JP2024118489A - Motion control method, motion control system, and motion control program - Google Patents
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Abstract
【課題】作業対象に対して所定の作業を行いながら前記作業により生じる排出物を走行跡に排出する作業部の作業効率を向上させることが可能な動作制御方法、動作制御システム、及び動作制御プログラムを提供する。
【解決手段】自動走行システム10は、作業対象に対して刈取作業を行いながら目標経路Rに従って走行し、刈取作業により生じる排出物を目標経路Rの走行跡に排出するコンバイン1に設けられる刈取部15の動作を制御する。動作処理部113は、前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、刈取部15の姿勢を段階的に変化させる。
【選択図】図1
The present invention provides a motion control method, a motion control system, and a motion control program that are capable of improving the work efficiency of a work unit that performs a specified task on a work object while discharging waste generated by the task into a travel trail.
[Solution] An automatic driving system 10 drives along a target route R while performing a mowing operation on a work object, and controls the operation of a mowing unit 15 provided on a combine harvester 1 that discharges waste generated by the mowing operation into a trail along the target route R. A motion processing unit 113 gradually changes the attitude of the mowing unit 15 based on at least one of the position of the discharged waste and the position of the work object.
[Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、作業車両の作業部の動作を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technology for controlling the operation of a working part of a work vehicle.
従来、圃場において、予め設定された目標経路に従って自動走行する作業車両(例えばコンバイン)が知られている。例えば、前記作業車両は、圃場において、目標経路に従って開始位置から終了位置まで自動走行しながら穀稈の刈取作業を行う(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a work vehicle (e.g., a combine harvester) that automatically travels along a preset target route in a field. For example, the work vehicle performs a harvesting operation on stalks in a field while automatically traveling along a target route from a start position to an end position (see, for example, Patent Document 1).
従来の作業車両は、作業領域に進入する際に刈取部を所定の作業位置に下降させて刈取作業を行い、作業領域から退出する際に刈取部を非作業位置に上昇させて枕地領域を移動する構成を備えている。この構成では、例えば刈取部の昇降タイミングがずれると、刈り取られない領域が生じたり、刈取作業時に作業車両から排出された排藁を刈取部が巻き込んでしまったりする。このように、従来の技術では、作業部の作業効率が低下する問題が生じる。 Conventional work vehicles are configured to lower the cutting unit to a specified working position when entering a work area to perform cutting work, and to raise the cutting unit to a non-working position when exiting the work area to move through the headland area. With this configuration, for example, if the timing of raising and lowering the cutting unit is off, some areas may not be cut, or the cutting unit may get entangled in discarded straw discharged from the work vehicle during cutting work. Thus, conventional technology creates the problem of reduced work efficiency of the working unit.
本発明の目的は、作業対象に対して所定の作業を行いながら前記作業により生じる排出物を走行跡に排出する作業部の作業効率を向上させることが可能な動作制御方法、動作制御システム、及び動作制御プログラムを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a motion control method, a motion control system, and a motion control program that can improve the work efficiency of a work unit that performs a specified task on a work object while discharging waste generated by the task into a travel trail.
本発明に係る動作制御方法は、作業対象に対して所定の作業を行いながら目標経路に従って走行し、前記作業により生じる排出物を前記目標経路の走行跡に排出する作業車両に設けられる作業部の動作を制御する方法である。前記動作制御方法は、前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させることを実行する。 The motion control method according to the present invention is a method for controlling the motion of a working unit provided on a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object, and discharges waste generated by the task into a trail along the target route. The motion control method executes a stepwise change in the attitude of the working unit based on at least one of the position of the waste and the position of the work object.
本発明に係る動作制御システムは、作業対象に対して所定の作業を行いながら目標経路に従って走行し、前記作業により生じる排出物を前記目標経路の走行跡に排出する作業車両に設けられる作業部の動作を制御するシステムである。動作制御システムにおいて、動作処理部は、前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させる。 The motion control system according to the present invention is a system that controls the motion of a working unit provided on a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object and discharges waste generated by the task into a trail along the target route. In the motion control system, the motion processing unit gradually changes the attitude of the working unit based on at least one of the position of the waste and the position of the work object.
本発明に係る動作制御プログラムは、作業対象に対して所定の作業を行いながら目標経路に従って走行し、前記作業により生じる排出物を前記目標経路の走行跡に排出する作業車両に設けられる作業部の動作を制御するプログラムである。前記動作制御プログラムは、前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させることを一又は複数のプロセッサーに実行させる。 The motion control program according to the present invention is a program that controls the motion of a working unit provided on a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object, and discharges waste generated by the task into a trail along the target route. The motion control program causes one or more processors to execute a stepwise change in the attitude of the working unit based on at least one of the position of the waste and the position of the work object.
