JP6385412B2 - Work vehicle coordination system - Google Patents

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本発明は、親作業車とこの親作業車に追従する無人操縦式の子作業車とにより対地作業を行う作業車協調システムに関する。   The present invention relates to a work vehicle coordination system that performs ground work using a parent work vehicle and an unmanned piloted child work vehicle that follows the parent work vehicle.

親作業車の実際の走行位置に基づいて順次目標走行位置を決定し、その目標走行位置を目指して子作業車を操縦する車両制御システムが、特許文献1から知られている。この車両制御システムでは、親作業車に対して設定されたX(経度)方向とY(緯度)方向のオフセット量を維持するように子作業車を親作業車に追従させる制御モードや親作業車の走行軌跡を作業幅分だけ平行移動させることによって得られる走行経路を目標走行経路として子作業車を親作業車に追従させる制御モードなどが開示されている。ここでは、作業車の走行位置はGPS(全地球測位衛星システム)を用いて取得しているが、GPSによる走行位置情報に基づくトラクタの無人操縦制御技術は特許文献2に詳しく説明されている。   A vehicle control system that sequentially determines a target travel position based on an actual travel position of a parent work vehicle and controls a sub work vehicle aiming at the target travel position is known from Patent Document 1. In this vehicle control system, a control mode or a parent work vehicle that causes the sub work vehicle to follow the parent work vehicle so as to maintain the offset amounts in the X (longitude) direction and the Y (latitude) direction set for the parent work vehicle. A control mode for causing the sub work vehicle to follow the parent work vehicle using a travel route obtained by translating the travel trajectory by the work width as a target travel route is disclosed. Here, the traveling position of the work vehicle is acquired using GPS (Global Positioning Satellite System). However, the unmanned maneuvering control technology of the tractor based on the traveling position information by GPS is described in detail in Patent Document 2.

特許文献1による追従制御では、広大な作業地における作業を意図しており、畦等によって境界づけられた比較的狭い面積の田畑などを作業地とする作業は意図されていない。そのような田畑などで行われる代表的な刈取り作業では、まず畦等の境界に沿って周回作業を行う。続いて、この周回作業によって生み出された既作業領域を作業車の転回用エリアとして用いる転回(180度方向転換)走行を挟んで、往路作業走行と復路作業走行を繰り返すことで、隙間なく、確実に作業地全体の対地作業を完了する。また、田植え作業などでは、畦等の境界に沿った周回領域だけを残しておいて、最後にこの周回領域の作業を行う。いずれにせよ、実質的な作業においては、往復の対地作業走行とその間での転回走行を繰り返すことになるが、転回走行が考慮されていない特許文献2に開示されているような追従モードでは、転回走行の追従が困難となる。   The follow-up control according to Patent Document 1 is intended for work in a vast work place, and is not intended for work in a field having a relatively small area bounded by a fence or the like. In a typical mowing work performed in such a field, first, a lap work is performed along the boundary of a cocoon or the like. Subsequently, the forward work and the backward work are repeated without any gaps by repeating the turning (180-degree turning) running using the existing work area generated by the round work as the work vehicle turning area. Complete ground work for the entire work area. Further, in rice planting work or the like, only the surrounding area along the boundary of the straw or the like is left, and the operation of the surrounding area is performed last. In any case, in the substantial work, the reciprocating ground work travel and the turning travel between them are repeated, but in the follow-up mode as disclosed in Patent Document 2 in which the turning travel is not considered, It becomes difficult to follow the turning.

米国特許公報6,732,024号U.S. Pat. No. 6,732,024 米国特許公報6,052,647号US Patent Publication No. 6,052,647

上記実情に鑑み、作業走行と転回走行とが混在する対地作業形態において効果的に機能する作業車協調システムが要望されている。   In view of the above situation, there is a demand for a work vehicle coordination system that effectively functions in a ground work mode in which work travel and turning travel are mixed.

親作業車とこの親作業車に追従する無人操縦式の子作業車とにより対地作業を行う、本発明による作業車協調システムは、前記親作業車の位置を検出する親位置検出モジュールと、前記子作業車の位置を検出する子位置検出モジュールと、前記親作業車の位置から前記親作業車の走行軌跡を算定する親走行軌跡算定部と、転回エリアにおける1つの作業走行から次の作業走行へ移行するための前記親作業車の転回走行を検知する転回検知部と、前記親作業車の対地作業幅及び前記子作業車の対地作業幅と、前記親作業車の作業走行軌跡と、前記子作業車の位置とに基づいて前記子作業車の作業走行時の目標走行位置を算定する作業走行目標算定部と、前記親作業車の対地作業幅及び前記子作業車の対地作業幅と、前記親作業車の転回走行開始位置と転回走行終了位置に基づいて前記子作業車の前記転回エリアにおける転回走行経路を算定し、前記転回走行経路に基づいて転回走行時の目標走行位置を算定する転回走行目標算定部と、前記目標走行位置に基づいて前記子作業車を無人操縦する操縦制御部とを備え、前記子作業車の位置からの前記子作業車の走行軌跡を算定し、前記親作業車の走行軌跡と前記子作業車の走行軌跡とに基づいて対地作業残し領域の位置を算定するThe work vehicle coordination system according to the present invention, which performs ground work with a parent work vehicle and an unmanned maneuvering child work vehicle that follows the parent work vehicle, includes a parent position detection module that detects a position of the parent work vehicle, A child position detection module that detects the position of the child work vehicle, a parent travel locus calculation unit that calculates a travel locus of the parent work vehicle from the position of the parent work vehicle, and the next work travel from one work travel in the turning area A turning detection unit for detecting the turning travel of the parent work vehicle for shifting to the ground, the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle, the work travel locus of the parent work vehicle, A work travel target calculation unit that calculates a target travel position at the time of work travel of the sub work vehicle based on the position of the sub work vehicle, the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle; Start turning of the parent work vehicle A turning traveling target calculation unit that calculates a turning traveling route in the turning area of the sub work vehicle based on the turn and the turning traveling end position, and calculates a target traveling position at the turning traveling based on the turning traveling route; and A control unit for unmanned maneuvering of the sub work vehicle based on a target travel position, calculating a travel trajectory of the sub work vehicle from the position of the sub work vehicle, The position of the ground work remaining area is calculated based on the travel locus of the work vehicle .

