JP2023150416A - 自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】作業車両の測位方式が切り替わった場合でも作業精度を維持することが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムを提供すること。
【解決手段】測位処理部181は、衛星20から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両10の位置を測位する。走行処理部111は、測位処理部181により測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を自動走行させる。また、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止する。
【選択図】図1
【解決手段】測位処理部181は、衛星20から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両10の位置を測位する。走行処理部111は、測位処理部181により測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を自動走行させる。また、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止する。
【選択図】図1
Description
本発明は、作業車両を自動走行させることが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムに関する。
自動走行する作業車両の近くに防風林、建物などの障害物が存在する場合、衛星からの電波を受信できなかったり、電波の干渉などにより所定数の衛星から電波を受信できなかったりすることにより測位障害が生じる場合がある。前記測位障害が発生すると、作業車両は自動走行を停止するため作業効率が低下する問題が生じる。
従来、前記測位障害が発生した場合に、作業車両を慣性航法により自動走行させることにより、作業車両の停止を回避するシステムが提案されている(例えば特許文献1参照)。
ところで、作業車両を測位する測位方式には、DGNSS(Differential Global Navigation Satellite System)方式、DGNSS方式よりも測位精度が高いリアルタイムキネマティック方式(RTK-GPS測位方式、以下「RTK方式」という。)などが知られている。DGNSS方式及びRTK方式は互いに測位精度が異なるため、例えば作業車両がDGNSS方式で測位しながら自動走行しているときにRTK方式に切り替わると、測位方式が切り替わる前後の作業車両の自己認識位置が大きくずれてしまう。これにより、測位方式が切り替わった直後に作業車両が目標経路に追従するように動作するため、作業車両の挙動が不安定になり作業精度が低下する問題が生じる。
本発明の目的は、作業車両の測位方式が切り替わった場合でも作業精度を維持することが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムを提供することにある。
本発明に係る自動走行方法は、衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位することと、測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させることと、前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能とすることと、を実行する。
本発明に係る自動走行システムは、測位処理部と走行処理部とを備える。前記測位処理部は、衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位する。前記走行処理部は、前記測位処理部により測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させる。また、前記走行処理部は、前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能である。
本発明に係る自動走行プログラムは、衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位することと、測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させることと、前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能とすることと、を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自動走行プログラムである。
本発明によれば、作業車両の測位方式が切り替わった場合でも作業精度を維持することが可能な自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムを提供することができる。
以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る自動走行システム1は、作業車両10と、衛星20と、基地局(不図示)とを含んでいる。本実施形態では、作業車両10がトラクタである場合を例に挙げて説明する。なお、他の実施形態として、作業車両10は、田植機、コンバイン、建設機械、又は除雪車などであってもよい。作業車両10は、圃場F(図4参照)内をオペレータの操作に応じて、目標経路Rに従って走行しながら所定の作業(例えば耕耘作業)を行う。具体的には、作業車両10は、自動操舵に応じて目標経路Rを直進走行し、オペレータによる手動操舵(運転操作)に応じて旋回走行する。作業車両10は、直進経路の自動走行と旋回経路の手動走行とを切り替えながら圃場F内を走行して作業を行う。目標経路Rは、オペレータの操作に基づいて予め生成され、経路データとして記憶されてもよい。
作業車両10は、例えば図4に示す圃場Fにおいて、直進走行と旋回走行とを繰り返しながら作業が終了するまで走行する。複数の直進経路のそれぞれは互いに略平行である。図4に示す目標経路Rは一例であって、目標経路Rは、作業車両10のサイズ、作業機14のサイズ、作業内容、圃場Fの形状などに応じて適宜決定される。
なお、自動走行システム1は、オペレータが操作する操作端末(タブレット端末、スマートフォンなど)を含んでもよい。前記操作端末は、携帯電話回線網、パケット回線網、無線LANなどの通信網を介して作業車両10と通信可能である。例えばオペレータは、前記操作端末において、各種情報(作業車両情報、圃場情報、作業情報など)などを登録する操作を行う。また、オペレータは、作業車両10から離れた場所において、前記操作端末に表示される走行軌跡により、作業車両10の走行状況、作業状況などを把握することが可能である。
衛星20は、GNSS(Global Navigation Satellite System)等の衛星測位システムを構成する測位衛星であり、GNSS信号(衛星信号)を送信する。
測位装置16は、衛星20から送信されるGNSS信号を利用して作業車両10の現在位置(緯度及び経度)を算出する測位処理を実行する。具体的には、測位装置16は、1台の受信機(測位用アンテナ164)が受信する測位情報(GNSS信号など)に基づいて作業車両10を測位するDGNSS方式の測位方式を利用して作業車両10を測位することが可能である。
また、測位装置16は、GNSS信号とGNSS信号に基づいて生成される補正情報とに基づいて作業車両10を測位するRTK方式の測位方式を利用して作業車両10を測位することが可能である。例えば、測位装置16は、圃場Fに対応して設置される基地局(不図示)、又は、オペレータが所持する携帯端末(スマートフォン)と接続することにより、前記補正情報を受信してRTK方式による測位を行う。RTK方式は、DGNSS方式によりも測位精度が高い測位方式である。
本発明の第1測位方式及び第2測位方式は、測位精度の異なる2つの測位方式である。例えば、DGNSS方式及びRTK方式のうち一方が本発明の第1測位方式の一例であり、他方が本発明の第2測位方式の一例である。なお、本発明の測位方式は、DGNSS方式、RTK方式に限定されず、DGPS方式、その他の測位方式であってもよい。
[作業車両10]
