JP2022089857A

JP2022089857A - 作業車両

Info

Publication number: JP2022089857A
Application number: JP2022052174A
Authority: JP
Inventors: 裕真笹倉; Hiromasa Sasakura
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2022-06-16
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP2020103102A; JP7447927B2; JP7054060B2

Abstract

【課題】車両が傾斜しても自律走行を継続できる作業車両において、斜面を走行するときも安全に走行することができる作業車両を提供する。【解決手段】自律走行中に、前方障害物センサ１０が障害物を検出すると走行を停止するとともに、傾斜センサ１４により前傾姿勢となったと判断すると、前方障害物センサ１０の検出範囲を縮小するが、前記傾斜センサ１４から取得した車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量が所定の閾値を下回っていると判断すると、車両が前傾または後傾の姿勢となっても前記障害物センサ１０の検出範囲を縮小しないように構成されていることを特徴とする作業車両により、車両が走行中に地面を障害物と誤検出することを抑制でき、地面に凹凸があっても車両に自律走行を継続させることができるとともに、斜面を走行するときは障害物センサ１０の検出範囲を縮小しないため安全に走行できる。【選択図】図１０

Description

本発明は、障害物を検出するセンサを備えた作業車両に関するものである。

従来、この種の作業車両として、走行経路を検出して操舵制御をしながら自律走行可能に構成され、自律走行中に障害物との接触を回避するために、障害物を検出するセンサが設けられたものが公知である。

例えば、特許文献１には、走行経路の検出と操舵制御をしながら自律走行する作業車両であって、車両の前部に左右方向に回動可能に設けられた左右一対の障害物センサを備え、操舵角度の大小および回行方向に応じて障害物センサの向きを略旋回方向に向かうように回動させ、障害物センサが障害物を検出すると制御部が車両を緊急停止するように構成された作業車両が記載されている。

特開平６－１８９６１０号公報

しかし、圃場などの凹凸のある地面を走行する作業車両においては、走行中に車両の前輪又は後輪が地面の凹部に沈みこんだり、凸部に乗り上げたりして、車体が傾斜姿勢となることも多い。このような場合、障害物センサも車体とともに傾くため、例えば、障害物センサが前傾することで、検出範囲に地面が入り、地面を障害物として誤検出して作業車両が衝突回避制御により緊急停止し、自律走行が妨げられるおそれがあった。これを回避するために車体が傾斜姿勢を検知して検出範囲を調整することで地面を障害物として誤検出することを防止できるが、斜面を走行するときに検出範囲が不適切な状態になることが予想された。

したがって、本発明は、車体が傾斜しても自律走行を継続できる作業車両において、斜面を走行するときも安全に走行することができる作業車両を提供することを目的とするものである。

本発明のかかる目的は、車両の現在位置の情報を取得する測位装置と、車両の前方の障害物を検出する前方障害物センサと、車両の傾斜を検出する傾斜センサと、車両の自律走行を制御する制御部とを備え、前記制御部が、車両があらかじめ設定された走行経路を通るように、前記測位装置から取得した車両の現在位置の情報に応じて車両の走行方向及び走行速度を制御することにより自律走行しながら、前記前方障害物センサが障害物を検出すると障害物との接触を防止するように構成された作業車両であって、前記制御部は、前記傾斜センサの検出情報を取得して車両が前傾姿勢となったと判断すると、前記前方障害物センサの検出範囲を縮小し、前記傾斜センサから車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量を取得可能に構成され、前記傾斜センサから取得した車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量が所定の閾値を下回っていると判断すると、車両が前傾の姿勢となっても前記前方障害物センサの検出範囲を縮小しないように構成されていることを特徴とする作業車両によって達成される。

本発明によれば、自律走行する作業車両が前方の障害物を検出可能な障害物センサを備えていることで、障害物に衝突することがなく、安全に走行することができる。また、作業車両が走行中に前傾姿勢になると、傾斜センサが車両の前傾を検出し、制御部が障害物センサの検出範囲を縮小することにより、障害物センサの検出範囲に地面が入り障害物として誤検出されることによる車両の衝突回避制御により、自律走行が妨げられる事態を防止できるので、地面に凹凸があっても車両に自律走行を継続させることができる。また、傾斜センサから車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量を取得することにより、傾きの変化が緩やかであれば、地面の凹凸による車両の傾斜と区別して、坂道などの斜面を走行していると判定できるため、車両の傾斜を検出しても障害物センサの障害物検出範囲を縮小しないことにより、安全に走行することができる。