この構成によれば、両端で転回走行を挟んだ往路と復路での作業走行の繰り返しで対地作業を行う場合、作業走行時の子作業車は、自身の位置と先行する親作業車の走行軌跡に基づいて親作業車の対地作業幅と子作業車の対地作業幅を考慮して作業走行のために算定された目標走行位置を制御目標として操縦制御部によって無人操縦される。これにより実質的には、親作業車の対地作業幅と子作業車の対地作業幅とを足し合わせた対地作業幅での対地作業が実現する。追従制御誤差を考慮して、親作業車と子作業車の対地作業幅に多少のオーバーラップ領域が設定される。転回走行時の子作業車は、親作業車との間の位置関係あるいは親作業車の転回走行時の走行軌跡とは関係なく、親作業車の対地作業幅及び子作業車の対地作業幅は考慮しなければならないが、親作業車の転回走行開始位置と転回走行終了位置とから算定された転回走行経路に基づいて走行する。つまり、親作業車の走行軌跡に依存しない適切な転回走行経路に基づいて目標走行位置が算定され、その目標走行位置を用いて無人操縦される。これにより、転回エリアの奥行が必要以上に長くしなければならないといった問題が回避される。
なお、親作業車は、作業地に存在する障害物の回避、あるいは複雑な作業地形状などを考慮すると、有人操縦式が好ましいが、プログラム制御やリモコン制御を用いた無人操縦式を親作業車に対して用いてもよい。
According to this configuration, when the ground work is performed by repeating the work travel on the forward path and the return path sandwiching the turning travel at both ends, the sub work vehicle at the time of the work travel has its own position and the travel locus of the preceding parent work vehicle. The pilot control unit unmannedly controls the target travel position calculated for work travel in consideration of the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle based on the control target. Thereby, the ground work with the ground work width obtained by adding the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle is substantially realized. In consideration of the tracking control error, a slight overlap region is set in the ground work width of the parent work vehicle and the sub work vehicle. The sub work vehicle at the time of turning travel is independent of the positional relationship with the parent work vehicle or the travel trajectory at the turn of the parent work vehicle, and the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle are Although it must be considered, the vehicle travels based on the turning travel route calculated from the turning travel start position and the turning travel end position of the parent work vehicle. That is, the target travel position is calculated based on an appropriate turning travel route that does not depend on the travel locus of the parent work vehicle, and the unmanned operation is performed using the target travel position. Thereby, the problem that the depth of the turning area must be made longer than necessary is avoided.
The parent work vehicle is preferably a manned maneuvering system in consideration of avoiding obstacles existing in the work place or a complicated work place shape, but the unmanned maneuvering method using program control or remote control is preferred. May be used.

転回走行は対地作業とは直接関係しないので、子作業車のための転回走行経路はその始点と終点が設定されているとある程度自由に算定することができるが、転回エリアの外側境界が畦や境界壁などであることを考慮すると、作業装置を含む作業車の外側軌跡がその転回エリアの奥行を超えないようにすることが重要である。このため、前記転回走行目標算定部は、前記転回エリアの奥行を規制条件として前記転回走行経路を算定するように構成することが好ましい。   Since the turning traveling is not directly related to the ground work, the turning traveling route for the sub work vehicle can be calculated to some extent if its start and end points are set. In consideration of the boundary wall or the like, it is important that the outer locus of the work vehicle including the work device does not exceed the depth of the turning area. For this reason, it is preferable that the said turning travel target calculation part is comprised so that the said turning traveling route may be calculated by using the depth of the said turning area as a control condition.

子作業車の転回走行から作業走行への移行時の追従性を良くするために、本発明の好適な実施形態では、前記子作業車の転回走行の終了が前記転回エリア内で行われ、前記親作業車の作業走行軌跡に基づく前記子作業車の追従が作業走行に先立って行われる。つまりこの実施形態では、実際に親作業車が転回走行を終了した時点(作業走行開始点)に対応する転回終了位置の手前で、転回走行を止めて親作業車への追従を行うことで迅速な追従を実現している。   In a preferred embodiment of the present invention, in order to improve followability at the time of transition from the turning travel of the sub work vehicle to the work travel, the end of the turning travel of the sub work vehicle is performed in the turning area, The slave work vehicle is tracked prior to work travel based on the work travel trajectory of the parent work vehicle. In other words, in this embodiment, immediately before the turning end position corresponding to the time when the parent work vehicle actually finished turning (working travel start point), the turning work is stopped and the parent work vehicle is followed quickly. Has been achieved.

親作業車の転回走行が終了して作業走行が開始されない限り、子作業車の転回走行終了点(作業走行開始点)を算定することができない。したがって、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記親作業車の転回走行中に前記子作業車が前記転回エリアに進入することが禁止されている。つまり、親作業車の転回走行中に子作業車が転回エリアに達した場合には子作業車がその位置で停止して親作業車が転回走行を終了するまで待機する。   Unless the turning operation of the parent work vehicle is completed and the working operation is started, the turning operation end point (working operation start point) of the sub work vehicle cannot be calculated. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the sub work vehicle is prohibited from entering the turning area during the turning travel of the parent work vehicle. That is, when the sub work vehicle reaches the turning area during the turning of the parent work vehicle, the sub work vehicle stops at the position and waits until the parent work vehicle finishes the turning travel.

本発明では、親作業車及び子作業車の走行軌跡が得られる。それぞれの走行軌跡とそれぞれの対地作業幅から対地作業が施された領域を把握できるので、逆に対地作業が施されなかった領域を把握できる。従って、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記子作業車の位置から前記子作業車の走行軌跡を算定する子走行軌跡算定部と、前記親作業車の走行軌跡と前記子作業車の走行軌跡とに基づいて対地作業残し領域の位置を算定する作業残し位置算定部が備えられている。   In the present invention, traveling trajectories of the parent work vehicle and the sub work vehicle are obtained. Since the area where the ground work is performed can be grasped from each traveling locus and the respective ground work width, the area where the ground work is not performed can be grasped conversely. Accordingly, in one of the preferred embodiments of the present invention, a sub-trajectory calculation unit that calculates a travel trajectory of the sub-work vehicle from the position of the sub-work vehicle, a travel trajectory of the parent work vehicle, and the sub-work vehicle A remaining work position calculation unit is provided for calculating the position of the ground work remaining area based on the travel locus.

親作業車の転回走行の検知はその走行軌跡から判断することができるが、作業車が耕耘装置(対地作業装置)を装着したトラクタなどの場合、転回走行時には耕耘装置(対地作業装置)を上昇させるという作動特性を利用して、転回走行を検知することが可能である。このような作業車に好適な実施形態として、前記転回検知部が、対地作業を行う対地作業装置の非作動状態に基づいて前記親作業車の転回走行を検知する構成が提案される。   Detection of turning of the parent work vehicle can be determined from its running trajectory, but if the work vehicle is a tractor equipped with a tilling device (ground working device), the tilling device (ground working device) is raised during turning. It is possible to detect the turning traveling by using the operation characteristic of making it occur. As a preferred embodiment for such a work vehicle, a configuration is proposed in which the turning detection unit detects turning traveling of the parent work vehicle based on a non-operating state of a ground work device that performs ground work.

先行する親作業車に子作業車を追従させるための機能部は、できるだけ1つのコントロールユニットに収めることが望ましい。この目的のため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記子位置検出モジュールと前記操縦制御部とが前記子作業車に搭載され、前記親位置検出モジュールと、前記親走行軌跡算定部と、前記転回検知部と、前記作業走行目標算定部と、前記転回走行目標算定部とが前記親作業車に搭載され、前記子作業車と前記親作業車とが相互にデータ伝送、好ましくは無線データ伝送可能に接続されている。この構成では、子作業車はわずかな改造だけで済むので、複数台の子作業車を用いるシステムには好都合である。   It is desirable that the function unit for causing the child work vehicle to follow the preceding parent work vehicle is contained in one control unit as much as possible. For this purpose, in one of the preferred embodiments of the present invention, the child position detection module and the steering control unit are mounted on the child work vehicle, and the parent position detection module and the parent travel locus calculation unit are mounted. The turn detection unit, the work travel target calculation unit, and the turn travel target calculation unit are mounted on the parent work vehicle, and the slave work vehicle and the parent work vehicle transmit data to each other, preferably It is connected so that wireless data transmission is possible. In this configuration, the sub work vehicle needs only a slight modification, which is advantageous for a system using a plurality of sub work vehicles.

