JP2024049752A - 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
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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024049752A JP2024049752A JP2022156173A JP2022156173A JP2024049752A JP 2024049752 A JP2024049752 A JP 2024049752A JP 2022156173 A JP2022156173 A JP 2022156173A JP 2022156173 A JP2022156173 A JP 2022156173A JP 2024049752 A JP2024049752 A JP 2024049752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- work
- route
- target route
- work vehicle
- automatic driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 78
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
- A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
- A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/22—Command input arrangements
- G05D1/229—Command input data, e.g. waypoints
- G05D1/2297—Command input data, e.g. waypoints positional data taught by the user, e.g. paths
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
- G05D1/0044—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement by providing the operator with a computer generated representation of the environment of the vehicle, e.g. virtual reality, maps
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/648—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
- G05D2105/15—Specific applications of the controlled vehicles for harvesting, sowing or mowing in agriculture or forestry
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
- G05D2107/20—Land use
- G05D2107/21—Farming, e.g. fields, pastures or barns
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D2109/00—Types of controlled vehicles
- G05D2109/10—Land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
Abstract
【課題】自動走行に関する設定情報を変更した場合であっても作業車両を適切に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を提供すること。【解決手段】車両制御装置11は、作業車両10を予め設定された目標経路R1に従って自動走行させる。生成処理部714は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、作業車両10が直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R2を生成する。車両制御装置11は、作業車両10を目標経路Rに従って自動走行させる。【選択図】図14
Description
本発明は、圃場などにおいて作業車両を目標経路に従って自動走行させる自動走行方法、自動走行システム、及び自動走行プログラムに関する。
従来、自動走行可能な作業車両として、直進時のみ目標経路に従って自動走行を行い、旋回時においてはオペレータによる手動操舵(手動操作)に応じて走行(手動走行)を行う作業車両が知られている。また、作業車両を手動操舵により直進走行させた走行軌跡を基準線として設定し、当該基準線に略平行な複数の直進経路を含む目標経路を、作業機の幅(作業幅)及び隣接する作業領域同士が重なる幅(ラップ幅)に基づいて生成する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで、作業車両が前記目標経路に基づく自動走行を開始した後に、前記作業幅、前記ラップ幅など自動走行に関する設定情報が変更されると、前記目標経路が再生成される。この場合に、従来の技術では、前記基準線に基づいて前記目標経路が再生成されるため、予め生成された目標経路に従って作業した作業領域と、再生成された目標経路に従って作業した作業領域との間に未作業領域が発生したり、両作業領域同士のオーバーラップ量が設定変更したラップ幅よりも大きくなったりする問題が生じる(後述の図13参照)。
本発明の目的は、自動走行に関する設定情報を変更した場合であっても作業車両を適切に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を提供することにある。
本発明に係る自動走行方法は、作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、を実行する。
本発明に係る自動走行システムは、第1走行処理部と生成処理部と第2走行処理部とを備える。前記第1走行処理部は、作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させる。前記生成処理部は、前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成する。前記第2走行処理部は、前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させる。
本発明に係る自動走行プログラムは、作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、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、自動走行に関する設定情報を変更した場合であっても作業車両を適切に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。
本発明の実施形態に係る自動走行システムは、作業車両10と、衛星(不図示)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10参照)内をオペレータ(ユーザー)の操作に応じて、目標経路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10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。自動走行用の目標経路R1には、複数の直進経路(作業経路)が含まれる。複数の直進経路のそれぞれは互いに略平行である。図10には、作業経路Ra1~Ra12を例示している。例えば、作業車両10は、作業経路Ra1の自動走行、旋回経路Rc1の手動走行、作業経路Ra2の自動走行、旋回経路Rc2の手動走行、作業経路Ra3の自動走行を順に実行する。図10に示す符号A1は、作業車両10が走行及び作業を行った作業軌跡(作業済領域)を示している。
