JP6467897B2 - トラクタ - Google Patents
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Description
「基準測定終了」スイッチ手段(103f)の設定操作毎に新たに終了ポイント(Bn)に更新する構成とし、
車両内には車両運転情報を収集する情報管理端末(90)及び情報管理端末(90)と通信する携帯端末(92)を設けるトラクタにおいて、
「基準測定開始」スイッチ手段(103e)の設定操作毎に新たに開始ポイント(An)に更新する構成とし、
携帯端末(92)の画面には、車両が基準経路(MS)に沿って進行するようオペレータによるステアリングハンドル(24)の操舵量をアシストするためのアシスト矢印(V)又は車両画像(Tr)を表示し、
アシスト矢印(V)又は車両画像(Tr)は基準経路(MS)上に表示され、基準経路(MS)に対する左右傾斜角度を演算して、ゆるい角度のときはステアリングハンドル(24)の操舵量を少なく方向修正を行わせるよう表示し、きつい角度のときはステアリングハンドル(24)の操舵量を大きく方向修正を行わせるよう表示し、車両の進行方向が画面の上側になるよう表示し、車両の進行とともに背景画面が下方にスクロールして、画面中の車両画像(Tr)又はアシスト矢印(V)の現在地点が画面の略中央又はやや下側位置となるように設定することを特徴とするトラクタとした。
また、オペレータは基準となる目標直線や目標経路からの機体のずれ量やステアリングハンドル24の切り方向を容易に把握できる。すなわち、ステアリングハンドル24の操舵量をアシストすることができる。
請求項2及び請求項3に記載の発明によると、トラクタも移動に伴う作業軌跡がリアルタイムに表示されることができる。
請求項4に記載の発明によると、請求項1から請求項3の効果に加え、旋回判定を行った場合には、旋回点をもって終了ポイントBkとみなすので基準経路MS設定を失念する恐れがない。
そして「設定」スイッチ103cを選択してタッチ操作すると、「走行アシストモード選択」及び「作業機設定」のいずれかを指定する画面(図示せず)に切り替わり、「走行アシストモード選択」側を指定すると、「直線モード」と「曲線モード」の表記画面(図示せず)に切り替わり、いずれかを選択してタッチ操作する。なお本実施例は「直線モード」選択の場合に関する。また「作業機設定」側を指定すると、作業機例えばロータリ耕耘装置18の作業幅Wや隣接作業における重なりしろYを入力設定できる。例えば指定の数字入力部N1,N2に数値入力する構成である(図14)。
図16〜図18のフローチャート及び概要説明図に基づき、基準測定開始点すなわち開始ポイントA、及び基準測定終了点すなわち終了ポイントBを設定する手順について詳細に説明する。このとき予め走行アシスト画面Jは基本画面J1から詳細画面J2に切り替えておく。
携帯端末92の電源をONし、トラクタの情報通信端末90からGPS情報を受信可能の通信中とする(ステップ301)。そして機体を圃場内に移動し作業開始地点が至ると「アシスト開始」スイッチ103aをタッチ操作してONにし(ステップ302)、進行状況表示部102や操舵表示部104もONする(ステップ303)。この選択した地点から進行状況表示部102には作業軌跡Tが機体移動とともに表示される。次いでオペレータにおいて開始ポイントAに相応しいと判断した時点で「基準測定開始」スイッチ103eをタッチ操作し(ステップ304)、最初のタッチ操作であるかが判定されると開始ポイントAとして設定される(ステップ305,306)。ステップ305で2回目以降と判定された場合、すなわち制御部に最初のポイントAの座標が記憶されていることなどを条件に、新たにポイントAとして入力された場合には詳細画面J2にダイアログ確認の表示、例えば「強制的に基準測定を開始いたしますか?」の表示がなされ(ステップ307)、このダイアログ確認で「はい」の入力を受け付けた場合にのみ新たにポイントA1,A2…が記憶される。「基準測定開始」スイッチ103eの操作をn回繰り返すと開始ポイントAは開始ポイントAnに更新されることとなる(ステップ308)。なお前回以前の記憶された開始ポイントAn−1の記憶は消去される(図17中(A))。また旋回後であっても、「基準測定開始」スイッチ103eをタッチ操作し、ダイアログ確認を行うことによって開始ポイントA,Anを更新できる(図17中(B))。