本発明によれば、作業対象に対して所定の作業を行いながら前記作業により生じる排出物を走行跡に排出する作業部の作業効率を向上させることが可能な動作制御方法、動作制御システム、及び動作制御プログラムを提供することができる。 The present invention provides a motion control method, a motion control system, and a motion control program that can improve the work efficiency of a work unit that performs a specified task on a work object while discharging waste generated by the task into a travel trail.
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。 The following embodiment is an example of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.
本発明の作業車両の一例として、コンバイン1を挙げて説明する。図1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10は、コンバイン1と操作端末3とを含んでいる。コンバイン1及び操作端末3は、通信網N1を介して通信可能である。例えば、コンバイン1及び操作端末3は、携帯電話回線網、パケット回線網、又は無線LANを介して通信可能である。
A
コンバイン1は、圃場において刈取等の農作業(本発明の所定の作業の一例)を行う作業車両である。コンバイン1は、走行しながら作業を行うとともに、コンバイン1に搭載されたGNSSアンテナのGNSS情報、すなわちコンバイン1の自車位置を計測点データとして操作端末3に送信する。
The
また、コンバイン1は、予め設定された目標経路に従って自動走行を行うことが可能である。なお、コンバイン1は、圃場の一部の領域(例えば直進経路)を自動走行し、他の領域(例えば旋回経路)を手動走行する構成であってもよい。また、コンバイン1は、操作端末3から各種の設定情報を受信して、設定情報に従って自動走行を行う。
The
操作端末3は、コンバイン1を遠隔操作可能な携帯端末であって、例えば、タブレット端末、ノート型のパーソナルコンピュータ、スマートフォン等で構成される。なお、操作端末3と同様の操作装置がコンバイン1に搭載されていてもよい。
The
作業者(オペレータ)は、操作端末3において、各種の設定項目について設定操作を行うことが可能である。また、操作端末3は、自動走行中のコンバイン1の作業状況、走行状況などの情報を表示させる。作業者は、操作端末3において作業状況、走行状況を把握することが可能である。
The worker (operator) can perform setting operations for various setting items on the
図3には、圃場Fに対して生成された目標経路Rの一例を示している。例えば、コンバイン1は、圃場F内において、目標経路Rに従って開始位置Sから終了位置Gまで、外周側から内周側へ向かって走行しながら刈取作業(「回り刈り」、「往復刈り」)を行う。具体的には、コンバイン1は、圃場Fの外周側の外周領域F1では、圃場端(外周)に沿って走行しながら刈取作業を行う。また、圃場Fの内周側の内周領域F2では、コンバイン1は、図3の上下方向において直進走行しながら刈取作業を行い、左右方向において刈取作業を行わずに旋回走行及び直進走行を行って作業経路間を移動する。
Figure 3 shows an example of a target route R generated for a field F. For example, the
コンバイン1の作業手順の一例を図4を用いて説明する。先ず、図4Aに示すように、コンバイン1は、開始位置Sにおいて自動走行を開始すると、圃場Fの外周に沿って穀稈を刈り取りながら走行する。また、コンバイン1は、刈り取った穀稈を脱穀すると、藁屑などの排藁(本発明の排出物の一例)を機体後方から外部に排出する。これにより、図4Bに示すように、コンバイン1の走行跡には排藁B1が堆積され、コンバイン1が刈取作業を終えた経路には排藁列が形成される。なお、コンバイン1は、刈り取り対象の穀稈の位置に、刈り取った当該穀稈の排藁を排出するように設定されており、排藁B1の位置、幅(排藁列の左右方向の横幅)、長さなどを把握可能に構成されている。例えば、排藁B1は、コンバイン1の左右方向の中心を基準にして、機体の横幅よりも狭い幅で排出される。
An example of the operation procedure of the
図4Cに示すように、コンバイン1は、外周領域F1を2周する。この場合、2周分の排藁列が形成され、1周目の排藁列と2周目の排藁列との間には所定の間隙(排藁B1が存在しない作業済領域)が形成される。なお、外周領域F1の周回数は2周に限定されず、1周又は3周以上であってもよい。
As shown in FIG. 4C, the
コンバイン1は、外周領域F1の刈取作業を終えると、内周領域F2に進入して、内周領域F2の刈取作業を開始する。内周領域F2では、コンバイン1は、図4Dに示すように、上下方向において直進走行しながら刈取作業を行い、左右方向において刈取作業を行わずに外周領域F1(作業済領域、枕地領域)を旋回走行及び直進走行を行って作業経路間を移動する。コンバイン1は、内周領域F2において刈取作業を行い、終了位置Gに到達すると自動走行及び刈取作業を終了する。
When the
ここで、コンバイン1は、内周領域F2を刈取作業する場合において、外周領域F1から内周領域F2に進入する都度、及び、内周領域F2から外周領域F1に退出する都度、外周領域F1の刈取作業の際に排出した排藁B1を通過する(横切る)必要がある。
When the
従来の技術では、例えば、コンバイン1は、刈取部が排藁B1を巻き込まないように、刈取部を非作業高さ(非作業位置)に上昇させて外周領域F1を走行し、内周領域F2に進入する際に刈取部を作業高さ(作業位置)に下降させ、内周領域F2から退出する際に刈取部を非作業高さ(非作業位置)に上昇させている。このため、例えば刈取部の昇降タイミングがずれると、刈り取り不足の領域が生じたり、コンバイン1から排出された排藁を刈取部が巻き込んでしまったりする問題が生じる。
In conventional technology, for example, the
また、例えば図5に示すように、圃場Fの形状がコンバイン1の進行方向(作業方向)に対して傾斜している(直角ではない)場合、コンバイン1が内周領域F2に進入して刈取部が作業位置に下降すると刈取部の一方側(図5では右側)では穀稈の刈取作業が開始されるが、他方側(図5では左側)では排藁B1に接触して排藁B1を巻き込んでしまう問題が生じる(後述の図9参照)。
Also, for example, as shown in Figure 5, if the shape of the field F is inclined (not at a right angle) to the direction of travel (working direction) of the
このように、従来の技術では、刈取部の昇降動作に起因して刈取部による刈取作業の効率が低下する問題が生じる。これに対して、本実施形態に係る自動走行システム10は、以下に示すように、作業対象(穀稈など)に対して所定の作業(刈取作業など)を行いながら作業により生じる排出物(排藁B1など)を走行跡に排出する作業部(刈取部など)の作業効率を向上させることが可能な構成を備えている。以下、上記構成を実現するためのコンバイン1及び操作端末3のそれぞれの具体的構成について説明する。
As described above, in conventional technology, the raising and lowering action of the reaping unit causes a problem of reduced efficiency in reaping work by the reaping unit. In response to this, the
[操作端末3]
図1に示すように、操作端末3は、操作制御部31、記憶部32、操作表示部33、及び通信部34などを備える情報処理装置である。操作端末3は、例えばタブレット端末で構成される。
[Operation Terminal 3]
1, the
通信部34は、操作端末3を有線又は無線で通信網N1に接続し、通信網N1を介して一又は複数のコンバイン1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。
The
操作表示部33は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイのような表示部と、操作を受け付けるタッチパネル、マウス、又はキーボードのような操作部とを備えるユーザーインターフェースである。作業者は、前記表示部に表示される操作画面において、前記操作部を操作して各種の設定情報を登録する操作を行うことが可能である。また、作業者は、前記操作部を操作してコンバイン1に対する自動走行指示を行うことが可能である。さらに、作業者は、コンバイン1から離れた場所において、操作端末3に表示される走行軌跡により、圃場F内を自動走行するコンバイン1の走行状態を把握することが可能である。
The
記憶部32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32には、操作制御部31に所定の制御処理を実行させるための制御プログラムが記憶されている。例えば、前記制御プログラムは、フラッシュROM、EEPROM、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、操作端末3が備える所定の読取装置(不図示)で読み取られて記憶部32に記憶される。なお、前記制御プログラムは、サーバー(不図示)から通信網N1を介して操作端末3にダウンロードされて記憶部32に記憶されてもよい。また、記憶部32は、コンバイン1から送信される作業情報を記憶してもよい。
The
