３が含まれている。手動走行モードが設定された場合に動作する手動走行制御部５１は、運転者による作業走行手動操作具群５８の操作に基づいて生成された指令に基づいて、作業走行機器群５５を制御する。

自動走行制御部５２には、走行経路生成部５２ａが含まれている。走行経路生成部５２ａは、入力された圃場情報から、圃場の外形データを読み出し、この圃場における走行経路を生成し、設定する。生成された走行経路は、運転者によって修正可能である。走行経路生成部５２ａは、別なコンピュータで生成された走行経路をダウンロードして、設定することも可能である。いずれにしても、走行経路生成部５２ａによって設定された走行経路は、自動走行のための目標経路として用いられる。この走行経路は、手動走行であっても、トラクタ１が当該走行経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用してもよい。自動走行モードが設定された場合に動作する自動走行制御部５２は、自動走行のために必要となる作業走行機器群５５に制御指令を与える。例えば、自動走行制御部５２は、設定された走行経路と、自車位置算出部５４で算出された自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを算出し、その方位ずれ及び位置ずれを解消する自動操舵指令を生成して、操舵モータ１４を制御する。

監視者が携帯する監視端末４には、トラクタ１から、監視カメラ３によって撮影された監視画像が無線通信ユニット６を介して送信されてくる。受信された監視画像は、タッチパネル４１に表示される。監視端末４には、端末無線通信部４３以外に、無線通信に関する機能部として、通信状況取得部４４、通信状況報知部４５、状況回復策演算部４６が備えられている。
なお、この実施形態の以下の説明では、無線通信状況として、受信する無線信号の強さを示す受信感度が取り上げられる。従って、通信状況取得部４４、通信状況報知部４５、通信状況検出部６２、通信状況検出部７２は、それぞれ、受信感度取得部、受信感度報知部、感度回復策演算部、受信感度検出部、受信感度検出部として機能する。もちろん、受信感度は、無線通信速度、無線通信品質など無線通信状況の悪化をもたらす全ての要因、またはいずれかの要因によって置き換えてもよく、通信状況取得部４４、通信状況報知部４５、通信状況検出部６２、通信状況検出部７２は、それらを処理対象として処理するように構成することも可能である。同様に、通信状況回復策を求める状況回復策演算部４６は、感度回復策演算部として機能するが、その他の要因の全てまたはいずれかを処理対象として処理するように構成することも可能である。

通信状況取得部４４は、端末無線通信部４３と車両無線通信部６１との間の無線通信状況として第１受信感度（第１通信状況の一種）及び端末無線通信部４３と中継無線通信部７１との間の無線通信状況として第２受信感度（第２通信状況の一種）だけでなく、端末無線通信部４３とは無関係な無線通信である中継無線通信部７１と車両無線通信部６１との間の無線通信状況として第３受信感度（第３通信状況の一種）も取得することができる。無線通信ユニット６または中継装置７は、通信状況検出部６２または通信状況検出部７２によって検出された第３受信感度を監視端末４の端末無線通信部４３に送信する。端末無線通信部４３で受信された第３受信感度は、通信状況取得部４４に与えられる。

通信状況報知部４５は、通信状況取得部４４が取得した第１受信感度、第２受信感度、第３受信感度を、タッチパネル４１にグラフィック表示する。さらには、所定レベル以下に低下した第１受信感度、第２受信感度、第３受信感度をメッセージ表示、あるいはランプやブザーで監視者に報知するように構成してもよい。無線通信状況として、受信感度以外の上記要因が取り上げられる場合、その要因に応じて、適切なグラフィック表示やメッセージ表示などが行われる。

状況回復策演算部４６は、第１受信感度、第２受信感度、第３受信感度の少なくとも１つが所定レベル以下になった場合に、受信感度回復のための回復策を演算する。無線通信距離が長くなったために低下した受信感度を回復するには、当該通信距離を短くする必要がある。トラクタ１の作業走行を変更することは作業の遅れや作業品質の低下を導くので、監視端末４または中継装置７が移動することになる。監視端末４と中継装置７とトラクタ１との間の良好な無線通信状態確保するためには、監視端末４または中継装置７のどちらをどのように移動すべきかを、状況回復策演算部４６が演算する。

ここで、図５を用いて、監視端末４と中継装置７とトラクタ１との間の無線通信によるデータ伝送を説明する。

監視端末４とトラクタ１との通信距離が短く、良好な通信状態が確保されている場合には、中継装置７を用いずに、端末無線通信部４３と車両無線通信部６１とが直接的にデータ通信を行う。このデータ通信により、監視カメラ３の監視画像を含む監視データがトラクタ１から監視端末４に送られ、監視者はタッチパネル４１を通じて監視データをチェックすることができる。監視データには、監視画像だけでなく、トラクタ１の走行作業状態、例えば、燃料残量や車速、作業装置２４の状態値などが含まれてもよい。また、中継装置７とトラクタ１との間の通信状態を示す第３受信感度も端末無線通信部４３から車両無線通信部６１に送信される。さらにこの実施形態では、監視端末４の操作部４２を用いて、操作指令を生成し、この操作指令（制御信号）を端末無線通信部４３から車両無線通信部６１に無線送信することでトラクタ１を遠隔制御することができる。これにより、監視者は、緊急時には、遠く離れているトラクタ１を停止させることができる。

