JP6415880B2 - 走行作業機及びそれに用いられる自動操舵システム - Google Patents
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Description
このような実情に鑑み、人為操舵と自動操舵とを取り入れながらも、運転者に負担を掛けずに効率的な作業走行が可能となる走行作業機及びそれに用いられる自動操舵システムが望まれている。
また、本発明による走行作業機に用いられる自動操舵システムは、目標走行経路に沿って作業路面を自動走行するように走行機体を操舵する自動操舵システムであって、前記走行機体の特定位置である自機位置を示す測位データを出力する測位ユニットと、前記測位データと前記目標走行経路とを用いて前記走行機体が前記目標走行経路に沿うように走行するための自動操舵データを出力する操舵データ出力部と、前記操舵データ出力部から出力される前記自動操舵データに基づいて前記走行機体を操舵する自動操舵部と、自動操舵走行の途中で、これから走行すべき目標走行経路の少なくとも一部の目標走行経路区間を人為操作入力に基づいて調整する目標走行経路調整部とを備えている。そして、前記走行機体が、作業しながら直進状に自動操舵走行する直進状走行経路と、作業を行わずに前記直進状走行経路の走行終端部から方向転換すべく人為操舵走行する方向転換経路とを繰り返して走行するものであり、前記目標走行経路調整部は、前記直進状走行経路の全経路範囲において、自動操舵走行の途中で、人為操作入力に基づいて元の前記目標走行経路から平行移動された目標走行経路を、前記走行機体の進路が平行移動することなくこれから走行すべき目標走行経路として設定する。
この実施形態では、走行作業機は、植播系圃場作業機の一例である乗用田植機として構成されており、基本的には、図1から図4を用いて説明した、本発明の基本原理、及び基本的な制御機能部を備えている。図5は、この実施形態において、走行作業機の一例として採用された乗用田植機の側面図であり、図6は平面図である。走行機体1は、車体フレーム10の下部に左右一対の前輪11a及び左右一対の後輪11bを備えている。走行機体1の後部に、粉粒体タンク12aが備えられた粉粒体供給装置12が配備されている。走行機体1の後方に、車体横方向に並んだ6つの苗植付機構21、及び車体横方向に並んだ6つの粉粒体供給部22が備えられた水田作業装置2が連結されている。つまりこの実施形態では、圃場作業装置2として水田作業装置2が走行機体1に支持されている。この乗用田植機は、水田作業装置2を下降作業状態に下降させた状態で走行機体1を走行させることにより、苗植作業と施肥作業とを行うものである。
(1)上述した実施形態では、測位ユニットとして、GPSなどを用いた衛星航法に、ジャイロ加速度センサなどのセンサを用いた慣性航法の一部の機能を補完させるものが用いられているが、本発明は、この方式に限定されているわけではない。自機位置を満足できる精度で検出できる測位デバイスであれば他の方式を採用してもよい。
(2)上述した実施形態では、経路算定部81は、作業開始イベント及び作業終了イベントの検知を通じて基準経路を生成し、この基準経路に基づいて目標走行経路を算定する構成を採用していた。これに代えて、圃場の地図情報に基づいて目標走行経路を算定するアルゴリズムや、圃場の各コーナ点をティーチングして目標走行経路を算定するアルゴリズムなどを採用してもよい。また、経路算出アルゴリズムを演算制御ユニット内に構築した場合、経路算出アルゴリズムが複雑になれば要求される演算能力が高くなるという問題が生じる。この問題を回避するため、経路算出演算は、外部のコンピュータに行わせるクラウドネットワーク方式を採用してもよい。同様に、情報格納部80も外部のコンピュータ内に構築し、必要に応じて植播系圃場作業機からアクセスするような構成にしてもよい。そのためには、植播系圃場作業機にインターネットなどデータ通信回線に接続可能な通信ユニットが備えられか、あるいは運転者によって持ち込まれる。
(3)状態信号から作業開始イベントや作業終了イベントを検知する際、当該状態信号を入力から所定の遅延を設けて、作業開始イベントや作業終了イベントの発生時点とみなしてもよい。
(4)図1や図9で示された機能ブロックは、説明目的で記載されているので、特に演算制御ユニット8に構築されている各機能部は、任意に統合することまたは任意に分割することが可能であり、本発明はその機能の区分けを限定しているわけでない。
(5)本発明による走行作業機及びそれに用いられる自動操舵システムには、GNSS機能と地図データ収納機能が備えられているので、これを利用して、作業対象となる作業地への自動操舵あるいは走行経路案内を行う構成を採用することも可能である。
2 :作業装置(水田作業装置)
5 :測位ユニット
6 :状態検出手段
7 :機器制御ユニット
8 :演算制御ユニット
33 :運転部
33b :ステアリングハンドル
50 :衛星航法用モジュール
51 :慣性航法用モジュール
60 :状態検出器群
61 :検出信号処理部
64 :報知処理ユニット
65 :入力信号処理部
66 :タッチパネル