また、記憶部32には、コンバイン1を自動走行させるための専用アプリケーションがインストールされている。操作制御部31は、前記専用アプリケーションを起動させて、コンバイン1に関する各種設定情報の設定処理、コンバイン1に対する自動走行指示などを行う。
In addition, a dedicated application for automatically driving the
操作制御部31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として使用される。そして、操作制御部31は、前記ROM又は記憶部32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端末3を制御する。
The
図1に示すように、操作制御部31は、設定処理部311、出力処理部312などの各種の処理部を含む。なお、操作制御部31は、前記CPUで前記制御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、前記制御プログラムは、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。
As shown in FIG. 1, the
設定処理部311は、コンバイン1が自動走行を行うための各種の設定情報を設定する。具体的には、設定処理部311は、圃場に関する圃場情報を設定する。前記圃場情報は、例えば、圃場最外周の形状、大きさ、及び位置情報(座標など)、圃場最外周を構成する計測点データ、圃場で作業を行う圃場内作業領域の形状、大きさ、及び位置情報(座標など)などを含む。また、前記圃場情報は、圃場の住所、圃場情報の登録名及び登録日、圃場内作業領域の登録名及び登録日などを含む。設定処理部311は、作業者による圃場情報の登録操作を受け付けて圃場情報を設定する。
The setting
また、設定処理部311は、作業経路及び旋回経路を含む目標経路を作成する。例えば、作業者は、設定画面(不図示)において、経路パターン、旋回タイプなどを選択する。前記経路パターンには、複数の行程を往復する「往復刈り」と、圃場内作業領域の内周に沿った行程の周回を中央側にずらしながら繰り返す「回り刈り」とが含まれ、作業者はいずれかの経路パターンを選択する。また、作業者は、前記設定画面において、往復刈り及び回り刈りの作業で旋回する際の旋回半径を補正することが可能である。
The setting
また、設定処理部311は、前記圃場情報、前記経路パターン、前記旋回タイプ、前記旋回半径などの情報に基づいて作業経路を作成する。設定処理部311は、作成した作業経路を圃場に対応付けて登録する。
The setting
また、設定処理部311は、コンバイン1の走行速度(車速)を設定する。例えば、作業者は、前記設定画面において、作業時及び非作業時の直進車速、旋回車速、後進車速を設定することが可能である。
The setting
設定処理部311は、上述の情報に加えて、コンバイン1の種類(最大刈取条数)、車幅、車両長さなど周知の情報を設定する。
In addition to the information described above, the setting
出力処理部312は、設定処理部311により設定された各種の設定情報をコンバイン1に出力する。また、出力処理部312は、作業者の操作に基づいて、作業開始指示及び作業終了指示をコンバイン1に出力する。
The
操作制御部31が作業者から前記作業開始指示操作を受け付けると、出力処理部312は前記作業開始指示をコンバイン1に出力する。これにより、コンバイン1の制御装置11は、操作端末3から前記作業開始指示を取得する。制御装置11は、前記作業開始指示を取得すると、コンバイン1の作業及び走行を開始させる。また、操作制御部31が作業者から前記作業停止指示操作を受け付けると、出力処理部312は前記作業停止指示をコンバイン1に出力する。これにより、コンバイン1の制御装置11は、操作端末3から前記作業停止指示を取得する。制御装置11は、前記作業停止指示を取得すると、コンバイン1の作業及び走行を停止させる。
When the
なお、操作端末3は、サーバー(不図示)が提供する農業支援サービスのウェブサイト(農業支援サイト)に通信網N1を介してアクセス可能であってもよい。この場合、操作端末3は、操作制御部31によってブラウザプログラムが実行されることにより、前記サーバーの操作用端末として機能することが可能である。そして、前記サーバーは、上述の各処理部を備え、各処理を実行する。
The
[コンバイン1]
図2には、コンバイン1を側方から見た外観図を示している。図1及び図2に示すように、コンバイン1は、脱穀部4、選別部5、排藁処理部6、動力部8、操縦部9、制御装置11、記憶部12、測位ユニット13、走行部14、刈取部15、貯留部16、通信部17などを備える。コンバイン1は、いわゆる自脱型コンバインで構成される。コンバイン1は、走行部14によって走行しつつ、刈取部15によって刈り取った穀稈を脱穀部4で脱穀し、選別部5で穀粒を選別して貯留部16に貯える。コンバイン1は、脱穀後の排藁を排藁処理部6によって処理する。コンバイン1は、動力部8が供給する動力によって、走行部14、刈取部15、貯留部16、脱穀部4、選別部5、及び排藁処理部6を駆動する。
[Combine 1]
FIG. 2 shows an external view of the
走行部14は、機体フレーム29の下方に設けられており、左右一対のクローラ式走行装置2と、トランスミッション(不図示)とを備える。走行部14は、動力部8のエンジン27から伝達される動力(例えば回転動力)によって、クローラ式走行装置2のクローラを回転することで、コンバイン1を前後方向に走行させたり、左右方向に旋回させたりする。トランスミッションは、動力部8の動力(回転動力)をクローラ式走行装置2に伝達するものであり、回転動力を変速することもできる。
The traveling
刈取部15は、走行部14の前方に設けられ、刈取可能条数以内の条列の刈取作業を行う。刈取部15は、デバイダ28と、引起装置20と、切断装置23と、搬送装置7と、刈高検出装置40とを備える。
The reaping
刈高検出装置40は、図7に示すように、装置本体41、接地体42、検出センサ(不図示)などを含み、刈取部15の高さ(図6の作業高さH)を検出する。例えば図7Cに示すように、刈取部15が下降して接地体42が地面に接触したときの装置本体41の回転量を検出センサが検出し、刈高検出装置40は、検出センサの検出信号に基づいて作業高さHを検出する。制御装置11(動作処理部113)は、刈高検出装置40において検出される作業高さHを設定高さ(第2作業高さH2)に維持するように、刈取部15の駆動部(油圧シリンダなど)を動作させて作業高さHを調整する。なお、図7Aは、コンバイン1が非作業時の刈取部15の高さ(非作業高さH0)を示し、図7Bは、コンバイン1が作業時の刈取部15の高さであって、排藁B1の巻き込みを回避可能な高さ(第1作業高さH1)を示している。このように、刈取部15は、非作業時の高さ(非作業高さH0)と、作業時の2段階の高さ(第1作業高さH1、第2作業高さH2)とに変化可能に構成されている。
As shown in FIG. 7, the cutting
デバイダ28は、圃場の穀稈を一条毎に分草して、刈取可能条数以内の所定条数分の穀稈を引起装置20へ案内する。引起装置20は、デバイダ28によって案内された穀稈を引き起こす。切断装置23は、引起装置20によって引き起こされた穀稈を切断する。搬送装置7は、切断装置23によって切断された穀稈を脱穀部4へ搬送する。
The
脱穀部4は、刈取部15の後方に設けられる。脱穀部4は、フィードチェーン18と、扱胴19とを備える。フィードチェーン18は、刈取部15の搬送装置7から搬送された穀稈を脱穀のために搬送し、更に脱穀後の穀稈、すなわち排藁を排藁処理部6へ搬送する。扱胴19は、フィードチェーン18によって搬送されている穀稈を脱穀する。
The threshing
選別部5は、脱穀部4の下方に設けられる。選別部5は、揺動選別装置21と、送風選別装置22と、穀粒搬送装置(不図示)と、藁屑排出装置(不図示)とを備える。揺動選別装置21は、脱穀部4から落下した脱穀物をふるいにかけて穀粒と藁屑等に選別する。送風選別装置22は、揺動選別装置21によって選別された脱穀物を送風によって更に穀粒と藁屑等に選別する。穀粒搬送装置は、揺動選別装置21及び送風選別装置22によって選別された穀粒を貯留部16へ搬送する。藁屑排出装置は、揺動選別装置21及び送風選別装置22によって選別された藁屑等を機外へ排出する。
The
貯留部16は、脱穀部4の右側方に設けられる。貯留部16は、貯留タンク(グレンタンク)24と、排出装置25とを備える。貯留タンク24は、選別部5から搬送されてきた穀粒を貯留する。排出装置25は、オーガ等で構成され、圃場F内の所定の排出位置において、貯留タンク24に貯留されている穀粒を搬送車に排出する。
The
排藁処理部6は、脱穀部4の後方に設けられる。排藁処理部6は、排藁搬送装置(不図示)と、排藁切断装置(不図示)とを備える。排藁搬送装置は、脱穀部4のフィードチェーン18から搬送された排藁を排藁切断装置へ搬送する。排藁切断装置は、排藁搬送装置によって搬送された排藁を切断して機外へ排出する。排藁処理部6は、刈り取り対象の穀稈の位置に、刈り取った当該穀稈の排藁を排出する。このように、コンバイン1は、走行しながら穀稈を刈り取るとともに排藁B1を機外後方に排出することにより、コンバイン1の走行跡には排藁B1が列状に堆積される(図4及び図5参照)。
The straw
動力部8は、走行部14の上方、かつ、貯留部16の前方に設けられる。動力部8は、回転動力を発生させるエンジン27を備える。動力部8は、エンジン27が発生させた回転動力を、走行部14、刈取部15、貯留部16、脱穀部4、選別部5、及び排藁処理部6に伝達する。
The
操縦部9は、動力部8の上方に設けられる。操縦部9は、作業者が座る座席である運転席の周囲に、コンバイン1の走行を操縦するための操作具として、コンバイン1の機体の旋回を指示するためのハンドル、コンバイン1の前後進の速度変更を指示するための主変速レバー及び副変速レバー等を備える。コンバイン1の手動走行は、操縦部9のハンドル、主変速レバー、及び副変速レバーの操作を受け付けた走行部14によって実行される。また、操縦部9は、刈取部15による刈取作業、脱穀部4による脱穀作業、貯留部16の排出装置25による排出作業等を操作するための機構を備える。
The
測位ユニット13は、GPS等の衛星測位システムを利用してコンバイン1の自車位置を取得する。例えば、測位ユニット13は、測位アンテナを介して測位衛星から測位信号を受信し、測位信号に基づいて測位ユニット13の位置情報、すなわちコンバイン1の自車位置(計測点データ)を取得する。測位ユニット13は、測位アンテナに代えて、量子コンパスで構成されてもよい。
The
