JP2023098881A5 - - Google Patents

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Description

本発明は、農業用ロボットトラクターなどのような作業車両に関する。 The present invention relates to work vehicles, such as robotic agricultural tractors.

走行経路を検出して、操舵制御を行いながら自律走行する車両の前部に、左右一対の障害物センサーをそれぞれ左右回動可能に設け、障害物センサーが障害物を検出すると車両を緊急停止する制御部を備えた作業車両において、操舵角度の大小などに応じて、障害物センサーの向きをほぼ旋回方向に向かうように回動させるものが公知である(例えば特許文献1参照)。 A pair of left and right obstacle sensors are installed in the front of the vehicle, which detects the driving route and autonomously travels while controlling the steering. When the obstacle sensors detect an obstacle, the vehicle is brought to an emergency stop. 2. Description of the Related Art In a work vehicle provided with a control unit, there is known a work vehicle that rotates an obstacle sensor so as to turn substantially in a turning direction according to the magnitude of a steering angle (see, for example, Patent Document 1).

特開平6-189610号公報JP-A-6-189610

しかしながら、車体が左右に傾斜した場合や、代掻き作業など水を張った圃場内を走行する際に車体が沈み込んだ場合などで、障害物センサーが水面や地面を障害物として誤検出することがあった。 However, the obstacle sensor may erroneously detect the water surface or the ground as an obstacle when the vehicle body tilts to the left or right, or when the vehicle body sinks while traveling in a field filled with water such as puddling. there were.

本発明は、このような従来の作業車両の課題を考慮し、そのような誤検出をなくすため、障害物検出センサーの検出範囲を適切に変更して、効率よく作業可能な作業車両を提供することを目的とする。 In consideration of such problems of conventional work vehicles, the present invention provides a work vehicle that can work efficiently by appropriately changing the detection range of an obstacle detection sensor in order to eliminate such erroneous detection. for the purpose.

第1の本発明は、
車体の後部に作業機を装着する作業車両において、
車体より前方に、車体の前側で且つ車体の幅より広い範囲を検出する左右一対の前側超音波センサーを設け、
車体の左側の範囲を検出する左側超音波センサーと、車体の右側の範囲を検出する右側超音波センサーを車体側部に設け、
車体の後部に、車体の後方を検出する障害物センサーを設け、
作業機の左右幅に応じて。前記障害物センサーの検出範囲を変更する作業機幅入力手段を備える作業車両である。
A first aspect of the present invention is
In a working vehicle with a working machine attached to the rear part of the vehicle body,
A pair of left and right front ultrasonic sensors for detecting a range wider than the width of the vehicle body on the front side of the vehicle body are provided in front of the vehicle body,
A left ultrasonic sensor that detects the range on the left side of the vehicle body and a right ultrasonic sensor that detects the range on the right side of the vehicle body are provided on the side of the vehicle body,
An obstacle sensor is provided at the rear of the vehicle body to detect the rear of the vehicle body,
Depending on the lateral width of the working machine. The work vehicle includes work implement width input means for changing the detection range of the obstacle sensor .

第1の本発明によって、作業機11を障害物として検出しかねない恐れを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the work machine 11 from being detected as an obstacle .

第2の本発明は、
作業機が前記作業車両に装着されており、
前記作業機を昇降するリフトアームと、
前記作業機の前記作業車両に対する高さを検出する高さセンサーと、
前記作業機の耕耘深さを検出する耕深センサーとを備え、
前記コントローラーは、前記高さセンサーの検出値と前記耕深センサーの検出値に基づいて、前記作業車両の地面に対する沈下量を算出し、前記沈下量に応じて、前記障害物検出機構の障害物検出範囲を変更する、第1の本発明の作業車両である。
A second aspect of the present invention is
A work machine is attached to the work vehicle,
a lift arm for lifting and lowering the working machine;
a height sensor that detects the height of the working machine relative to the working vehicle;
a tillage depth sensor that detects the tillage depth of the working machine;
The controller calculates the amount of subsidence of the work vehicle with respect to the ground based on the detection value of the height sensor and the detection value of the plowing depth sensor, and detects the obstacle of the obstacle detection mechanism according to the subsidence amount. 1 is a work vehicle of the first invention that changes the detection range;

第2の本発明によって、車体が沈下している場合は障害物センサーと地面との距離が近くなるため、障害物判定範囲を変更することにより、地面を障害物と判定して停止することを抑制できるため、効率よく作業できる。 According to the second aspect of the present invention, when the vehicle body is sinking, the distance between the obstacle sensor and the ground becomes closer. Therefore, by changing the obstacle determination range, it is possible to determine that the ground is an obstacle and stop the vehicle. Since it can be suppressed, it can work efficiently.

