JP2022095324A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle.
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走行して作業を行う複数の作業車両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作業車両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 work vehicles that autonomously travel and work while positioning a position using a positioning satellite system. In such a control system, there is a technique of instructing a work vehicle assigned to each of a plurality of fields to perform a predetermined work 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。また、作業車両の圃場間の移動を自律走行によって実行させることが考えられる。 However, in the past, it was necessary to manually drive the work vehicle to move between fields. In addition, it is conceivable that the movement of the work vehicle between fields is executed by autonomous driving.
しかしながら、作業車両が圃場間を自律走行している場合に、移動先の圃場の設定が解除された場合には、例えば、作業車両が路上に停止することがあり、他の作業車両の移動に支障が出るおそれがある。すなわち、安全性の高い圃場間移動を行う点で改善の余地があった。 However, when the work vehicle is autonomously traveling between fields and the setting of the destination field is canceled, for example, the work vehicle may stop on the road, and other work vehicles may move. There is a risk of hindrance. In other words, there was room for improvement in terms of moving between fields with high safety.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動先の圃場の設定が解除された場合であっても、安全性の高い圃場間移動を行うことができる作業車両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 provides a work vehicle capable of highly safe inter-field movement even when the setting of the destination field is canceled. The purpose.
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)は、走行車体(2)の位置情報を取得する測位装置(120)と、複数の圃場の位置情報を含む圃場情報と、走行車体(2)の位置情報とに基づいて、走行車体(2)を圃場間で自律走行させる制御装置(160)とを備える。制御装置(160)は、走行車体(2)が圃場間を自律走行中に、移動先の圃場が変更された場合には、変更前の移動先の圃場まで走行車体(2)を移動させる。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the work vehicle (1) according to one aspect of the embodiment includes a positioning device (120) for acquiring position information of a traveling vehicle body (2) and a plurality of fields. A control device (160) for autonomously traveling the traveling vehicle body (2) between fields based on the field information including the position information and the position information of the traveling vehicle body (2) is provided. When the traveling vehicle body (2) is autonomously traveling between fields and the destination field is changed, the control device (160) moves the traveling vehicle body (2) to the destination field before the change.
実施形態の一態様によれば、移動先の圃場の設定が解除された場合であっても、安全性の高い圃場間移動を行うことができる。 According to one aspect of the embodiment, even when the setting of the destination field is canceled, it is possible to perform highly safe inter-field movement.
以下に、本発明の実施形態に係る作業車両について、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 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
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 is provided with an entrance (or entrance) Fin and an exit (or exit) Fout of the
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に示すように、所定の圃場F(F-A~F-C)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、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、図1に示すように、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。