また、さらに別の好適な実施形態では、前記子位置検出モジュールと前記操縦制御部とが前記子作業車に搭載され、前記親位置検出モジュールが前記親作業車に搭載され、前記親走行軌跡算定部と、前記転回検知部と、前記作業走行目標算定部と、前記転回走行目標算定部とが、別個のコントロールユニットに構築され、前記コントロールユニットと前記子作業車と前記親作業車とが相互にデータ伝送、好ましくは無線データ伝送可能に接続されている。この構成では、作業車と別個に構成されるコントロールユニットに本発明を実現する主要な機能が構築されているので、親作業車及び子作業車の改造は少なくて済む。親作業車及び子作業車とコントロールユニットとをWiFiや電話回線などを利用してデータ伝送可能に接続すれば、この作業車協調システムをクラウドシステムとして利用することが可能となる。   In still another preferred embodiment, the child position detection module and the steering control unit are mounted on the child work vehicle, the parent position detection module is mounted on the parent work vehicle, and the parent travel locus calculation is performed. The turn detection unit, the work travel target calculation unit, and the turn travel target calculation unit are constructed in separate control units, and the control unit, the sub work vehicle, and the parent work vehicle are mutually connected. Are connected so as to be capable of data transmission, preferably wireless data transmission. In this configuration, the main function for realizing the present invention is constructed in the control unit that is configured separately from the work vehicle, so that the modification of the parent work vehicle and the sub work vehicle can be reduced. If the parent work vehicle and the sub work vehicle are connected to the control unit so as to be able to transmit data using WiFi, a telephone line, or the like, this work vehicle cooperation system can be used as a cloud system.

本発明の作業車協調システムにおける親作業車と子作業車との基本的な追従関係の一例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an example of the basic following relationship of the main work vehicle and the sub work vehicle in the work vehicle cooperation system of this invention. 図1による作業車協調システムにおける基本的な情報伝達を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the basic information transmission in the work vehicle cooperation system by FIG. 作業車協調システムの実施形態において、作業車として適用された耕耘装置付きトラクタの側面図である。In embodiment of a working vehicle cooperation system, it is a side view of the tractor with a cultivator applied as a working vehicle. 作業車協調システムを構築する機能部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function part which builds a working vehicle cooperation system. 作業車協調システムの制御の一例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing an example of control of a work vehicle cooperation system. 転回走行時の親作業車の走行軌跡及び子作業車の走行経路(走行軌跡)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the driving | running | working locus | trajectory of the parent work vehicle at the time of turning driving | running | working, and the driving | running route (traveling track) of a sub work vehicle. 別実施形態における親作業車と子作業車との追従関係を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining follow-up relation between a main work vehicle and a sub work vehicle in another embodiment.

本発明による作業車協調システムの具体的な実施形態を説明する前に、図1と図2とを用いてその基本原理を説明する。この作業車協調システムでは、有人操縦式の親作業車1Pとこの親作業車1Pに追従する無人操縦式の子作業車1Cとにより対地作業を行う。図1で示された作業例では、先行する親作業車1Pの左後方から子作業車1Cが親作業車1Pを追従走行する。対地作業地は畦によって境界づけられている。基本的には、往復直線走行によって対地作業を行うため、最初に、畦に沿った周回作業走行が行われ、これによって作り出された既作業跡が、往路走行と復路走行との間で行われる転回(Uターン)走行のための転回エリアAtとなる。最後に周回作業を行う場合は、予め想定した周回作業軌跡に基づくエリアが転回エリアAtとなる。   Before describing a specific embodiment of the work vehicle coordination system according to the present invention, its basic principle will be described with reference to FIGS. In this work vehicle cooperation system, ground work is performed by a manned maneuvering parent work vehicle 1P and an unmanned maneuvering child work vehicle 1C following the parent work vehicle 1P. In the work example shown in FIG. 1, the sub work vehicle 1C follows the parent work vehicle 1P from the left rear of the preceding parent work vehicle 1P. The ground work area is bounded by a fence. Basically, since the ground work is performed by reciprocating linear travel, first, the circular work travel is performed along the fence, and the existing work trace created thereby is performed between the forward travel and the backward travel. It becomes a turning area At for turning (U-turn) traveling. Finally, when performing the orbiting work, an area based on the orbiting work trajectory assumed in advance is the turning area At.

図1では、親作業車1Pの対地作業幅である親作業幅Wpと子作業車1Cの対地作業幅である子作業幅Wcとは同じであるが、相違してもよい。親作業車1Pと子作業車1CとのX方向の位置ずれ量は、理想的には(親作業幅Wp+子作業幅Wc)/2であるが、追従誤差による作業残しを避けるために、例えば数十cm程度オーバーラップさせている(図中OLで示されている)。親作業車1Pと子作業車1CとのX方向の位置ずれ量は、互いの接触を避けるに十分な距離としている。   In FIG. 1, the parent work width Wp which is the ground work width of the parent work vehicle 1P and the sub work width Wc which is the ground work width of the child work vehicle 1C are the same, but may be different. The amount of positional deviation in the X direction between the parent work vehicle 1P and the child work vehicle 1C is ideally (parent work width Wp + subwork work width Wc) / 2, but in order to avoid a remaining work due to a tracking error, for example, It overlaps by several tens of centimeters (indicated by OL in the figure). The amount of positional deviation in the X direction between the parent work vehicle 1P and the child work vehicle 1C is set to a sufficient distance to avoid contact with each other.

図1に示された例では、親作業車1Pの走行軌跡である親走行軌跡Tpは、両端の転回エリアAtの間を対地作業しながら直線走行している親作業走行軌跡Tpwと転回エリアでの親転回走行経路Tpuとからなり、運転者による有人操縦によってその軌跡は作り出される。子作業車1Cの走行経路である子走行経路Tcは、両端の転回エリアAtの間を対地作業しながら親作業車1Pを追従する子作業走行経路Tcwと転回エリアでの子転回走行経路Tcuとからなり、無人操縦によってその経路を走行することで子作業車1Cの走行軌跡が作り出される。   In the example shown in FIG. 1, the parent travel locus Tp, which is the travel locus of the parent work vehicle 1P, is the parent work travel locus Tpw that travels linearly while performing ground work between the turn areas At at both ends and the turn area. , And the trajectory is created by manned maneuvering by the driver. The child travel route Tc that is the travel route of the child work vehicle 1C includes a child work travel route Tcw that follows the parent work vehicle 1P while performing ground work between the turn areas At at both ends, and a child turn travel route Tcu in the turn area. The traveling locus of the sub work vehicle 1C is created by traveling along the route by unmanned maneuvering.