第3の本発明は、
前記障害物検出機構は複数個の障害物検出センサーを有し、
前記コントローラーは、
前記障害物検出機構を用いて自動運転中の障害物を検出する障害物検出モードと、前記障害物検出センサーの全部又は一部を用いて、前記作業車両の地面に対する沈下量を測定する沈下量測定モードとを有し、前記沈下量に応じて、前記障害物検出モードにおける、前記障害物検出機構の障害物検出範囲を変更する、第1の本発明の作業車両である。
A third aspect of the present invention is
The obstacle detection mechanism has a plurality of obstacle detection sensors,
The controller is
An obstacle detection mode for detecting obstacles during automatic operation using the obstacle detection mechanism, and a subsidence amount for measuring the amount of subsidence of the work vehicle with respect to the ground using all or part of the obstacle detection sensor. and a measurement mode, wherein the obstacle detection range of the obstacle detection mechanism in the obstacle detection mode is changed according to the amount of subsidence.

第3の本発明によって、沈下量測定のために、障害物センサーを兼用しているので、安価に車両の沈下量を直接測定することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the obstacle sensor is also used for measuring the amount of subsidence, it is possible to directly measure the amount of subsidence of the vehicle at low cost.

第4の本発明は、
前記コントローラーは、前記沈下量測定モードにおける前記障害物検出範囲を、前記障害物検出モードにおける前記障害物検出範囲より広く設定しておく、第3の本発明の作業車両である。
The fourth aspect of the present invention is
The work vehicle according to the third aspect of the present invention, wherein the controller sets the obstacle detection range in the subsidence measurement mode to be wider than the obstacle detection range in the obstacle detection mode.

第4の本発明によって、沈下量を測定するために、障害物センサーを兼用していても、沈下量をより正確に測定することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, even if an obstacle sensor is also used to measure the amount of subsidence, the amount of subsidence can be measured more accurately.

本発明により、車両が傾斜したり沈下したりしても、適正に障害物を検出することができるので、適切に自動走行させることが可能な作業車両を提供することができる。 According to the present invention, an obstacle can be detected properly even if the vehicle tilts or sinks, so it is possible to provide a work vehicle that can appropriately and automatically travel.

本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの左側面図1 is a left side view of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの平面図1 is a plan view of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの走行経路の説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of a traveling route of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの制御系の構成図1 is a configuration diagram of a control system of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターのコントローラーを中心とするブロック図1 is a block diagram centering on a controller of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの前後の検出を行う赤外線センサーを用いた様子を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing a state using an infrared sensor for detecting the front and rear of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの傾斜状態を示す背面図FIG. 1 is a rear view showing an inclined state of an agricultural robot tractor according to an embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの障害物検出範囲を説明するための平面図FIG. 2 is a plan view for explaining the obstacle detection range of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの作業機の幅と障害物検出範囲との関係を説明するための平面図FIG. 2 is a plan view for explaining the relationship between the width of the working machine of the agricultural robot tractor and the obstacle detection range according to the embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの沈下量の測定を説明するための左側面図FIG. 2 is a left side view for explaining the measurement of the subsidence amount of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention; 本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの沈下量と障害物検出範囲との関係を説明するための左側面図FIG. 4 is a left side view for explaining the relationship between the settlement amount and the obstacle detection range of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention;

以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

はじめに、図1から図4を参照しながら、本発明における作業車両の一例である本実施の形態の農業用ロボットトラクターの構成および動作について具体的に説明する。 First, referring to FIGS. 1 to 4, the configuration and operation of an agricultural robot tractor according to the present embodiment, which is an example of a work vehicle according to the present invention, will be specifically described.

ここに、図1は本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの左側面図であり、図2は本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの平面図である。図3は本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターが圃場を自動走行する様子を示す略示平面図である。図4は本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの制御系の説明図である。 1 is a left side view of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the invention, and FIG. 2 is a plan view of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic plan view showing how the agricultural robot tractor of the embodiment of the present invention automatically travels in a field. FIG. 4 is an explanatory diagram of the control system of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention.

まず本実施の形態の農業用ロボットトラクターの基本的な構成および動作を説明する。コントローラー200に関連する構成および動作などについては、後に詳細に説明する。 First, the basic configuration and operation of the agricultural robot tractor of this embodiment will be described. The configuration, operation, and the like related to controller 200 will be described later in detail.

車体10の前部のボンネット31の内部には、エンジン30が設けられている。エンジン30の回転動力は、運転ユニット20のフロア21の下方に設けられているトランスミッションケースの内部のさまざまなクラッチを介して伝達される。より具体的には、主変速装置および副変速装置で変速された回転動力は、左前輪40Lおよび右前輪40R、ならびに左後輪50Lおよび右後輪50Rへ伝達される。 An engine 30 is provided inside a bonnet 31 at the front of the vehicle body 10 . Rotational power of engine 30 is transmitted through various clutches inside a transmission case provided below floor 21 of operating unit 20 . More specifically, the rotational power changed by the main transmission and the sub-transmission is transmitted to the left front wheel 40L and the right front wheel 40R and the left rear wheel 50L and the right rear wheel 50R.