通信部17(図1参照)は、コンバイン1を有線又は無線で通信網N1に接続し、通信網N1を介して操作端末3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。
The communication unit 17 (see FIG. 1) is a communication interface that connects the
記憶部12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12には、制御装置11に後述の自動走行処理(図13参照)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、フラッシュROM、EEPROM、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N1を介してコンバイン1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、操作端末3から取得する各種設定情報が記憶される。
The
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として使用される。そして、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コンバイン1を制御する。
The
具体的には、図1に示すように、制御装置11は、走行処理部111、取得処理部112、動作処理部113などの各種の処理部を含む。なお、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。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
走行処理部111は、圃場Fに対して設定された目標経路Rに従ってコンバイン1を自動走行させる。具体的には、走行処理部111は、目標経路Rに含まれる、コンバイン1に所定の作業(刈取作業)を行なわせる複数の作業経路と、複数の作業経路間を接続する旋回経路とに従ってコンバイン1を走行させる。例えば、走行処理部111は、圃場Fに対して設定される各種設定情報を操作端末3から取得する。また、走行処理部111は、刈取作業において、測位ユニット13からコンバイン1の自車位置を取得し、自車位置と目標経路Rに含まれる作業経路とに基づいて、コンバイン1が作業経路に沿って自動走行及び刈取作業を行うように動力部8、走行部14、及び刈取部15を制御する。
The driving
例えば図5に示すように、走行処理部111は、コンバイン1を、開始位置Sから外周領域F1において外周に沿って自動走行及び刈取作業を実行させた後、内周領域F2において終了位置Gまで自動走行及び刈取作業を実行させる。
For example, as shown in FIG. 5, the driving
取得処理部112は、排藁B1の位置及び作業対象(穀稈、未刈領域など)の位置を取得する。例えば、コンバイン1が目標経路Rに従って自動走行する場合、排藁B1は走行済みの目標経路R上に排出されるため、取得処理部112は、目標経路Rの経路情報とコンバイン1の現在位置の位置情報とに基づいて排藁B1の位置を取得することが可能である。また、排藁B1の左右方向の位置及び幅は、コンバイン1内の排藁処理部6の配置位置、構造等に基づいて定まるため、取得処理部112は、排藁B1の左右方向の位置及び幅を取得することも可能である。取得処理部112は、コンバイン1が作業を開始して作業及び走行中にリアルタイムに排藁B1の位置を取得してもよいし、コンバイン1が作業を開始する前に、操作端末3から取得した設定情報に基づいて排藁B1の位置を取得してもよい。
The
また、取得処理部112は、圃場F(外周領域F1、内周領域F2)の情報(位置、形状など)に基づいて、穀稈の位置(未刈領域(未作業領域)、既刈領域(作業済領域))を取得する。取得処理部112は、目標経路Rの経路情報とコンバイン1の現在位置の位置情報とに基づいて、コンバイン1が走行中にリアルタイムに穀稈(未刈領域)の位置を取得することが可能である。
The
他の実施形態として、取得処理部112は、コンバイン1に搭載されているカメラの撮像画像に基づいて、排藁B1及び穀稈の位置を取得してもよい。
In another embodiment, the
動作処理部113は、取得処理部112により取得される排藁B1の位置及び穀稈の位置に基づいて、作業を行う際の刈取部15の姿勢を段階的に変化させる。具体的には、動作処理部113は、排藁B1の位置及び穀稈の位置に基づいて、刈取部15の高さを段階的に変化(例えば昇降)させる。
The
例えば図8には、内周領域F2の刈取作業の様子を示している。図8のW1は、刈取部15の作業幅(左右方向の全幅)を示している。内周領域F2の刈取作業を行う際には、内周領域F2の周囲に外周領域F1の刈取作業で排出された排藁B1が存在する(図5参照)。ここでは、外周領域F1において2周刈取作業を行ったことにより、排藁B11、B12の排藁列が形成されているものとする。コンバイン1が内周領域F2の作業経路R1に進入する場合において、刈取部15の高さが非作業高さH0(図7A参照)に設定された状態で刈取部15が排藁B11、B12を通過した後に、作業経路R1の始端において刈取部15の高さを第2作業高さH2(図7C参照)に設定すると、刈取作業の開始タイミングが遅れ、穀稈の刈り残しが生じてしまう。これに対して、作業経路R1の始端よりも手前で刈取部15の高さを第2作業高さH2に設定すると、図9に示すように刈取部15の左側において排藁B1を巻き込んでしまう(図9に示す領域E1)。
For example, FIG. 8 shows the state of the reaping work in the inner peripheral area F2. W1 in FIG. 8 indicates the working width (total width in the left-right direction) of the reaping
そこで、動作処理部113は、コンバイン1が穀稈の作業開始位置の所定距離手前の位置に到達した場合に、刈取部15を非作業高さH0よりも低く、かつ排藁B1の高さよりも高い第1作業高さH1(図7B参照)(なお、第1作業高さH1>第2作業高さH2)に設定する。前記所定距離手前の位置は、例えば、作業経路R1に対応する作業列(穀稈列)の始端、すなわち図9に示す始端A21から所定距離手前の位置である。コンバイン1(刈取部15)が始端A21に到達する時点で、刈取部15が第1作業高さH1に位置していればよい。例えば、動作処理部113は、旋回走行中に刈取部15を非作業高さH0に設定し、旋回終了後の直進走行に切り替わったタイミングで刈取部15を第1作業高さH1に設定する。そして、動作処理部113は、刈取部15が第1作業高さH1に設定された状態で刈取部15が排藁B1を通過した場合に、刈取部15を第2作業高さH2に設定する。
Therefore, when the
例えば図10に示すように、コンバイン1が刈取部15の作業幅W1の一端(図10では右端)を通る直線L1と排藁B11(排藁列)との交点P1に到達したときに、動作処理部113は、刈取部15を非作業高さH0から第1作業高さH1に変化(下降)させ、コンバイン1が刈取部15の作業幅W1の他端(図10では左端)を通る直線L2と排藁B12(排藁列)との交点P2に到達したときに、動作処理部113は、刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に変化(下降)させる。具体的には、動作処理部113は、刈取部15が排藁B12の排藁列(排出領域)の境界におけるコンバイン1の現在位置から進行方向の最も遠い位置(図10では交点P2)に到達したときに、刈取部15を第2作業高さH2に設定する。例えば、動作処理部113は、コンバイン1の進行方向(図10の矢印方向)と排藁B12の排藁列の延伸方向とが斜めに交差する場合において、刈取部15の左右端部のうち一端(右端)が排出列を通過した後、かつ他端(左端)が前記排出列における前記進行方向側の境界(交点P2)に到達したとき、刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に変化(下降)させる。また、動作処理部113は、コンバイン1が交点P2に到達した後に、刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に変化(下降)させてもよい。すなわち、動作処理部113は、刈取部15の左右両端が前記排出列における前記進行方向側の境界を通過した後に、刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に変化(下降)させてもよい。この場合、動作処理部113は、コンバイン1が交点P2に到達した後、刈取部15の左端のデバイダ28が内周領域F2に到達する前に刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に下降させることが好ましい。これにより、刈取部15は、区間K1において、排藁B11、B12よりも上方に位置するため排藁B11、B12を巻き込むことなく通過し、始端A21から区間K1の終端までの領域では、第1作業高さH1において刈取部15の作業幅W1の右側の一又は複数条のみが穀稈を刈り取る。刈取部15は、区間K1を通過(退出)すると、作業経路R1に従って、第2作業高さH2において作業幅W1の全条により穀稈を刈り取る。
For example, as shown in FIG. 10, when the
このように、動作処理部113は、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部が排藁B1の位置に重なる前に刈取部15を第1作業高さH1(図7B参照)に設定し、刈取部15の左右方向の幅の全てが排藁B1の位置(区間K1)を通過した後に刈取部15を第2作業高さH2(図7C参照)に設定する。また、動作処理部113は、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部が排藁B1の位置に重なった後、かつ作業幅W1の一部(刈取部15の一端)が作業領域に進入する前(図10の始端A21に到達する前)に刈取部15を第1作業高さH1に設定してもよい。また、動作処理部113は、コンバイン1の現在の車速に応じて、刈取部15を第1作業高さH1に変更するタイミングを設定してもよい。例えば、動作処理部113は、車速が速い場合は始端A21から離れた位置で第1作業高さH1に変更し、車速が遅い場合は始端A21に近い位置で第1作業高さH1に変更する。すなわち、動作処理部113は、コンバイン1が作業領域に進入する場合に、刈取部15の作業高さを2段階(第1作業高さH1、第2作業高さH2)で下降させる。また、動作処理部113は、刈取部15が第1作業高さH1に設定されている場合において、刈取部15の幅の左右方向の一方側が排藁B1の位置に重なり、他方側が穀稈の位置に重なる場合に、前記他方側のみ刈取部15に刈取作業を実行させる。