図10に示す目標経路R1は一例であって、目標経路R1は、作業車両10のサイズ、作業機14の幅(作業幅)、隣接する作業領域同士が重なる幅(ラップ幅)、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。前記操作端末は、作業車両10に配置される操作装置17(図1参照)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。また、車両制御装置11及び操作装置17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。また、車両制御装置11及び操作装置17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及び操作制御部71に後述の自動走行処理(図15及び図18参照)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、操作装置17において生成される目標経路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、測位用アンテナ164が衛星から受信するGNSS信号に基づいて作業車両10の現在位置を算出する。例えば、作業車両10が圃場Fを自動走行する場合に、測位用アンテナ164が複数の衛星のそれぞれから発信される電波(発信時刻、軌道情報など)を受信すると、測位制御部161は、測位用アンテナ164と各衛星との距離を算出し、算出した距離に基づいて作業車両10の現在位置(緯度及び経度)を算出する。また、測位制御部161は、作業車両10に近い基地局(基準局)に対応する補正情報を利用して作業車両10の現在位置を算出する、リアルタイムキネマティック方式(RTK-GNSS測位方式(RTK方式))による測位を行ってもよい。このように、作業車両10は、RTK方式による測位情報を利用して自動走行を行う。なお、作業車両10の現在位置は、測位位置(例えば測位用アンテナ164の位置)と同一位置であってもよいし、測位位置からずれた位置であってもよい。
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、各種情報を表示したり、オペレータの操作を受け付けたりする。具体的には、操作装置17は、各種設定画面を表示させてオペレータから各種の設定操作を受け付けたり、走行中の作業車両10に関する情報を表示させたりする。操作装置17の具体的構成は後述する。
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。また、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。
具体的には、車両制御装置11は、作業車両10の走行を制御する。例えば、車両制御装置11は、作業車両10の走行モードが手動走行(手動走行モード)の場合に、オペレータの操作(手動操舵)に基づいて作業車両10を手動走行させる。例えば、車両制御装置11は、オペレータによるハンドル操作、変速操作、シフト操作、アクセル操作、ブレーキ操作などの運転操作に対応する操作情報を取得し、当該操作情報に基づいて走行装置13に走行動作を実行させる。
また、車両制御装置11は、作業車両10の走行モードが自動走行(自動走行モード)の場合に、測位制御部161により測位される作業車両10の現在位置を示す位置情報(測位情報)に基づいて作業車両10を自動走行させる。例えば、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し、オペレータから走行開始指示を取得すると、前記測位情報に基づいて作業車両10の自動走行を開始させる。また、車両制御装置11は、予め生成された目標経路R1(作業経路)(図10参照)に従って作業車両10を自動走行させる。
また、車両制御装置11は、作業車両10が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。車両制御装置11は、作業車両10が終端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(図10参照)。なお、各作業経路の終端の位置は、圃場Fの端部から所定距離だけ内側に入った位置、オペレータが予め指定した位置、直前の作業済経路においてオペレータが自動走行から手動走行に切り替えた位置に並ぶ位置(手動に切り替えた位置を通り作業済経路に垂直な線と作業経路とが交わる位置、又は、手動に切り替えた位置を通り圃場Fの端辺に平行な線と作業経路とが交わる位置)、基準線L1のB点を通り基準線L1に垂直な線と作業経路とが交わる位置(例えば図9Cの位置Pe)などである。
以上のようにして、車両制御装置11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R1)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。また詳細は後述するが、車両制御装置11は、自動走行に関する設定情報が変更された場合に、再生成された目標経路(目標経路R2)に従って作業車両10を自動走行させる。車両制御装置11は、本発明の第1走行処理部及び第2走行処理部の一例である。
[操作装置17]
図1に示すように、操作装置17は、操作制御部71、記憶部72、操作表示部73などを備える。操作装置17は、作業車両10に着脱可能な機器であってもよい。また、操作装置17は、オペレータが携帯可能な携帯端末(タブレット端末、スマートフォンなど)であってもよい。操作装置17は、車両制御装置11に有線又は無線により通信可能に接続されている。
図1に示すように、操作装置17は、操作制御部71、記憶部72、操作表示部73などを備える。操作装置17は、作業車両10に着脱可能な機器であってもよい。また、操作装置17は、オペレータが携帯可能な携帯端末(タブレット端末、スマートフォンなど)であってもよい。操作装置17は、車両制御装置11に有線又は無線により通信可能に接続されている。
操作表示部73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73は、操作制御部71の指示に応じて各種の設定画面、操作画面、走行画面などを表示する。また、操作表示部73は、前記各画面においてオペレータの操作を受け付ける。
また、前記操作部は、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と、作業車両10と目標経路との位置偏差を補正する補正操作(シフト操作)を行うシフトボタンと、各画面において選択操作を行う複数の選択ボタンとを含んでいる(いずれも不図示)。これらの操作ボタンは、物理的なボタンであってもよいし、タッチパネルに表示される電子画像ボタンであってもよい。
操作装置17は、例えば図2及び図3に示すように、キャビン18内のハンドル137付近に設置される。
記憶部72は、各種の情報を記憶するHDD又はSSDなどの不揮発性の記憶部である。記憶部72には、車両制御装置11及び操作装置17に後述の自動走行処理(図15及び図18参照)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72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操作装置17にダウンロードされて記憶部72に記憶されてもよい。また、前記自動走行プログラムは、作業車両10の記憶部12に記憶されてもよい。また、記憶部72には、操作装置17において生成される目標経路のデータが記憶されてもよい。なお、前記自動走行プログラムには、目標経路を生成する経路生成プログラムが含まれてもよい。
操作制御部71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、操作制御部71は、前記ROM又は記憶部72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操作装置17を制御する。
具体的には、図1に示すように、操作制御部71は、表示処理部711、受付処理部712、生成処理部713、及び変更処理部714などの各種の処理部を含む。なお、操作装置17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。
表示処理部711は、各種情報を操作表示部73に表示させる。例えば、表示処理部711は、各種の設定を行う設定画面(例えば図4、図5A、図5B、図6、図7の設定画面P1~P4)、目標経路を生成する際の操作画面(例えば図8A、図8Bの操作画面D1)、作業車両10の走行状況、作業状況等の走行情報を含む走行画面(例えば図12の走行画面D2)などを操作表示部73に表示させる。