運転者の操縦結果としての親作業走行軌跡Tpwと、親作業車1Pの対地作業幅Wp及び子作業車1Cの対地作業幅Wcと、子作業車1Cの現位置から、次に到達すべき子作業車1Cの目標走行位置が算定できる。この目標走行位置を目標とする操縦制御により、子作業車1Cは、予め設定した親作業車1Pとの位置関係を保持しながら作業走行する。親作業車1Pの転回エリアAtでの走行である親転回走行軌跡Tpuは運転者の操縦により作り出されるが、運転者は、親作業車1Pの対地作業幅Wp及び子作業車1Cの対地作業幅Wcとを考慮して、次の作業走行に正確に移行できるように操縦する。その際、後続の子作業車1Cは、転回エリアAtにおいては親作業車1Pの親転回走行軌跡Tpuとは無関係に子転回走行経路Tcuを算定し、その子転回走行経路Tcuに基づいて無人制御される。子転回走行経路Tcuは、親作業走行軌跡Tpwの最終位置Epに対応する子作業走行軌跡Tcuの最終位置Ecと、次の親作業走行軌跡Tpwの開始位置Spに対応する子作業走行軌跡Tcwの開始位置Scとをつなぐものであればよい。実際の子転回走行経路Tcuは、転回エリアAtの奥行Dに制限をうけるので、転回エリアAtの奥行Dが規制条件として設定される必要がある。親作業車1Pと子作業車1Cとの協調走行の前に、親作業車1Pが周回作業走行を行い、対地作業済みの転回エリアAtを形成している場合には、この対地作業幅Wpが転回エリアAtの奥行Dとして与えられる。これとは逆に、最初に親作業車1Pと子作業車1Cとの協調走行を行い、その後に親作業車1Pが周回作業走行を行う場合には、対地作業幅Wpを考慮して、転回エリアAtの奥行Dを予め設定しておくとよい。
上記の親作業走行軌跡Tpwにおける最終位置Epと開始位置Spは、親作業走行軌跡Tpwから検知することができるが、転回走行時には対地作業が中断されるような作業車においては、その対地作業の中断開始時期と中断終了時期に基づいて検知することも可能である。
The child to be reached next from the parent work travel locus Tpw as the driver's steering result, the ground work width Wp of the parent work vehicle 1P and the ground work width Wc of the child work vehicle 1C, and the current position of the child work vehicle 1C The target travel position of the work vehicle 1C can be calculated. By the steering control with the target travel position as a target, the sub work vehicle 1C travels while maintaining a preset positional relationship with the parent work vehicle 1P. The parent turning traveling locus Tpu, which is traveling in the turning area At of the parent work vehicle 1P, is created by the driver's operation, and the driver works the ground work width Wp of the parent work vehicle 1P and the ground work width of the child work vehicle 1C. In consideration of Wc, control is performed so as to accurately shift to the next work travel. At that time, the succeeding child work vehicle 1C calculates the child turning travel route Tcu in the turning area At regardless of the parent turning travel locus Tpu of the parent work vehicle 1P, and is unattended controlled based on the child turning travel route Tcu. The The child turning travel route Tcu includes a final position Ec of the sub work travel trajectory Tcu corresponding to the final position Ep of the parent work travel trajectory Tpw and a sub work travel trajectory Tcw corresponding to the start position Sp of the next parent work travel trajectory Tpw. What is necessary is just to connect the start position Sc. Since the actual child turning travel route Tcu is restricted by the depth D of the turning area At, the depth D of the turning area At needs to be set as a regulation condition. If the parent work vehicle 1P has made a lap work before the cooperative work between the parent work vehicle 1P and the child work vehicle 1C and forms a turning area At that has been grounded, the ground work width Wp is This is given as the depth D of the turning area At. On the contrary, when the master work vehicle 1P and the sub work vehicle 1C first perform cooperative traveling, and then the parent work vehicle 1P performs a circular work travel, the ground work width Wp is considered and the turn is performed. The depth D of the area At may be set in advance.
The final position Ep and start position Sp in the parent work travel locus Tpw can be detected from the parent work travel locus Tpw. However, in a work vehicle in which the ground work is interrupted during turning, the ground work It is also possible to detect based on the interruption start time and the interruption end time.

親作業車1Pと子作業車1Cには、GPSセンサまたは、方位センサや走行距離センサなどを組み合わせた位置検出センサあるいはそれら両方から構成される位置検出モジュールが備えられており、親作業車1Pと子作業車1Cのリアルタイムの走行位置を検出して記録することができる。親作業車1Pの位置検出データをプロットすることで親作業車1Pの走行軌跡Tpを算定することができ、子作業車1Cの位置検出データをプロットすることで子作業車1Cの走行経路Tcを算定することができる。なお、位置検出データから親作業車1Pの走行軌跡Tpや子作業車1Cの走行軌跡Tcを算定する作業は、リアルタイムではなく、必要な時にバッチ的に、例えば、1日あるいは数日後に行ってもよい。   The parent work vehicle 1P and the child work vehicle 1C are provided with a position detection module composed of a GPS sensor, a position detection sensor combined with an orientation sensor, a travel distance sensor, or the like, or both. The real-time traveling position of the sub work vehicle 1C can be detected and recorded. The travel locus Tp of the parent work vehicle 1P can be calculated by plotting the position detection data of the main work vehicle 1P, and the travel route Tc of the sub work vehicle 1C can be calculated by plotting the position detection data of the sub work vehicle 1C. Can be calculated. Note that the operation of calculating the travel locus Tp of the parent work vehicle 1P and the travel locus Tc of the sub work vehicle 1C from the position detection data is not performed in real time, but in batches, for example, one day or several days later when necessary. Also good.

次に、図2を用いて、有人操縦の親作業車1Pと無人操縦の子作業車1Cとの間のデータの流れを説明する。ここでは、親作業車1Pは、親作業車1Pの位置を示す親位置データと、転回走行の開始時期(作業走行の終了時期)を示す親転回開始データと転回走行の終了時期(作業走行の開始時期)を示す親転回終了データを生成する。子作業車1Cは、子作業車1Cの位置を示す子位置データを生成し、与えられた目標走行位置データに基づいて子作業車1Cを自動操縦する操縦制御機能が備えられている。また、対象となる対地作業地の境界線としての畦の位置や転回エリアAtの奥行Dなどのデータを含む転回エリア情報、親作業車1Pの対地作業幅Wpを示す親対地作業幅データ、子作業車1Cの対地作業幅Wcを示す子対地作業幅データは、作業車協調システムを構築するコントロールユニット(コンピュータシステム)に記録されているが、このコントロールユニットは親作業車1Pまたは子作業車1Cに搭載されてもよいし、あるいは別な場所に配置されてもよい。   Next, the flow of data between the manned maneuvering parent work vehicle 1P and the unmanned maneuvering child work vehicle 1C will be described with reference to FIG. Here, the parent work vehicle 1P includes parent position data indicating the position of the parent work vehicle 1P, parent rotation start data indicating the start time of the turning travel (work travel end time), and end time of the turning travel (the work travel end time). Parent rotation end data indicating start time) is generated. The sub work vehicle 1C is provided with a steering control function that generates sub position data indicating the position of the sub work vehicle 1C and automatically controls the sub work vehicle 1C based on the given target travel position data. Further, turning area information including data such as the position of the ridge as the boundary line of the target ground work area and the depth D of the turning area At, parent ground work width data indicating the ground work width Wp of the parent work vehicle 1P, child The child-to-ground work width data indicating the ground work width Wc of the work vehicle 1C is recorded in a control unit (computer system) that constructs the work vehicle cooperation system. This control unit is the parent work vehicle 1P or the sub work vehicle 1C. It may be mounted on or in another place.