In addition, the automatic driving mode waits for switching between a work mode for automatically traveling in the field F, an inter-field movement mode for automatically moving between fields, and an inter-field movement mode at the exit Fout of the field F. The standby 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
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 cameras 171 are provided at appropriate locations on the traveling
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。また、制御部143は、作業者などの操作に基づいて、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てもよい。
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130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
トラクタ1は、自動走行モードが、圃場間移動モード、または待機モードである場合に、圃場間を自動走行(自律走行)することができる。トラクタ1は、移動先の圃場が設定されると、移動先の圃場までの走行ルートが設定される。なお、移動先の圃場は、情報処理装置130から受信する信号に基づいて設定される。また、走行ルートは、情報処理装置130によって生成されてもよく、作業制御装置160によって生成されてもよい。
The
次に、図5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では、複数の圃場F-A~F-Fにおいて、複数のトラクタ1a、1bが自動走行し作業していることとする。また、図5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, with reference to FIG. 5, the processing content when the
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-C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-A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-Aから圃場F-F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
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1b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が圃場F-Dに移動した後に、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
すなわち、情報処理装置130は、複数のトラクタ1において走行ルートが重複する場合に、トラクタ1同士が接触したり、狭い農道ですれ違ったりすることを抑制することができる。
That is, the
また、情報処理装置130は、トラクタ1の移動先の圃場を変更することができる。すなわち、圃場間を自動走行しているトラクタ1では、移動先の圃場が変更されることがある。
Further, the
移動先の圃場の変更とは、移動先が取り消されることを含む。すなわち、移動先の圃場の変更とは、移動先の圃場における作業が取り消されることを含む。トラクタ1は、自動走行によって移動する圃場の変更に柔軟に対応することができる。例えば、トラクタ1は、作業途中での急な作業変更に対応することができる。
Changing the destination field includes canceling the destination. That is, the change of the destination field includes the cancellation of the work in the destination field. The
例えば、圃場間移動モードによって圃場F-Dに向けて第1走行ルートに沿って自動走行しているトラクタ1aは、移動先が取り消されることがある。このような場合に、トラクタ1aが第1走行ルートの途中で停止すると、トラクタ1aが邪魔になるため、トラクタ1bは、待機モードから圃場間移動モードへ切り替えられない。すなわち、トラクタ1bは、圃場F-Aから圃場F-Fに向けて自動走行によって移動することができない。また、例えば、狭い農道でトラクタ1aを方向転換させることは、危険であり、安全性が低下するおそれがある。
For example, the destination of the
そのため、実施形態に係るトラクタ1aは、このような場合に、変更前の移動先の圃場まで移動することとした。
Therefore, in such a case, the
これにより、トラクタ1bが圃場F-Aから圃場F-Fに向けて自動走行する場合に、トラクタ1aはトラクタ1bの自動走行の邪魔にはならない。そのため、トラクタ1bは、圃場F-Aから圃場F-Fに向けて自動走行可能となる。具体的には、トラクタ1aが圃場F-Dに移動した後に、トラクタ1bは、待機モードから圃場間移動モードに切り替えられて、第2走行ルートに沿って自動走行する。
As a result, when the
次に、実施形態に係る圃場間移動処理について図6を参照し説明する。図6は、実施形態に係る圃場間移動処理を説明するフローチャートである。圃場間移動処理は、各トラクタ1に対してそれぞれ実行される。また、トラクタ1は、待機モードになっているものとする。
Next, the inter-field movement process according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating the inter-field movement process according to the embodiment. The inter-field movement process is performed for each
作業制御装置160は、自動走行モードを待機モードから圃場間移動モードに切り替えるか否かを判定する(S100)。具体的には、作業制御装置160は、情報処理装置130から自動走行モードを待機モードから圃場間移動モードに切り替えるための信号を受信したか否かを判定する。
The