図1及び図2に示すように、作業車両10は、車両制御装置11、記憶部12、走行装置13、作業機14、通信部15、測位装置16、操作装置17などを備える。車両制御装置11は、記憶部12、走行装置13、作業機14、測位装置16、操作装置17などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置11及び測位装置16は、無線通信可能であってもよい。
図1及び図2に示すように、作業車両10は、車両制御装置11、記憶部12、走行装置13、作業機14、通信部15、測位装置16、操作装置17などを備える。車両制御装置11は、記憶部12、走行装置13、作業機14、測位装置16、操作装置17などに電気的に接続されている。なお、車両制御装置11及び測位装置16は、無線通信可能であってもよい。
通信部15は、作業車両10を有線又は無線で通信網に接続し、通信網を介して外部機器(操作端末など)との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。
記憶部12は、各種の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)などの不揮発性の記憶部である。記憶部12には、車両制御装置11に後述の自動走行処理(図11参照)を実行させるための自動走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自動走行プログラムは、CD又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部12に記憶される。なお、前記自動走行プログラムは、サーバー(不図示)から通信網を介して作業車両10にダウンロードされて記憶部12に記憶されてもよい。また、記憶部12には、前記操作端末において生成される目標経路Rのデータが記憶されてもよい。
走行装置13は、作業車両10を走行させる駆動部である。図2に示すように、走行装置13は、エンジン131、前輪132、後輪133、トランスミッション134、フロントアクスル135、リアアクスル136、ハンドル137などを備える。なお、前輪132及び後輪133は、作業車両10の左右にそれぞれ設けられている。また、走行装置13は、前輪132及び後輪133を備えるホイールタイプに限らず、作業車両10の左右に設けられるクローラを備えるクローラタイプであってもよい。
エンジン131は、不図示の燃料タンクに補給される燃料を用いて駆動するディーゼルエンジン又はガソリンエンジンなどの駆動源である。走行装置13は、エンジン131とともに、又はエンジン131に代えて、電気モーターを駆動源として備えてもよい。なお、エンジン131には、不図示の発電機が接続されており、当該発電機から作業車両10に設けられた車両制御装置11等の電気部品及びバッテリー等に電力が供給される。なお、前記バッテリーは、前記発電機から供給される電力によって充電される。そして、作業車両10に設けられている車両制御装置11、測位装置16、及び操作装置17等の電気部品は、エンジン131の停止後も前記バッテリーから供給される電力により駆動可能である。
エンジン131の駆動力は、トランスミッション134及びフロントアクスル135を介して前輪132に伝達され、トランスミッション134及びリアアクスル136を介して後輪133に伝達される。また、エンジン131の駆動力は、PTO軸(不図示)を介して作業機14にも伝達される。走行装置13は、車両制御装置11の命令に従って走行動作を行う。
作業機14は、例えば耕耘機、播種機、草刈機、プラウ、又は施肥機などであって、作業車両10に着脱可能である。これにより、作業車両10は、作業機14各々を用いて各種の作業を行うことが可能である。図2には、作業機14が耕耘機である場合を示している。作業機14は、作業車両10において、不図示の昇降機構により昇降可能に支持されてもよい。車両制御装置11は、前記昇降機構を制御して作業機14を昇降させることが可能である。
ハンドル137は、オペレータ又は車両制御装置11によって操作される操作部である。例えば走行装置13は、オペレータ又は車両制御装置11によるハンドル137の操作に応じて、油圧式パワーステアリング機構(不図示)などによって前輪132の角度を変更し、作業車両10の進行方向を変更する。
また、走行装置13は、ハンドル137の他に、車両制御装置11によって操作される不図示のシフトレバー、アクセル、ブレーキ等を備える。そして、走行装置13では、車両制御装置11による前記シフトレバーの操作に応じて、トランスミッション134のギアが前進ギア又はバックギアなどに切り替えられ、作業車両10の走行態様が前進又は後進などに切り替えられる。また、車両制御装置11は、前記アクセルを操作してエンジン131の回転数を制御する。また、車両制御装置11は、前記ブレーキを操作して電磁ブレーキを用いて前輪132及び後輪133の回転を制動する。
測位装置16は、測位制御部161、記憶部162、通信部163、及び測位用アンテナ164などを備える通信機器である。例えば、測位装置16は、図2に示すように、オペレータが搭乗するキャビン18の上部に設けられている。また、測位装置16の設置場所はキャビン18に限定されない。さらに、測位装置16の測位制御部161、記憶部162、通信部163、及び測位用アンテナ164は、作業車両10において異なる位置に分散して配置されていてもよい。なお、前述したように測位装置16には前記バッテリーが接続されており、当該測位装置16は、エンジン131の停止中も稼働可能である。また、測位装置16として、例えば携帯電話端末、スマートフォン、又はタブレット端末などが代用されてもよい。
測位制御部161は、一又は複数のプロセッサーと、不揮発性メモリ及びRAMなどの記憶メモリとを備えるコンピュータシステムである。記憶部162は、測位制御部161に測位処理を実行させるための測位制御プログラム、及び測位情報、移動情報などのデータを記憶する不揮発性メモリなどである。例えば、前記測位制御プログラムは、CD又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部162に記憶される。なお、前記測位制御プログラムは、サーバー(不図示)から通信網を介して測位装置16にダウンロードされて記憶部162に記憶されてもよい。
通信部163は、測位装置16を有線又は無線で通信網に接続し、通信網を介して基地局サーバーなどの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。
測位用アンテナ164は、衛星20から発信される電波(GNSS信号)を受信するアンテナである。
測位制御部161は、測位処理部181及び切替処理部182などの各種の処理部を含む。なお、測位制御部161は、前記自動走行プログラムに従って各種の処理を実行することにより前記各種の処理部として機能する。また、他の実施形態として、測位処理部181及び切替処理部182の一部又は全部が電子回路で構成されていてもよい。
測位処理部181は、測位用アンテナ164が衛星20から受信するGNSS信号に基づいて所定の測位方式(DGNSS方式、RTK方式など)により作業車両10の位置を測位する。具体的には、測位処理部181は、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合にDGNSS方式により作業車両10を測位し、測位方式がRTK方式に設定されている場合にRTK方式により作業車両10を測位する。測位処理部181は、本発明の測位処理部の一例である。
切替処理部182は、DGNSS方式とRTK方式とを相互に切り替える。具体的には、切替処理部182は、オペレータによる操作、測位処理部181における測位状態などに基づいて、DGNSS方式及びRTK方式を切り替える。例えば、オペレータが携帯端末(スマートフォンなど)をBluetooth(登録商標)又は通信ケーブルを介して測位装置16に接続させ、測位状態がRTK測位可能な状態になると、切替処理部182は、測位方式をDGNSS方式からRTK方式に切り替える。また、GNSS信号を受信可能な衛星20の数が多く、測位状態がRTK測位可能な状態になると、切替処理部182は、測位方式をDGNSS方式からRTK方式に切り替える。また、圃場Fの近くに防風林、建物などの障害物が存在することによりGNSS信号を受信可能な衛星20の数が少なくなって測位状態が低下すると、切替処理部182は、測位方式をRTK方式からDGNSS方式に切り替える。