本システムが稼働すると、所定のサンプリング周期で生成された親位置データから親走行軌跡データが算定される(#a)。作業走行時には、算定された親走行軌跡データと各時点での子位置データとから、親対地作業幅データと子対地作業幅データと前述したオーバーラップOLとを考慮して、作業走行目標位置データが算定される(#b)。この算定された作業走行目標位置データが操縦制御目標値となって、子作業車1Cは親作業車1Pと共同して幅広の対地作業を行うべく無人操縦される(#c)。転回走行時には、親転回開始データと親転回終了データと親位置データとから親作業車1Pの転回走行開始位置データと転回走行終了位置データが算定される(#d)。この算定された両データに親対地作業幅データと子対地作業幅データを考慮して、子転回走行経路データが生成される(#e)。なお、子転回走行経路データの生成時に、転回エリアAtの奥行Dを規制条件として用いることで、子作業車1Cと畦との接触を確実に回避することができる。生成された子転回走行経路データと各時点での子位置データとから転回走行目標位置データが算定される(#f)。この算定された作業走行目標位置データが操縦制御目標値となって、子作業車1Cは、転回エリアAt内で適切な転回走行をすべく無人操縦される(#g)。   When this system is operated, parent travel locus data is calculated from parent position data generated at a predetermined sampling period (#a). At the time of work travel, the work travel target position data is calculated from the calculated parent travel locus data and the child position data at each time point in consideration of the parent ground work width data, the child ground work width data, and the overlap OL described above. Is calculated (#b). The calculated work travel target position data becomes the steering control target value, and the sub work vehicle 1C is unmannedly maneuvered to perform wide ground work in cooperation with the parent work vehicle 1P (#c). At the time of turning traveling, turning traveling start position data and turning traveling end position data of the parent work vehicle 1P are calculated from the parent turning start data, the parent turning end data, and the parent position data (#d). Child turn traveling route data is generated in consideration of the parent-to-ground work width data and the child-to-ground work width data for both the calculated data (#e). In addition, at the time of generation | occurrence | production of child turning driving | running route data, the contact with the sub work vehicle 1C and a rod can be avoided reliably by using the depth D of the turning area At as a regulation condition. The turning travel target position data is calculated from the generated child turning travel route data and the child position data at each time point (#f). The calculated work travel target position data becomes the steering control target value, and the sub work vehicle 1C is unmannedly maneuvered to perform an appropriate turning travel in the turning area At (#g).

次に、本発明の作業車協調システムの具体的な実施形態の1つを説明する。この実施形態では、作業車は畦によって境界づけられた田畑を耕耘する耕耘装置を装備した、図3に示されたトラクタである。親作業車1Pとしての親トラクタ1Pと、子作業車1Cとしての子トラクタ1Cとは、実質的に同形であり、前輪2aと後輪2bとによって支持された車体3の中央部に操縦部30が形成されている。車体3の後部には油圧式の昇降機構4を介して対地作業装置としての耕耘装置5が装備されている。親トラクタ1Pと子トラクタ1Cの操縦部30には、従来通りのステアリングホイールや各種操作レバー、さらに運転者が着座するシートなどが備えられている。本発明の作業車協調システムに基づく追従制御の実行時には、親トラクタ1Pは運転者によって操縦され、子トラクタ1Cは無人操縦される。   Next, one specific embodiment of the work vehicle coordination system of the present invention will be described. In this embodiment, the work vehicle is the tractor shown in FIG. 3 equipped with a tilling device that plows a field bordered by a fence. The main tractor 1P as the main work vehicle 1P and the sub tractor 1C as the sub work vehicle 1C have substantially the same shape, and the control unit 30 is provided at the center of the vehicle body 3 supported by the front wheels 2a and the rear wheels 2b. Is formed. A rear portion of the vehicle body 3 is equipped with a tilling device 5 as a ground work device via a hydraulic lifting mechanism 4. The steering unit 30 of the parent tractor 1P and the child tractor 1C is provided with a conventional steering wheel, various operation levers, and a seat on which the driver is seated. When the follow-up control based on the work vehicle coordination system of the present invention is executed, the parent tractor 1P is steered by the driver, and the child tractor 1C is unmanned.

図4で示すように、この実施形態では、作業車協調システムを構築するための電子コントロールユニットが、親トラクタ1Pに装備される親機コントロールユニット6と子トラクタ1Cに装備される子機コントロールユニット7とに分割されている。親機コントロールユニット6と子機コントロールユニット7とは、互いに無線方式でデータ伝送できるように、通信モジュール60と70を備えている。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the electronic control unit for constructing the work vehicle coordination system includes the master unit control unit 6 provided in the master tractor 1P and the slave unit control unit provided in the slave tractor 1C. It is divided into seven. The master unit control unit 6 and the slave unit control unit 7 include communication modules 60 and 70 so that data can be transmitted in a wireless manner.

親機コントロールユニット6は、さらに、親位置検出モジュール61と、親走行軌跡算定部62と、転回エリア記録部63と、転回検知部64と、転回走行管理部65と、子機制御モジュール8などの機能部を備えている。これらの機能部は、ハードウエアとの連携動作を行うこともあるが、実質的にはコンピュータプログラムの起動によって実現する。   The parent device control unit 6 further includes a parent position detection module 61, a parent traveling locus calculation unit 62, a turning area recording unit 63, a turning detection unit 64, a turning traveling management unit 65, a child device control module 8, and the like. The functional part is provided. These functional units may perform a cooperative operation with hardware, but are substantially realized by starting a computer program.

親位置検出モジュール61は、GPSを利用して、自身の位置つまり親トラクタ1Pの位置を検出する。親走行軌跡算定部62は、親位置検出モジュール61で検出された位置から親トラクタ1Pの走行軌跡を算定する。転回エリア記録部63は、親トラクタ1Pによって対地作業すべき領域の周囲を周回走行して作り出されたエリア、あるいは元から存在する転回可能な用地を転回エリアAtとしてその位置や奥行などの寸法を読み出し可能に記録する。なお、親作業車1Pによる周回作業走行が最初ではなく、最後に行われる場合は、周回作業走行によって作り出される転回エリアAtを記録する必要はないので、この転回エリア記録部63は省くことができる。但し、予め設定される転回エリアAtの奥行Dを、読み出し可能に記録しておく必要はある。転回検知部64は、転回エリアAtにおける1つの作業走行から次の作業走行へ移行するための前記親作業車1Pの転回走行を検知する。耕耘装置5は、作業走行から転回走行に入る時点で上昇され、転回走行から作業走行に入り時点で下降される。この耕耘装置5の昇降は、親トラクタ1Pに搭載された作業装置制御部31からの制御指令による昇降機構4の昇降動作によって実現する。この実施形態では、作業装置制御部31は車載LANを通じて親機コントロールユニット6と接続されており、作業装置制御部31の昇降機構4に対する動作指令は転回走行管理部65によって管理される。したがって、転回検知部64は、昇降機構4に対する上昇指令の出力タイミングで転回走行の開始を判定し、下降指令の出力タイミングで転回走行の終了を判定する。つまり、この実施形態では、転回検知部64は、対地作業を行う耕耘装置の作動状態に基づいて親トラクタ1Pの転回走行を検知するように構成されている。   The parent position detection module 61 uses GPS to detect its own position, that is, the position of the parent tractor 1P. The parent travel locus calculation unit 62 calculates the travel locus of the parent tractor 1P from the position detected by the parent position detection module 61. The turning area recording unit 63 sets the dimensions such as the position and depth of an area created by traveling around the area to be grounded by the parent tractor 1P, or a turnable site that originally exists as a turning area At. Record readable. Note that, when the round work travel by the parent work vehicle 1P is performed at the end instead of the first, it is not necessary to record the turn area At created by the round work travel, so the turn area recording unit 63 can be omitted. . However, it is necessary to record the depth D of the turning area At set in advance so as to be readable. The turning detection unit 64 detects the turning travel of the parent work vehicle 1P for shifting from one work travel to the next work travel in the turn area At. The tillage device 5 is raised when the turning travel starts from the work travel, and is lowered when the work travel starts from the turning travel. The raising / lowering of the tilling device 5 is realized by the raising / lowering operation of the raising / lowering mechanism 4 according to a control command from the work device control unit 31 mounted on the parent tractor 1P. In this embodiment, the work device control unit 31 is connected to the parent device control unit 6 through the in-vehicle LAN, and an operation command for the lifting mechanism 4 of the work device control unit 31 is managed by the turning travel management unit 65. Therefore, the turn detection unit 64 determines the start of the turning travel at the output timing of the ascending command to the lifting mechanism 4, and determines the end of the turning travel at the output timing of the descending command. That is, in this embodiment, the turn detection unit 64 is configured to detect the turning travel of the parent tractor 1P based on the operating state of the tillage device that performs the ground work.