80 :情報格納部
81 :経路算定部
82 :操舵データ出力部
83 :自動操舵部
84 :姿勢ずれ算定部
87 :自動走行経路調整部
87a :人為調整部
87b :自動調整部
88 :表示データ生成部
89 :運転支援ユニット
200 :操作入力デバイス
201 :平行移動調整具
202 :回転移動調整具
211 :左移動ボタン
212 :右移動ボタン
213 :左回転ボタン
214 :右回転ボタン
Claims (8)
- 走行機体と、
前記走行機体の特定位置である自機位置を示す測位データを出力する測位ユニットと、
前記走行機体が自動操舵で作業走行するための目標走行経路を算定する経路算定部と、
前記測位データと前記目標走行経路とを用いて前記走行機体が前記目標走行経路に沿う
ように走行するための自動操舵データを出力する操舵データ出力部と、
前記操舵データ出力部から出力される前記自動操舵データに基づいて前記走行機体を操
舵する自動操舵部と、
自動操舵走行の途中で、これから走行すべき目標走行経路の少なくとも一部の目標走行
経路区間を人為操作入力に基づいて調整する目標走行経路調整部と、を備え、
前記走行機体が、作業しながら直進状に自動操舵走行する直進状走行経路と、作業を行
わずに前記直進状走行経路の走行終端部から方向転換すべく人為操舵走行する方向転換経
路とを繰り返して走行するものであり、
前記目標走行経路調整部は、前記直進状走行経路の全経路範囲において、自動操舵走行
の途中で、人為操作入力に基づいて元の前記目標走行経路から平行移動された目標走行経
路を、前記走行機体の進路が平行移動することなくこれから走行すべき目標走行経路とし
て設定する走行作業機。 - 前記目標走行経路調整部には、人為操作入力に基づいて調整された目標走行経路区間か
ら以降の目標走行経路を前記目標走行経路区間の調整量に基づいて自動調整する自動調整
部が備えられている請求項1に記載の走行作業機。 - 前記測位データに基づいて算定される前記目標走行経路に対する前記走行機体の向きと
位置に関する情報をディスプレイに表示する表示データ生成部と、前記人為操作入力を行
うための操作入力デバイスとが備えられ、前記走行すべき目標走行経路の調整は前記ディ
スプレイと前記操作入力デバイスとを通じて行われる請求項1または2に記載の走行作業
機。 - 前記表示データ生成部は、前記情報として、少なくとも前記目標走行経路区間を含む前
記目標走行経路と、前記目標走行経路区間に対する前記走行機体の向きと位置とを示すシ
ンボルとを含む情報画面を生成し、前記操作入力デバイスによる入力信号に応答して前記
ディスプレイ上での前記目標走行経路が調整される請求項3に記載の走行作業機。 - 目標走行経路に沿って作業路面を自動走行するように走行機体を操舵する自動操舵シス
テムであって、
前記走行機体の特定位置である自機位置を示す測位データを出力する測位ユニットと、
前記走行機体が自動操舵で作業走行するための目標走行経路を算定する経路算定部と、
前記測位データと前記目標走行経路とを用いて前記走行機体が前記目標走行経路に沿う
ように走行するための自動操舵データを出力する操舵データ出力部と、
前記操舵データ出力部から出力される前記自動操舵データに基づいて前記走行機体を操
舵する自動操舵部と、
自動操舵走行の途中で、これから走行すべき目標走行経路の少なくとも一部の目標走行
経路区間を人為操作入力に基づいて調整する目標走行経路調整部と、を備え、
前記走行機体が、作業しながら直進状に自動操舵走行する直進状走行経路と、作業を行
わずに前記直進状走行経路の走行終端部から方向転換すべく人為操舵走行する方向転換経
路とを繰り返して走行するものであり、
前記目標走行経路調整部は、前記直進状走行経路の全経路範囲において、自動操舵走行
の途中で、人為操作入力に基づいて元の前記目標走行経路から平行移動された目標走行経
路を、前記走行機体の進路が平行移動することなくこれから走行すべき目標走行経路とし
て設定する自動操舵システム。 - 前記目標走行経路調整部には、人為操作入力に基づいて調整された目標走行経路区間か
ら以降の目標走行経路を前記目標走行経路区間の調整量に基づいて自動調整する自動調整
部が備えられている請求項5に記載の自動操舵システム。 - 前記測位データに基づいて算定される前記目標走行経路に対する前記走行機体の向きと
位置に関する情報をディスプレイに表示する表示データ生成部と、前記人為操作入力を行
うための操作入力デバイスとが備えられ、前記走行すべき目標走行経路の調整は前記ディ
スプレイと前記操作入力デバイスとを通じて行われる請求項5または6に記載の自動操舵
システム。 - 前記表示データ生成部は、前記情報として、少なくとも前記目標走行経路区間を含む前
記目標走行経路と、前記目標走行経路区間に対する前記走行機体の向きと位置とを示すシ
ンボルとを含む情報画面を生成し、前記操作入力デバイスによる入力信号に応答して前記
ディスプレイ上での前記目標走行経路が調整される請求項7に記載の自動操舵システム。
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