In this way, the
コンバイン1が作業経路R1の作業を終えて次の作業経路に移動する際に内周領域F2から退出する場合も、動作処理部113は、上述の処理と同様の処理を実行する。図11には、コンバイン1が内周領域F2を退出する場合に刈取部15が排藁B1を巻き込む様子を示している。例えば、刈取部15が第2作業高さH2のまま作業経路R1の終端A22の穀稈まで刈取作業を行うと、刈取部15の左側が排藁B1に接触して巻き込んでしまう(図11に示す領域E2)。
When the
そこで、動作処理部113は、刈取部15が第2作業高さH2に設定された状態でコンバイン1が穀稈の作業終了位置の所定距離手前の位置に到達した場合に、刈取部15を第1作業高さH1に設定する。前記所定距離手前の位置は、例えば、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部が排藁B13(排藁列)に重なる手前の位置である。図12に示す例では、前記所定距離手前の位置は、刈取部15の作業幅W1の一端(図12では左端)を通る直線L2と排藁B13(排藁列)との交点P3から所定距離手前の位置である。また、動作処理部113は、コンバイン1が交点P3に到達したときに、刈取部15を第2作業高さH2から第1作業高さH1に変化(上昇)させてもよい。コンバイン1(刈取部15)が交点P3に到達する時点で、刈取部15が第1作業高さH1に位置していればよい。なお、交点P3の手前、かつ、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部(図12では左端)が作業済領域(内周領域F2外)に到達しているときに刈取部15が第1作業高さH1に設定されることが好ましい。また、動作処理部113は、コンバイン1の現在の車速に応じて、刈取部15を第1作業高さH1に変更するタイミングを設定してもよい。
Therefore, when the
例えば図12に示すように、コンバイン1が交点P3の手前に到達したときに、動作処理部113は、刈取部15を第2作業高さH2から第1作業高さH1に変化(上昇)させ、コンバイン1が刈取部15の作業幅W1の他端(図12では右端)を通る直線L1と内周領域F2との交点P4(終端A22)に到達したときに、刈取部15を第1作業高さH1から非作業高さH0に変化(上昇)させる。
For example, as shown in FIG. 12, when the
これにより、刈取部15は、区間K2において、刈取部15の作業幅W1の左側では排藁B13を巻き込むことなく通過するとともに、刈取部15の作業幅W1の右側の一又は複数条では第1作業高さH1で穀稈を刈り取る。刈取部15は、区間K2を通過すると、非作業高さH0において排藁B13、B14を通過する。なお、動作処理部113は、区間K2を通過した後も刈取部15の高さを第1作業高さH1に維持してもよい。また、動作処理部113は、区間K2を通過し、直進走行から旋回走行に切り替わる際に刈取部15の高さを第1作業高さH1から非作業高さH0に変化させてもよい。すなわち、動作処理部113は、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の全てが排藁B1の位置を通過した後に刈取部15を非作業高さH0に設定してもよい。このように、動作処理部113は、コンバイン1が作業領域から退出する場合に、刈取部15の作業高さを2段階(第1作業高さH1、第2作業高さH2)で上昇させる。
As a result, in the section K2, the reaping
図10及び図12に示す構成において、走行処理部111は、刈取部15が第1作業高さH1に設定されている場合のコンバイン1の車速を、刈取部15が第2作業高さH2に設定されている場合の車速(設定車速)よりも遅い速度に設定してもよい。なお、前記設定車速は、操作端末3において作業者により予め設定される。また、走行処理部111は、コンバイン1の車速を変更する際に、コンバイン1を一時停止させてから車速を変更してもよい。図10に示す例では、走行処理部111は、区間K1ではコンバイン1を設定車速(例えば直進車速)よりも低速で走行させ、区間K1を通過するとコンバイン1を設定車速に戻して走行させる。図12に示す例では、走行処理部111は、区間K2ではコンバイン1を設定車速(例えば直進車速)よりも低速で走行させ、区間K2を通過するとコンバイン1を設定車速(例えば旋回車速)に戻して走行させる。これにより、刈取部15が第1作業高さH1に設定された状態の走行距離(区間K1、K2)を短くすることができる。
In the configurations shown in FIG. 10 and FIG. 12, the
上述の実施形態では、動作処理部113は、排藁B1の位置及び作業対象(ここでは穀稈、未刈領域)の位置に基づいて、刈取部15の姿勢を段階的に変化させている。他の実施形態として、動作処理部113は、排藁B1の位置のみに基づいて、刈取部15の姿勢を段階的に変化させてもよい。例えば図10に示す例では、動作処理部113は、排藁B11の位置(交点P1)において刈取部15を非作業高さH0から第1作業高さH1に下降させ、排藁B12の位置(交点P2)において刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に下降させる。また図12に示す例では、動作処理部113は、排藁B13の位置(交点P3)において刈取部15を第2作業高さH2から第1作業高さH1に上昇させ、作業対象(内周領域F2)を通過した後に刈取部15を第1作業高さH1から非作業高さH0に上昇させる。
In the above-described embodiment, the
また、他の実施形態として、動作処理部113は、穀稈(未刈領域)の位置のみに基づいて、刈取部15の姿勢を段階的に変化させてもよい。例えば図10に示す例では、動作処理部113は、作業列(穀稈列)の始端A21から所定距離手前において刈取部15を非作業高さH0から第1作業高さH1に下降させ、始端A21から進行方向に所定距離奥側の位置において刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に下降させる。また図12に示す例では、動作処理部113は、作業列(穀稈列)の終端A22から所定距離手前において刈取部15を第2作業高さH2から第1作業高さH1に上昇させ、終端A22を経過した後に刈取部15を第1作業高さH1から非作業高さH0に上昇させる。
In another embodiment, the
このように、動作処理部113は、排出物(排藁B1)の位置及び作業対象(穀稈)の位置の少なくともいずれかに基づいて、作業(刈取作業)を行う際の作業部(刈取部15)の姿勢を段階的に変化させる。
In this way, the
他の実施形態として、第1作業高さH1は、予め設定されてもよいし、作業者が変更可能であってもよい。例えば、制御装置11は、コンバイン1の車速、排藁B1の排出量などの情報に基づいて、排藁B1の堆積高さを算出し、算出結果に基づいて第1作業高さH1を自動的に設定及び更新してもよい。また、制御装置11は、操作端末3の操作画面における作業者の入力操作(第1作業高さH1の入力操作)に応じて第1作業高さH1を設定及び更新してもよい。
In another embodiment, the first working height H1 may be set in advance or may be changeable by the operator. For example, the
[自動走行処理]
以下、図13を参照しつつ、自動走行システム10が実行する前記自動走行処理の一例について説明する。
[Automatic driving processing]
Hereinafter, an example of the automatic driving process executed by the
なお、本発明は、前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップを実行する自動走行方法の発明として捉えることができる。また、ここで説明する前記自動走行処理に含まれる一又は複数のステップは適宜省略されてもよい。また、前記自動走行処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御装置11が前記自動走行処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、一又は複数のプロセッサーが当該自動走行処理における各ステップを分散して実行する自動走行方法も他の実施形態として考えられる。また、本発明の動作制御方法は、前記自動走行方法に含まれ、本発明の動作制御プログラムは、前記自動走行処理を実行する自動走行プログラムに含まれる。
The present invention can be understood as an invention of an automatic driving method that executes one or more steps included in the automatic driving process. One or more steps included in the automatic driving process described here may be omitted as appropriate. The steps in the automatic driving process may be executed in a different order as long as the same action and effect is achieved. Furthermore, although an example is described here in which the
ステップS1において、制御装置11は、作業開始指示を取得したか否かを判定する。制御装置11は、操作端末3から前記作業開始指示を取得すると(S1:Yes)、処理をステップS2に移行させる。制御装置11は、前記作業開始指示を取得するまで待機する(S1:No)。
In step S1, the
ステップS2において、制御装置11は、自動走行処理を開始する。具体的には、制御装置11は、操作端末3から取得する設定情報に含まれる目標経路Rに従って、コンバイン1を自動走行させる。例えば、制御装置11は、圃場F(図5参照)において、コンバイン1を目標経路Rに従って自動走行させながら作業(刈取作業)を実行させる。なお、制御装置11は、コンバイン1に搭乗する作業者による主変速レバーの操作を受け付け可能であってもよい。この場合、制御装置11は、作業者の操作に応じて、自動走行するコンバイン1の車速を変更する。