左側のフロア21には、ブレーキペダル連結解除ペダルおよびクラッチペダルが配置されている。右側のフロア21には、左ブレーキペダルおよび右ブレーキペダル、ならびにアクセルペダルが配置されている。車体10の後部には、作業機11が、たとえば3点リンク機構を利用して装着される。 A brake pedal disconnection pedal and a clutch pedal are arranged on the left floor 21 . A left brake pedal, a right brake pedal, and an accelerator pedal are arranged on the right floor 21 . A work implement 11 is attached to the rear portion of the vehicle body 10 using, for example, a three-point link mechanism.

図4において、コントローラー200は、メモリーおよびタイマーなどと協働して動作する、耕耘作業機昇降制御部、エンジン制御部および走行制御部を有する。図3は本発明における実施の形態の農業用ロボットトラクターの走行経路Cの説明図である。 In FIG. 4, the controller 200 has a tillage machine lift control section, an engine control section, and a travel control section that operate in cooperation with a memory, a timer, and the like. FIG. 3 is an explanatory diagram of the traveling route C of the agricultural robot tractor according to the embodiment of the present invention.

コントローラー200は、あらかじめ設定された走行経路Cに沿って車体10を走行させるための自動走行制御を、農業用ロボットトラクターおよび作業機11の設定や、リモートコントローラー201からの指示、GNSS(Global Navigation Satellite System)信号、および障害物検出機構600の障害物検出結果などに基づいて行う。 The controller 200 performs automatic travel control for causing the vehicle body 10 to travel along a preset travel route C based on the settings of the agricultural robot tractor and the working machine 11, instructions from the remote controller 201, and GNSS (Global Navigation Satellite System). system) signal, the obstacle detection result of the obstacle detection mechanism 600, and the like.

車体位置測定機構500は、車体10の位置を測定する機構である。本実施の形態においては、車体位置測定機構500は、GNSSユニットを有する。なお、110は前後進クラッチ、120は主変速装置、130は副変速装置、201はリモートコントローラー、320は4WDクラッチ、330は操舵シリンダー、350は車速センサー、400Lは左ブレーキ装置、400Rは右ブレーキ装置である。 The vehicle body position measuring mechanism 500 is a mechanism that measures the position of the vehicle body 10 . In this embodiment, vehicle body position measurement mechanism 500 has a GNSS unit. 110 is a forward/reverse clutch, 120 is a main transmission, 130 is an auxiliary transmission, 201 is a remote controller, 320 is a 4WD clutch, 330 is a steering cylinder, 350 is a vehicle speed sensor, 400L is a left brake device, and 400R is a right brake. It is a device.

本実施の形態においては、障害物検出機構600は、二つの前側超音波センサー610、ならびに三つの左側超音波センサー620Lおよび三つの右側超音波センサー620Rを有する。これらは本発明の障害物検出センサーの一例である。 In this embodiment, the obstacle detection mechanism 600 has two front ultrasonic sensors 610, three left ultrasonic sensors 620L and three right ultrasonic sensors 620R. These are examples of the obstacle detection sensor of the present invention.

前側超音波センサー610は検出範囲A1が車体10の前側の範囲であるセンサーであり、左側超音波センサー620Lは検出範囲A2Lが車体10の左側の範囲であるセンサーであり、右側超音波センサー620Rは検出範囲A2Rが車体10の右側の範囲であるセンサーである。 The front ultrasonic sensor 610 has a detection range A1 on the front side of the vehicle body 10, the left ultrasonic sensor 620L has a detection range A2L on the left side of the vehicle body 10, and the right ultrasonic sensor 620R has a detection range A2L on the left side of the vehicle body 10. It is a sensor whose detection range A2R is the range on the right side of the vehicle body 10 .

障害物により反射された超音波の帰還時間に基づいて、前側超音波センサー610の検出範囲A1、ならびに左側超音波センサー620Lの検出範囲A2Lおよび右側超音波センサー620Rの検出範囲A2Rにおける障害物の存在が認識された場合には、車体10の自動停止が行われる。そのために、上記帰還時間について所定の閾値を定めておき、その時間内に反射信号が帰還すれば障害物の存在が認識されたことになる。図面においてはその範囲を模式化している。 Based on the return time of the ultrasonic wave reflected by the obstacle, the presence of obstacles in the detection range A1 of the front ultrasonic sensor 610, the detection range A2L of the left ultrasonic sensor 620L, and the detection range A2R of the right ultrasonic sensor 620R. is recognized, the vehicle body 10 is automatically stopped. For this reason, a predetermined threshold is set for the return time, and if the reflected signal returns within that time, the presence of the obstacle is recognized. The range is modeled in the drawing.