受付処理部712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712は、前記設定画面において、作業車両10を自動走行させるための設定情報を入力する操作をオペレータから受け付け、前記操作画面において、目標経路を生成するための操作、すなわち経路生成作業に関する各種操作をオペレータから受け付ける。
例えば、図4に示す設定画面P1(作業設定画面)には、「経路作成モード」の選択欄K1と、「基準線作成」の選択欄K2とが含まれる。オペレータが選択欄K1を選択すると、表示処理部711は、図5A及び図5Bに示す設定画面P2(経路作成モード設定画面)を表示させる。設定画面P2には、経路作成モードの選択候補として、「作業幅基準モード」と「自車位置基準モード」とが選択可能に表示される。「作業幅基準モード」は、作業幅及びラップ幅に応じて目標経路を生成する経路作成モードであり、「自車位置基準モード」は、作業車両の現在位置を基準として目標経路を生成する経路作成モードである。図5A及び図5Bの設定画面P2においてオペレータが選択した経路作成モードが、図4の設定画面P1の選択欄K1に表示される。
また、設定画面P1(図4参照)においてオペレータが選択欄K2を選択すると、表示処理部711は、基準線を作成する複数の作成方法を選択可能に表示させる(不図示)。前記作成方法には、例えば、A点(第1基準点)及びB点(第2基準点)を指定して基準線を作成する方法(「A点+B点」)と、A点及び作業車両の向きから基準線を作成する方法(「A点+車両方位角」)と、A点及び設定方位角から基準線を作成する方法(「A点+設定方位角」)とが含まれる。本実施形態では、オペレータにより「A点+B点」の作成方法が選択されたものとする(図4参照)。
図6に示す設定画面P3(作業幅設定画面)には、作業幅を入力する入力欄が含まれる。オペレータは設定画面P3において、作業機14の幅(ここでは「180cm」)を入力する。
図7に示す設定画面P4(ラップ幅設定画面)には、ラップ幅を入力する入力欄が含まれる。オペレータは設定画面P4において、隣接する作業済領域同士が重なる幅(ここでは「+10cm」)を入力する。なお、隣接する作業済領域同士の隙間を空けたい場合は、マイナスの数値を入力する。図6及び図7に示す例では、作業幅が「180cm」に設定され、ラップ幅が「+10cm」に設定されるため、隣り合う作業経路の作業間隔(作業ピッチ)は「170cm」に設定される(図11参照)。
生成処理部713は、オペレータの設定操作に応じて設定される基準線L1を含む目標経路R1を生成する。例えば、生成処理部713は、圃場F内のA点(第1基準点)及びB点(第2基準点)を通る基準線L1に基づいて、所定の間隔(等間隔)に配列される複数の直進経路(作業経路)を含む目標経路R1を生成する。生成処理部713は、本発明の生成処理部の一例である。
以下、目標経路R1の生成手順の一例を説明する。例えば、表示処理部711は、基準線L1を設定する設定操作をオペレータから受け付ける操作画面D1(図8A参照)を操作表示部73に表示させる。オペレータは、圃場F内において作業車両10を任意の位置に移動させてA点登録ボタンKaを押下する。例えば、オペレータは、作業車両10を圃場Fの外周端部に移動させてA点登録ボタンKaを押下する。オペレータがA点登録ボタンKaを押下すると、生成処理部713は作業車両10の現在位置を第1基準点(A点)として登録する。生成処理部713がA点を登録すると、表示処理部711は、第2基準点(B点)の登録操作を受け付ける操作画面D1(図8B参照)を操作表示部73に表示させる。オペレータは、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(図9A参照)。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。このとき、作業車両10は、手動走行しながら所定の作業(例えば耕耘作業)を行ってもよい。そして、オペレータは、任意の位置(例えば圃場Fの外周端部)においてB点登録ボタンKb(図8B参照)を押下する。オペレータがB点登録ボタンKbを押下すると、生成処理部713は作業車両10の現在位置を第2基準点(B点)として登録する。
生成処理部713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9A参照)。なお、生成処理部713は、作成した基準線L1の方位を調整可能であってもよい。例えば、生成処理部713は、作成した基準線L1を操作画面D1に表示させて、オペレータから登録操作を受け付けた場合に基準線L1を設定(登録)する。一方、生成処理部713は、オペレータから基準線L1の方位を変更する操作(例えば、画面のタッチ操作など)を受け付けると、操作に応じて基準線L1の方位を調整する。生成処理部713は、B点を登録する操作を受け付けた場合に、基準線L1を登録するか又は調整するかの選択画面を表示させてもよい。
生成処理部713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R1)を生成する。例えば、生成処理部713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を基準として等間隔(ここでは「170cm」間隔)に生成する(図9B参照)。生成処理部713は、生成した目標経路R1を記憶部72に登録するとともに、操作表示部73に表示させる。
上記方法によれば、圃場Fの両端部の2点(A点及びB点)を通る基準線L1により目標経路R1を生成することができるため、作業車両10による作業精度を向上させることができる。なお、生成処理部713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。
目標経路R1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に自動走行を開始させる指示(走行開始指示)を行う。例えば作業車両10が、目標経路R1から所定距離以内かつ目標経路R1に対して所定方位以内に位置するなど(図9C参照)、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場合に、オペレータは操作表示部73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ことが可能になる。
オペレータが走行開始指示を行うと、車両制御装置11は、走行開始指示を受け付けて、作業車両10を目標経路R1に沿うように作業車両10の自動操舵を開始する。図10に示すように、作業車両10は、目標経路R1に含まれる複数の作業経路を自動走行しながら所定の作業を実行し、各作業経路の終端において手動走行に切り替えてオペレータによる手動操舵により旋回経路を旋回走行する。本実施形態では、図11に示すように、作業車両10は、170cm間隔で複数の作業経路を往復走行しながら作業を行う。
ここで、作業車両10の自動走行が開始された後に、自動走行に関する設定情報が変更される場合がある。例えば、隣接する作業済領域同士のオーバーラップ量がオペレータの意図する状態になっていない場合に、オペレータは事前に設定したラップ幅(図7参照)を変更することがある。また例えば、作業経路の間隔がオペレータの意図する間隔になっていない場合に、オペレータは事前に設定した作業幅を変更することがある。例えば、オペレータは、図12に示す走行画面D2に表示される作業幅、ラップ幅などを変更する操作を行う。例えば、オペレータは表示欄G1、G2を選択して作業幅、ラップ幅を変更する。
作業幅、ラップ幅など自動走行に関する設定情報が変更されると、目標経路が再生成される。この場合に、従来の技術では、基準線L1に基づいて目標経路が再生成されるため、予め生成された目標経路R1に従って作業した作業領域と、再生成された目標経路R2に従って作業した作業領域との間に未作業領域が発生したり、両作業領域同士のオーバーラップ量が設定変更したラップ幅よりも大きくなったりする問題が生じる。例えばオペレータがラップ幅を「+10cm」から「+5cm」に変更した場合、作業経路の作業間隔(作業ピッチ)が「175cm」に変更される。この場合、従来の技術では、図13に示すように、基準線L1(作業経路Ra1)を基準にして、175cm間隔で複数の作業経路Rb1~Rb6からなる目標経路R2(図13の点線で示す経路)が生成される。
例えば作業車両10が作業経路Ra4を自動走行した後にオペレータがラップ幅を「+5cm」に変更すると、作業車両10は、旋回経路Rc4を手動走行した後に作業経路Rb5を自動走行することになる。この場合、元の目標経路R1の作業経路Ra5と変更後の目標経路R2の作業経路Rb5との間隔が20cmになり、オペレータが意図したずれ量(「5cm」)よりも大きくなる。このため、オペレータがオーバーラップ量を5cmに設定したいにも関わらず、実際には略10cmの未作業領域B1が生じてしまう。