ここで、前記測位方式は、予めDGNSS方式に設定されてもよい。すなわち、前記測位方式のデフォルトがDGNSS方式に設定されていてもよい。この場合、作業車両10のエンジン131が始動すると、測位処理部181は、衛星20から発信されるGNSS信号の受信を開始し、前記測位状態がDGNSS測位可能な状態になるまで測位処理を行う。測位処理部181は、測位完了の通知を車両制御装置11に送信する。車両制御装置11は、前記測位状態がDGNSS測位可能な状態になると、DGNSS方式による自動走行を許可する。車両制御装置11の走行処理部111は、前記測位状態がDGNSS測位可能な状態になってオペレータから走行開始指示を受け付けると、DGNSS方式による作業車両10の自動走行を開始する。
操作装置17は、作業車両10に搭乗するオペレータが操作する機器であり、操作表示部171を備えている。操作表示部171は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイなどの表示部と、操作を受け付ける操作ボタン又はタッチパネルなどの操作部とを備えるユーザーインターフェースである。操作表示部171は、各種の設定画面、作業画面などを表示する。また、操作表示部171は、前記設定画面、前記作業画面において、オペレータの操作を受け付ける。また、例えば図2及び図3に示すように、操作装置17は、キャビン18内のハンドル137付近に設置される。また、操作装置17は、オペレータが携帯可能な操作端末(タブレット端末、スマートフォンなど)であってもよい。また、操作表示部171は、作業車両10に自動走行を開始させる際にオペレータが走行開始指示を行う自動走行ボタン(不図示)を含んでいる。
また、オペレータは、操作装置17において、自動走行に関する各種の設定を行うことが可能である。例えば、オペレータは、設定画面D1において測位方式を設定することが可能である。
図5Aには、設定画面D1の一例を示している。設定画面D1に表示される複数の設定項目のうち「作業精度」の項目K1が、前記測位方式を設定するための項目である。
オペレータは、前記測位方式を設定又は変更する場合に、設定画面D1において項目K1を選択(決定ボタンを押下)する。オペレータが項目K1を選択すると、操作装置17は、図5Bに示す設定画面D2を表示させる。設定画面D2には、選択可能な測位方式として、「DGNSS」、「RTK作業精度優先」、「RTK作業継続優先」が表示される。「RTK作業精度優先」は、RTK方式で測位しつつ、測位精度が低下した場合に自動走行(自動操舵)を停止させる処理を実行する設定項目である。「RTK作業継続優先」は、RTK方式で測位しつつ、測位精度が低下した場合でも一定時間は自動走行(自動操舵)を継続させる処理を実行する設定項目である。
オペレータは、作業内容に応じて測位方式を選択することができる。本実施形態では、測位方式の初期設定(デフォルト)として、DGNSS方式に設定されているものとする。
車両制御装置11は、CPU、ROM、及びRAMなどの制御機器を有する。前記CPUは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ROMは、前記CPUに各種の演算処理を実行させるためのBIOS及びOSなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記RAMは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される。そして、車両制御装置11は、前記ROM又は記憶部12に予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUで実行することにより作業車両10を制御する。
図1に示すように、車両制御装置11は、走行処理部111及び受付処理部112などの各種の処理部を含む。なお、車両制御装置11は、前記CPUで前記自動走行プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記自動走行プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。
走行処理部111は、作業車両10の走行を制御する。具体的には、走行処理部111は、測位処理部181により測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を自動走行させる。例えば、測位状態がDGNSS測位可能な状態になって、オペレータが操作装置17の自動走行ボタンを押下すると、走行処理部111は、DGNSS方式により測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10の自動走行を開始させる。これにより、作業車両10は、目標経路Rに従って自動走行を開始し、作業機14による作業を開始する。なお、走行処理部111は、直進経路を自動操舵により自動走行させ、旋回経路をオペレータの手動操舵により手動走行させてもよい。
また、オペレータが作業車両10に搭乗せず作業車両10を遠隔操作する場合には、オペレータは、操作端末において走行開始指示を入力する。走行処理部111は、前記操作端末から前記走行開始指示を取得すると、DGNSS方式で測位しながら作業車両10を目標経路Rに従って自動走行させる。また、走行処理部111は、前記操作端末から走行停止指示を取得すると作業車両10の自動走行を停止させる。走行処理部111は、本発明の走行処理部の一例である。
本実施形態に係る作業車両10は、自動操舵及びオペレータによる手動操舵を切り替えながら走行する走行方式(第1走行方式)と、自動操舵のみにより走行する走行方式(第2走行方式)とのいずれであってもよい。
ここで、前記第1走行方式の具体例(第1走行パターン)について、図6及び図7を参照しつつ説明する。本実施形態では、図4に示す圃場Fにおいて、直進経路を作業車両10に自動走行させる。
先ず、オペレータは、目標経路Rである直進経路を生成するための基準線L1を設定する。例えば、オペレータは、圃場F内の任意の位置(例えば外周端部)において、作業車両10に走行及び作業させたい方向(目標方向)に、作業車両10を手動走行させる。具体的には、オペレータは、作業車両10が作業領域で作業する際の作業方向(例えば耕耘方向)に平行な方向に作業車両10を直進走行させる。そして、オペレータは、作業車両10を意図した目標方向に手動走行させているときに任意の位置(例えば、作業領域の前後端部)で操作表示部171を2回操作(例えばタッチ操作)する。車両制御装置11は、オペレータの1回目の操作により作業車両10の位置(A点)を登録し、オペレータの2回目の操作により作業車両10の位置(B点)を登録する。車両制御装置11は、A点及びB点の位置情報を取得すると、A点及びB点を通る直線を基準線L1として設定する(図6A参照)。なお、車両制御装置11は、A点を登録してから作業車両10が所定距離(例えば5m)だけ走行した場合にB点を登録可能としてもよい。これにより、より精度の高い基準線L1を設定することができる。車両制御装置11は、基準線L1と、基準線L1に平行な複数の直線とを含む走行経路(目標経路R)を生成する。例えば、車両制御装置11は、予め設定される作業幅(作業機14の横幅)及びラップ幅(隣接する作業済領域と重なる幅)に基づいて複数の平行な直線を、基準線L1を中心として左右に等間隔に生成する(図6B参照)。車両制御装置11は、生成した目標経路Rを記憶部12に登録するとともに、操作装置17に表示させる。
目標経路Rが生成された後、オペレータは、圃場F内において作業車両10を自動操舵により直進走行させる場合に、操作装置17に表示された目標経路Rを見ながら、作業車両10の方向(方位)が基準線L1の方向に対して所定範囲(所定方位)以内になる(自動走行開始条件を満たす)ように、手動操舵により作業車両10を移動させる(図6C参照)。
図7Aには、作業車両10が自動走行開始条件を満たし自動走行可能な状態になったことを示す操作画面を示している。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行開始条件を満たすと、図7Aに示す操作画面を操作表示部171に表示させる。作業車両10が自動走行可能な状態になると、オペレータは、操作表示部171の自動走行ボタン(不図示)を押下して走行開始指示を行う。受付処理部112が走行開始指示を受け付けると、走行処理部111は、作業車両10を、現在位置P0に最も近い直進経路に沿うように作業車両10の自動操舵を開始する(図6C参照)。これにより、走行処理部111は、作業車両10を直進経路に沿って自動操舵により自動走行させる。