図6は本発明における変形例の実施の形態の農業用ロボットトラクターの平面図であって、図6に示されているように、障害物検出機構600は、一つの前側赤外線センサー630および一つの後側赤外線センサー640を有している。 FIG. 6 is a plan view of an agricultural robot tractor of a modified embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the obstacle detection mechanism 600 includes one front infrared sensor 630 and one It has a rear infrared sensor 640 .

ここに、前側赤外線センサー630は検出範囲A3が車体10の前側の範囲であるセンサーであり、後側赤外線センサー640は検出範囲A4が車体10の後側の範囲であるセンサーである。 Here, the front infrared sensor 630 is a sensor whose detection range A3 is the front side range of the vehicle body 10, and the rear infrared sensor 640 is a sensor whose detection range A4 is the rear side range of the vehicle body 10. FIG.

障害物により反射された赤外線の帰還時間に基づいて、前側赤外線センサー630の検出範囲A3および後側赤外線センサー640の検出範囲A4における障害物の存在が認識された場合には、車体10の自動停止が行われる。 When the presence of an obstacle in the detection range A3 of the front infrared sensor 630 and the detection range A4 of the rear infrared sensor 640 is recognized based on the return time of the infrared rays reflected by the obstacle, the vehicle body 10 automatically stops. is done.

もちろん、本発明の実施の形態においては、障害物検出機構600は、車体ルーフへ取付けられた一つの全方向タイプ超音波センサーで前後左右を検出するようにしてもよい。 Of course, in the embodiment of the present invention, the obstacle detection mechanism 600 may detect front, rear, left, and right with one omnidirectional type ultrasonic sensor attached to the vehicle body roof.

つぎに、図7から図11を参照しながら、本実施の形態や別の実施の形態の農業用ロボットトラクターの構成および動作についてさらにより具体的に説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 to 11, the configuration and operation of the agricultural robot tractor according to this embodiment and another embodiment will be described more specifically.

図7は本実施の形態にかかる車体10が圃場で傾斜している状態を示す略示背面図である。図の場合は、左側へ傾斜している状態である。ここに、上述したように、前側超音波センサー610の検出範囲A1、左側超音波センサー620Lの検出範囲A2L、右側超音波センサー620Rの検出範囲A2Rが背面側から示されている。 FIG. 7 is a schematic rear view showing a state in which the vehicle body 10 according to the present embodiment is tilted in a field. In the case of the figure, it is in a state of being tilted to the left. Here, as described above, the detection range A1 of the front ultrasonic sensor 610, the detection range A2L of the left ultrasonic sensor 620L, and the detection range A2R of the right ultrasonic sensor 620R are shown from the rear side.

100は圃場の地面を示し、101はその圃場の一部が盛り上がった状態を示す。ここで、車体10が走行中に右後輪50Rがその盛り上がり部分101に乗り上げたとする。 100 indicates the ground of the field, and 101 indicates a state where the field is partially raised. Here, it is assumed that the right rear wheel 50R runs over the raised portion 101 while the vehicle body 10 is running.

そのため、車体10は左側に傾く。その傾きを傾斜センサー340が検出する。図4に示すように、その傾斜センサー340の出力信号はコントローラー200に入力される。コントローラー200はその傾斜センサー340からの傾斜信号を受けて、障害物検出機構600に検出範囲A2L、A2Rの変更を指示する。 Therefore, the vehicle body 10 leans to the left. The tilt sensor 340 detects the tilt. As shown in FIG. 4, the output signal of the tilt sensor 340 is input to the controller 200 . The controller 200 receives the tilt signal from the tilt sensor 340 and instructs the obstacle detection mechanism 600 to change the detection ranges A2L and A2R.

その変更の仕方は、図7に示すように左側の各検出範囲A2Lを、右側の対応する各検出範囲A2Rよりも狭くする。つまり、図に示すように、車体10が左側へ傾斜した場合、左側の検出範囲A2Lをそれまでどおりの大きさの範囲としておくと、その傾斜が大きい場合、地面100の存在により、障害物が存在しないにもかかわらず、検出信号を出力してしまう恐れがある。 As shown in FIG. 7, each detection range A2L on the left side is made narrower than each corresponding detection range A2R on the right side. That is, as shown in the figure, when the vehicle body 10 tilts to the left, if the left side detection range A2L is set to the same size as before, when the tilt is large, the existence of the ground 100 causes an obstacle to be detected. There is a risk of outputting a detection signal even though it does not exist.

しかしながら、図7に示すように、左側の検出範囲A2Lを、傾斜していない場合に比べて狭くしているので、左側の検出範囲A2Lが誤って地面100を障害物として誤検出してしまう心配は無い。したがって、誤検出によってその都度車体10が停止して作業能率が落ちる心配もない。なお、結果としては、傾斜していない側の検出範囲は変更されないので、傾斜した側の検出範囲の方が、傾斜していない側の検出範囲よりも狭く変更されることになる。 However, as shown in FIG. 7, the left detection range A2L is narrower than when it is not tilted, so there is concern that the left detection range A2L may erroneously detect the ground 100 as an obstacle. There is no Therefore, there is no concern that the vehicle body 10 will stop each time due to an erroneous detection and work efficiency will drop. As a result, since the detection range on the non-tilted side is not changed, the detection range on the tilted side is changed to be narrower than the detection range on the non-tilted side.