作業走行目標算定部82は、親トラクタ1Pの耕耘幅及び子トラクタ1Cの耕耘幅と、親トラクタ1Pの作業走行軌跡と、子トラクタ1Cの位置とに基づいて、上述した基本原理に基づいて互いの耕耘幅のオーバーラップも考慮して、子トラクタ1Cの作業走行時の目標走行位置を算定する。作業走行目標算定部82で算定された目標走行位置は子機コントロールユニット7に出力される。   The work travel target calculation unit 82 is based on the basic principle described above based on the tilling width of the parent tractor 1P and the tilling width of the child tractor 1C, the work traveling locus of the parent tractor 1P, and the position of the child tractor 1C. The target travel position at the time of work travel of the child tractor 1C is calculated in consideration of the overlap of the tillage width. The target travel position calculated by the work travel target calculation unit 82 is output to the slave unit control unit 7.

転回走行目標算定部83は、子トラクタ1Cの転回エリアにおける転回走行経路を所定の転回走行経路演算アルゴリズムに基づいて算定する転回走行経路算定部84を内蔵している。この転回走行経路演算アルゴリズムは、基本的には、親トラクタ1Pの転回走行開始点と転回走行終了点とから算定される子トラクタ1Cのための転回走行開始点と転回走行終了点とを結ぶように子トラクタ1Cの旋回半径を考慮してその走行経路を求めるものであるが、予め設定しておいた旋回走行経路と直線走行経路とを組み合わせてもとめるようなアルゴリズムでもよい。このような走行軌跡演算アルゴリズムはよく知られているので、それを流用することができ、本発明では特定のアルゴリズムが限定されていない。転回走行目標算定部83は、転回走行経路算定部84で算定された転回走行経路と子トラクタ1Cの現在位置とに基づいて目標走行位置を算定して通信モジュール60に出力して、そこから子機コントロールユニット7に送信される。   The turning travel target calculation unit 83 includes a turning travel route calculation unit 84 that calculates a turning travel route in the turning area of the child tractor 1C based on a predetermined turning travel route calculation algorithm. This turning travel route calculation algorithm basically connects the turning traveling start point and the turning traveling end point for the child tractor 1C calculated from the turning traveling start point and the turning traveling end point of the parent tractor 1P. The travel route is obtained in consideration of the turning radius of the child tractor 1C, but an algorithm that can be combined with a preset turning travel route and a straight travel route may be used. Since such a traveling locus calculation algorithm is well known, it can be used, and a specific algorithm is not limited in the present invention. The turning traveling target calculation unit 83 calculates a target traveling position based on the turning traveling route calculated by the turning traveling route calculation unit 84 and the current position of the child tractor 1C, and outputs the target traveling position to the communication module 60. Is transmitted to the machine control unit 7.

子機コントロールユニット7は、さらに、子位置検出モジュール71と、操縦制御部72を備えている。子位置検出モジュール71は、親位置検出モジュール61と同様に、GPSを利用して自身の位置つまり子トラクタ1Cの位置を検出する。得られた子トラクタ1Cの位置データは通信ジュール70を介して親機コントロールユニット6に送信される。操縦制御部72は、親機コントロールユニット6の子機制御モジュール8から無線送信された走行目標位置に基づいて、子トラクタ1Cの前輪2aの操向や後輪2bの駆動を制御して、子トラクタ1Cを順次設定される目標走行位置に無人操縦する。   The slave unit control unit 7 further includes a slave position detection module 71 and a steering control unit 72. Similar to the parent position detection module 61, the child position detection module 71 detects its own position, that is, the position of the child tractor 1C using GPS. The obtained position data of the child tractor 1C is transmitted to the parent device control unit 6 via the communication module 70. The steering control unit 72 controls the steering of the front wheels 2a and the driving of the rear wheels 2b of the child tractor 1C on the basis of the travel target position wirelessly transmitted from the child device control module 8 of the parent device control unit 6. The tractor 1C is unmannedly maneuvered to the set target travel position.

なお、この実施形態では、親機コントロールユニット6は、さらに子走行軌跡算定部66と作業残し領域算定部67とを備えている。子走行軌跡算定部66は、子位置検出モジュール71から順次出力され送信されてくる子トラクタ1Cの位置から子トラクタ1Cの子走行軌跡を算定する。作業残し領域算定部67は、親走行軌跡算定部62によって算定された親走行軌跡と子走行軌跡算定部66によって算定された子走行軌跡とから、耕耘作業ができていないと推定される対地作業残し領域の位置を算定する。これにより、必要に応じて対地作業残し領域を耕耘することで、信頼性の高い耕耘作業(対地作業)が実現できる。   In this embodiment, the base unit control unit 6 further includes a child travel locus calculation unit 66 and a work remaining area calculation unit 67. The child travel locus calculation unit 66 calculates the child travel locus of the child tractor 1C from the position of the child tractor 1C that is sequentially output from the child position detection module 71 and transmitted. The remaining work area calculation unit 67 is a ground work estimated from the parent traveling locus calculated by the parent traveling locus calculation unit 62 and the child traveling locus calculated by the child traveling locus calculation unit 66 that the tilling work cannot be performed. Calculate the position of the remaining area. Thereby, a tilling work (ground work) with high reliability can be realized by plowing the ground work remaining area as necessary.

次に、図5のフローチャートを用いて、この実施形態における親トラクタ1Pと子トラクタ1Cとの協調走行の制御の流れの一例を説明する。その際に実施される親トラクタ1Pと子トラクタ1Cの一方側の転回エリアAtでの転回走行の様子が図6に示されている。   Next, an example of the flow of control of cooperative traveling between the parent tractor 1P and the child tractor 1C in this embodiment will be described using the flowchart of FIG. FIG. 6 shows a state of turning traveling in the turning area At on one side of the parent tractor 1P and the child tractor 1C performed at that time.