また、上記図17中に記載のように、「基準測定開始」スイッチ103eの機能を「アシスト開始」スイッチ103aに具備させてある。したがってこの構成の場合には、前記ステップ302時点で開始ポイントAを同時に設定できるため、失念によるポイント取り直しを少なくできる。また、当該「アシスト開始」時の開始ポイントAを消去したい場合には、上記のとおり適宜の場所で「基準測定開始」スイッチ103eのタッチ操作を行えばよい。
図16のフローチャートの説明に戻り、オペレータは終了ポイントBに相応しいと判断した時点で「基準測定終了」スイッチ103fをタッチ操作する(ステップ309)。最初のタッチ操作であるかが判定され、かつ開始ポイントAまたはAnとの距離があらかじめ設定した所定量D未満でないとき、つまり開始ポイントAまたはAnとの距離Dが所定以上(例えば10m)であることの確認がなされ終了ポイントBsが設定される(ステップ310,311,312,313)。ステップ312で開始ポイントAまたはAnとの距離があらかじめ設定した所定量D未満のときは、詳細画面J2にダイアログ確認の表示、例えば「基準線終了を現在地に設定しなおしますか?」の表示がなされ(ステップ314)、このダイアログ確認で「はい」の入力を受け付けた場合にのみ新たにポイントBが記憶される(ステップ313)。また、ステップ310で、2回目以上であると判断され、かつ「アシスト開始」スイッチ103eをONの後これまでに旋回判定をされていないことを条件に終了ポイントは終了ポイントBから終了ポイントBnに更新される(ステップ315,316)(図18中(A))。
上記ステップ311で直進状態でないとき、すなわちステアリングハンドル操作がなされたときには、以下のように終了ポイントが設定される。旋回判定がなされたにもかかわらず終了ポイントBの設定が未だなされていない場合(ステップ317)、旋回点、すなわち直線状態から旋回開始に至る地点を終了ポイントBtにみなす処理を行う(ステップ318)(図18中(B))。さらに、ステップ317で旋回判定が得られない迂回運転のような場合、まずは迂回開始点、すなわち直線目標からやや外れた経路を辿る変化点を終了ポイントBkとして一旦記憶し(ステップ319)、迂回進行後「基準測定終了」スイッチ103fをタッチ操作すると、ダイアログ確認の表示がなされ(ステップ320,321)、このダイアログ確認で「はい」の入力を受け付けた場合にのみステップ322の終了ポイントBcに置き換える(ステップ322)(図18中(C))。このようにして設定した開始ポイントA又はAnのいずれか一と終了ポイントB,Bn,Bt,Bc間の線分を基準経路MSとして設定でき(ステップ323)、目標経路MLn,MRn…を設定するものである(ステップ324)。なお、開始ポイントA,Anは旋回判定の前後を問わず常時修正可能であるが、終了ポイントB,Bn等は旋回完了の後は変更を受け付けない構成としている。
上記のように、直線モードにおける基準経路の開始ポイントA,Anのいずれか一を「基準測定開始」スイッチ103eのタッチ操作によって任意に設定でき、一方終了ポイントB,Bn,Bk,Bcにおいても「基準測定終了」スイッチ103fのタッチ操作によって任意に設定でき、圃場作業の途中から走行アシスト状態とすることができる。このため、変形圃場であっても、「基準測定開始」スイッチ103eと「基準測定」スイッチ103fの操作によって適正に基準経路MSを設定でき、以後は作業幅wに応じて複数の目標経路MLn,MRn…を設定できて便利である。特に終了ポイントBkの設定について、旋回判定を行った場合には、旋回点をもって終了ポイントBkとみなすので基準経路MS設定を失念する恐れがなく、また植生する果樹等を迂回して終了ポイントBcを設定することができるので便利である。
次に図19のフローチャートに基づき、走行アシスト誘導制御について説明する。