監視端末４とトラクタ１との通信距離が長くなり、受信感度が低下してきた場合には（通信状態の不安定）、中継装置７が用いられる。監視者に携帯された監視端末４は、畦にそって不規則に移動することが少なくない。また、トラクタ１は、圃場を網羅するように往復走行を繰り返す。このため、監視端末４やトラクタ１の移動を考慮して、適正な位置に、中継装置７設置される。これにより、端末無線通信部４３と車両無線通信部６１とは、中継無線通信部７１を介して、安定した通信状態でデータ通信を行うことができる。トラクタ１からの監視データは、中継装置７経由で監視端末４に送られてくる。

この実施形態では、監視端末４には、トラクタ１の自車位置及び中継装置７の設置位置も送られてくるので、監視端末４は、トラクタ１及び中継装置７の位置を記録し、管理する。なお、中継装置７の設置位置は、中継装置７の装置位置算出機能（ＧＰＳ機能など）によって算出される。中継装置７にＧＰＳ機能が無い場合には、監視者が中継装置７を設置する際に、監視端末４に備えられている端末位置算出機能（ＧＰＳ機能など）を用いて取得した位置が用いられる。

図５で示された例では、中継装置７は１台だけ使用されていたが、使用する中継装置７の台数は、複数であってもよい。図６には、2台の中継装置７が使用されている例が示されている。監視端末４とトラクタ１と中継装置７との間の各通信ルートにおいて、受信感度低下が生じた場合、受信感度低下が生じている通信ルートの間に追加の中継装置７が設置される。るいは、既設の中継装置７が適切な位置に移設（位置変更）される。このため、中継装置７は、圃場に抜き差し自在なアンカーで圃場に設置される。中継装置７の位置変更は監視者によって運ばれることで可能である。圃場が広大な場合には、中継装置７に自走機能またはドローン機能が備えられるとよい。

監視端末４で管理されているトラクタ１の自車位置及び中継装置７の設置位置は、
監視端末４の位置とともに、監視者に報知される。例えば、図７に示すように、それぞれの位置は、監視端末４のタッチパネル４１に圃場の地図画面に重ねて表示することができる。図７では、トラクタ１は記号ＴＲを付されたシンボル、監視端末４は記号ＯＲを付されたシンボル、中継装置７は記号ＡＤを付されたシンボルで表示されている。これにより、監視者は、監視端末４とトラクタ１と中継装置７の位置関係を把握することができる。監視端末４とトラクタ１と中継装置７との間のいずれかの通信ルートに警告レベルを超える受信感度低下が発生した場合、もしくは、監視端末４とトラクタ１と中継装置７との間のいずれかの距離が監視端末４とトラクタ１と中継装置７とのいずれかの距離が受信感度の悪化をもたらす警告距離を超えた場合、受信感度低下の注意報として、該当する通信ルートを示す線が赤などの警告色となる。

通信距離の増大等で受信感度低下（通信不安定）の警告が報知されても、圃場が広大な場合、タッチパネル４１上での監視端末４とトラクタ１と中継装置７との位置を把握していても、トラクタ１を走行していることもあり、監視者は、受信感度低下を回避させるための回復策に迷うことになる。この回復策は、監視端末４とトラクタ１と中継装置７との現状位置から、監視端末４と中継装置７とのいずれかをどのように移動させるべきかという問題の解決策である。このような問題の解決には、固定体と動体との位置関係を演算する種々のアルゴリズムが用いられる。そのようなアルゴリズムが組み込まれた状況回復策演算部４６は、トラクタ１の現在位置を含む走行挙動（既作業地を示す走行軌跡やこれから走行すべき走行経路など）と、中継装置７の設置位置と、監視端末４の現在位置とに基づいて、前記回復策を演算する。トラクタ１は、未作業領域を作業経路に沿って進んで行くことを考慮して、互いの距離をシミュレーションすることで、最適な監視端末４または中継装置７の移動先の位置が求められる。状況回復策演算部４６による回復策は、例えば、図７に示されているように、監視端末４のタッチパネル４１に圃場の地図画面に重ねて、イラストで表示される。この例では、第1感度回復策として、監視端末４が推薦移動先（図７では記号Ｍ１で示されている）に移動すること、第２感度回復策として、中継装置７が推薦移動先（図７では記号Ｍ２で示されている）に移動することが示されている。