オペレータが作業幅を変更した場合にも作業経路の間隔(作業間隔)が変更されるため、同様の問題が生じる。このように、従来の技術では、自動走行に関する設定情報を変更した場合に作業車両の自動走行が適切に実行されなくなる問題が生じる。これに対して、本実施形態に係る自動走行システムは、以下に示すように、自動走行に関する設定情報を変更した場合であっても作業車両を適切に自動走行させることが可能な構成を備えている。
具体的には、変更処理部714は、予め設定された目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、作業車両10が直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R2を生成する。すなわち、変更処理部714は、予め設定された目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、変更操作を受け付けた時点の直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R1を変更する。例えばオペレータは、作業車両10が作業経路の終端に到達して一時停止した場合に前記設定情報の変更操作を行う。
例えば、生成処理部713は、予め設定された設定情報に基づいて、所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む目標経路R1を生成する。また、変更処理部714は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、作業車両10の現在位置の直前に走行した旋回経路の直前の直進経路である作業済経路を基準として目標経路R2を生成する。また、変更処理部714は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、複数の作業経路のうち作業車両10が直前に作業を行った作業経路である作業済経路を基準として目標経路R2を生成する。
車両制御装置11は、作業車両10を目標経路R1に従って自動走行させるとともに、前記設定情報が変更された場合に作業車両10を目標経路R2に従って自動走行させる。
ここで、前記設定情報は、隣り合う作業経路の作業間隔を含む。この場合、変更処理部714は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に作業間隔が変更された場合に、前記作業済経路を基準として変更後の作業間隔で複数の作業経路が配列される目標経路R2を生成する。
例えば、前記設定情報は、作業幅及びラップ幅の少なくともいずれかを含む。この場合、変更処理部714は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に作業幅及びラップ幅の少なくともいずれかを変更する操作を受け付けた場合に、前記作業済経路を基準として、変更後の作業幅及びラップ幅の少なくともいずれかに基づいて目標経路R2を生成する。
例えば図14に示すように、作業車両10が目標経路R1に含まれる作業経路Ra4を自動走行した後にオペレータがラップ幅を「+5cm」に変更すると、変更処理部714は、隣り合う作業経路の作業間隔(作業ピッチ)を「175cm」に設定する。また、変更処理部714は、複数の作業経路Ra1~Ra6のうち作業車両10が直前(最後)に作業を行った作業経路Ra4(作業済経路)を基準として目標経路R2を生成する。換言すると、変更処理部714は、複数の作業経路Ra1~Ra6のうち、作業車両10が次に作業を行う作業経路Ra5の直前の作業経路Ra4又は隣接する作業経路Ra4を基準として目標経路R2を生成する。例えば図14に示すように、変更処理部714は、作業経路Ra4から「175cm」の間隔で配列される複数の作業経路Rb1、Rb2、…を含む目標経路R2を生成する。
車両制御装置11は、前記設定情報が変更された場合に、作業車両10を目標経路R2に従って作業経路Rb1、Rb2、…を自動走行させる(図14参照)。
図14に示す例によれば、元の目標経路R1の作業経路Ra5と、変更後の目標経路R2の作業経路Rb1との間隔が5cmになり、オペレータが意図したずれ量(「5cm」)と一致する。すなわち、実際のラップ幅が、設定したラップ幅に一致する。このため、未作業領域B1(図13参照)の発生など、オペレータの意図しない事態の発生を防ぐことができる。
ここで、表示処理部711は、目標経路R2を操作表示部73に表示させてもよい。例えば表示処理部711は、操作表示部73に、図14に示す目標経路R1及び目標経路R2を表示させる。また、表示処理部711は、目標経路R1及び目標経路R2を互いに異なる表示態様で表示させてもよい。これにより、オペレータは自動走行を再開する前に、変更後の目標経路R2を確認したり、変更前の目標経路R1と変更後の目標経路R2とを比較したりすることができる。
また、表示処理部711は、作業車両10が目標経路R1に従って走行した際の作業軌跡(作業済領域A1)(本発明の第1作業軌跡の一例)を表示させてもよい(図12及び図14参照)。また、表示処理部711は、作業車両10が目標経路R2に従って走行した際の作業軌跡(作業済領域A2)(本発明の第2作業軌跡の一例)を、作業済領域A1とは異なる表示態様で表示させてもよい(図14参照)。これにより、オペレータは、作業が終了した範囲を確認したり、目標経路を変更する前の作業済領域A1と目標経路を変更した後の作業済領域A2とを比較したりすることができる。また、作業済領域A1と作業済領域A2の重なり具合(オーバーラップ量)を確認することができる。
[自動走行処理]
以下、図15を参照しつつ、車両制御装置11及び操作装置17の操作制御部71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及び操作装置17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及び操作装置17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。
以下、図15を参照しつつ、車両制御装置11及び操作装置17の操作制御部71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及び操作装置17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及び操作装置17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。
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になったか否かを判定する。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行可能な状態になったと判定すると(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)。具体的には、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した場合に、自動走行可能な状態になったと判定する。
ステップS2において、車両制御装置11は、作業車両10に目標経路R1に従って自動走行を開始させる。具体的には、作業車両10が自動走行開始条件を満たし、オペレータが走行開始指示を行うと、車両制御装置11は、予め設定された目標経路R1(図14参照)に応じた自動走行処理を開始する。例えば、車両制御装置11は、作業車両10を作業経路(直進経路)に従って自動操舵により自動走行させる。また、車両制御装置11は、旋回経路をオペレータの手動操舵に応じて作業車両10を旋回走行させる。車両制御装置11は、作業車両10を、作業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内を走行させる。また車両制御装置11は、作業車両10が作業経路を自動走行する際に作業機14を駆動させて所定の作業(例えば耕耘作業)を実行させる。