本発明の好ましい実施態様においては、車両の後方の障害物を検出する後方障害物センサを備え、自律走行しながら、前記後方障害物センサが障害物を検出すると障害物との接触を防止するように構成され、前記制御部は、前記傾斜センサの検出情報を取得して車両が後傾姿勢となったと判断すると、前記後方障害物センサの検出範囲を縮小し、前記傾斜センサから取得した車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量が所定の閾値を下回っていると判断すると、車両が後傾の姿勢となっても前記後方障害物センサの検出範囲を縮小しないように構成されている。

本発明のこの好ましい実施態様によれば、作業車両が後方の障害物を検出可能な障害物センサを備えていることで、後方の障害物に衝突することがなく、安全に走行することができる。また、作業車両が走行中に後傾姿勢になると、傾斜センサが車両の後傾を検出し、制御部が障害物センサの検出範囲を縮小することにより、障害物センサの検出範囲に地面が入り障害物として誤検出され車両が停止することを抑制できる。また、傾斜センサから車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量を取得することにより、傾きの変化が緩やかであれば、地面の凹凸による車両の傾斜と区別して、坂道などの斜面を走行していると判定できるため、車両の傾斜を検出しても障害物センサの障害物検出範囲を縮小しないことにより、安全に走行することができる。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、画面とスピーカーとを有し、前記制御部と通信可能な情報端末を備え、前記情報端末は、前記制御部に対し前記作業車両の発進または走行停止をするように指令を出すことができるように構成されるとともに、前記作業車両には、カメラが設けられており、前記制御部は、前記障害物センサの検出範囲を縮小する際に、前記情報端末に対し、前記画面に障害物の検出範囲を縮小している旨と、前記カメラが撮影している映像とを表示するよう指令を出すとともに、前記スピーカーから警告音を発するよう指令を出すように構成されている。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、障害物センサの障害物を検出する範囲が縮小しているときには、情報端末から警告音を発することで使用者の注意を惹くとともに、情報端末に障害物を検出する範囲が縮小している旨と、カメラが撮影した映像とを表示することで、使用者が作業車両の状況を監視しつつ作業車両の発進や走行停止を行えるので、作業車両の遠隔的な監視と操作とを容易にすることができる。

本発明によれば、車体が傾斜しても自律走行を継続できる作業車両において、斜面を走行するときも安全に走行することができる作業車両を提供することが可能になる。

図１は、本発明の実施態様に係る作業車両の略側面図である。図２は、図１の作業車両の略平面図である。図３は、図１の作業車両における電気系統を示すブロック図である。図４は、図１の作業車両に取り付けられた前方障害物センサの検出範囲を示す説明図である。図５は、図４の前方障害物センサによる障害物の検出を示す説明図である。図６は、図１の作業車両に取り付けられた後方障害物センサの検出範囲を示す説明図である。図７は、図１の作業車両に取り付けられた前方障害物センサの障害物検出範囲の変化を示す説明図である。図８は、後方障害物センサの検出範囲の変化を示す説明図である。図９は、図１の作業車両を操作可能な携帯端末の画面を示す模式図である。図１０は、図１の作業車両が傾斜した場合の、前方障害物センサ及び後方障害物センサのそれぞれの検出範囲の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、詳細に説明を加える。

図１は、本発明の好ましい実施態様に係る本発明の好ましい実施態様に係る作業車両１の略側面図であり、図２は、図１の作業車両１の略平面図である。本明細書においては、図２に示されるように、作業車両１の車両の進行方向となる側を前方（Ｆ）といい、その反対側を後方（Ｂ）という。進行方向の左手側を左方（Ｌ）といい、進行方向の右手側を右方（Ｒ）という。

図１及び図２に示されるように、作業車両１は、車体前部のボンネット７に覆われた中にエンジン５が設けられており、このエンジン５の回転動力を複数の変速装置を介して前輪３及び後輪４に伝達することで走行できるように構成されている。また、エンジン５の後方には、操縦部６が設けられており、操縦部６後方の車体後部には圃場６０を耕耘可能な作業機４０が取り付けられている。ボンネット７の前端部には、車両前方の所定範囲で障害物を検出する前方障害物センサ２と、車両前方を照らし、ロービームとハイビームとを切り替え可能なヘッドライト９とが設けられている。

ボンネット７の前端部には、車両前方の所定範囲にある障害物を検出する前方障害物センサ２と、車両前方を照らすことができるヘッドライト９とが設けられている。作業車両１に前方障害物センサ１０が設けられているので、作業車両１は走行中に前方にある障害物を検出可能になる。