図7Bには、作業車両10が自動走行中の表示画面を示している。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行を開始すると、図7Bに示す表示画面を操作表示部171に表示させる。車両制御装置11は、表示画面において、直進経路、作業済領域(作業状況)などを表示させる。
以上のように、第1走行方式の第1走行パターンは、作業車両10の作業幅及びラップ幅に応じて事前に目標経路Rを生成して自動走行する構成である。第1走行方式の第2走行パターンとして、作業車両10の位置を基準にして目標経路Rを生成して自動走行する構成であってもよい。
第2走行パターンでは、例えば、基準線L1が設定された後(図6A参照)、オペレータが作業を開始する位置に作業車両10を移動させて自動走行ボタンを押下すると、車両制御装置11は、当該位置から自動操舵により作業車両10を基準線L1に平行に直進走行させる。
なお、車両制御装置11は、オペレータの選択操作に応じて第1走行パターン及び第2走行パターンを適用してもよい。例えば、車両制御装置11は、設定画面(不図示)において、第1走行パターンに対応する第1経路作成モードと、第2走行パターンに対応する第2経路作成モードとを選択可能に表示させ、オペレータが選択した経路作成モードにより自動走行を実行してもよい。
また、第1走行パターン及び第2走行パターンにおいて、走行処理部111は、作業車両10が自動操舵により直進走行して基準線L1のB点に対応する終端Pe(基準線L1に対するB点を通る垂線と直進経路(直線)との交点)(図6C参照)に近づくと、終端Peに近づいたことを示す案内情報をオペレータに報知(メッセージ表示、音声案内など)する。オペレータは案内情報を確認すると自動操舵を終了させる。
走行処理部111は、作業車両10が終端Pe(直進経路の終端)に到達すると走行モードを手動走行に切り替える。走行処理部111は、作業車両10が終端Peに到達したと判定した場合に走行モードを手動走行に切り替えてもよいし、オペレータの操作に応じて走行モードを手動走行に切り替えてもよい。走行モードが手動走行に切り替えられると、例えばオペレータは、手動操舵により作業車両10を旋回走行(手動走行)させる。
以上のようにして、走行処理部111は、オペレータによる操作装置17における操作に応じて走行モードを切り替えて、作業車両10を、自動操舵により直進経路(目標経路R)を自動走行させ、手動操舵により旋回経路を手動走行させる。なお、本発明の作業車両10の走行方式は、上述の実施形態に限定されるものではない。
受付処理部112は、オペレータによる各種操作を受け付ける。例えば、受付処理部112は、操作装置17に表示される作業情報を設定する設定画面(不図示)において、作業機14の種別、作業幅、ラップ幅、経路オフセット量などを設定する操作を受け付ける。また、受付処理部112は、設定画面D1(図5A及び図5B参照)において、測位方式を設定する操作を受け付ける。本実施形態では、前記測位方式は、DGNSS方式に設定されており、走行処理部111は、DGNSS方式により作業車両10を自動走行させる。
ところで、DGNSS方式及びRTK方式は互いに測位精度が異なるため、例えば作業車両10がDGNSS方式で測位しながら自動走行しているときにRTK方式に切り替わると、測位方式が切り替わる前後の作業車両10の自己認識位置が大きくずれてしまう。これにより、測位方式が切り替わった直後に作業車両10が目標経路Rに追従するように動作するため、作業車両10の挙動が不安定になり作業精度が低下する問題が生じる。この問題の具体例を図8A及び図8Bに示す。
図8Aにおいて、「R」は目標経路(直進経路)を示し、「P1」及び「P1´」は作業車両10の現在の自己認識位置を示し、「P0」は作業車両10の走行履歴に対応する自己認識位置を示している。DGNSS方式は測位精度が高くないため、自己認識位置は、作業車両10の現在位置に対してある程度(数m)の誤差が生じる。
ここで、作業車両10がDGNSS方式により自動走行中に、測位方式がRTK方式に切り替わる場合がある。例えば、オペレータの携帯端末(スマートフォン)がBluetooth又は通信ケーブルを介して測位装置16に接続されてRTK測位可能な状態(高精度状態)になると、切替処理部182は、測位方式をRTK方式に切り替える。測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わると、図8Aに示すように、DGNSS方式で測位された自己認識位置P1と、RTK方式で測位された自己認識位置P1´とに位置ずれが生じる。
測位方式の切り替わり前後で自己認識位置P1、P1´の位置ずれが生じると、走行処理部111は、RTK方式による作業車両10の自己認識位置P1´を目標経路Rに追従させる走行制御を実行する。例えば図8Bに示すように、ハンドル137を左側に大きく切って、作業車両10の走行方向を変更する。このため、作業車両10の挙動が不安定になり、作業車両10の作業精度が低下する。また、作業車両10に搭乗するオペレータに不快感を与えてしまう。なお、前記問題は、作業車両10がRTK方式により自動走行中に測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合にも同様に生じる。
また、前記問題は、作業車両10が自動走行を開始する際にも同様に生じる。例えば、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合において、作業車両10が自動走行開始条件を満たしてオペレータが走行開始指示を行った後に測位方式がRTK方式に切り替わると、DGNSS方式で測位された自己認識位置P1と、RTK方式で測位された自己認識位置P1´とに位置ずれが生じる。この場合、自動走行開始直後にハンドル137が大きく切られて作業車両10の挙動が不安定になる。このように、作業車両10が第1測位方式から測位精度の異なる第2測位方式に切り替わると、作業車両10の挙動が不安定になり、作業精度が低下する問題が生じる。
そこで、本実施形態に係る作業車両10は、測位方式が切り替わった場合でも作業精度を維持することが可能な構成を備えている。以下、具体的な構成について、第1構成例、第2構成例、及び第3構成例を示す。
[第1構成例]
第1構成例として、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に自動走行を禁止する。
第1構成例として、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に自動走行を禁止する。
例えば、走行処理部111は、作業車両10が前記第1測位方式により自動走行しているときに測位方式が前記第2測位方式に切り替わった場合に自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。例えば、図8Aに示すように、作業車両10がDGNSS方式により目標経路Rに従って自動走行しているときに測位方式がRTK方式に切り替わった場合に、走行処理部111は、自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。車両制御装置11は、自動走行を中止させた場合に、操作装置17に警告情報を表示させてもよい。例えば、車両制御装置11は、測位装置16に接続された前記携帯端末の通信を遮断するように促すメッセージを表示させてもよい。走行処理部111は、測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わった場合(復帰した場合)に、自動走行を再開させる。