作業制御装置160は、自動走行モードを待機モードから圃場間移動モードに切り替えない場合には(S100:No)、今回の処理を終了する。すなわち、作業制御装置160は、自動走行モードを待機モードから圃場間移動モードに切り替えるための信号を受信していない場合には、今回の処理を終了する。
When the automatic traveling mode is not switched from the standby mode to the inter-field movement mode (S100: No), the
作業制御装置160は、自動走行モードを待機モードから圃場間移動モードに切り替える場合には(S100:Yes)、自動走行モードを圃場間移動モードに切り替え(S101)、設定された移動先の圃場に向けて自動走行を開始する。
When the automatic traveling mode is switched from the standby mode to the inter-field movement mode (S100: Yes), the
作業制御装置160は、移動先の圃場の変更について変更信号を受信したか否かを判定する(S102)。具体的には、作業制御装置160は、移動先の圃場が変更する変更信号を、情報処理装置130から受信したか否かを判定する。
The
作業制御装置160は、変更信号を受信していない場合には(S102:No)、自動走行を継続する(S103)。
If the
作業制御装置160は、変更信号を受信した場合には(S102:Yes)、変更信号に基づいた移動先の圃場の変更に関する情報を記憶しつつ(S104)、変更前の圃場に向けて自動走行を継続する(S103)。すなわち、トラクタ1は、移動先の圃場が変更された場合であっても、変更前の圃場に向けて自動走行を継続する。
When the
作業制御装置160は、移動先の圃場に到着したか否かを判定する(S105)。作業制御装置160は、移動先の圃場に到着していない場合には(S105:No)、ステップS102に戻り、上記処理を繰り返す。
The
作業制御装置160は、移動先の圃場に到着すると(S105:Yes)、処理を終了する。
When the
移動先の圃場に到着したトラクタ1は、変更信号を受信している場合には、移動先の圃場において、方向転換を行い、変更信号に基づいた新たな移動先の圃場に向けた自動走行の準備を行う。このように、トラクタ1は、移動先の圃場において方向転換を行い、新たな移動先の圃場に向けた自動走行の準備を行う。例えば、移動先の圃場に到着したトラクタ1は、方向転換を行い、自動走行モードを圃場間移動モードにし、新たな移動先の圃場の走行ルートを設定し、燃料の残量を確認し、新たな移動先の圃場に向けて自動走行を行う。
When the
具体的には、燃料の残量が燃料補給閾値よりも多い場合には、トラクタ1は、新たな移動先の圃場に向けて自動走行を行う。燃料の残量が燃料補給閾値以下である場合には、トラクタ1は、例えば、待機モードとなり、新たな圃場に向けた自動走行を行わない。
Specifically, when the remaining amount of fuel is larger than the refueling threshold value, the
また、移動先の圃場に到着したトラクタ1は、燃料の残量が燃料補給閾値以下であり、かつ圃場間移動の区画内における作業を全て終了している場合には、待機モードとなる。
Further, the
なお、新たな移動先の圃場が設定されたトラクタ1は、優先的に圃場に向けて移動してもよく、他のトラクタ1の移動を待って、新たな移動先の圃場に向けて移動してもよい。他のトラクタ1の移動を待つ場合には、新たな移動先の圃場が設定されたトラクタ1の自動走行モードは、待機モードに切り替えられる。
The
トラクタ1は、待機モード中に、移動先の圃場が変更された場合には、変更された圃場に対する走行ルートを設定し、待機する。
When the destination field is changed during the standby mode, the
トラクタ1は、移動先の圃場が取り消され、変更前の圃場まで移動した後に、新たな移動先の圃場が設定された場合には、変更前の圃場において方向転換を行う。
The
このように、トラクタ1は、変更される圃場の情報に基づいて、自動走行を行うことができる。
In this way, the
次に、実施形態に係るトラクタ1の効果について説明する。
Next, the effect of the
トラクタ1は、測位装置120と、作業制御装置160とを備える。測位装置120は、走行車体2の位置情報を取得する。作業制御装置160は、複数の圃場の位置情報を含む圃場情報と、走行車体2の位置情報とに基づいて、走行車体2を圃場間で自動走行させる。また、作業制御装置160は、走行車体2が圃場間を自動走行中に、移動先の圃場が変更された場合には、変更前の移動先の圃場まで走行車体2を移動させる。
The
これにより、トラクタ1は、圃場間の農道で停止することがない。そのため、例えば、他のトラクタ1の自動走行などを妨げることがなく、トラクタ1は、安全性の高い圃場間移動を行うことができる。また、トラクタ1は、圃場間の農道で、新たな圃場に移動するための方向転換をすることがない。そのため、例えば、圃場間の農道でトラクタ1がUターンすることがなく、圃場間の自動走行における安全性を向上させることができる。
As a result, the
作業制御装置160は、走行車体2が変更前の移動先の圃場まで移動した後に、走行車体2を待機させる。
The
これにより、トラクタ1は、圃場間の農道で停止することがなく、他のトラクタ1の自動走行などを妨げることを抑制することができる。そのため、トラクタ1は、安全性の高い圃場間移動を行うことができる。
As a result, the
作業制御装置160は、走行車体2が変更前の移動先の圃場まで移動した後に、変更前の移動先の圃場において走行車体2を方向転換させる。
The
これにより、トラクタ1は、農道でトラクタ1が方向転換することを抑制し、安全性を向上させることができる。
As a result, the
変形例に係る作業車両の制御システム100は、圃場間移動区間内に、移動区間を制限する標識を有してもよい。標識は、例えば、情報処理装置130や、作業制御装置160において、位置情報を取得可能な標識である。標識は、例えば、標識の位置を示す測位点を含む位置情報を取得するGNSS制御装置であり、取得した位置情報を、情報処理装置130や、作業制御装置160に送信する。
The work
例えば、情報処理装置130は、標識の位置情報を取得し、移動区画を制限する。そのため、標識が移動された場合には、移動区画が変更される。従って、移動区画の制限(変更)が容易となる。
For example, the
例えば、自動走行による圃場間移動を除外する圃場については、上記する標識を設定することで、移動区間から除外するこができる。 For example, a field that excludes movement between fields due to automatic driving can be excluded from the movement section by setting the above-mentioned sign.