操縦部６には、人が乗り込んで操作できるように、ステアリングハンドルと操縦席とを備えているキャビンが設けられている。また、キャビンの天井であるキャビンルーフ８にはＧＰＳ受信機２が設けられており、ＧＰＳ衛星７０からの所定の時間間隔で電波を受信して作業車両１の位置情報を取得することができるように構成されている。

キャビンルーフ８の前部には作業車両１の前方を撮影することができる前方カメラ１１が設けられており、キャビンルーフ８の後部には、車両後方の所定範囲で障害物を検出する後方障害物センサ１１と、作業車両１の後方を撮影することができる後方カメラ１３とが設けられている。

作業車両１の車体後部には、上側にあるトップリンク４５ａと下側にある左右のロアリンク４５ｂとからなる３点リンク機構４５が設けられており、これに作業機４０が連結されている。作業機４０には、圃場の土を耕す耕耘爪４６と、耕耘爪４６の上方を覆うロータリカバー４７と、ロータリカバー４７の後部に上下動自在に支持されるリヤカバー４８が設けられるとともに、ロータリカバー４７上にポテンショメータ式の耕深センサ４９が設けられ、同センサ４９によりロータリカバー４７に対するリヤカバー４８の回動角度を耕深度として検出するように構成されている。

３点リンク機構４５のロアリンク４５ｂには、リフトアーム４２を介して作業機昇降シリンダ４１が接続されており、作業機昇降シリンダ４１を伸縮させることによりロアリンク４５ｂを上下させることができるように構成されている。したがって、３点リンク機構４５は、作業機昇降シリンダ４１を伸縮させることにより、連結した作業機４０を上下方向に移動させることができるので、圃場６０の土を耕すときは作業機４０を下ろして接地させる一方、単に移動するだけのときは、作業機４０を持ち上げて接地しないようにしておくことで、作業機４０が不必要に地面と接触し、作業車両１の走行の妨げになることを防ぐことができる。

図３は、図１の作業車両１における電気系統を示すブロック図である。

図３に示されるように、作業車両１には車両の制御を行なう制御部３０が設けられている。制御部３０は、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）によって構成されており、電子制御ユニットには、車両の走行を制御する車両ＥＣＵ３１と、車両の自律走行に関わる情報を処理する自動運転ＥＣＵ３２と、作業機４０の動作を制御する作業機ＥＣＵ３３とが設けられている。これらの電子制御ユニットは、互いに電気的に接続されており、所定のネットワーク通信、例えばＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信によって、相互に情報のやり取りが可能に構成されている。作業車両１は、制御部３０に自動運転ＥＣＵ３２を備えていることで、自律走行をすることができる。

車両ＥＣＵ３１の出力側には、エンジン５と、車両の変速及び前進後進の切り替えが可能な走行変速装置１７と、ステアリングの回転を操作するステアリングモータ１８と、ブレーキを調節するブレーキ機構１９と、作業機昇降シリンダ４１と、ヘッドライト９とが接続されており、入力側には、車両の左右方向を軸とする車体の傾きを検出する傾斜センサ１４と、車両の速度を検出する車速センサ１５と、車両の変速及び前進か後進かを検出する走行変速センサ１５ａと、ステアリングにかかる操舵力を検出するステアリングセンサ１６と、が接続されている。また、ヘッドライト９はヘッドライト調節機構９ａを備えており、ヘッドライト調節機構９ａにより点灯・消灯の切り替え、ロービームとハイビームとの切り替えができるように構成されている。

したがって、車両ＥＣＵ３１は、傾斜センサ１４が検出した車体の傾斜角度と、車速センサ１５及び走行変速センサ１５ａが検出した作業車両１の進行方向（前進か後進か）及び走行速度と、ステアリングセンサ１６が検出した作業車両１の走行方向の変化とを取得することができ、作業車両１のエンジン５を始動させたり、走行変速装置１７に車両の変速や前進後進の切り替えをさせたり、ステアリングモータ１８を駆動させて作業車両１の走行方向を変更させたり、ブレーキ機構１９を伸縮させてブレーキを掛けたり、ヘッドライト９を点灯または消灯させたり、ロービームとハイビームとを切り替えたりすることができる。

また、傾斜センサ１４は、所定の時間間隔で車体の傾斜角度を計測しており、したがって、車両ＥＣＵ３１は、単位時間当たりの傾斜変化量を算出して取得することができる。

自動運転ＥＣＵ３２は、演算処理をするＣＰＵと、情報を一時的に保持する記憶装置と、情報を格納する記録装置と、無線通信可能な通信手段を備えており、記録装置には、圃場の地形データである地図情報２３と、作業車両１が圃場をどのようなルートで走行するかが設定された予定走行経路２４とが記録された圃場データベース２２が格納されている。また、自動運転ＥＣＵ３２は、通信手段を介して携帯情報端末５０と情報をやり取りすることができる。