図８には、衛星測位ユニット５７による測位精度を向上させるために、リアルタイムキネマティック方式ＧＰＳ（以下、ＲＴＫ－ＧＰＳと略称する）が用いられている、作業車監視システムの概要が示されている。ＲＴＫ－ＧＰＳはよく知られているので、ここでは詳しい説明は省略するが、ＲＴＫ－ＧＰＳを用いた測位方式の運用においては、圃場の近くに、基地局ユニット５７Ａが設置される。基地局ユニット５７Ａは、ＲＴＫ－ＧＰＳの補正アルゴリズムを用いて、補正データを算出する。算出された補正データは、トラクタ１の衛星測位ユニット５７に与えられる。衛星測位ユニット５７は、受け取った補正データと衛星ＳＡからの電波とを用いてより正確な測位データを生成し、自車位置算出部５４に与える。

図９は、図８で示された作業車監視システムのデータ流れ図である。ここでは、基地局ユニット５７Ａで算出された補正データは、次の選択可能な２つの通信ルートで基地局ユニット５７Ａからトラクタ１に無線通信で送信可能である。
（１）補正データは、基地局ユニット５７Ａから、直接または中継装置７を介して、トラクタ１の車両無線通信部６１に送信される。
（２）補正データは、基地局ユニット５７Ａから監視端末４に送信され、監視端末４から、直接、または中継装置７を介して、トラクタ１の車両無線通信部６１に送信される。

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、作業車であるトラクタ１は１台だけであったが、トラクタ１の台数は、複数であってもよい。この場合、複数台のトラクタ１が協調的に自動走行する制御プログラムが用いられる。監視端末４によるトラクタ１の監視は、トラクタ１と任意に選択することでタッチパネル４１に表示される監視画像を含む監視画像を用いて行うことができる。タッチパネル４１が大きな画面サイズを有する場合には、複数の監視情報を、同時にタッチパネル４１に表示させてもよい。さらに、ＲＴＫ－ＧＰＳが採用されている場合には、補正データは、監視端末４で管理され、監視端末４が、適時に、複数のトラクタ１に送信してもよい。

（２）図４～図6、及び図９における各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、またはさらに複数の機能部に分けてもよい。

本発明は、トラクタやコンバインなどの農作業機、バックホウやブルドーザなどの土木作業機、運搬車などの搬送機、などの自動走行可能な作業車のための監視システムに適用可能である。

１：トラクタ（作業車）
３：監視カメラ
４：監視端末
５Ａ：出力処理部
５Ｂ：入力処理部
６：無線通信ユニット
７：中継装置
４１：タッチパネル
４２：操作部
４３：端末無線通信部
４４：通信状況取得部
４５：通信状況報知部
４６：状況回復策演算部
５７：衛星測位ユニット
５７Ａ：基地局ユニット
６１：車両無線通信部
６２：通信状況検出部
７１：中継無線通信部
７２：通信状況検出部

Claims

自動走行可能な作業車と、監視端末と、中継装置とを備えた作業車監視システムであって、
前記作業車は、衛星測位ユニットと監視カメラと車両無線通信部と自動走行制御部とを有し、
前記監視端末は、監視者によって操作される操作部と、前記監視カメラの撮影画像を表示可能なモニタと、端末無線通信部とを有し、
前記中継装置は、前記車両無線通信部と前記端末無線通信部との間のデータ通信を中継し、
前記監視端末には、前記端末無線通信部と前記車両無線通信部との間の無線通信状況を示す第１通信状況、前記端末無線通信部と前記中継装置との間の無線通信状況を示す第２通信状況、前記中継装置と前記車両無線通信部との間の無線通信状況を示す第３通信状況を報知する通信状況報知部、及び、前記データ通信を通じて前記第３通信状況を取得する通信状況取得部が備えられている作業車監視システム。
前記通信状況報知部は、前記モニタに、前記第１通信状況と前記第２通信状況と前記第３通信状況とを表示する請求項１に記載の作業車監視システム。
前記中継装置は、前記作業車の作業中に位置変更可能な移動可能装置である請求項１又は２に記載の作業車監視システム。
前記監視端末の現在位置を示す端末位置と前記作業車の現在位置を示す車両位置と前記中継装置の設置位置とが前記監視端末に記録され、前記端末位置と前記車両位置と前記設置位置とが前記モニタの地図画面に表示される請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車監視システム。
前記第１通信状況、前記第２通信状況、前記第３通信状況の少なくとも１つが所定レベル以下になった場合に、通信状況回復のための回復策を演算する状況回復策演算部が、前記監視端末に備えられている請求項４に記載の作業車監視システム。
前記状況回復策演算部は、前記作業車の走行挙動と、前記中継装置の設置位置と、前記監視端末の現在位置とに基づいて、前記回復策を演算する請求項５に記載の作業車監視システム。
前記自動走行制御部を制御するための前記操作部による操作指令が、前記端末無線通信部から前記車両無線通信部に無線送信される請求項１から６のいずれか一項に記載の作業車監視システム。
衛星からの電波に基づいて生成した補正データを前記衛星測位ユニットに与える基地局ユニットが備えられ、前記衛星測位ユニットは、前記車両無線通信部は、前記補正データを、前記基地局ユニットから直接に、または中継装置を介して前記基地局ユニットから受け取る請求項１から７のいずれか一項に記載の作業車監視システム。