また例えば、作業車両10がRTK方式により目標経路Rに従って自動走行しているときに測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合に、走行処理部111は、自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。この場合、車両制御装置11は、測位精度がRTK測位可能な状態になるまで待機するように促すメッセージ、又は、測位精度がRTK測位可能な状態になる位置まで手動操舵により作業車両10を移動するように促すメッセージを操作装置17に表示させてもよい。また、走行処理部111は、測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合(復帰した場合)に自動走行を再開させる。
また例えば、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合(図5A参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がRTK方式に切り替わった場合に、走行処理部111は自動走行の開始を禁止する。車両制御装置11は、自動走行の開始を禁止した場合に、測位装置16に接続された前記携帯端末の通信を遮断するように促すメッセージを操作装置17に表示させてもよい。また、走行処理部111は、測位方式がRTK方式から、設定されたDGNSS方式に切り替わった場合に自動走行を許可する。
また例えば、測位方式がRTK方式に設定されている場合(図5B照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合に、走行処理部111は自動走行の開始を禁止する。車両制御装置11は、自動走行の開始を禁止した場合に、測位精度がRTK測位可能な状態になるまで待機するように促すメッセージ、又は、測位精度がRTK測位可能な状態になる位置まで手動操舵により作業車両10を移動するように促すメッセージを操作装置17に表示させてもよい。また、走行処理部111は、測位方式がDGNSS方式から、設定されたRTK方式に切り替わった場合に自動走行を許可する。
以上のように、第1構成例では、車両制御装置11は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合(第1測位方式により自動走行中の場合、又は、第1測位方式により自動走行を開始可能な状態の場合)において、測位方式が第2測位方式に切り替わった場合に自動走行を禁止(例えば、自動走行を中止、作業車両10を停止、又は自動走行の開始を禁止)する。
[第2構成例]
第2構成例として、走行処理部111は、測位方式が第1測位方式から第2測位方式に切り替わった場合であって、前記第1測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置)と、前記第2測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置)との距離差が閾値以上である場合に、自動走行を禁止する。前記距離差は、前回の測位処理の位置から今回の測位処理の位置までの距離である。
第2構成例として、走行処理部111は、測位方式が第1測位方式から第2測位方式に切り替わった場合であって、前記第1測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置)と、前記第2測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置)との距離差が閾値以上である場合に、自動走行を禁止する。前記距離差は、前回の測位処理の位置から今回の測位処理の位置までの距離である。
例えば、走行処理部111は、作業車両10が前記第1測位方式により自動走行しているときに測位方式が前記第2測位方式に切り替わった場合であって、前記第1測位方式により測位された作業車両10の位置と、前記第2測位方式により測位された作業車両10の位置との距離差が閾値以上である場合に、自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。例えば、図9Aに示すように、作業車両10がDGNSS方式により自動走行しているときに測位方式がRTK方式に切り替わった場合であって、DGNSS方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1と、RTK方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth以上である場合に、走行処理部111は、自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。
また、例えば、図9Aに示すように、作業車両10がRTK方式により自動走行しているときに測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合であって、RTK方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1と、DGNSS方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth以上である場合に、走行処理部111は、自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。
また例えば、図9Bに示すように、作業車両10がDGNSS方式により自動走行しているときに測位方式がRTK方式に切り替わった場合であって、DGNSS方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1と、RTK方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth未満である場合に、走行処理部111は、自動走行を継続させる。この場合、作業車両10は、RTK方式により測位しながら目標経路Rに追従するように自動走行を継続する。
また例えば、図9Bに示すように、作業車両10がRTK方式により自動走行しているときに測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合であって、RTK方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1と、DGNSS方式により測位された作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth未満である場合に、走行処理部111は、自動走行を継続させる。この場合、作業車両10は、DGNSS方式により測位しながら目標経路Rに追従するように自動走行を継続する。
また例えば、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合(図5A参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がRTK方式に切り替わった場合であって、距離差L2が閾値Lth以上である場合に、走行処理部111は自動走行の開始を禁止する。
また例えば、測位方式がRTK方式に設定されている場合(図5B照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合であって、距離差L2が閾値Lth以上である場合に、走行処理部111は自動走行の開始を禁止する。
また例えば、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合(図5A参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がRTK方式に切り替わった場合であって、距離差L2が閾値Lth未満である場合に、走行処理部111は自動走行の開始を許可する。
また例えば、測位方式がRTK方式に設定されている場合(図5B参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合であって、距離差L2が閾値Lth未満である場合に、走行処理部111は自動走行の開始を許可する。
以上のように、第2構成例では、車両制御装置11は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合(第1測位方式により自動走行中の場合、又は、第1測位方式により自動走行を開始可能な状態の場合)であって、前記第1測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置P1)と、前記第2測位方式により測位された作業車両10の位置(自己認識位置P1´)との距離差L2が閾値Lth以上である場合に、自動走行を禁止し、距離差L2が閾値Lth未満である場合に自動走行を許可(継続又は開始)させる。このように、自己認識位置の変化が小さい場合には作業車両10の挙動変化が小さいため、自動走行を許可してもよい。