In step S2, the
また、制御装置11は、自動走行処理において、刈取部15の高さを制御する。具体的には、制御装置11は、刈取作業を行う領域(作業領域)では刈取部15を第2作業高さH2(図7C参照)に設定し、刈取作業を行わない領域(非作業領域)では刈取部15を非作業高さH0(図7A参照)に設定する。
The
次にステップS3において、制御装置11は、コンバイン1の刈取部15が作業を行う際の高さ(作業高さ)を変更する必要がある位置(作業高さ変更位置)に到達したか否かを判定する。例えば、前記作業高さ変更位置は、コンバイン1が排藁B1の上を横切る場合の当該排藁B1の位置、作業領域内の穀稈の位置などに応じて設定される。制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達したと判定すると(S3:Yes)、処理をステップS4に移行させる。
Next, in step S3, the
これに対して、制御装置11は、コンバイン1の刈取部15が前記作業高さ変更位置に到達していないと判定すると(S3:No)、処理をステップS8に移行させる。制御装置11は、コンバイン1が終了位置Gに到達するまで(S8:No)、ステップS3の判定処理を実行しつつ自動走行処理を継続する。制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達しない間は、刈取部15の高さを第2作業高さH2と非作業高さH0とに相互に切り替えながら刈取作業を実行させる。
In response to this, when the
コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達すると(S3:Yes)、ステップS4において、制御装置11は、刈取部15の高さを第1作業高さH1に設定する。例えば、コンバイン1の刈取部15が排藁B11の位置(交点P1)(前記作業高さ変更位置)(図10参照)に到達した場合に、制御装置11は、刈取部15の高さを第1作業高さH1に設定して、刈取部15を非作業高さH0から第1作業高さH1に下降させる。これにより、コンバイン1は、刈取部15が第1作業高さH1に維持されて区間K1を自動走行する(図10参照)。
When the
また例えば、コンバイン1の刈取部15が排藁B13の位置(交点P3)(前記作業高さ変更位置)(図12参照)に到達した場合に、制御装置11は、刈取部15の高さを第1作業高さH1に設定して、刈取部15を第2作業高さH2から第1作業高さH1に上昇させる。これにより、コンバイン1は、刈取部15が第1作業高さH1に維持されて区間K2を自動走行する(図12参照)。
For example, when the
ステップS5において、制御装置11は、コンバイン1が作業領域に進入するか否かを判定する。制御装置11は、コンバイン1が作業領域に進入すると判定すると(S5:Yes)、処理をステップS6に移行させる。これに対して、制御装置11は、コンバイン1が作業領域に進入しない(作業領域から退出する)と判定すると(S5:No)、処理をステップS51に移行させる。例えば図10に示すように、刈取部15が第1作業高さH1の状態でコンバイン1の進行方向が内周領域F2に進入する方向である場合、制御装置11は、コンバイン1が作業領域に進入すると判定する(S5:Yes)。これに対して、例えば図12に示すように、刈取部15が第1作業高さH1の状態でコンバイン1の進行方向が内周領域F2から退出する方向である場合、制御装置11は、コンバイン1が作業領域に進入しないと判定する(S5:No)。
In step S5, the
次にステップS6において、制御装置11は、コンバイン1が作業高さ変更位置に到達したか否かを判定する。制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達したと判定すると(S6:Yes)、処理をステップS7に移行させる。
Next, in step S6, the
例えば、制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達するまで刈取部15の高さを第1作業高さH1に維持する(S6:No)。例えば図10に示すように、制御装置11は、コンバイン1が刈取部15の作業幅W1の他端(左端)を通る直線L2と排藁B12(排藁列)との交点P2(作業高さ変更位置)に到達するまで、刈取部15を第1作業高さH1に維持して自動走行させる。これにより、刈取部15は、区間K1において、排藁B11、B12を巻き込むことなく通過し、始端A21から区間K1の終端までの領域において第1作業高さH1で刈取部15の右側が穀稈を刈り取る。制御装置11は、コンバイン1が交点P2(作業高さ変更位置)に到達すると(S6:Yes)、処理をステップS7に移行させる。
For example, the
ステップS7において、制御装置11は、刈取部15の高さを第2作業高さH2に設定する。例えば、コンバイン1の刈取部15が排藁B12の位置(交点P2)(前記作業高さ変更位置)(図10参照)に到達した場合に、制御装置11は、刈取部15の高さを第2作業高さH2に設定して、刈取部15を第1作業高さH1から第2作業高さH2に下降させる。これにより、コンバイン1は、刈取部15が第2作業高さH2に維持されて内周領域F2の作業経路R1を自動走行しながら刈取作業を行う(図10参照)。ステップS7の後、制御装置11は、処理をステップS8に移行させる。
In step S7, the
これに対して、コンバイン1が作業領域(内周領域F2)から退出する場合(S5:No)、ステップS51において、制御装置11は、コンバイン1が作業高さ変更位置に到達したか否かを判定する。制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達したと判定すると(S51:Yes)、処理をステップS52に移行させる。
In contrast, when the
例えば、制御装置11は、コンバイン1が前記作業高さ変更位置に到達するまで刈取部15の高さを第1作業高さH1に維持する(S51:No)。例えば図12に示すように、制御装置11は、コンバイン1が刈取部15の作業幅W1の右端を通る直線L1と内周領域F2との交点P4(終端A22)に到達するまで、刈取部15を第1作業高さH1に維持して自動走行させる。これにより、刈取部15は、区間K2において、排藁B13を巻き込むことなく通過し、区間K2の始端から終端A22までの領域において第1作業高さH1で刈取部15の右側が穀稈を刈り取る。制御装置11は、コンバイン1が交点P4(作業高さ変更位置)に到達すると(S51:Yes)、処理をステップS52に移行させる。
For example, the
ステップS52において、制御装置11は、刈取部15の高さを非作業高さH0に設定する。例えば、コンバイン1の刈取部15が内周領域F2の終端A22(交点P4)(前記作業高さ変更位置)(図12参照)に到達した場合に、制御装置11は、刈取部15の高さを非作業高さH0に設定して、刈取部15を第1作業高さH1から非作業高さH0に上昇させる。これにより、コンバイン1は、刈取部15が非作業高さH0に維持されて外周領域F1を自動走行(旋回等)しながら次の作業経路に移動する(図12参照)。ステップS52の後、制御装置11は、処理をステップS8に移行させる。
In step S52, the
ステップS8において、制御装置11は、コンバイン1が終了位置G(図5参照)に到達したか否かを判定する。制御装置11は、コンバイン1が終了位置Gに到達したと判定すると(S8:Yes)、前記自動走行処理を終了する。制御装置11は、コンバイン1が終了位置Gに到達していないと判定すると(S8:No)、処理をステップS3に移行させる。制御装置11は、終了位置Gに到達するまで、上述の処理を繰り返し実行する(S8:No)。
In step S8, the
このように、制御装置11は、開始位置Sから終了位置Gまで上述の処理を繰り返し実行して、コンバイン1を目標経路Rに従って自動走行させるとともに、排藁B1の位置及び穀稈(未刈領域)の位置に応じた前記作業高さ変更位置において、刈取部15の高さを段階的(非作業高さH0、第1作業高さH1、第2作業高さH2)に変化(昇降等)させて刈取作業を実行する。
In this way, the
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10は、作業対象(例えば穀稈)に対して所定の作業(例えば刈取作業)を行いながら目標経路Rに従って走行し、前記作業により生じる排出物(例えば排藁)を目標経路Rの走行跡に排出する作業車両(例えばコンバイン1)に設けられる作業部(例えば刈取部15)の動作を制御する。また、自動走行システム10は、例えば排藁の位置及び穀稈(未刈領域)の位置の少なくともいずれかに基づいて、刈取部15の姿勢を段階的に変化させる。例えば自動走行システム10は、排藁の位置及び穀稈(未刈領域)の位置の少なくともいずれかに基づいて、刈取部15の作業高さを段階的に変化させる。具体的には、自動走行システム10は、刈取部15の刈取作業時の作業高さを2段階(第1作業高さH1、第2作業高さH2)で変化(昇降)させる。
As described above, the
上記構成によれば、例えばコンバイン1が外周領域F1から内周領域F2に進入する前に刈取部15の作業高さを非作業高さH0よりも低い高さ(第1作業高さH1)に下降させておくことができる。このため、排藁B1の巻き込みを防ぐとともに、内周領域F2に進入後に第2作業高さH2(設定高さ)に迅速に下降させることができるため作業効率を向上させることができる。また、例えば図5に示すように、圃場Fの形状がコンバイン1の進行方向(作業方向)に対して傾斜している(直角ではない)場合に、コンバイン1が外周領域F1から内周領域F2に進入する前に刈取部15の作業高さを非作業高さH0よりも低く、かつ第2作業高さH2よりも高い高さ(第1作業高さH1)に下降させておくことにより、刈取部15の一方側において排藁B1の巻き込みを防ぐとともに、刈取部15の他方側において刈取作業を行うことができる(図10参照)。よって、作業対象(穀稈など)に対して所定の作業(刈取作業など)を行いながら作業により生じる排出物(排藁B1など)を走行跡に排出する作業部(刈取部など)の作業効率を向上させることが可能となる。
According to the above configuration, for example, before the
[他の実施形態]
本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の他の実施形態について、以下に説明する。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and other embodiments of the present invention will be described below.