この実施の形態では周回作業走行は最初に行われる。したがって、まず、最初に親トラクタ1Pによる畦に沿った周回作業走行が行われる(#01)。この周回作業走行により転回エリアAuが形成されるので、この転回エリアAuに関する位置などのデータを記録する(#02)。
次いで、親トラクタ1Pによる作業走行(実質的には直線走行)が開始される(#11)。同時にあるいは所定時間遅れて、子トラクタ1Cによる追従作業走行が開始される(#12)。親トラクタ1Pが転回エリアAtに到達すると、耕耘装置5を上昇させ、親トラクタ1Pの転回走行が開始される(#21)。その時点の親トラクタ1Pの位置が、親転回開始位置P1として記録される(#22)。親トラクタ1Pが転回走行し、対地作業エリアAに再び進入すると、耕耘装置5を下降させ、親トラクタ1Pの作業走行が再開される(#23)。その時点の親トラクタ1Pの位置が、親転回終了位置P2として記録される(#24)。親転回開始位置P1及び親転回終了位置P2が記録されると、子トラクタ1Cの子転回開始位置Q1及び子転回終了位置Q2が算定される。対応する図示された転回エリアAtでは、子転回開始位置Q1は、親トラクタ1Pと子トラクタ1Cの横方向の間隔及びオーバラップ量を考慮して、親転回開始位置P1からずらせた位置となる。子転回終了位置Q2は、親転回終了位置P2と子転回開始位置Q1とのの間の位置となり、例えば図6では中間位置としている。なお、図示されていない、他方の転回エリアTuでは、親転回開始位置P1及び親転回終了位置P2と子転回開始位置Q1及び子転回終了位置Q2との位置関係はちょうど逆となり、子転回終了位置Q2は親転回終了位置P2よりさらに外側の位置で、親トラクタ1Pと子トラクタ1Cの耕耘幅及びそのオーバーラップ量から求められる。
In this embodiment, the circular work travel is performed first. Therefore, first, a circular work travel is performed along the kite by the parent tractor 1P (# 01). Since the turning area Au is formed by the circular work travel, data such as the position relating to the turning area Au is recorded (# 02).
Next, work travel (substantially straight travel) by the parent tractor 1P is started (# 11). At the same time or after a predetermined time delay, the follow-up work traveling by the child tractor 1C is started (# 12). When the parent tractor 1P reaches the turning area At, the tilling device 5 is raised and the turning traveling of the parent tractor 1P is started (# 21). The position of the parent tractor 1P at that time is recorded as the parent rotation start position P1 (# 22). When the parent tractor 1P turns and enters the ground work area A again, the tilling device 5 is lowered and the work travel of the parent tractor 1P is resumed (# 23). The position of the parent tractor 1P at that time is recorded as the parent rotation end position P2 (# 24). When the parent rotation start position P1 and the parent rotation end position P2 are recorded, the child rotation start position Q1 and the child rotation end position Q2 of the child tractor 1C are calculated. In the corresponding turning area At shown in the figure, the child turning start position Q1 is shifted from the parent turning start position P1 in consideration of the lateral distance between the parent tractor 1P and the child tractor 1C and the overlap amount. The child turning end position Q2 is a position between the parent turning end position P2 and the child turning start position Q1, and is, for example, an intermediate position in FIG. In the other rotation area Tu not shown, the positional relationship between the parent rotation start position P1 and the parent rotation end position P2 and the child rotation start position Q1 and the child rotation end position Q2 is exactly opposite, and the child rotation end position. Q2 is obtained from the tilling width of the parent tractor 1P and the child tractor 1C and the overlap amount at a position further outside the parent rotation end position P2.

子転回開始位置Q1及び子転回終了位置Q2が算定されると子転回開始位置Q1から子転回終了位置Q2に至る子転回走行経路が算定される(#25)。さらに、子転回終了位置Q2の手前で、子トラクタ1Cがほぼ作業走行の方向姿勢に達する位置を追従開始点Qsとして算定する(#26)。つまり、この追従開始点Qsは、ここから親トラクタ1Pへの追従を開始することにより、転回終了位置Q2から始まる子トラクタ1Cの作業走行軌跡が親トラクタ1Pの作業走行軌跡に正確に対応することができる位置である。   When the child turning start position Q1 and the child turning end position Q2 are calculated, the child turning travel route from the child turning start position Q1 to the child turning end position Q2 is calculated (# 25). Further, the position at which the child tractor 1C almost reaches the direction of work travel is calculated as the follow start point Qs before the child turning end position Q2 (# 26). That is, this follow-up start point Qs starts to follow the parent tractor 1P from here, so that the work travel locus of the child tractor 1C starting from the turning end position Q2 accurately corresponds to the work travel locus of the parent tractor 1P. It is a position that can be.

子トラクタ1Cが子転回開始位置Q1に達すると、子トラクタ1Cの転回走行が開始される(#27)。子トラクタ1Cの転回走行においては、子トラクタ1Cが追従開始点Qsに到達するかどうかがチェックされる(#28)。子トラクタ1Cが追従開始点Qsに到達すると(#28Yes分岐)、子トラクタ1Cの転回走行が終了し、子トラクタ1Cの追従走行、つまり作業走行が再開される(#12へのジャンプ)。   When the child tractor 1C reaches the child turning start position Q1, the turning traveling of the child tractor 1C is started (# 27). In the turning traveling of the child tractor 1C, it is checked whether or not the child tractor 1C reaches the follow-up start point Qs (# 28). When the child tractor 1C reaches the follow-up start point Qs (# 28 Yes branch), the turning travel of the child tractor 1C is finished, and the follow-up running of the child tractor 1C, that is, the work travel is resumed (jump to # 12).

なお、親作業車1Pの転回走行が終了して作業走行が開始されない限り、子作業車1Cの転回走行終了点Q2(作業走行開始点)を算定することができないので、このことを考慮して、親作業車1Pと子作業車1Cとの間の距離を設定している。親作業車1Pの転回走行中に子作業車1Cが転回エリアAtに達した場合には子作業車1Cがその位置で停止して親作業車1Pが転回走行を終了するまで待機するような待機制御が組み込まれているが、このフローチャートでは省略されている。   Note that the turning travel end point Q2 (working travel start point) of the sub work vehicle 1C cannot be calculated unless the turning travel of the parent work vehicle 1P is finished and the work travel is started. The distance between the parent work vehicle 1P and the child work vehicle 1C is set. When the sub work vehicle 1C reaches the turn area At during the turning of the main work vehicle 1P, the sub work vehicle 1C stops at that position and waits until the main work vehicle 1P finishes the turn driving. Although control is incorporated, it is omitted in this flowchart.

さらに、このフローチャートには記載されていないが、常時この協調走行制御の終了指令が入力されたかどうかがチェックされており、協調走行制御の終了指令が入力されると、割り込み処理としてこの協調走行制御の終了処理が行われる。   Further, although not described in this flowchart, it is always checked whether or not an end command for the cooperative travel control is input. When the end command for the cooperative travel control is input, the cooperative travel control is performed as an interrupt process. The end process is performed.