自動運転ＥＣＵ３２の入力側には、ＧＰＳ受信機２と、前方障害物センサ１０と、後方障害物センサ１１と、前方カメラ１２及び後方カメラ１３が撮影した映像をデータ化する映像処理部３４とが接続されている。したがって、自動運転ＥＣＵ３２は、ＧＰＳ受信機２から作業車両の位置情報を取得することができ、前方障害物センサ１０により作業車両１の前方に障害物があるか否かを、後方障害物センサ１１により作業車両１の後方に障害物があるか否かを、それぞれ認識することができ、前方カメラ１２と後方カメラ１３とが撮影して映像処理部３４がデータ化した映像を取得して、記録装置に記録することができる。

また、自動運転ＥＣＵ３２は、前方障害物センサ１０と、後方障害物センサ１１とのそれぞれについて、障害物を検出する範囲を変更したり、センサの有効無効を切り替えたりすることができるように構成されている。

さらに、自動運転ＥＣＵ３２は、前方障害物センサ１０又は後方障害物センサ１１から障害物を検出した旨の信号を受け取ると、通信手段を介して携帯情報端末５０にもその旨の信号を送るとともに、衝突回避制御として、車両ＥＣＵ３１に作業車両１を止めるように指令を出し、この指令を受け取った車両ＥＣＵ３１は、ブレーキ機構１９を動かして作業車両１ブレーキをかけ作業車両１を停止させるように構成されている。したがって、自動運転ＥＣＵ３２は、作業車両１の進行方向に障害物があるとそれを検出して車両を停止させることができる。

また、車両ＥＣＵ３１は、走行変速センサ１５ａから作業車両１が前進しているのか後進しているのかを判断し、その旨の情報を自動運転ＥＣＵ３２に送り、自動運転ＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ３１から、作業車両１が前進している旨の情報を受け取ると、前方障害物センサ１０を有効にするとともに後方障害物センサ１１を無効にし、作業車両１が後進している旨の情報を受け取ると、前方障害物センサ１０を無効にするとともに後方障害物センサ１１を有効にするように構成されている。

したがって、作業車両１の前進中は、車両前方の障害物が検出可能であるとともに、車両後方で何らかの物体が後方障害物センサ１１の検出範囲に入っても障害物として検出されることがなく、作業車両１の後進中は、車両後方の障害物が検出可能であるとともに、車両前方で何らかの物体が前方障害物センサ１０の検出範囲に入っても障害物として検出されることがないので、進行方向に無い物体が障害物として検出され、作業車両１が停止することを防ぐことができる。

また、自動運転ＥＣＵ３２は、前方障害物センサ１０障害物を検出した旨の信号を受け取ると、車両ＥＣＵ３１にヘッドライト９をハイビームで点灯させるように指令を出し、この指令を受け取った車両ＥＣＵ３１は、ヘッドライト９をヘッドライト調節機構９ａによりハイビームに切り替え、前方障害物センサ１０から障害物が検出されなくなった旨の信号を受け取ると、車両ＥＣＵ３１にハイビームになったヘッドライト９を元に戻すように指令を出し、この指令を受け取った車両ＥＣＵ３１は、ヘッドライト９の点灯をヘッドライト調節機構９ａにより元に戻すように構成されている。

このように、作業車両１の前方で障害物を検出したときには、ヘッドライト９を点灯させてハイビームで照らすことにより、暗くなる時間帯や悪天候のときでも障害物を鮮明に前方カメラ１２に捉えることができるので、使用者の作業車両１への監視をしやすくすることができる。

また、自動運転ＥＣＵ３２は、記録装置に格納されている圃場データベース２２を参照して、そのデータベースに記録されている地図情報２３とＧＰＳ受信機２から取得した位置情報とを比較することにより、圃場における自己位置を把握することができ、自己位置と予定走行経路２４を比較することにより、作業車両１が予定走行経路２４上を通るように作業車両１の走行速度及び走行方向を調節することができる。

図４は、図１の作業車両に取り付けられた前方障害物センサ１０の障害物検出範囲２０を示す説明図であり、図５（ａ）は、障害物検出範囲２０の前面で障害物が検出された場合を示す説明図、図５（ｂ）は、障害物検出範囲２０の端で障害物が検出された場合を示す説明図である。