次にステップS3において、操作制御部71は、オペレータから作業幅及びラップ幅の少なくともいずれかを変更する変更操作を受け付けたか否かを判定する。操作制御部71は、オペレータから前記変更操作を受け付けると(S3:Yes)、処理をステップS4に移行させる。一方、操作制御部71は、オペレータから前記変更操作を受け付けない場合(S3:No)、処理をステップS6に移行させる。例えば、作業車両10が自動走行を開始した後にオペレータが走行画面D2(図12参照)において、ラップ幅を変更する操作を行うと、操作制御部71は、前記変更操作を受け付けて(S3:Yes)、処理をステップS4に移行させる。
ステップS4では、操作制御部71は、目標経路R2を生成するための基準となる作業経路を特定する。例えば図14に示す例において、操作制御部71は、目標経路R1に含まれる複数の作業経路Ra1~Ra6のうち、前記変更操作を受け付けた時点の直前(最後)に作業車両10が作業を行った作業経路Ra4を基準の作業経路として特定する。
次にステップS5において、操作制御部71は、ステップS4で特定した作業経路(作業済経路)を基準として目標経路R2を生成する。ここでは、操作制御部71は、作業経路Ra4を基準として目標経路R2を生成する。例えば、操作制御部71は、オペレータが変更したラップ幅に基づいて設定される作業間隔で配列される複数の作業経路Rb1、Rb2、…を含む目標経路R2を生成する(図14参照)。このように、操作制御部71は、作業車両10が自動走行を開始した後にオペレータから作業幅、ラップ幅などの設定情報を変更する操作を受け付けると、作業車両10が自動走行を開始する前に設定された目標経路R1を変更する処理(目標経路の再生成処理)を実行する。
次にステップS6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が作業を終了したと判定すると(S6:Yes)、前記自動走行処理を終了させる。車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了していないと判定すると(S6:No)、作業車両10を目標経路(目標経路R1又は目標経路R2)に従って自動走行を継続させて、処理をステップS3に移行させる。
車両制御装置11及び操作制御部71は、作業車両10が作業を終了するまで、上述のステップS3~S5の処理を繰り返し実行する。
以上のようにして、車両制御装置11及び操作制御部71は、前記自動走行処理を実行する。
以上説明したように、本実施形態に係る作業車両10は、作業車両10を予め設定された目標経路R1に従って自動走行させ、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、作業車両10が直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R2を生成し、作業車両10を目標経路R1に従って自動走行させる。
上記構成によれば、作業車両10が予め設定された目標経路R1に従って自動走行を開始した後に作業幅、ラップ幅などの設定情報が変更された場合でも、当該設定情報に応じた自動走行を適切に実行することができる。このため、例えば未作業領域(図13参照)が発生したり、両作業領域同士のオーバーラップ量が意図しない状態になったりすることを防ぐことができる。よって、自動走行に関する設定情報を変更した場合であっても作業車両10を適切に自動走行させることが可能となる。
[他の実施形態]
本発明は上述の実施形態に限定されない。以下、本発明の他の実施形態について説明する。
本発明は上述の実施形態に限定されない。以下、本発明の他の実施形態について説明する。
本発明の設定情報は、上述した作業幅、ラップ幅に限定されず、目標経路を生成する生成モードの情報であってもよい。例えば、前記設定情報には、予め設定された基準線L1に基づいて所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む目標経路を生成する作業幅基準モード(図5A参照)(本発明の第1生成モードの一例)と、作業車両10の現在位置を基準として目標経路を生成する自車位置基準モード(図5B参照)(本発明の第2生成モードの一例)とを含んでもよい。自車位置基準モードでは、作業車両の現在位置を通り基準線L1に平行な直進経路を目標経路として生成する。
例えば、オペレータが自車位置基準モードを選択して、生成処理部713が自車位置基準モードにより目標経路R1を生成した場合、車両制御装置11は、自車位置基準モードに応じた目標経路R1に従って作業車両10を自動走行させる。例えば、オペレータが作業開始位置に作業車両10を位置合わせして自動走行を開始させると、車両制御装置11は、作業開始位置を通り基準線L1に平行な作業経路(目標経路R1)に従って作業車両10を自動走行させる。オペレータは、一の作業経路の自動走行及び作業が終了すると次の作業経路の作業開始位置に作業車両10を手動走行させて位置合わせして、再度、作業開始位置を通り基準線L1に平行な作業経路(目標経路R1)に従って自動走行を開始させる。このように、自車位置基準モードでは、車両制御装置11は、作業経路ごとにオペレータが位置合わせした作業車両10の現在位置に基づいて自動走行させる。
ここで、作業車両10が自車位置基準モードにより生成された目標経路R1に応じて自動走行を開始させた後に、作業幅基準モードに変更された場合には、上述した未作業領域B1が生じるおそれがある。例えば図16に示す例において、作業車両10が自車位置基準モードにより走行した作業経路Ra1~Ra4(目標経路R1)を示している。ここで、作業車両10が作業経路Ra4を自動走行した後にオペレータが作業幅基準モードに変更すると、作業車両10は、基準線L1を基準として作業幅(例えば「180cm」)及びラップ幅(例えば「10cm」)に応じた作業間隔(例えば「170cm」)で配列された複数の作業経路Rb1~Rb6を含む目標経路R2に従って自動走行することになる。この場合において、例えば目標経路R1の作業経路Ra4(作業済経路)と、目標経路R2の作業経路Ra4とが位置ずれしている場合には、作業経路Ra4の次の作業経路Rb5において、オペレータが意図した位置から作業が開始されず、未作業領域B1が生じてしまう(図16参照)。
そこで、作業車両10を、自車位置基準モードにより生成された目標経路R1に応じて自動走行を開始させた後に、作業幅基準モードに変更された場合に、変更処理部714は、作業車両10が直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R2を生成する。例えば図17に示すように、変更処理部714は、作業車両10が直前に作業を行った作業経路Ra4を基準として、前記作業間隔(例えば「170cm」)で配列された複数の作業経路Rb1、Rb2、…を含む目標経路R2を生成する。
これにより、直前の作業経路Ra4からオペレータが意図した作業間隔(ここでは「170cm」)で次の作業経路Rb1を作業することができるため、未作業領域B1(図16参照)の発生など、オペレータの意図しない事態の発生を防ぐことができる。また、以降の作業経路を作業幅基準モードに応じた目標経路R2に従って作業車両10を自動走行させることができる。
図18には、図17に対応する前記自動走行処理の一例を示している。以下では、図15に示した前記自動走行処理と同一の処理については説明を簡略化又は適宜省略する。
ステップS11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になったか否かを判定する。車両制御装置11は、作業車両10が自動走行可能な状態になったと判定すると(S11:Yes)、処理をステップS12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(S11:No)。なお、ここでは、自車位置基準モードに設定され、自車位置基準モードにより目標経路R1が生成されているものとする。
ステップS12において、車両制御装置11は、作業車両10に目標経路R1に従って自動走行を開始させる。具体的には、作業車両10が自動走行開始条件を満たし、オペレータが走行開始指示を行うと、車両制御装置11は、作業車両10の現在位置(自車位置)を基準として、基準線L1に平行な作業経路(目標経路R1)に応じた自動走行処理を開始する。
次にステップS13において、操作制御部71は、オペレータから作業幅基準モードに変更する変更操作を受け付けたか否かを判定する。操作制御部71は、オペレータから前記変更操作を受け付けると(S13:Yes)、処理をステップS14に移行させる。一方、操作制御部71は、オペレータから前記変更操作を受け付けない場合(S13:No)、処理をステップS16に移行させる。
ステップS14では、操作制御部71は、目標経路R2を生成するための基準となる作業経路を特定する。例えば図17に示す例において、操作制御部71は、複数の作業経路Ra1~Ra4(目標経路R1)のうち作業車両10が直前(最後)に作業を行った作業経路Ra4を基準の作業経路として特定する。