上述したように、その検出範囲の変更の程度は、傾斜の程度にかかわっているので、その検出範囲の変更の程度も、車体10の傾斜の程度に比例させるのが望ましい。すなわち、傾斜が緩やかな場合は狭くする程度もゆるくし、傾斜がきつい場合は狭くする程度も大きくする。 As described above, the degree of change in the detection range is related to the degree of tilt, so it is desirable that the degree of change in the detection range is also proportional to the degree of tilt of the vehicle body 10 . That is, when the slope is gentle, the degree of narrowing is moderate, and when the slope is steep, the degree of narrowing is also increased.

図8は本実施の形態のトラクターの略示平面図であって、検出範囲A2Lが狭く変更された検出範囲A2L’や検出範囲A2Rが狭く変更された検出範囲A2R’を示している。M,Nはその狭くなる状況を示す符号である。 FIG. 8 is a schematic plan view of the tractor of this embodiment, showing a detection range A2L' in which the detection range A2L is narrowed and a detection range A2R' in which the detection range A2R is narrowed. M and N are codes indicating the narrowing situation.

なお、車体10の傾斜を検出するだけでなく、その傾斜に関する傾斜の角速度も検出しておき、それも利用することが望ましい。なぜなら、傾斜センサー340の検出にも応答遅れが発生する場合があり、そのような場合傾斜し始めているにも関わらず、検出範囲が狭くならず、誤検出が発生することがあったが、それを避けることができる。 It is desirable that not only the tilt of the vehicle body 10 is detected, but also the angular velocity of the tilt related to the tilt is detected and used. This is because a response delay may occur in the detection of the tilt sensor 340, and in such a case, even though the tilt has begun, the detection range may not be narrowed and erroneous detection may occur. can be avoided.

図5は、主にコントローラー200の構成を示すブロック図である。201は検出範囲を決定する基準時間手段であり、202は障害物検出機構600の複数の超音波センサー610などから信号を受けとり障害物の存在を判断する障害物判断手段である。 FIG. 5 is a block diagram mainly showing the configuration of the controller 200. As shown in FIG. Reference numeral 201 denotes reference time means for determining the detection range, and 202 denotes obstacle determination means for receiving signals from the plurality of ultrasonic sensors 610 of the obstacle detection mechanism 600 and determining the presence of obstacles.

また、203は、傾斜センサー340などのセンサーからの信号を受けとり上記基準時間手段201の基準時間を変更する、すなわち、検出範囲を変更する手段である。 Reference numeral 203 denotes means for receiving a signal from a sensor such as the tilt sensor 340 and changing the reference time of the reference time means 201, that is, changing the detection range.

図9は本発明の別の実施の形態を示し、車体10の後ろに装着する作業機11、例えば耕運機の左右幅に応じて、検出範囲を変更する場合を示す。検出範囲A2RがA2R’に狭くなり、検出範囲A2LがA2L’に狭くなる。図4において、202はその作業機11の幅Pを入力する作業機幅入力手段である。 FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, showing a case where the detection range is changed according to the lateral width of a working machine 11 mounted behind the vehicle body 10, for example, a cultivator. The detection range A2R narrows to A2R' and the detection range A2L narrows to A2L'. In FIG. 4, 202 is working machine width input means for inputting the width P of the working machine 11 .

すなわち、作業機11の幅Pが図9の場合のように大きいときは、検出範囲の設定次第では作業機11を障害物として検出しかねない恐れがある。そこで、作業機11の幅Pが大きい場合は、その程度に応じた検出範囲を狭くしたり、検出範囲の方向を変更することが望ましい。もちろん、作業機11の幅が小さい場合は検出範囲を広げることも可能である。 That is, when the width P of the work implement 11 is large as in the case of FIG. 9, the work implement 11 may be detected as an obstacle depending on the setting of the detection range. Therefore, when the width P of the work implement 11 is large, it is desirable to narrow the detection range or change the direction of the detection range according to the extent. Of course, if the width of the working machine 11 is small, it is possible to widen the detection range.

また別の実施の形態について説明する。上述したように、図6において、障害物検出機構600は、一つの前側赤外線センサー630および一つの後側赤外線センサー640を有している。ここに、 前側赤外線センサー630は検出範囲A3が車体10の前側の範囲であるセンサーであり、後側赤外線センサー640は検出範囲A4が車体10の後側の範囲であるセンサーである。 Another embodiment will be described. As described above, in FIG. 6, obstacle detection mechanism 600 has one front infrared sensor 630 and one rear infrared sensor 640 . Here, the front infrared sensor 630 is a sensor whose detection range A3 is the front range of the vehicle body 10, and the rear infrared sensor 640 is a sensor whose detection range A4 is the rear range of the vehicle body 10. FIG.