図４に示されるように、作業車両１は、作業車両１のボンネット７の前端部に設けられた前方障害物検出センサ１０によって、作業車両１の前方に、放射状に広がる前方障害物検出範囲２０に亘って障害物が検出できるように構成されている。この前方障害物検出範囲２０は、車体左右方向の中央部から左右斜め方向に亘るものであり、一例として左右方向の４５～６０度に及ぶものとする。

前方障害物センサ１０により障害物が検出されると、その時点で作業車両１にブレーキがかかるので、作業車両１は完全に停止するまで障害物を検出した位置から制動距離の分だけ前進することになる。図５（ａ）に示されるように、前方障害物検出範囲２０の前端部まで距離を示す検出距離Ｄ１は、作業車両１が通常の作業時の速度で走行中に緊急停止しても、障害物との間で十分な制動距離が確保できるだけの距離が確保されており、障害物を検出した作業車両１は、障害物に衝突する前に安全に停止することが可能になっている。

また、図４に示されるように、前方障害物検出範囲２０の左右幅Ｗは、作業車両１の左右幅よりわずかに広くなっている。したがって、例えば、図５（ｂ）に示されるように、作業車両１が圃場６０を畦６１に沿って走行する際に、その前方の畦６１の縁が、電柱６２が設置されている部分だけ突き出て障害物になっているような場合でも、前方障害物検出センサ１０の障害物検出範囲２０に入り、障害物として検出されるので、作業車両１正面の左端又は右端が障害物と衝突する、いわゆるオフセット衝突を避けることもできる。

図６は、図１の作業車両に取り付けられた後方障害物センサ１１の障害物検出範囲２１を示す説明図である。

図６に示されるように、作業車両１は、作業車両１のキャビンルーフ８の後端部に設けられた後方障害物検出センサ１２によって、作業車両１の後方に、放射状に広がる後方障害物検出範囲２１に亘って障害物が検出可能となっている。この後方障害物検出範囲２１は、車体左右方向の中央部から左右斜め方向に亘るものであり、一例として左右方向の４５～６０度に及ぶものとする。

また、後方障害物センサ１１から作業機４０の後端部までの距離Ｄ０の範囲は、後方障害物センサ１１が障害物を検出しない非検出範囲になっており、後方障害物センサ１１が作業機４０を障害物として検出しないように構成されているので、作業機４０を上方に動かしてその一部が後方障害物検出範囲２１に入ったとしても、作業車両１が停止することがない。

後方障害物検出範囲２１の後端部まで距離を示す検出距離Ｄ２は、作業車両１の後進速度に対して十分な制動距離が確保できるだけの長さになっており、障害物の検出に応じてブレーキがかかることで、障害物に衝突する前に作業車両１を停止することができるので、作業車両１は、障害物に衝突する前に走行を停止することができる。また、後方障害物検出範囲２１の左右幅Ｗは、作業車両１の左右幅よりわずかに広くなっているので、作業車両１背面の左端又は右端が障害物と衝突する、いわゆるオフセット衝突を避けることもできる。

図７は、図４の前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０の変化を示す説明図であり、図８は、図６の後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１の変化を示す説明図である。

図７に示されるように、作業車両１が前進中に後輪４が凸部６３に乗り上げて車体がα度前傾すると、それに伴い作業車両１のボンネット７の前端部に取り付けられた前方障害物センサ１０の向きもα度傾くので、前方障害物検出範囲２０が下方に振られる。このとき、傾斜センサ１４が作業車両１の車体の傾斜を検出すると図３に示した制御部３０が前方障害物検出センサ１０に対し、前方障害物検出範囲２０に圃場６０の地面が入ることがないように前方障害物検出範囲２０の検出距離をＤ１’に縮小させるので、作業車両１が前進中に前傾しても、地面を障害物と誤検知して走行を停止することが防止できる。

図８に示されるように、作業車両１が後進中に前輪３が凸部６３に乗り上げて車体がβ度後傾すると、それに伴い作業車両１のキャビンルーフ８の後端部に取り付けられた後方障害物センサ１１の向きもβ度傾くので、後方障害物検出範囲２１が下方に振られる。このとき、傾斜センサ１４が作業車両１の車体の傾斜を検出すると図３に示した制御部３０が後方障害物センサ１１に対し、後方障害物検出範囲２１に圃場６０の地面が入ることがないように障害物検出範囲２１の検出距離をＤ２’に縮小させるので、作業車両１が後進中に後傾しても、地面を障害物と誤検出して走行の停止をすることが防止できる。