次にステップS15において、操作制御部71は、ステップS14で特定した作業経路を基準として目標経路R2を生成する。ここでは、操作制御部71は、作業経路Ra4を基準として目標経路R2を生成する。例えば、操作制御部71は、作業経路Ra4を基準として、オペレータが設定した作業幅及びラップ幅に基づいて設定される作業間隔で配列される複数の作業経路Rb1、Rb2、…を含む目標経路R2を生成する(図17参照)。
次にステップS16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が作業を終了したと判定すると(S16:Yes)、前記自動走行処理を終了させる。車両制御装置11は、作業車両10が作業を終了していないと判定すると(S16:No)、作業車両10を目標経路(目標経路R1又は目標経路R2)に従って自動走行を継続させて、処理をステップS13に移行させる。
車両制御装置11及び操作制御部71は、作業車両10が作業を終了するまで、上述のステップS13~S15の処理を繰り返し実行する。
以上のように、車両制御装置11及び操作制御部71は、作業車両10の目標経路R1に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報(作業幅、ラップ幅、目標経路を生成する生成モードなど)が変更された場合に、作業車両10が直前に作業を行った作業済経路を基準として目標経路R2を生成し、作業車両10を目標経路R2に従って自動走行させる。
また、本発明の他の実施形態として、目標経路R2を生成する基準となる作業経路が、作業車両10が現在作業中の経路であってもよい。例えば図19に示すように、作業車両10が目標経路R1の作業経路Ra5を自動走行中にオペレータが前記設定情報(例えばラップ幅)を変更する操作を行った場合に、変更処理部714は、作業経路Ra5を基準として目標経路R2を生成してもよい。この場合、車両制御装置11は、作業経路Ra5の次の作業経路以降において、目標経路R2に応じた自動走行を実行させる。すなわち、本発明の「作業車両が直前に作業を行った作業済経路」には、作業車両10の現在位置の直前の旋回経路の直前の作業経路(図14の作業経路Ra4)、作業車両10の現在位置の直前の作業経路(図19の作業経路Ra5)が含まれる。
また、本発明の他の実施形態として、目標経路R1の作業経路Ra5の途中で前記設定情報が変更された場合に、車両制御装置11は、作業経路Ra5の途中から、作業車両10を目標経路R2に従って自動走行させてもよい。例えば目標経路R1の作業経路Ra5の途中で前記設定情報が変更され、変更処理部714が作業経路Ra4を基準として目標経路R2を生成した場合に、車両制御装置11は、作業経路Ra5における前記設定情報の変更操作を受け付けた位置から、目標経路R2に従って自動走行させてもよい。
また、本発明の他の実施形態として、操作制御部71は、目標経路R1の作業経路の途中で前記設定情報が変更された場合に、当該作業経路の途中から変更後の目標経路R2に応じた自動走行を開始させるか、又は、当該作業経路の次の作業経路から変更後の目標経路R2に応じた自動走行を開始させるかをオペレータが選択可能な構成であってもよい。例えば操作制御部71は、目標経路R1の作業経路の途中で前記設定情報の変更操作を受け付けた場合に、操作表示部73に、目標経路R2に応じた自動走行を開始させる作業経路を選択可能に表示させる。なお、オペレータに目標経路R2に応じた自動走行を開始させる位置を選択させる構成は、作業車両10が作業経路間(作業経路の終端位置など)で一時停止中にオペレータから前記設定情報の変更操作を受け付ける場合にも適用することができる。
上記構成によれば、オペレータは、作業内容、作業状況などに応じて、変更後の目標経路R2を反映させる位置を適宜設定することができるため、操作性を向上させることができる。
なお、本発明の作業車両は、旋回時にも自動走行可能であってもよい。また、作業車両10において、オペレータが旋回時の自動走行及び手動走行を切り替え可能であってもよい。また、作業車両10は、無人で目標経路を自動走行してもよい。この場合、オペレータは、操作端末を遠隔操作して走行開始指示などを行ってもよい。また、遠隔操作に利用される操作端末は、本実施形態に係る操作装置17であってもよいし、操作装置17の各処理部を備えてもよい。
本発明の自動走行システムは、車両制御装置11及び操作装置17で構成されてもよいし、車両制御装置11単体又は操作装置17単体で構成されてもよい。また自動走行システムは、車両制御装置11及び操作装置17に含まれる各処理部を備えたサーバーで構成されてもよい。
[発明の付記]
以下、実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
<付記1>
作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、
前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
以下、実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
<付記1>
作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、
前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。
<付記2>
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記作業車両の現在位置の直前に走行した旋回経路の直前の直進経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
付記1に記載の自動走行方法。
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記作業車両の現在位置の直前に走行した旋回経路の直前の直進経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
付記1に記載の自動走行方法。
<付記3>
予め設定された前記設定情報に基づいて、所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む前記第1目標経路を生成し、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記複数の作業経路のうち前記作業車両が直前に作業を行った作業経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
付記1又は2に記載の自動走行方法。
予め設定された前記設定情報に基づいて、所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む前記第1目標経路を生成し、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記複数の作業経路のうち前記作業車両が直前に作業を行った作業経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
付記1又は2に記載の自動走行方法。
<付記4>
前記設定情報は、隣り合う前記作業経路の作業間隔を含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業間隔が変更された場合に、前記作業済経路を基準として変更後の前記作業間隔で前記複数の作業経路が配列される前記第2目標経路を生成する、
付記3に記載の自動走行方法。
前記設定情報は、隣り合う前記作業経路の作業間隔を含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業間隔が変更された場合に、前記作業済経路を基準として変更後の前記作業間隔で前記複数の作業経路が配列される前記第2目標経路を生成する、
付記3に記載の自動走行方法。
<付記5>
前記設定情報は、作業機の幅である作業幅と、隣接する作業領域同士が重なる幅であるラップ幅との少なくともいずれかを含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかを変更する操作を受け付けた場合に、前記作業済経路を基準として、変更後の前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかに基づいて前記第2目標経路を生成する、