ところで、上述したような車体10が左右でなく(ローリング)、前後方向に傾斜することがある(ピッチング)。 By the way, the vehicle body 10 as described above may tilt in the front-rear direction (pitching) rather than in the left-right direction (rolling).

上記各赤外線センサー630、640は、このような前後方向への傾斜がある場合も、検出範囲を変更しないと、上述したように地面100の存在を障害物と誤検出する恐れがある。 The infrared sensors 630 and 640 may erroneously detect the presence of the ground 100 as an obstacle as described above unless the detection range is changed even when there is such an inclination in the front-rear direction.

そこで、傾斜センサー340はその前後方向の傾斜も検出し、その赤外線センサー630、640の検出範囲を変更する。その変更の仕方は、その傾斜の程度、方向などに応じて、左右範囲や前後範囲や高低範囲を誤検出しない範囲や方向に変更する。 Therefore, the tilt sensor 340 also detects the tilt in the longitudinal direction, and changes the detection range of the infrared sensors 630 and 640 . The way of changing is to change the right and left range, the front and back range, and the elevation range to ranges and directions that do not cause erroneous detection according to the degree and direction of the inclination.

なお、以上説明したローリングやピッチング検出用の傾斜センサー340としては、通常の装置のセンサーの他に、GNSSアンテナに一体化されているIMU(慣性計測装置)の検出値を利用するタイプでもよい。コストの節約となる。 The tilt sensor 340 for detecting rolling and pitching described above may be of a type that utilizes the detection values of an IMU (inertial measurement unit) integrated with the GNSS antenna, in addition to sensors of ordinary devices. Cost savings.

図10は本発明のトラクターの別の実施の形態を示す側面図である。ここで、上述した場合はローリングにせよ、ピッチングにせよ、車体10の傾斜に対応して障害物検出範囲を変更する場合であったが、本実施の形態では、車体10の地面100に対する沈下量に対応して障害物検出範囲を変更するものである。 FIG. 10 is a side view showing another embodiment of the tractor of the present invention; Here, in the above-described case, the obstacle detection range is changed according to the inclination of the vehicle body 10, whether it is rolling or pitching. The obstacle detection range is changed correspondingly.

すなわち、その車体10の沈下量の測定方法にはいろいろあるが、本実施の形態では作業機11の一例であるロータリーを用いる。図10において、11aは作業機11を保持するリフトアーム、11bはそのリフトアーム11aの位置を検出する位置センサー、11cは作業機11のリヤカバー、11dはそのリヤカバー11cの角度を検出するセンサーである。これら位置センサー11b、角度センサー11dは、図5における沈下センサー12の一例である。 That is, although there are various methods for measuring the amount of subsidence of the vehicle body 10, a rotary, which is an example of the working machine 11, is used in the present embodiment. 10, 11a is a lift arm that holds the work machine 11, 11b is a position sensor that detects the position of the lift arm 11a, 11c is a rear cover of the work machine 11, and 11d is a sensor that detects the angle of the rear cover 11c. . These position sensor 11b and angle sensor 11d are examples of the subsidence sensor 12 in FIG.

これらのセンサー11b、11dの信号に基づき、コントローラー200は後輪50L、50Rの地面100に対する沈下量を測定する。すなわち、リヤカバー11cが上がっていて、且つ、リフトアーム11aが上がっている場合は、沈下していると判断し、その沈下量も測定できる。 The controller 200 measures the amount of subsidence of the rear wheels 50L, 50R with respect to the ground 100 based on the signals from these sensors 11b, 11d. That is, when the rear cover 11c is raised and the lift arm 11a is also raised, it is determined that the vehicle is sinking, and the amount of sinking can also be measured.

位置センサー11bは、本発明の高さセンサーの一例であり、角度センサー11dは、本発明の耕耘深さを検出する耕深センサーの一例である。 The position sensor 11b is an example of a height sensor of the present invention, and the angle sensor 11d is an example of a plowing depth sensor for detecting plowing depth of the present invention.

図11はその様子を説明するための側面図であって、赤外線検出範囲A3を、沈下している場合はA3’のように、狭くする。通常の検出範囲A3では沈下している場合、地面100を障害物として誤検出してしまう恐れがあるが、検出範囲A3’のように狭くすることでこの誤検出が防止できる。 FIG. 11 is a side view for explaining the situation, in which the infrared detection range A3 is narrowed to A3' when it is sunk. In the normal detection range A3, if the ground 100 is sunk, there is a risk of erroneously detecting the ground 100 as an obstacle.