また、上述したように、作業車両１が前進中であるときは後方障害物センサ１１が無効にされているので、作業車両１の前進中に前輪３が凸部６３に乗り上げることで車体が後傾しても後方障害物センサ１１が圃場６０の地面を検出して作業車両１が走行を停止することがなく、作業車両１が後進中であるときは前方障害物センサ１０が無効にされているので、作業車両１の前進中に後輪４が凸部６３に乗り上げることで車体が前傾しても前方障害物センサ１０が圃場６０の地面を検出して作業車両１が走行を停止することがない。

したがって、作業車両１は、圃場６０の凹凸を通過することにより車体が一時的に前傾や後傾をしても地面を障害物と誤検出することがなく、自律走行を継続させることができる。

さらに、図３に示した制御部３０は、傾斜センサ１４が車体の傾斜を検出しても、検出した傾斜角度の単位時間当たりの変化量が所定の閾値よりも小さい場合には、作業車両１が坂道のような斜面を有する道を走行していると判断して、前進中は前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０を縮小しないように、後進中は後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１を縮小しないように構成されている。

したがって、制御部３０は圃場６０の地面にある凹凸と斜面とを区別することができ、作業車両１が斜面を走行する場合には、平坦な道を走行する場合と同様の障害物の検出範囲を維持することができるので、作業車両１は斜面を障害物に衝突することなく安全に走行することができる。

図９は、図１の作業車両１を操作可能な携帯情報端末５０の画面を示す模式図である。

図９に示されるように、携帯情報端末５０は、タッチ操作可能な液晶画面５１とスピーカー５２とを備え、所定の無線通信手段（図示せず）により図１の作業車両と通信可能に構成されている。また、液晶画面５１には、カメラ映像表示部５３と、図４に示される前方障害物検出範囲２０の検出距離及びその変化の様子をアイコンで表したインジケータ５４と、圃場６０の平面図を表示した圃場マップ５５と、タッチ操作により作業車両１に指示を出すことができる操作ボタン５６とが表示されている。

カメラ映像表示部５３には、図１の前方カメラ１２が撮影する映像、または図１の後方カメラ１３が撮影する映像が表示されており、これらの映像はタップ操作によって切り替えられるように構成されている。したがって、使用者は、作業車両１に乗り込むことなく、携帯情報端末５０の画面を通じて、走行している作業車両１の前後の様子を把握することができる。

インジケータ５４は、図４に示される前方障害物検出範囲２０の検出距離及び後方障害物検出範囲２１の検出距離を、作業車両１を模したアイコンで表したものであり、各障害物センサの検出範囲がリアルタイムで反映されるように構成されている。液晶画面５１にインジケータ５４が表示されていることで、使用者は、各障害物センサの検出範囲とその変化を視覚的に把握することができる。

圃場マップ５５には、圃場６０における作業車両１の現在位置と、圃場６０に関して設定された予定走行経路２２とが表示されており、これにより使用者は、作業車両１が圃場６０をどのような経路で進み、どの地点に来ているのかを携帯情報端末５０を目視することにより把握することができる。

携帯情報端末５０は、液晶画面５１の画像が非表示であっても、作業車両１から障害物を検出した旨の信号、又は前方障害物検出範囲２０若しくは後方障害物検出範囲２１が縮小された旨の信号を受け取ると、液晶画面５１の表示をオンにするとともに、前方障害物センサ１０が障害物を検出した場合は前方カメラ１２の撮影する映像が、後方障害物センサ１１が障害物を検出した場合は後方カメラ１３の撮影する映像が、いずれも一定時間、カメラ映像表示部５３に表示されるように構成されている。また、このとき、スピーカー５２から警告音を流して、液晶画面５１に映像が表示されていることを使用者に報知するように構成されている。

したがって、使用者は、携帯情報端末５０を持つことで、作業車両１が走行方向に障害物を検出して停止した場合、または作業車両１が凹凸に乗り上げるなどして傾斜し、一時的に障害物センサの検出範囲が縮小した場合に、作業車両１から離れた位置でもその車両の状況を確実に把握することができる。

また、携帯情報端末５０に操作ボタン５６があることで、使用者は、作業車両１に対して走行の停止、前進、後進、ホーン鳴らし、作業機４０の昇降、ヘッドライト９のオンオフといった指示を遠隔的に送ることができるので、作業車両１を手動操作する必要がある場合でも、作業車両１に乗り込む必要がなく、使用者の手間を少なくすることができる。

図１０は、図１の作業車両１が傾斜した場合の、前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０及び後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１の制御を示すフローチャートである。

図１０に示されるように、制御部３０により、走行変速センサ１５ａが取得した作業車両１の速度から、作業車両１が前進中であるか後進中であるかが判断される（ステップＳ１）。