実施例による走行アシスト画面Jの前記操舵表示部104の表示携帯が2種類に構成されていて、このうち標準誘導画面表示では操舵表示部104がランプ表示104aに構成され、この操舵表示部104をタッチ操作でランプ表示に代わり矢印表示の詳細誘導画面表示に切り替わる構成である。携帯端末92の電源をONし、トラクタの情報通信端末90からGPS情報を受信可能の通信中とする(ステップ401)。標準誘導画面が表示され(ステップ402)、「アシスト開始」スイッチ103aをON、基準経路MSが設定されると(ステップ403,404)、進行状況表示部102には、前記したように、色xの基準経路MSと色yの目標経路MLn,MRn…が平行に表示され、基準経路MS上近傍にトラクタ画像Trが画面上に進行方向を向けて表示されている(ステップ405)。現在位置Pと基準経路MSとのずれ量εがGPSからの情報によって算出される(ステップ408)。
ここで、前記操舵表示部102をタッチ操作すると、操舵表示部102は、標準誘導画面表示としてのランプ表示状態から詳細誘導画面表示としての矢印表示に切り替わる(ステップ409〜411)。
すなわち、前記詳細誘導画面表示では、トラクタ機体の進行方向を図20において上側に設定され、機体進行とともに画面中のトラクタ画像Tr(又は広幅矢印)は、背景画面が下方にスクロールして、トラクタ画像Trの現在地点が進行方向表示部102の略中央やや下方となるように設定してある。そして、詳細誘導画面表示状態の操舵表示部104にはアシスト矢印Vを表示し、該矢印Vの方向は、機体の進行に合わせて進行状況表示部102のトラクタ画像Trが進路に沿って移動する様子を表示できる構成としている。そして中央の十字ポイントKから左右方向に隔てて表示できる構成としている。即ち、機体が基準経路MSに対して外れた距離Eの大小が中央十字ポイントKからの左右方向の隔たり量(偏移量)εによって目視判定できるように表示し、アシスト矢印V方向は目標直線や目標経路に対する機体の指向方向を表示している。このように、操舵表示部104のアシスト矢印V表示によって、オペレータは基準となる目標直線や目標経路からの機体のずれ量やステアリングハンドル24の切り方向を容易に把握できる(ステップ412)。
次に機体の直進状態か否かが判定される(ステップ413)。直進状態であると判定されると、機体進行方向線Stを演算する(ステップ414)。ステップ414の演算とともに、基準経路MSに対する機体進行方向線Stのなす角度θを算出し、トラクタ画像Trが上向く状態となるように進行状況表示部102を回転表示させる(ステップ415〜417)。
なお、上記角度θは、具体的にはGPS情報による経緯度位置情報に基づいて、機体進行方向線Stの方位角と基準経路MSの方位角との差から算出している。なお基準経路MSの方位角は進行方向に沿う方向にあらかじめ決定するものとする。
操舵表示部104におけるアシスト矢印Vに展開し(ステップ418)、そしてアシスト走行を行うが、例えば左右傾斜度を適宜演算して中央十字ポイントKに向けてゆるい角度のときはステアリングハンドル24の操舵量を少なく方向修正を促し、きつい角度のときはステアリングハンドル24の操舵量を大きく方向修正を行わせるよう表示させることができる(ステップ419)。なお、簡易的な表示としては、前記ずれ量E乃至隔たり量εに応じてその傾きを変更する形態としてもよい。図21に示すように、機体が基準経路MS路に対し外れた距離Eの大小によってその距離Eが大きいときは(ε=ε3)、傾きを大きくし(θ=θ3)、距離が小となるに従い(ε=ε2→ε=ε1)、傾きが緩くなるように設定する(θ=θ2→θ=θ1)。この場合、矢印Vの指向する方向は中央十字ポイントKを通る中心線に向かわせることにより、オペレータは単に目標経路から隔たっていることを視認できるのみならず、修正に必要なステアリングハンドル24の操舵回転量の大小を把握できる。
以後「アシスト終了」スイッチ103dをONにして走行アシスト状態を終了する(ステップ420,421)。
前記のフローチャートにおけるステップ409でNoの判定が行われると、操舵表示部102はランプ表示を維持継続しており、機体の直進状態を確認の上、ずれ量Eに見合うランプ表示を行い、方向修正を促すことができる(ステップ422〜424)。すなわち図22の実施一例では、左右に複数並べて設ける操舵表示ランプ110,110…は、中央1個が緑色110gで、その隣2個が橙色110o、残りは赤色110rのランプ色となっている。前記ずれ量Eの大小に伴って該当のランプが点灯するが、実施例では常時隣接の3個のランプ110,110…を点灯させることによって簡易に把握できるようにしている。
したがって、左右変位の赤色110rのランプ110,110…が点灯するときは、中央1個の緑色110g,および隣接2個の橙色が点灯する状態になるよう、オペレータは、ステアリングハンドル24を左・右操舵し、方向修正するものである。