移動区間の制限の設定は、標識が認識されることで開始される。圃場間を圃場間移動モードによって自動走行しているトラクタ1は、標識が認識されると停止する。
The setting of the movement section limit starts when the sign is recognized. The
標識による移動区間の制限の設定は、標識が一定時間以上、位置が変化しないことで、完了する。標識が認識されて、停止していたトラクタ1は、移動区間の制限の設定が完了すると、自動走行を再開する。なお、標識による移動区画の制限によって、移動先への圃場の移動が制限されたトラクタ1は、停止した状態に維持される。
The setting of the restriction of the movement section by the sign is completed when the position of the sign does not change for a certain period of time or more. When the sign is recognized and the stopped
待機モードのトラクタ1は、標識による移動区画の制限の設定が完了した場合には、移動先の圃場への走行ルートを再検索する。
The
標識による移動区画の制限を解除し、元の移動区画に戻す場合に、例えば、制限していた圃場の入口Finよりも外側に標識が移動され、制限していた圃場への走行ルートが確保されると、制限していた圃場への自動走行が可能となる。 When the restriction of the moving area by the sign is released and the original moving area is returned, for example, the sign is moved to the outside of the entrance Fin of the restricted field, and the driving route to the restricted field is secured. Then, it becomes possible to automatically drive to the restricted field.
移動区画の制限の解除は、標識が移動されることが開始される。圃場間を圃場間移動モードによって自動走行しているトラクタ1は、標識が認識されると停止する。移動区間の制限の解除は、標識が一定時間以上、位置が変化しないことで、完了する。停止していたトラクタ1は、移動区間の制限の解除が完了すると、自動走行を再開する。例えば、トラクタ1は、移動区画の制限が解除される前に移動予定であった圃場に向けた自動走行を再開する。
The removal of the movement zone restriction begins with the movement of the sign. The
待機モードのトラクタ1は、標識による移動区画の解除が完了した場合には、移動先の圃場への走行ルートを再検索する。
When the release of the moving section by the sign is completed, 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
140 タブレット端末
150 コントローラ
160 作業制御装置(制御装置)
F 圃場
1
F field
Claims (4)
複数の圃場の位置情報を含む圃場情報と、前記走行車体の位置情報とに基づいて、前記走行車体を圃場間で自律走行させる制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記走行車体が圃場間を前記自律走行中に、移動先の圃場が変更された場合には、変更前の移動先の圃場まで前記走行車体を移動させる
ことを特徴とする作業車両。 A positioning device that acquires the position information of the traveling vehicle body, and
It is equipped with a field information including position information of a plurality of fields and a control device for autonomously traveling the traveling vehicle body between fields based on the position information of the traveling vehicle body.
The control device is characterized in that when the traveling vehicle body is autonomously traveling between fields and the destination field is changed, the traveling vehicle body is moved to the destination field before the change. vehicle.
ことを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 1, wherein the control device causes the traveling vehicle body to stand by after the traveling vehicle body has moved to the field to which the traveling vehicle body has not been changed.
ことを特徴とする請求項2に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 2, wherein the control device changes the direction of the traveling vehicle body in the destination field before the change after the traveling vehicle body has moved to the destination field before the change.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の作業車両。 When the control device receives information about a new destination field after the destination field is canceled and the traveling vehicle body moves to the new destination field, the control device receives information about the new destination field. The work vehicle according to claim 2 or 3, wherein the traveling vehicle body is changed in direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020208589A JP2022095324A (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Work vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020208589A JP2022095324A (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Work vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2022095324A true JP2022095324A (en) | 2022-06-28 |
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Family Applications (1)
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JP2020208589A Pending JP2022095324A (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Work vehicle |
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Country | Link |
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-
2020
- 2020-12-16 JP JP2020208589A patent/JP2022095324A/en active Pending
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