作業車両１が前進中であって、車両が傾いた場合、傾斜センサ１４が、車両が前傾したこと（ステップＳ２ａ）、及び、単位時間当たりの傾斜変化量が所定値を超えたこと（ステップＳ３ａ）を検出すると、制御部３０が、前方障害物センサ１０に対して障害物の検出範囲を縮小するように指令を出し、その指令を受け取った前方障害物センサ１０は、前方障害物検出範囲２０を縮小する（ステップＳ４ａ）。また、携帯情報端末５０に対しては、前方障害物センサ１０の障害物の検出範囲が縮小した旨を報知するよう指令を出し、この指令を受け取った携帯情報端末５０は、スピーカー５２から警告音（ブザー）を流すとともに、液晶画面５１のインジケータ５４（作業車両１のアイコン）に前方障害物検出範囲２０の変化の様子を表示し（ステップＳ５ａ）、さらに、液晶画面５１に、前方カメラ１２が撮影する映像を一定時間表示する（ステップＳ６ａ）。

その後、傾斜センサ１４が、単位時間当たりの傾斜変化量が所定値以下になったことを検出すると（ステップＳ７ａ）、制御部３０が、前方障害物センサ１０に対して障害物の検出範囲を元に戻すように指令を出し、その指令を受け取った前方障害物センサ１０は、縮小させた前方障害物検出範囲２０を元に戻す（ステップＳ８ａ）。

作業車両１が後進中であって、車両が傾いた場合、傾斜センサ１４が、車両が後傾したこと（ステップＳ２ｂ）、及び、単位時間当たりの傾斜変化量が所定値を超えたこと（ステップＳ３ｂ）を検出すると、制御部３０が、後方障害物センサ１１に対して障害物の検出範囲を縮小するように指令を出し、その指令を受け取った後方障害物センサ１１は、後方障害物検出範囲２１を縮小する（ステップＳ４ｂ）。また、携帯情報端末５０に対しては、後方障害物センサ１１の障害物の検出範囲が縮小した旨を報知するよう指令を出し、この指令を受け取った携帯情報端末５０は、スピーカー５２から警告音（ブザー）を流すとともに、液晶画面５１のインジケータ５４（作業車両１のアイコン）に後方障害物検出範囲２１の変化の様子を表示し（ステップＳ５ｂ）、さらに、液晶画面５１に、後方カメラ１３が撮影する映像を一定時間表示する（ステップＳ６ｂ）。

その後、傾斜センサ１４が、単位時間当たりの傾斜変化量が所定値以下になったことを検出すると（ステップＳ７ｂ）、制御部３０が、後方障害物センサ１１に対して障害物の検出範囲を元に戻すように指令を出し、その指令を受け取った後方障害物センサ１１は、縮小させた前方障害物検出範囲２０を元に戻す（ステップＳ８ｂ）。

このように、本発明の好ましい実施形態によれば、圃場６０を自律走行する作業車両１は、前方障害物センサ１０と後方障害物センサ１１とを備えていることで、前進中及び後進中に障害物に衝突することがなく、安全に走行することができる。また、作業車両１が走行中に前傾姿勢になると、傾斜センサ１４が車体の前傾を検出し、制御部３０が前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０を縮小することにより、前方障害物検出範囲２０に地面が入り障害物と誤検出され車両が停止することを抑制でき、作業車両が走行中に後傾姿勢になると、傾斜センサ１４が車体の後傾を検出し、後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１を縮小することにより、後方障害物検出範囲２１に地面が入り障害物と誤検出され車両が停止することを抑制できるので、作業車両１は圃場６０の地面に凹凸があっても車両に自律走行を継続させることができる。

また、制御部３０は、傾斜センサ１４から車体の傾斜角度の単位時間あたりの変化量を取得できることにより、作業車両１が坂道などの傾きの変化が緩やかな斜面を走行する場合に、車両の傾斜を検出しても地面の凹凸による車両の一時的な傾斜と区別して、前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０と、後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１とを、いずれも縮小しないので、作業車両１は斜面を安全に走行することができる。

さらに、前方障害物センサ１０の前方障害物検出範囲２０、又は後方障害物センサ１１の後方障害物検出範囲２１が縮小しているときには、携帯情報端末５０から警告音を発することで使用者の注意を惹くとともに、携帯情報端末５０に障害物を検出する範囲が縮小している旨と、カメラが撮影した映像とを表示することで、使用者が作業車両の状況を監視しつつ作業車両の発進や走行停止を行えるので、作業車両１の遠隔的な監視と操作とを容易にすることができる。