上述の実施形態では、制御装置11(動作処理部113)は、刈取部15の高さを変化させることにより排藁の巻き込みを抑制している。本発明の他の実施形態として、制御装置11は、コンバイン1の左右方向の水平状態を制御(水平制御)することにより排藁の巻き込みを抑制してもよい。
In the above-described embodiment, the control device 11 (operation processing unit 113) suppresses the entrainment of waste straw by changing the height of the
具体的には、制御装置11は、排藁の位置及び穀稈(未刈領域)の位置の少なくともいずれかに基づいて、刈取部15を左右方向に傾斜させる。なお、制御装置11は、コンバイン1の車体を傾斜させることにより刈取部15を地面に対して傾斜させてもよいし、コンバイン1の車体を水平に保ちつつ刈取部15のみを地面に対して傾斜させてもよい。例えば図14Aに示すように、制御装置11は、刈取部15が非作業高さH0に設定されている場合において、コンバイン1の車体の進行方向右側(図中左側)を第1作業高さH1に下降させることにより刈取部15を第1傾斜状態に傾斜(姿勢変化)させる。なお、制御装置11は、コンバイン1の片側(図中右側)を上昇させることにより刈取部15を傾斜させてもよい。
Specifically, the
ここで、制御装置11は、刈取部15の幅の左右方向の一方側が排藁B1の位置に重なり、他方側が穀稈の位置に重なる場合に(図10に示す始端A21に到達した場合)、前記一方側(左側)が刈取部15を非作業高さH0よりも低く、かつ排藁B12の高さよりも高く、前記他方側(右側)が前記一方側(左側)よりも低くなるように、刈取部15を傾斜させる。これにより、前記他方側(右側)のみ刈取部15に刈取作業を実行させる。また、制御装置11は、刈取部15の左右方向の幅の全てが排藁B12の位置(交点P2)を通過した後に刈取部15を水平状態に戻す。
Here, when one side of the width of the cutting
例えば図10に示す例において、制御装置11は、排藁B11の位置(交点P1)において刈取部15の右側が第1作業高さH1になるようにコンバイン1を傾斜させて第1傾斜状態に変化させる(図14A参照)。続いて、制御装置11は、コンバイン1が内周領域F2の始端A21の手前(例えば、刈取部15の右側が排藁B12を通過した後の位置)で、第1傾斜状態のコンバイン1を全体的(左右均等)に下降させて第2傾斜状態に変化させる(図14B参照)。例えば、制御装置11は、刈取部15の右側が第2作業高さH2になる位置までコンバイン1又は刈取部15を全体的に下降させる(図14B参照)。なお、図14Bにおいて、刈取部15の左側の高さ(第3作業高さH3)は、排藁の高さよりも高ければよい。刈取部15は、第2傾斜状態で、左側において排藁B11、B12を巻き込むことなく通過し、右側において始端A21から区間K1の終端まで穀稈を刈り取る。続いて、制御装置11は、コンバイン1が排藁B12の位置(交点P2)(図10参照)に到達すると、刈取部15の左側が第2作業高さH2になるようにコンバイン1又は刈取部15の左側を下降させて水平状態に変化させる(図14C参照)。これにより、刈取部15の高さが左右とも第2作業高さH2に設定される。なお、前記第1傾斜状態及び前記第2傾斜状態は、それぞれの傾斜角度が同一であってもよいし異なってもよい。なお、制御装置11は、コンバイン1が交点P2に到達した後に、水平状態に変化させて、刈取部15の高さを左右とも第2作業高さH2に設定してもよい。また、制御装置11は、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部が排藁B1の位置に重なる前に前記第1傾斜状態に設定し、刈取部15の左右方向の幅の全てが排藁B1の位置(区間K1)を通過した後に前記水平状態に設定してもよい。また、制御装置11は、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部が排藁B1の位置に重なった後、かつ作業幅W1の一部(刈取部15の一端)が作業領域に進入する前(図10の始端A21に到達する前)に前記第2傾斜状態に設定してもよい。また、制御装置11は、コンバイン1の現在の車速に応じて、前記第1傾斜状態に変更するタイミングを設定してもよい。また、制御装置11は、コンバイン1を一時停止(停車)させてからコンバイン1の車体(刈取部15)を傾斜させてもよい。
For example, in the example shown in FIG. 10, the
また例えば図12に示す例において、制御装置11は、コンバイン1が排藁B13の位置(交点P3)に到達すると、刈取部15の右側を第2作業高さH2に維持したまま、刈取部15の左側が排藁B13の高さよりも高くなる(第3作業高さH3又は第1作業高さH1になる)ようにコンバイン1又は刈取部15を傾斜させて第2傾斜状態に変化させる(図14B参照)。続いて、制御装置11は、コンバイン1が内周領域F2の終端A22(交点P4)に到達したとき、又は、終端A22を通過後、排藁B13に到達する前に、コンバイン1又は刈取部15の右側を上昇させて水平状態に変化させる。なお、制御装置11は、刈取部15を非作業高さH0に設定して水平状態に戻してもよい。なお、制御装置11は、コンバイン1が交点P3に到達したときに前記第2傾斜状態に設定してもよい。なお、交点P3の手前、かつ、刈取部15の左右方向の幅(作業幅W1)の少なくとも一部(図12では左端)が作業済領域(内周領域F2外)に到達しているときに前記第2傾斜状態に設定されることが好ましい。また、制御装置11は、コンバイン1の現在の車速に応じて、前記第2傾斜状態に変更するタイミングを設定してもよい。また、制御装置11は、コンバイン1を一時停止(停車)させてからコンバイン1の車体(刈取部15)を傾斜させてもよい。
In the example shown in FIG. 12, when the
上記構成においても、刈取部15の高さを変化させる実施形態と同様に、作業対象(穀稈など)に対して所定の作業(刈取作業など)を行いながら作業により生じる排出物(排藁B1など)を走行跡に排出する作業部(刈取部など)の作業効率を向上させることが可能となる。
In the above configuration, as in the embodiment in which the height of the reaping
なお、制御装置11は、コンバイン1の車体の片側を下降させることにより刈取部15を傾斜させてもよいし、刈取部15を一旦最下位置(例えば第2作業高さH2)に下降させた後にコンバイン1の車体の片側を上昇させることにより刈取部15を傾斜させてもよい。
The
上記構成において、制御装置11は、刈取部15が傾斜している場合のコンバイン1の車速を、刈取部15が傾斜していない場合の車速よりも遅い速度に設定してもよい。これにより、刈取部15が傾斜した状態の走行距離を短くすることができる。
In the above configuration, the
本発明の他の実施形態として、制御装置11は、コンバイン1が自動走行中に刈取部15の姿勢を変化させてもよいし、コンバイン1が停止中に刈取部15の姿勢を変化させてもよい。
In another embodiment of the present invention, the
本発明の他の実施形態として、制御装置11は、作業者の操作に応じて刈取部15の姿勢を変化させてもよい。例えば、作業者がコンバイン1に設けられた操作レバー又は操作端末3の所定の操作ボタン(不図示)を押下した場合に、制御装置11は、刈取部15を予め設定された第1作業高さH1、第2作業高さH2(又は第1傾斜状態、第2傾斜状態)に変化させる。
In another embodiment of the present invention, the
上述の各実施形態では、作業車両の一例としてコンバイン1を挙げたが、本発明の作業車両は、コンバイン1に限定されず、トラクタ、田植機、建設機械など様々な作業車両であってもよい。また、本発明の作業車両は、作業経路(例えば直進経路)を自動走行(自動操舵)し、旋回経路を手動走行(手動操舵)する作業車両であってもよいし、作業経路を手動走行(手動操舵)し、旋回経路を自動走行(自動操舵)する作業車両であってもよい。
In each of the above-described embodiments, a
[発明の付記]
以下、上述の各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。
[Notes on the invention]
The following will provide an overview of the invention extracted from each of the above-described embodiments. Note that the configurations and processing functions described in the following supplementary notes can be selected and combined as desired.
<付記1>
作業対象に対して所定の作業を行いながら目標経路に従って走行し、前記作業により生じる排出物を前記目標経路の走行跡に排出する作業車両に設けられる作業部の動作を制御する動作制御方法であって、
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させることを実行する動作制御方法。
<
1. A motion control method for controlling the operation of a working unit provided in a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object and discharges waste generated by the task into a trail along the target route, comprising:
A motion control method for gradually changing the posture of the working unit based on at least one of a position of the waste material and a position of the work target.
<付記2>
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の作業高さを段階的に変化させる、
付記1に記載の動作制御方法。
<
changing a working height of the working unit in a stepwise manner based on at least one of a position of the discharged object and a position of the work target;
2. The operational control method according to
<付記3>
前記作業車両が前記作業対象の作業開始位置の所定距離手前の位置に到達した場合に、前記作業部を非作業高さよりも低く、かつ前記排出物の高さよりも高い第1作業高さに設定し、
前記作業部が前記第1作業高さに設定された状態で前記作業部が前記排出物を通過する場合に、前記作業部を前記第1作業高さよりも低い第2作業高さに設定する、
付記1又は2に記載の動作制御方法。
<
When the work vehicle reaches a position a predetermined distance before a work start position of the work object, the working unit is set to a first working height that is lower than a non-working height and higher than a height of the discharged material;
When the working unit passes through the waste material in a state where the working unit is set to the first working height, the working unit is set to a second working height that is lower than the first working height.
3. The operation control method according to
<付記4>
前記作業部の左右方向の幅の少なくとも一部が前記作業対象の位置に重なる前に前記作業部を前記第1作業高さに設定し、
前記作業部の左右方向の幅の全てが前記排出物の位置を通過した後、又は、前記作業部が前記排出物の排出領域の境界における前記作業車両の現在位置から進行方向の最も遠い位置に到達したときに、前記作業部を前記第2作業高さに設定する、
付記3に記載の動作制御方法。
<
setting the working unit to the first working height before at least a portion of the left-right width of the working unit overlaps with the position of the work target;
the working unit is set to the second working height after the entire width in the left-right direction of the working unit has passed the position of the waste, or when the working unit has reached a position on the boundary of the waste discharge area that is the furthest in the traveling direction from the current position of the work vehicle.
4. The operational control method according to
<付記5>
前記作業部が非作業高さよりも低い第2作業高さに設定された状態で前記作業車両が前記作業対象の作業終了位置の所定距離手前の位置に到達した場合に、前記作業部を非作業高さよりも低く、前記排出物の高さよりも高く、かつ前記第2作業高さよりも高い第1作業高さに設定する、
付記1~4のいずれかに記載の動作制御方法。
<
When the work vehicle reaches a position a predetermined distance before a work end position of the work target with the working unit set to a second working height lower than the non-working height, the working unit is set to a first working height which is lower than the non-working height, higher than the height of the discharged material, and higher than the second working height.
5. An operation control method according to any one of
<付記6>
前記作業部の左右方向の幅の全てが前記作業対象の位置を通過した後に前記作業部を前記第1作業高さよりも高い非作業高さに設定する、
付記5に記載の動作制御方法。
<
and setting the working unit to a non-working height that is higher than the first working height after the entire width of the working unit in the left-right direction has passed the position of the work target.