付記3又は4に記載の自動走行方法。
前記設定情報は、作業機の幅である作業幅と、隣接する作業領域同士が重なる幅であるラップ幅との少なくともいずれかを含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかを変更する操作を受け付けた場合に、前記作業済経路を基準として、変更後の前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかに基づいて前記第2目標経路を生成する、
付記3又は4に記載の自動走行方法。
<付記6>
前記設定情報は、予め設定された基準線に基づいて所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む目標経路を生成する第1生成モードと、前記作業車両の現在位置を基準として目標経路を生成する第2生成モードとを含み、
前記作業車両を、前記第2生成モードにより生成された前記第1目標経路に応じて自動走行を開始させた後に、前記第1生成モードに変更された場合に、前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する
付記1~5のいずれかに記載の自動走行方法。
前記設定情報は、予め設定された基準線に基づいて所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む目標経路を生成する第1生成モードと、前記作業車両の現在位置を基準として目標経路を生成する第2生成モードとを含み、
前記作業車両を、前記第2生成モードにより生成された前記第1目標経路に応じて自動走行を開始させた後に、前記第1生成モードに変更された場合に、前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する
付記1~5のいずれかに記載の自動走行方法。
<付記7>
前記第2目標経路を操作端末に表示させる、
付記1~6のいずれかに記載の自動走行方法。
前記第2目標経路を操作端末に表示させる、
付記1~6のいずれかに記載の自動走行方法。
<付記8>
前記第1目標経路及び前記第2目標経路を互いに異なる表示態様で操作端末に表示させる、
付記1~7のいずれかに記載の自動走行方法。
前記第1目標経路及び前記第2目標経路を互いに異なる表示態様で操作端末に表示させる、
付記1~7のいずれかに記載の自動走行方法。
<付記9>
前記作業車両が前記第1目標経路に従って走行した際の第1作業軌跡を操作端末に表示させる、
付記1~8のいずれかに記載の自動走行方法。
前記作業車両が前記第1目標経路に従って走行した際の第1作業軌跡を操作端末に表示させる、
付記1~8のいずれかに記載の自動走行方法。
<付記10>
前記作業車両が前記第2目標経路に従って走行した際の第2作業軌跡を、前記第1作業軌跡とは異なる表示態様で前記操作端末に表示させる、
付記9に記載の自動走行方法。
前記作業車両が前記第2目標経路に従って走行した際の第2作業軌跡を、前記第1作業軌跡とは異なる表示態様で前記操作端末に表示させる、
付記9に記載の自動走行方法。
10 :作業車両
11 :車両制御装置(第1走行処理部、第2走行処理部)
12 :記憶部
13 :走行装置
14 :作業機
16 :測位装置
17 :操作装置(操作端末)
71 :操作制御部
72 :記憶部
73 :操作表示部
711 :表示処理部
712 :受付処理部
713 :生成処理部
714 :変更処理部
A1 :作業済領域(第1作業軌跡)
A2 :作業済領域(第2作業軌跡)
B1 :未作業領域
F :圃場
L1 :基準線
R1 :目標経路(第1目標経路)
R2 :目標経路(第2目標経路)
Ra1~Ra12:(目標経路R1の)作業経路
Rb1~Rb6 :(目標経路R2の)作業経路
11 :車両制御装置(第1走行処理部、第2走行処理部)
12 :記憶部
13 :走行装置
14 :作業機
16 :測位装置
17 :操作装置(操作端末)
71 :操作制御部
72 :記憶部
73 :操作表示部
711 :表示処理部
712 :受付処理部
713 :生成処理部
714 :変更処理部
A1 :作業済領域(第1作業軌跡)
A2 :作業済領域(第2作業軌跡)
B1 :未作業領域
F :圃場
L1 :基準線
R1 :目標経路(第1目標経路)
R2 :目標経路(第2目標経路)
Ra1~Ra12:(目標経路R1の)作業経路
Rb1~Rb6 :(目標経路R2の)作業経路
Claims (12)
- 作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、
前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、
を実行する自動走行方法。 - 前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記作業車両の現在位置の直前に走行した旋回経路の直前の直進経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
請求項1に記載の自動走行方法。 - 予め設定された前記設定情報に基づいて、所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む前記第1目標経路を生成し、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記設定情報が変更された場合に、前記複数の作業経路のうち前記作業車両が直前に作業を行った作業経路である前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する、
請求項1に記載の自動走行方法。 - 前記設定情報は、隣り合う前記作業経路の作業間隔を含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業間隔が変更された場合に、前記作業済経路を基準として変更後の前記作業間隔で前記複数の作業経路が配列される前記第2目標経路を生成する、
請求項3に記載の自動走行方法。 - 前記設定情報は、作業機の幅である作業幅と、隣接する作業領域同士が重なる幅であるラップ幅との少なくともいずれかを含み、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかを変更する操作を受け付けた場合に、前記作業済経路を基準として、変更後の前記作業幅及び前記ラップ幅の少なくともいずれかに基づいて前記第2目標経路を生成する、
請求項3に記載の自動走行方法。 - 前記設定情報は、予め設定された基準線に基づいて所定の間隔で配列される複数の作業経路を含む目標経路を生成する第1生成モードと、前記作業車両の現在位置を基準として目標経路を生成する第2生成モードとを含み、
前記作業車両を、前記第2生成モードにより生成された前記第1目標経路に応じて自動走行を開始させた後に、前記第1生成モードに変更された場合に、前記作業済経路を基準として前記第2目標経路を生成する
請求項1に記載の自動走行方法。 - 前記第2目標経路を操作端末に表示させる、
請求項1~6のいずれかに記載の自動走行方法。 - 前記第1目標経路及び前記第2目標経路を互いに異なる表示態様で操作端末に表示させる、
請求項1~6のいずれかに記載の自動走行方法。 - 前記作業車両が前記第1目標経路に従って走行した際の第1作業軌跡を操作端末に表示させる、
請求項1~6のいずれかに記載の自動走行方法。 - 前記作業車両が前記第2目標経路に従って走行した際の第2作業軌跡を、前記第1作業軌跡とは異なる表示態様で前記操作端末に表示させる、
請求項9に記載の自動走行方法。 - 作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させる第1走行処理部と、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成する生成処理部と、
前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させる第2走行処理部と、
を備える自動走行システム。 - 作業車両を予め設定された第1目標経路に従って自動走行させることと、
前記作業車両の前記第1目標経路に応じた自動走行を開始させた後に自動走行に関する設定情報が変更された場合に、前記作業車両が直前に作業を行った作業済経路を基準として第2目標経路を生成することと、
前記作業車両を前記第2目標経路に従って自動走行させることと、