〔別実施の形態〕
(1)本発明による作業車協調システムでは、親トラクタ1Pと子トラクタ1Cの走行軌跡は図1に示したような走行軌跡に限定されるわけではない。例えば、図7に示すように、往路作業走行と復路作業走行で、親トラクタ1Pに対する子トラクタ1Cの位置関係が左右方向で逆になるような走行軌跡を採用することも可能である。この走行軌跡では、転回走行軌跡も親トラクタ1Pと子トラクタ1Cとで同じでよいが、転回走行では有人操縦される親トラクタ1Pの位置の変化に、無人操縦の子トラクタ1Cが正確に追従することが難しいので、子トラクタ1Cは独自の転回走行経路を採用したほうが好都合である。
(2)上述した実施形態では、子トラクタ1Cは一台であったが、類似する制御方法で複数台の子トラクタ1Cにも本発明を適用することは可能である。その際、子トラクタ1Cが2台とすれば、2つの追従制御方法が可能である。その1つでは、第1の子トラクタ1Cは、親トラクタ1Pの軌跡に基づいて親トラクタ1Pの作業幅を考慮して追従制御され、第2の子トラクタ1Cは、親トラクタ1Pの軌跡に基づいて、第1の子トラクタ1Cの作業幅も考慮して追従制御される。他の1つでは、第1の子トラクタ1Cは、親トラクタ1Pの軌跡に基づいて追従制御され、第2の子トラクタ1Cは、第1の子トラクタ1Cを親トラクタ1Pとして追従制御される。つまり、子トラクタ1Cが複数台ある場合には、先行する子トラクタ1Cを、親トラクタ1Pとする追従制御も可能である。
(3)上述した実施の形態では、親トラクタ1Pは有人操縦式であったが、この親トラクタ1Pも、プログラム制御方式やリモコン制御方式を採用して、無人運転することも可能である。本発明は、親トラクタ1P、つまり親作業車も無人運転される形態も対象としている。
(4)上述した実施形態では、作業車として耕耘装置5を搭載したトラクタを取り上げたが、耕耘装置5に代えて散布装置や施肥装置など他の作業装置を搭載しても、本発明の特徴を有効に利用することができる。さらにはその他の作業車、例えばコンバイン、田植機、芝刈機、除草機、ブルドーザなどの土木建設機械などにも本発明は適用可能である。また、親作業車と子作業車は同機種でなくてもよい、例えばコンバインと搬送トラックなどの組み合わせでもよい。
(5)対地作業装置が耕耘装置などの場合には、親作業幅Wpと子作業幅Wcとの重なり長さであるオーバーラップOLは、基本的には必須であるが、散布装置や施肥装置などの場合、オーバーラップOLを設けずに、むしろ親作業幅Wpと子作業幅Wcとの間に所定間隔をとる、いわゆるアンダーラップが設定される。したがって、本発明では、オーバーラップOLを設定することは必須ではなく、親作業車1Pと子作業車1Cの互いの経路間隔が所定範囲を保持するような追従制御の実現が重要である。
[Another embodiment]
(1) In the work vehicle coordination system according to the present invention, the travel trajectories of the parent tractor 1P and the child tractor 1C are not limited to the travel trajectories as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 7, it is also possible to employ a travel locus in which the positional relationship of the child tractor 1C with respect to the parent tractor 1P is reversed in the left-right direction during the forward work and the backward work. In this traveling locus, the turning traveling locus may be the same for the parent tractor 1P and the child tractor 1C. However, in the turning traveling, the unmanned manipulating child tractor 1C accurately follows the change in the position of the manned maneuvering parent tractor 1P. Therefore, it is more convenient for the child tractor 1C to adopt a unique turning travel route.
(2) Although the number of child tractors 1C is one in the above-described embodiment, the present invention can be applied to a plurality of child tractors 1C by a similar control method. At that time, if there are two child tractors 1C, two follow-up control methods are possible. In one of them, the first child tractor 1C is follow-up controlled in consideration of the working width of the parent tractor 1P based on the locus of the parent tractor 1P, and the second child tractor 1C is based on the locus of the parent tractor 1P. Accordingly, the follow-up control is performed in consideration of the work width of the first child tractor 1C. In the other, the first child tractor 1C is subjected to follow-up control based on the trajectory of the parent tractor 1P, and the second child tractor 1C is subjected to follow-up control using the first child tractor 1C as the parent tractor 1P. That is, when there are a plurality of child tractors 1C, follow-up control is possible in which the preceding child tractor 1C is the parent tractor 1P.
(3) In the embodiment described above, the parent tractor 1P is manned, but this parent tractor 1P can also be operated unattended by adopting a program control method or a remote control method. The present invention is also directed to a form in which the parent tractor 1P, that is, the parent work vehicle is also driven unattended.
(4) In the above-described embodiment, the tractor equipped with the tillage device 5 is taken up as a work vehicle. However, even if another working device such as a spraying device or a fertilizer is installed instead of the tillage device 5, the features of the present invention. Can be used effectively. Furthermore, the present invention can be applied to other work vehicles such as combine, rice transplanter, lawn mower, weeder, and civil construction machines such as bulldozers. Further, the parent work vehicle and the child work vehicle may not be the same model, for example, a combination of a combine and a transport truck.
(5) When the ground work device is a tillage device or the like, the overlap OL, which is the overlap length of the parent work width Wp and the child work width Wc, is basically essential, but the application device and fertilizer In such a case, a so-called underlap is set in which a predetermined interval is provided between the parent work width Wp and the child work width Wc without providing the overlap OL. Therefore, in the present invention, it is not essential to set the overlap OL, and it is important to realize the follow-up control so that the path distance between the parent work vehicle 1P and the sub work vehicle 1C is maintained within a predetermined range.

P:親作業車
C:子作業車
Tp:親走行軌跡
Tc:子走行経路(子走行軌跡)
Tpw:親作業走行軌跡
Tpu:親転回走行軌跡
Tcw:子作業走行経路(子作業走行軌跡)
Tcu:子転回走行経路(子転回走行軌跡)
Wp :親作業幅
Wc :子作業幅
A:対地作業地
At:転回エリア
P: Parent work vehicle C: Sub work vehicle Tp: Parent travel locus Tc: Child travel route (child travel locus)
Tpw: parent work travel locus Tpu: parent turn travel locus Tcw: sub work travel route (child work travel locus)
Tcu: Child turning travel route (child turning travel locus)
Wp: Parent work width Wc: Sub work width A: Ground work area At: Turning area

Claims (1)

親作業車とこの親作業車に追従する無人操縦式の子作業車とにより対地作業を行う作業車協調システムであって、
前記親作業車の位置を検出する親位置検出モジュールと、
前記子作業車の位置を検出する子位置検出モジュールと、
前記親作業車の位置から前記親作業車の走行軌跡を算定する親走行軌跡算定部と、
転回エリアにおける1つの作業走行から次の作業走行へ移行するための前記親作業車の転回走行を検知する転回検知部と、
前記親作業車の対地作業幅及び前記子作業車の対地作業幅と、前記親作業車の作業走行軌跡と、前記子作業車の位置とに基づいて前記子作業車の作業走行時の目標走行位置を算定する作業走行目標算定部と、
前記親作業車の対地作業幅及び前記子作業車の対地作業幅と、前記親作業車の転回走行開始位置と転回走行終了位置に基づいて前記子作業車の前記転回エリアにおける転回走行経路を算定し、前記転回走行経路に基づいて転回走行時の目標走行位置を算定する転回走行目標算定部と、
前記目標走行位置に基づいて前記子作業車を無人操縦する操縦制御部と、を備え
前記子作業車の位置からの前記子作業車の走行軌跡を算定し、前記親作業車の走行軌跡と前記子作業車の走行軌跡とに基づいて対地作業残し領域の位置を算定する作業車協調システム。
A work vehicle coordination system that performs ground work with a parent work vehicle and an unmanned maneuvering child work vehicle that follows the parent work vehicle,
A parent position detection module for detecting the position of the parent work vehicle;
A child position detection module for detecting the position of the child work vehicle;
A parent travel locus calculating unit for calculating a travel locus of the parent work vehicle from the position of the parent work vehicle;
A turn detection unit for detecting the turning travel of the parent work vehicle for shifting from one work travel to the next work travel in the turn area;
Based on the ground work width of the parent work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle, the work travel locus of the parent work vehicle, and the position of the sub work vehicle, the target travel during the work travel of the sub work vehicle A work travel target calculation unit for calculating the position;
Based on the ground work width of the main work vehicle and the ground work width of the sub work vehicle, and the turning travel path in the turning area of the sub work vehicle based on the turning travel start position and the turning travel end position of the parent work vehicle. A turning travel target calculation unit that calculates a target travel position at the time of turning travel based on the turning travel route;
An operation control unit for unmanned operation of the sub work vehicle based on the target travel position ,
Work vehicle coordination that calculates a travel locus of the sub work vehicle from the position of the sub work vehicle, and calculates a position of a ground work remaining area based on the travel locus of the parent work vehicle and the travel locus of the sub work vehicle system.
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