以上、本発明の好ましい実施態様につき説明を加えたが、本発明は以上の実施態様に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、作業車両１の後部に取り付けられている作業機４０は圃場６０の土を耕す耕耘用ロータリであるが、必ずしも耕耘用ロータリである必要はなく、圃場６０に肥料を散布する施肥機や、圃場６０の雑草を刈り取る除草機でもよい。

また、制御部３０は、作業車両１が斜面を走行しているとき、傾斜センサ１４が車体の傾斜を検出しても、検出した傾斜の単位時間当たりの傾斜変化量が所定の閾値よりも小さい場合には、障害物センサの障害物検出範囲を縮小しないように構成されているが、障害物センサの障害物検出範囲を縮小しないようにするには、必ずしも検出した傾斜の単位時間当たりの傾斜変化量を測定する必要はなく、傾斜センサ１４が検出した傾斜から作業車両１の現在位置での傾斜を差し引くようにして、斜面の傾斜が検出されないように構成してもよい。現在位置の傾斜は、記録装置に格納されている圃場データベース２２の地図情報２３から予定走行経路２４の傾斜が取得されていれば、ＧＰＳ受信機２から取得した作業車両１の現在位置と予定走行経路２４上の位置を照らし合わせることで取得することができる。

１作業車両
２ＧＰＳ受信機
３前輪
４後輪
５エンジン
６操縦部
７フレーム
８キャビンルーフ
９ヘッドライト
９ａヘッドライト調節機構
１０前方障害物センサ
１１後方障害物センサ
１２前方カメラ
１３後方カメラ
１４傾斜センサ
１５車速センサ
１５ａ走行変速センサ
１６ステアリングセンサ
１７変速装置
１８ステアリングモータ
１９ブレーキ機構
２０前方障害物検出範囲
２１後方障害物検出範囲
２２圃場データベース
２３地図情報
２４予定走行経路
３０制御部
３１車両ＥＣＵ
３２自動運転ＥＣＵ
３３作業機ＥＣＵ
３４映像処理部
４０作業機
４１作業機昇降シリンダ
４２リフトアーム
４５３点リンク機構
４５ａトップリンク
４５ｂロアリンク
４６耕耘爪
４７ロータリカバー
４８リヤカバー
４９耕深センサ
５０携帯情報端末
５１液晶画面
５２スピーカー
５３カメラ映像表示部
５４インジケータ
５５圃場マップ
５６操作ボタン
６０圃場
６１畦
６２電柱
６３凸部
７０ＧＰＳ衛星

Claims

車両の現在位置の情報を取得する測位装置と、車両の前方の障害物を検出する前方障害物センサと、車両の傾斜を検出する傾斜センサと、車両の自律走行を制御する制御部とを備え、前記制御部が、車両があらかじめ設定された走行経路を通るように、前記測位装置から取得した車両の現在位置の情報に応じて車両の走行方向及び走行速度を制御することにより自律走行しながら、前記前方障害物センサが障害物を検出すると障害物との接触を防止するように構成された作業車両であって、
前記制御部は、前記傾斜センサの検出情報を取得して車両が前傾姿勢となったと判断すると、前記前方障害物センサの検出範囲を縮小し、
前記傾斜センサから車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量を取得可能に構成され、
前記傾斜センサから取得した車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量が所定の閾値を下回っていると判断すると、車両が前傾の姿勢となっても前記前方障害物センサの検出範囲を縮小しないように構成されていることを特徴とする作業車両。
車両の後方の障害物を検出する後方障害物センサを備え、自律走行しながら、前記後方障害物センサが障害物を検出すると障害物との接触を防止するように構成され、
前記制御部は、前記傾斜センサの検出情報を取得して車両が後傾姿勢となったと判断すると、前記後方障害物センサの検出範囲を縮小し、
前記傾斜センサから取得した車両の傾斜角度の単位時間あたりの変化量が所定の閾値を下回っていると判断すると、車両が後傾の姿勢となっても前記後方障害物センサの検出範囲を縮小しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
画面とスピーカーとを有し、前記制御部と通信可能な情報端末を備え、
前記情報端末は、前記制御部に対し前記作業車両の発進または走行停止をするように指令を出すことができるように構成されるとともに、
前記作業車両には、カメラが設けられており、
前記制御部は、前記障害物センサの検出範囲を縮小する際に、前記情報端末に対し、前記画面に障害物の検出範囲を縮小している旨と、前記カメラが撮影している映像とを表示するよう指令を出すとともに、前記スピーカーから警告音を発するよう指令を出すことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。