さらには、その沈下量に比例して、検出範囲A3の狭める程度を変更することも望ましい。なお、このような沈下量が多き過ぎて検出範囲A3が小さくなりすぎる場合は、車体10の走行を停止させる。検出範囲A3を狭めすぎると、誤検出の能力が低下しすぎるのでそれを防ぐためである。 Furthermore, it is also desirable to change the extent to which the detection range A3 is narrowed in proportion to the amount of subsidence. If the amount of subsidence is too large and the detection range A3 is too small, the vehicle body 10 is stopped. If the detection range A3 is too narrow, the capability of erroneous detection will be too low, so this is to be prevented.

次に、図10において、12aは地面100までの距離を測定する専用の超音波センサーであって、車体10の前側に取付られており、超音波を地面100に向けた放射し距離を測定する。その前側に取り付けられた位置は予めわかっているから、車輪の沈下量を測定できる。この超音波センサー12aによって測定された沈下量に応じて、コントローラー200は検出範囲を変更する。この超音波センサー12aも上記沈下センサー12の一例である。 Next, in FIG. 10, 12a is a dedicated ultrasonic sensor for measuring the distance to the ground 100, which is attached to the front side of the vehicle body 10 and emits ultrasonic waves toward the ground 100 to measure the distance. . Since the position of the front attachment is known in advance, the amount of wheel subsidence can be measured. The controller 200 changes the detection range according to the amount of subsidence measured by the ultrasonic sensor 12a. This ultrasonic sensor 12a is also an example of the subsidence sensor 12 described above.

なお、さらなる変形例として、この地面100までの 距離を測定する超音波センサーを特別設けるのではなく、上述した超音波センサー610などのセンサーの一部で兼用することも可能である。 As a further modified example, instead of providing a special ultrasonic sensor for measuring the distance to the ground 100, a part of the sensors such as the ultrasonic sensor 610 described above can also be used.

そのような変形例の場合は、車輪の沈下量を測定するモードと、障害物を検出するモードとを分けておいて、沈下量を測定するモードの場合はその検出範囲を、障害物を検出するモードの場合の検出範囲より広く設定しておく方法が望ましい(その方法は図5で説明したとおり基準時間を変更すればよい)。 In the case of such a modification, the mode for measuring the amount of wheel subsidence and the mode for detecting obstacles are separated. It is desirable to set the detection range wider than the detection range in the case of the mode to be set (this method can be done by changing the reference time as explained with reference to FIG. 5).

そのように広くすることで確実に地面100からの反射波を確実に読み取ることができる。沈下の程度が大きければ、短時間で反射波が戻ってくることで分かる。 Such widening makes it possible to reliably read reflected waves from the ground 100 . If the degree of subsidence is large, it can be detected by the fact that the reflected wave returns in a short period of time.

なおまた、その沈下量を測定するモードは、車体10の作業開始前に実行するのが望ましい。作業開始後は障害物検出モードに切り替えて実行する。車輪の沈下量は一つ圃場ではあまり変化は無いので、一度作業開始前に測定すれば十分である。 Furthermore, it is desirable to execute the mode for measuring the amount of subsidence before starting work on the vehicle body 10 . After starting work, switch to obstacle detection mode and execute. Since the amount of wheel settling does not change much in one field, it is sufficient to measure it once before starting work.

なお、本発明に関連した発明のプログラムは、上述された本発明に関連した発明の自動走行制御方法の全部または一部の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。 In addition, the program of the invention related to the present invention is a program for causing a computer to execute all or part of the operation of the automatic cruise control method of the invention related to the present invention described above, cooperating with the computer. It is a program that works with

また、本発明に関連した発明のプログラムの一利用形態は、インターネット、光、電波または音波などのような伝送媒体の中を伝送され、コンピュータにより読取られ、コンピュータと協働して動作するという形態であってもよい。 In addition, one usage form of the program of the invention related to the present invention is a form in which it is transmitted in a transmission medium such as the Internet, light, radio waves or sound waves, read by a computer, and operates in cooperation with the computer. may be

また、コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)などのような純然たるハードウェアに限らず、ファームウェア、OS(Operating System)、そしてさらに周辺機器を含んでもよい。 In addition, the computer is not limited to pure hardware such as a CPU (Central Processing Unit), but may also include firmware, an OS (Operating System), and peripheral devices.

なお、上述されたように、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現されてもよいし、ハードウェア的に実現されてもよい。 It should be noted that, as described above, the configuration of the present invention may be implemented in software or in hardware.

本発明における作業車両は、傾斜した場合や沈下した場合にも円滑な自動走行制御を実現することができ、たとえば、農業用ロボットトラクターなどのような作業車両に利用する目的に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The work vehicle of the present invention can achieve smooth automatic travel control even when it is tilted or subsided, and is useful for the purpose of being used as a work vehicle such as an agricultural robot tractor, for example.