なお、閾値Lthは、作業車両10の自動走行を継続又は開始させる際に作業車両10が自己認識位置P1´から安定した目標経路Rに追従することが可能となる距離に設定される。また、車両制御装置11は、DGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合に判定処理に用いる閾値Lthと、RTK方式からDGNSS方式に切り替わった場合に判定処理に用いる閾値Lthとを互いに異ならせてもよい。
例えば、測位精度が低い測位方式から測位精度が高い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が復帰するまでの時間が短くなり、測位精度が高い測位方式から測位精度が低い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が復帰するまでの時間が長くなる傾向にある。このため、車両制御装置11は、DGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合にDGNSS方式へ復帰する際の判定処理に用いる閾値Lthを、RTK方式からDGNSS方式に切り替わった場合にRTK方式へ復帰する際の判定処理に用いる閾値Lthよりも短い時間に設定してもよい。
[第3構成例]
第3構成例として、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから所定時間が経過するまで自動走行を許可する。
第3構成例として、走行処理部111は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから所定時間が経過するまで自動走行を許可する。
例えば、走行処理部111は、作業車両10が前記第1測位方式により自動走行しているときに測位方式が前記第2測位方式に切り替わった場合に、前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから所定時間が経過するまで自動走行を継続させる。例えば、図10に示すように、作業車両10がDGNSS方式により自動走行しているときに測位方式がRTK方式に切り替わった場合に、走行処理部111は、RTK方式に切り替わってから所定時間が経過するまで自動走行を継続させる。図10に示す走行経路Raは、作業車両10の位置ずれ後、所定時間の間に作業車両10が走行した経路を示している。
また、所定時間が経過するまでの間に測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わった(復帰した)場合に、走行処理部111は、DGNSS方式で自動走行を継続させる。図10に示す走行経路Rbは、所定時間が経過してDGNSS方式に復帰した後の作業車両10の走行経路を示している。
また、走行処理部111は、測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから前記所定時間が経過するまでの間に、測位方式が前記第2測位方式から前記第1測位方式に切り替わらなかった場合に、自動走行を禁止する。例えば、走行処理部111は、測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わってから所定時間が経過するまでの間に、測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わらなかった場合に、自動走行を中止させる。この場合、作業車両10は、走行経路RaをRTK方式により自動走行して停止する。
また例えば、測位方式がDGNSS方式に設定されている場合(図5A参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で、測位方式がRTK方式に切り替わった場合に、自動走行を開始させて前記所定時間が経過するまでRTK方式により自動走行を継続させる。また、走行処理部111は、前記所定時間が経過するまでの間に、測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わらなかった場合に、自動走行を中止させる。
また例えば、測位方式がRTK方式に設定されている場合(図5B参照)において作業車両10が自動走行を開始する時点で、測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合に、自動走行を開始させて前記所定時間が経過するまでDGNSS方式により自動走行を継続させる。また、走行処理部111は、前記所定時間が経過するまでの間に、測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わらなかった場合に、自動走行を中止させる。
以上のように、第3構成例では、車両制御装置11は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合(第1測位方式により自動走行中の場合、又は、第1測位方式により自動走行を開始可能な状態の場合)において、測位方式が第2測位方式に切り替わった場合に、所定時間が経過するまで自動走行を許可し、所定時間が経過するまでの間に測位方式が第1測位方式に復帰しない場合に自動走行を禁止する。
なお、前記所定時間は、前記測位状態の履歴に応じて設定されてもよい。例えば、過去の作業における走行履歴の情報から圃場F内において前記測位状態が変化する場所が特定できる場合には、当該場所を通過するために要する時間を算出することにより前記所定時間を設定することができる。
また、車両制御装置11は、DGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合に判定処理に用いる所定時間と、RTK方式からDGNSS方式に切り替わった場合に判定処理に用いる所定時間とを互いに異ならせてもよい。例えば、測位精度が低い測位方式から測位精度が高い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が切り替わる前後の自己認識位置の距離差が大きくなり、測位精度が高い測位方式から測位精度が低い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が切り替わる前後の自己認識位置の距離差が小さくなる傾向にある。このため、車両制御装置11は、DGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合に判定処理に用いる前記所定時間を、RTK方式からDGNSS方式に切り替わった場合に判定処理に用いる前記所定時間よりも短い時間に設定してもよい。
[自動走行処理]
以下、図11を参照しつつ、車両制御装置11によって実行される前記自動走行処理の一例について説明する。なお、本発明は、車両制御装置11が前記自動走行処理の一部又は全部を実行する自動走行方法の発明、又は、当該自動走行方法の一部又は全部を車両制御装置11に実行させるための自動走行プログラムの発明として捉えてもよい。また、一又は複数のプロセッサーが前記自動走行処理を実行してもよい。
以下、図11を参照しつつ、車両制御装置11によって実行される前記自動走行処理の一例について説明する。なお、本発明は、車両制御装置11が前記自動走行処理の一部又は全部を実行する自動走行方法の発明、又は、当該自動走行方法の一部又は全部を車両制御装置11に実行させるための自動走行プログラムの発明として捉えてもよい。また、一又は複数のプロセッサーが前記自動走行処理を実行してもよい。
以下では、作業車両10の測位方式がDGNSS方式に設定されているものとする(図5A参照)。
ステップS1において、車両制御装置11は、作業車両10が自動走行可能な状態であるか否かを判定する。例えば、車両制御装置11は、作業車両10の方位が所定方位内であることなどの自動走行開始条件を満たす場合に、作業車両10が自動走行可能な状態であると判定する。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行可能な状態であると判定すると(S1:Yes)、処理をステップS2に移行させる。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行可能な状態になるまで待機する(S1:No)。