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。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022156173A JP2024049752A (ja) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 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 |
KR1020230114290A KR20240046005A (ko) | 2022-09-29 | 2023-08-30 | 자동 주행 방법, 자동 주행 시스템, 및 자동 주행 프로그램 |
EP23195712.7A EP4345563A1 (en) | 2022-09-29 | 2023-09-06 | Automatic traveling method, automatic traveling system, and automatic traveling program |
CN202311271737.2A CN117826789A (zh) | 2022-09-29 | 2023-09-28 | 自动行驶方法、自动行驶系统以及自动行驶程序 |
US18/374,992 US20240107930A1 (en) | 2022-09-29 | 2023-09-29 | Automatic traveling method, automatic traveling system, and automatic traveling program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022156173A JP2024049752A (ja) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024049752A true JP2024049752A (ja) | 2024-04-10 |
Family
ID=87933744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022156173A Pending JP2024049752A (ja) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 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 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240107930A1 (ja) |
EP (1) | EP4345563A1 (ja) |
JP (1) | JP2024049752A (ja) |
KR (1) | KR20240046005A (ja) |
CN (1) | CN117826789A (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060178823A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Novariant, Inc. | System and method for propagating agricultural vehicle guidance paths that have varying curvature along their length |
US7715979B2 (en) * | 2006-10-27 | 2010-05-11 | Cnh America Llc | Nudge compensation for curved swath paths |
WO2019124217A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 株式会社クボタ | 作業車、作業車のための走行経路選択システム、及び、走行経路算出システム |
KR20210038613A (ko) * | 2018-07-31 | 2021-04-07 | 가부시끼 가이샤 구보다 | 주행 경로 생성 시스템, 주행 경로 생성 방법, 주행 경로 생성 프로그램, 및 주행 경로 생성 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체와, 작업 관리 시스템, 작업 관리 방법, 작업 관리 프로그램, 및 작업 관리 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체와, 수확기, 주행 패턴 작성 시스템, 주행 패턴 작성 프로그램, 주행 패턴 작성 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체, 그리고 주행 패턴 작성 방법 |
JP6833941B1 (ja) | 2019-09-06 | 2021-02-24 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
-
2022
- 2022-09-29 JP JP2022156173A patent/JP2024049752A/ja active Pending
-
2023
- 2023-08-30 KR KR1020230114290A patent/KR20240046005A/ko unknown
- 2023-09-06 EP EP23195712.7A patent/EP4345563A1/en active Pending
- 2023-09-28 CN CN202311271737.2A patent/CN117826789A/zh active Pending
- 2023-09-29 US US18/374,992 patent/US20240107930A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117826789A (zh) | 2024-04-05 |
US20240107930A1 (en) | 2024-04-04 |
EP4345563A1 (en) | 2024-04-03 |
KR20240046005A (ko) | 2024-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230309434A1 (en) | Route Generation Method, Route Generation System, And Route Generation Program | |
US20230315110A1 (en) | Route Generation Method, Route Generation System, And Route Generation Program | |
JP2024049752A (ja) | 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 | |
US20240107932A1 (en) | Traveling Control Method, Traveling Control System, And Traveling Control Program | |
EP4328699A1 (en) | Route generation method, route generation system, and route generation program | |
JP2023150413A (ja) | 操作支援方法、操作支援システム、及び操作支援プログラム | |
JP2023150415A (ja) | 走行制御方法、走行制御システム、作業車両、及び走行制御プログラム | |
JP2023150417A (ja) | 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 | |
WO2022102366A1 (ja) | 作業領域設定システム、作業領域設定方法、及び作業領域設定プログラム | |
EP4252511A1 (en) | Automatic run method, automatic run system, and automatic run program | |
JP2023036211A (ja) | 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 | |
JP2024037296A (ja) | 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 | |
JP2020120583A (ja) | 自律走行システム |