6. The operation control method according to
<付記7>
前記作業部が前記第1作業高さに設定されている場合において、前記作業部の幅の左右方向の一方側が前記排出物の位置に重なり、他方側が前記作業対象の位置に重なる場合に、前記他方側のみ前記作業部に前記作業を実行させる、
付記3~6のいずれかに記載の動作制御方法。
<
When the working unit is set to the first working height, when one side in the left-right direction of the width of the working unit overlaps with the position of the waste material and the other side overlaps with the position of the work target, the working unit is caused to perform the work only on the other side.
7. An operation control method according to any one of
<付記8>
前記作業部が前記第1作業高さに設定されている場合の前記作業車両の車速を、前記作業部が前記第2作業高さに設定されている場合の車速よりも遅い速度に設定する、
付記3~7のいずれかに記載の動作制御方法。
<
setting a vehicle speed of the work vehicle when the working unit is set to the first working height slower than a vehicle speed when the working unit is set to the second working height;
An operation control method according to any one of
<付記9>
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部を左右方向に傾斜させる、
付記1~8のいずれかに記載の動作制御方法。
<
tilting the working unit in a left-right direction based on at least one of a position of the discharged object and a position of the work target;
An operation control method according to any one of
<付記10>
前記作業部の幅の左右方向の一方側が前記排出物の位置に重なり、他方側が前記作業対象の位置に重なる場合に、前記一方側が前記作業部を非作業高さよりも低く、かつ前記排出物の高さよりも高く、前記他方側が前記一方側よりも低くなるように、前記作業部を傾斜させる、
付記9に記載の動作制御方法。
<
When one side of the working unit in the left-right direction of the width overlaps the position of the waste material and the other side overlaps the position of the work target, the working unit is inclined so that the one side is lower than the non-work height and higher than the height of the waste material, and the other side is lower than the one side.
10. The operation control method of
<付記11>
前記他方側のみ前記作業部に前記作業を実行させる、
付記10に記載の動作制御方法。
<
causing the working unit on only the other side to perform the work;
11. The operation control method according to
<付記12>
前記作業部の左右方向の幅の全てが前記排出物の位置を通過した後に前記作業部を水平状態に戻す、
付記9~11のいずれかに記載の動作制御方法。
<
After the entire width of the working unit in the left-right direction has passed the position of the discharged object, the working unit is returned to a horizontal state.
12. An operation control method according to any one of
<付記13>
前記作業部が傾斜している場合の前記作業車両の車速を、前記作業部が傾斜していない場合の車速よりも遅い速度に設定する、
付記9~12のいずれかに記載の動作制御方法。
<
setting a vehicle speed of the work vehicle when the working unit is inclined to a speed slower than a vehicle speed when the working unit is not inclined;
13. The operation control method according to any one of
10 :自動走行システム
1 :コンバイン(作業車両)
3 :操作端末
11 :制御装置
15 :刈取部(作業部)
40 :刈高検出装置
41 :装置本体
42 :接地体
111 :走行処理部
112 :取得処理部
113 :動作処理部
A21 :始端
A22 :終端
B1 :排藁(排出物)
F :圃場(作業領域)
F1 :外周領域
F2 :内周領域
R :目標経路
R1 :作業経路
W1 :作業幅
H :作業高さ
H0 :非作業高さ
H1 :第1作業高さ
H2 :第2作業高さ
H3 :第3作業高さ
K1 :区間
K2 :区間
P1 :交点
P2 :交点
P3 :交点
P4 :交点
10: Autonomous driving system 1: Combine (work vehicle)
3: Operation terminal 11: Control device 15: Harvesting unit (working unit)
40: Cutting height detection device 41: Device body 42: Grounding body 111: Travel processing unit 112: Acquisition processing unit 113: Operation processing unit A21: Starting end A22: End B1: Discarded straw (ejected material)
F: Field (work area)
F1: Outer region F2: Inner region R: Target route R1: Work route W1: Work width H: Work height H0: Non-work height H1: First work height H2: Second work height H3: Third work height K1: Section K2: Section P1: Intersection P2: Intersection P3: Intersection P4: Intersection
Claims (15)
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させることを実行する動作制御方法。 1. A motion control method for controlling the operation of a working unit provided in a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object and discharges waste generated by the task into a trail along the target route, comprising:
A motion control method for gradually changing the posture of the working unit based on at least one of a position of the waste material and a position of the work target.
請求項1に記載の動作制御方法。 changing a working height of the working unit in a stepwise manner based on at least one of a position of the discharged object and a position of the work target;
The motion control method according to claim 1 .
前記作業部が前記第1作業高さに設定された状態で前記作業部が前記排出物を通過する場合に、前記作業部を前記第1作業高さよりも低い第2作業高さに設定する、
請求項2に記載の動作制御方法。 When the work vehicle reaches a position a predetermined distance before a work start position of the work object, the working unit is set to a first working height that is lower than a non-working height and higher than a height of the discharged material;
When the working unit passes through the waste material in a state where the working unit is set to the first working height, the working unit is set to a second working height that is lower than the first working height.
The motion control method according to claim 2 .
前記作業部の左右方向の幅の全てが前記排出物の位置を通過した後、又は、前記作業部が前記排出物の排出領域の境界における前記作業車両の現在位置から進行方向の最も遠い位置に到達したときに、前記作業部を前記第2作業高さに設定する、
請求項3に記載の動作制御方法。 setting the working unit to the first working height before at least a portion of the left-right width of the working unit overlaps with the position of the work target;
the working unit is set to the second working height after the entire width in the left-right direction of the working unit has passed the position of the waste, or when the working unit has reached a position on the boundary of the waste discharge area that is the furthest in the traveling direction from the current position of the work vehicle.
The motion control method according to claim 3 .
請求項1に記載の動作制御方法。 When the work vehicle reaches a position a predetermined distance before a work end position of the work target with the working unit set to a second working height lower than the non-working height, the working unit is set to a first working height which is lower than the non-working height, higher than the height of the discharged material, and higher than the second working height.
The motion control method according to claim 1 .
請求項5に記載の動作制御方法。 and setting the working unit to a non-working height that is higher than the first working height after the entire width of the working unit in the left-right direction has passed the position of the work target.
The motion control method according to claim 5.
請求項3又は5に記載の動作制御方法。 When the working unit is set to the first working height, when one side in the left-right direction of the width of the working unit overlaps with the position of the waste material and the other side overlaps with the position of the work target, the working unit is caused to perform the work only on the other side.
The motion control method according to claim 3 or 5.
請求項3又は5に記載の動作制御方法。 setting a vehicle speed of the work vehicle when the working unit is set to the first working height slower than a vehicle speed when the working unit is set to the second working height;
The motion control method according to claim 3 or 5.
請求項1に記載の動作制御方法。 tilting the working unit in a left-right direction based on at least one of a position of the discharged object and a position of the work target;
The motion control method according to claim 1 .
請求項9に記載の動作制御方法。 When one side of the working unit in the left-right direction of the width overlaps the position of the waste material and the other side overlaps the position of the work target, the working unit is inclined so that the one side is lower than the non-work height and higher than the height of the waste material, and the other side is lower than the one side.
The motion control method according to claim 9.
請求項10に記載の動作制御方法。 causing the working unit on only the other side to perform the work;
The motion control method according to claim 10.
請求項9~11のいずれかに記載の動作制御方法。 After the entire width of the working unit in the left-right direction has passed the position of the discharged object, the working unit is returned to a horizontal state.
The motion control method according to any one of claims 9 to 11.
請求項9~11のいずれかに記載の動作制御方法。 setting a vehicle speed of the work vehicle when the working unit is inclined to a speed slower than a vehicle speed when the working unit is not inclined;
The motion control method according to any one of claims 9 to 11.
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させる動作処理部を備える動作制御システム。 A motion control system for controlling the operation of a working unit provided in a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined task on a work object and discharges waste generated by the task into a trail along the target route, comprising:
A motion control system comprising a motion processing unit that changes the posture of the working unit in a stepwise manner based on at least one of a position of the discharged object and a position of the work target.
前記排出物の位置及び前記作業対象の位置の少なくともいずれかに基づいて、前記作業部の姿勢を段階的に変化させることを一又は複数のプロセッサーに実行させるための動作制御プログラム。 1. An operation control program for controlling an operation of a working unit provided in a work vehicle that travels along a target route while performing a predetermined operation on a work object and discharges waste generated by the operation into a trail along the target route, the program comprising:
An operation control program for causing one or more processors to gradually change the posture of the working unit based on at least one of the position of the discharged material and the position of the work object.
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