次にステップS2において、車両制御装置11は、オペレータから自動走行を開始する操作(走行開始指示)を受け付けたか否かを判定する。例えば、オペレータが操作装置17の自動走行ボタンを押下した場合に、車両制御装置11は走行開始指示を受け付ける。車両制御装置11は、走行開始指示を受け付けると(S2:Yes)、処理をステップS3に移行させる。車両制御装置11は、走行開始指示を受け付けるまで待機する(S2:No)。
ステップS3において、車両制御装置11は自動走行処理を実行する。例えば、車両制御装置11は、DGNSS方式による自動走行を開始する。具体的には、車両制御装置11は、作業車両10を、目標経路Rに含まれる複数の直線経路のうち現在位置P0に最も近い直進経路に沿うように自動操舵を開始する(図6C参照)。これにより、車両制御装置11は、作業車両10を直進経路に沿って自動操舵により自動走行させる。作業車両10は、DGNSS方式により測位しながら直進経路に従って自動走行を行う。
次にステップS4において、車両制御装置11は、測位方式が変化したか(切り替わった)か否かを判定する。ここでは、車両制御装置11は、測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わったか否かを判定する。例えば、オペレータの携帯端末(スマートフォン)がBluetooth又は通信ケーブルを介して測位装置16に接続されてRTK測位可能な状態(高精度状態)になると、測位装置16(切替処理部182)が、測位方式をRTK方式に切り替える。この場合、車両制御装置11は、測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わったと判定する。車両制御装置11は、測位方式が変化したと判定すると(S4:Yes)、処理をステップS5に移行させる。一方、車両制御装置11は、測位方式が変化していないと判定すると(S4:No)、処理をステップS8に移行させる。
ステップS5において、車両制御装置11は、作業車両10の自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。例えば、作業車両10が自動走行中にDGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合には、車両制御装置11は、その時点で自動走行を中止(作業車両10を停止)させる。また、作業車両10が自動走行を開始する時点で測位方式がDGNSS方式からRTK方式に切り替わった場合には、車両制御装置11は、自動走行の開始を禁止する。
次にステップS6において、車両制御装置11は、測位方式が復帰したか否かを判定する。ここでは、車両制御装置11は、測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わったか否かを判定する。例えば、オペレータの携帯端末と測位装置16との接続が切断された場合に、測位装置16(切替処理部182)が、測位方式をDGNSS方式に切り替える。この場合、車両制御装置11は、測位方式がRTK方式からDGNSS方式に切り替わったと判定する。車両制御装置11は、測位方式が復帰したと判定すると(S6:Yes)、処理をステップS7に移行させる。車両制御装置11は、測位方式が復帰するまで自動走行を中止した状態を維持する(S6:No)。
ステップS7において、車両制御装置11は、車両制御装置11は、自動走行処理を実行する。例えば、車両制御装置11は、中止していた自動走行をDGNSS方式により再開する。また例えば、車両制御装置11は、禁止していた自動走行をDGNSS方式により開始する。これにより、作業車両10は、DGNSS方式により測位しながら目標経路R(直進経路)に従って自動走行を行う。
ステップS8において、車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了したか否かを判定する。車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了した場合(S8:Yes)、前記自動走行処理を終了する。一方、車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了していない場合(S8:No)、処理をステップS4に移行させる。
車両制御装置11は、作業車両10が自動走行を開始すると、作業車両10による作業が終了するまでステップS4~S8の処理を繰り返し実行する。
以上説明したように、本実施形態に係る自動走行システム1は、衛星20から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両10の位置を測位し、測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を自動走行させる。また、自動走行システム1は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能な構成を備えている。
例えば、自動走行システム1は、前記第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を中止(作業車両10を停止)又は自動走行の開始を禁止する。
また、自動走行システム1は、前記第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第2測位方式に切り替わった場合に、所定の条件を満たす場合に自動走行を禁止する。前記所定の条件について、例えば、自動走行システム1は、前記測位方式の変化前後の作業車両10の自己認識位置の距離差が閾値以上である場合に自動走行を禁止する。また、自動走行システム1は、測位方式が切り替わってから所定時間が経過するまでの間に測位方式が復帰しなかった場合に自動走行を禁止する。なお、自動走行システム1は、前記距離差が閾値未満である場合には自動走行を許可してもよい。また、自動走行システム1は、測位方式が切り替わってから所定時間が経過するまでの間は自動走行を許可してもよい。
上記構成によれば、例えば作業車両10がDGNSS方式で測位しながら自動走行しているときにRTK方式に切り替わった場合に、作業車両10を停止させることができるため、作業車両10の自己認識位置の位置ずれに起因する不安定な挙動を防止することができる。よって、作業精度の低下を抑えることができる。
本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明の他の実施形態として、自動走行システム1は、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において測位方式が第1測位方式よりも測位精度が高い第2測位方式に切り替わった場合の自動走行の制限処理と、作業車両10が第2測位方式により自動走行可能な状態である場合において測位方式が第2測位方式よりも測位精度が低い第1測位方式に切り替わった場合の自動走行の制限処理とを、互いに異ならせてもよい。
例えば、車両制御装置11は、作業車両10がDGNSS方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式がRTK方式に切り替わった場合には、自動走行を禁止する。このように、測位精度が低い測位方式から測位精度が高い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が切り替わる前後の自己認識位置の距離差が大きくなる傾向にあるため、自動走行を禁止(又は中止)する。
これに対して、例えば、車両制御装置11は、作業車両10がRTK方式により自動走行可能な状態である場合において、測位方式がDGNSS方式に切り替わった場合には、所定時間又は所定距離だけ自動走行を許可する。このように、測位精度が高い測位方式から測位精度が低い測位方式に切り替わった場合は、測位方式が切り替わる前後の自己認識位置の距離差が小さくなる傾向にあるため、自動走行を継続する。なお、この場合には、車両制御装置11は、作業車両10を所定時間又は所定距離だけ自動走行させた後に測位方式がRTK方式に切り替わらない場合に自動走行を禁止してもよい。