10 車体
11 作業機
12 沈下センサ
20 運転ユニット
21 フロア
30 エンジン
31 ボンネット
40L 左前輪
40R 右前輪
50L 左後輪
50R 右後輪
110 前後進クラッチ
120 主変速装置
130 副変速装置
200 コントローラー
201 リモートコントローラー
320 4WDクラッチ
330 操舵シリンダー
340 傾斜センサー
350 車速センサー
400L 左ブレーキ装置
400R 右ブレーキ装置
500 車体位置測定機構
600 障害物検出機構
601 積層灯
610 前側超音波センサー
620L 左側超音波センサー
620R 右側超音波センサー
630 前側赤外線センサー
640 後側赤外線センサー
A、A1、A2L、A2R、A3、A4 検出範囲
C 走行経路
10 Vehicle body 11 Work implement 12 Subsidence sensor 20 Driving unit 21 Floor 30 Engine 31 Bonnet 40L Front left wheel 40R Front right wheel 50L Rear left wheel 50R Rear right wheel 110 Forward/reverse clutch 120 Main transmission 130 Subtransmission 200 Controller 201 Remote controller 320 4WD Clutch 330 Steering Cylinder 340 Inclination Sensor 350 Vehicle Speed Sensor 400L Left Braking Device 400R Right Braking Device 500 Body Position Measuring Mechanism 600 Obstacle Detecting Mechanism 601 Multilayer Light 610 Front Ultrasonic Sensor 620L Left Ultrasonic Sensor 620R Right Ultrasonic Sensor 630 Front Infrared Sensor 640 Rear infrared sensor A, A1, A2L, A2R, A3, A4 Detection range C Driving route

Claims (4)

車体の後部に作業機を装着する作業車両において、
車体より前方に、車体の前側で且つ車体の幅より広い範囲を検出する左右一対の前側超音波センサーを設け、
車体の左側の範囲を検出する左側超音波センサーと、車体の右側の範囲を検出する右側超音波センサーを車体側部に設け、
車体の後部に、車体の後方を検出する障害物センサーを設け、
作業機の左右幅に応じて。前記障害物センサーの検出範囲を変更する作業機幅入力手段を備える作業車両。
In a working vehicle with a working machine attached to the rear part of the vehicle body,
A pair of left and right front ultrasonic sensors for detecting a range wider than the width of the vehicle body on the front side of the vehicle body are provided in front of the vehicle body,
A left ultrasonic sensor that detects the range on the left side of the vehicle body and a right ultrasonic sensor that detects the range on the right side of the vehicle body are provided on the side of the vehicle body,
An obstacle sensor is provided at the rear of the vehicle body to detect the rear of the vehicle body,
Depending on the lateral width of the working machine. A work vehicle comprising work machine width input means for changing a detection range of the obstacle sensor .
作業機が前記作業車両に装着されており、
前記作業機を昇降するリフトアームと、
前記作業機の前記作業車両に対する高さを検出する高さセンサーと、
前記作業機の耕耘深さを検出する耕深センサーとを備え、
前記コントローラーは、前記高さセンサーの検出値と前記耕深センサーの検出値に基づいて、前記作業車両の地面に対する沈下量を算出し、前記沈下量に応じて、前記障害物検出機構の障害物検出範囲を変更する、請求項1記載の作業車両。
A work machine is attached to the work vehicle,
a lift arm for lifting and lowering the working machine;
a height sensor that detects the height of the working machine relative to the working vehicle;
a tillage depth sensor that detects the tillage depth of the working machine;
The controller calculates the amount of subsidence of the work vehicle with respect to the ground based on the detection value of the height sensor and the detection value of the plowing depth sensor, and detects the obstacle of the obstacle detection mechanism according to the subsidence amount. The work vehicle according to claim 1, wherein the detection range is changed.
前記障害物検出機構は複数個の障害物検出センサーを有し、
前記コントローラーは、
前記障害物検出機構を用いて自動運転中の障害物を検出する障害物検出モードと、前記障害物検出センサーの全部又は一部を用いて、前記作業車両の地面に対する沈下量を測定する沈下量測定モードとを有し、前記沈下量に応じて、前記障害物検出モードにおける、前記障害物検出機構の障害物検出範囲を変更する、請求項1記載の作業車両。
The obstacle detection mechanism has a plurality of obstacle detection sensors,
The controller is
An obstacle detection mode for detecting obstacles during automatic operation using the obstacle detection mechanism, and a subsidence amount for measuring the amount of subsidence of the work vehicle with respect to the ground using all or part of the obstacle detection sensor. 2. The work vehicle according to claim 1, further comprising a measurement mode, wherein an obstacle detection range of said obstacle detection mechanism in said obstacle detection mode is changed according to said subsidence amount.
前記コントローラーは、前記沈下量測定モードにおける前記障害物検出範囲を、前記障害物検出モードにおける前記障害物検出範囲より広く設定しておく、請求項3記載の作業車両。 4. The work vehicle according to claim 3, wherein said controller sets said obstacle detection range in said subsidence measurement mode to be wider than said obstacle detection range in said obstacle detection mode.
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