ところで、作業車両10が停止している状態で測位処理を継続すると、自己認識位置が目標経路Rから徐々にずれていく問題が生じる。例えば、時刻t1(図12の(a)参照)において作業車両10が停止した後、時間が経過すると、作業車両10の自己認識位置P1と目標経路R(直進経路)との位置ずれ(位置偏差)が大きくなる(図12の(b)参照)。図12の(b)は、時刻t2の作業車両10の自己認識位置P1´を示している。その後、時刻t3において、作業車両10の自動走行を再開させると、自己認識位置P1´を目標経路Rに合わせるためにハンドル137を左側に大きく切って、作業車両10の走行方向を変更する。このため、作業車両10の挙動が不安定になり、作業車両10の作業精度が低下する。
そこで、車両制御装置11は、所定の測位方式により自動走行する作業車両10が停止し、停止状態が所定時間継続した場合に、自動走行を禁止してもよい。具体的には、車両制御装置11は、作業車両10がDGNSS方式又はRTK方式で自動走行中に停止した場合又は車速が閾値未満になった場合に、時間の計測(タイマーのカウント)を開始する。車両制御装置11は、計測時間が所定時間を経過した場合に自動走行を禁止(中止又は作業車両10を停止)する。また、車両制御装置11は、計測時間が所定時間を経過する前にオペレータが自動走行を再開する操作を行った場合に自動走行を再開する。この場合、車両制御装置11は、計測時間をリセットする。
また、車両制御装置11は、所定の測位方式により自動走行する作業車両10が停止し、停止状態が所定時間継続した場合であって、作業車両10が停止した時点で測位された作業車両10の位置(自己認識位置P1)と、所定時間経過した時点で測位された作業車両10の位置(自己認識位置P1´)との距離差が閾値以上である場合に、自動走行を禁止する。例えば、図9Aに示すように、作業車両10がDGNSS方式により自動走行中に停止し、停止状態が所定時間継続した場合であって、停止したときの作業車両10の自己認識位置P1と、所定時間が経過した時点の作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth以上である場合に、走行処理部111は自動走行を禁止する。
また例えば、図9Bに示すように、作業車両10がDGNSS方式により自動走行中に停止し、停止状態が所定時間継続した場合であって、停止したときの作業車両10の自己認識位置P1と、所定時間が経過した時点の作業車両10の自己認識位置P1´との距離差L2が閾値Lth未満である場合に、走行処理部111は自動走行を許可する。例えば、走行処理部111は、オペレータが自動走行を再開する操作を行った場合に自動走行を再開する。
このように、車両制御装置11は、衛星20から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両10の位置を測位する構成と、測位される作業車両10の位置を示す位置情報に基づいて作業車両10を自動走行させる構成と、作業車両10が第1測位方式により自動走行可能な状態で所定時間停止した場合に、自動走行を禁止する構成とを備えて構成されてもよい。
上記構成によれば、例えば作業車両10が自動走行可能な状態で所定時間継続して停止した場合に自動走行を禁止(中止)することができるため、作業車両10の自己認識位置の位置ずれに起因する不安定な挙動を防止することができる。よって、作業精度の低下を抑えることができる。なお、上記構成では、車両制御装置11は、測位方式を切り替える構成を備えていなくてもよい。
本発明の自動走行システムは、作業車両10単体で構成されてもよいし、車両制御装置11に含まれる各処理部を備えて構成されてもよい。また、前記自動走行システムは、作業車両10に搭載されてもよいし、作業車両10の外部、例えば操作端末(タブレット端末、スマートフォンなど)に搭載されてもよい。
1 :自動走行システム
10 :作業車両
20 :衛星
11 :車両制御装置
16 :測位装置
17 :操作装置
20 :衛星
111 :走行処理部
112 :受付処理部
161 :測位制御部
181 :測位処理部
182 :切替処理部
F :圃場
Lth :閾値
L2 :距離差
P1 :自己認識位置
P1´ :自己認識位置
10 :作業車両
20 :衛星
11 :車両制御装置
16 :測位装置
17 :操作装置
20 :衛星
111 :走行処理部
112 :受付処理部
161 :測位制御部
181 :測位処理部
182 :切替処理部
F :圃場
Lth :閾値
L2 :距離差
P1 :自己認識位置
P1´ :自己認識位置
Claims (11)
- 衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位することと、
測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させることと、
前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能とすることと、
を実行する自動走行方法。 - 前記測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わった場合であって、前記第1測位方式により測位された前記作業車両の位置と、前記第2測位方式により測位された前記作業車両の位置との距離差が閾値以上である場合に自動走行を禁止する、
請求項1に記載の自動走行方法。 - 前記測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わった場合であって、前記距離差が前記閾値未満である場合に自動走行を許可する、
請求項2に記載の自動走行方法。 - 前記測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから所定時間が経過するまで自動走行を許可する、
請求項1に記載の自動走行方法。 - 前記測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから前記所定時間が経過するまでの間に、前記測位方式が前記第2測位方式から前記第1測位方式に切り替わった場合に、自動走行を許可する、
請求項4に記載の自動走行方法。 - 前記測位方式が前記第1測位方式から前記第2測位方式に切り替わってから前記所定時間が経過するまでの間に、前記測位方式が前記第2測位方式から前記第1測位方式に切り替わらなかった場合に、自動走行を禁止する、
請求項4又は5に記載の自動走行方法。 - 前記測位方式を選択する操作を受け付けること、
をさらに実行する請求項1~6のいずれか1項に記載の自動走行方法。 - 前記第1測位方式により自動走行する前記作業車両が停止し、停止状態が所定時間継続した場合に、自動走行を禁止すること、
をさらに実行する請求項1~7のいずれか1項に記載の自動走行方法。 - 前記第1測位方式により自動走行する前記作業車両が停止し、停止状態が所定時間継続した場合であって、前記作業車両が停止した時点で測位された前記作業車両の位置と、前記所定時間経過した時点で測位された前記作業車両の位置との距離差が閾値以上である場合に、自動走行を禁止すること、
をさらに実行する請求項1~7のいずれか1項に記載の自動走行方法。 - 衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位する測位処理部と、
前記測位処理部により測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させる走行処理部と、
を備え、
前記走行処理部は、前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能である、
自動走行システム。 - 衛星から受信する衛星信号に基づいて所定の測位方式により作業車両の位置を測位することと、
測位される前記作業車両の位置を示す位置情報に基づいて前記作業車両を自動走行させることと、
前記作業車両が第1測位方式により自動走行可能な状態である場合において、前記測位方式が前記第1測位方式とは測位精度が異なる第2測位方式に切り替わった場合に、自動走行を禁止可能とすることと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自動走行プログラム。
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