前記図20,22において、現在の作業軌跡Tを表示しながら進行するが、異なる着色によって作業回数を把握できるように構成している。例えば図20において、1回目の作業、2回目の作業、3回目の作業を重ねていくにつれ段々とその着色表記が濃くなるように設定している。
次に、旋回時の目標経路選択制御について説明する。
携帯端末92の電源をONし、トラクタの情報通信端末90からGPS情報を受信可能の通信中とする(ステップ501)。進行状況表示部102,操舵表示部104は表示状態となり(ステップ502)、基準経路MSに沿ってトラクタをアシスト走行する(ステップ503)。圃場端部に至るとステアリングハンドル24を操舵操作して旋回に入り、ステアリングハンドル24の回転を検出できるセンサ(図示せず)からの出力に基づいて「操舵操作」有りを検出すると、次いで前輪切角センサ(図示せず)からの出力値を判定して切角が所定値(例えば40度)以上のときは旋回と判定し、以下のときは方向修正と判定する(ステップ505〜507)。ここで旋回と判定された場合には、それまでの基準経路MSから離れて隣接の目標経路MLn,MRnのうち、最も機体が接近している経路を選択して新基準経路MS´として置換する(ステップ508)。このとき、新基準経路MS´は目標経路の色yから色xに置換される。
ついで、「旋回完了」の判定(後述)がなされると、上記新基準経路MS´によるアシスト走行となり、すなわち、新基準経路MS´の色xに沿ってトラクタ画像Trを走行移動させることとなる(ステップ509〜511)。さらに「アシスト終了」スイッチ103dのON操作によってアシスト走行を終了する(ステップ512,513)。
なお、複数にわたって演算表示されている目標経路MLn,MRnのうち、トラクタの現在位置Pを刻々GPS情報に基づいて演算しながら、現在位置Pに一番近い目標経路となったものを選択して色yから色xに置換するように設定しており、隣接作業であっても一列おきに作業する形態をとっても常に目標経路から基準経路に置換でき、あわせてその表示色を置換するものであるから、アシスト走行を行うに便利である。
前記の「旋回完了」判定について、例えば次のように構成する。機体直進中であるか否かを判定する機体直進中判定手段、進行方向線Stが目標経路MLn,MRnに対して所定角度以下に収まっているか否かを判定する旋回方位確認手段を構成し、これらが同時に直進中であること及び旋回方位内であることの条件が整うことで「旋回完了」判定を行う。
このうち機体直進中判定手段は、例えば次のように構成される。管理端末90の制御部はGPSによる位置情報を刻々入力し、現在位置Pの座標位置データを入力している。qポイント前(例えば3ポイント前)の座標位置データと、rポイント前(例えば10ポイント前)の座標位置データを入力し、現在位置Pとのベクトルを演算し、これらのなす角度の余弦(cos)がcosσ(σは微小角とし、例えば1°など)より大の場合には「移動直進判定」とする。この「移動直進判定」を元に、当該機体のステアリングハンドル24の操舵に伴う切れ角の特性を補正する。例えば「移動直進判定」中の切れ角センサ(図示せず)の値を対比記録し、直進状態の切れ角センサ値を任意に設定できる。また、旋回方位確認手段は、GPSによる軌跡データより現在の進行方向を知り、GPSのvポイント前から現在位置Pまでの差で方位角を演算し方位を決定する構成である。
前記図19のフローチャートに関して、ステップ415〜417にて詳述した進行状況表示部102の回転は、基準経路MSに対する機体進行方向線Stのなす角度θを算出し、トラクタ画像Trが上向く状態となるように進行状況表示部102を回転表示させるが、トラクタ画像Trのボンネット先端部を中心に進行状況表示部102を回転させる画像設定とすることにより、基準経路MSとのずれを修正するに際して、トラクタ画像Trの先端部が基準経路MSに沿うようにステアリング操作を行えばよい。現実には農業用トラクタの旋回時の中心は左右後輪の中間部乃至その近傍にあり、これを仮想のトラクタ画像Tr及びその環境に置き換えようとすると画像形態によっては目視可能な表現ができない場合がある。つまり着色画像に中心点を表記することは視認性を損ない、的確な操縦操作に還元でき難いこととなるが、上記のようにトラクタ画像など進行物体を現す画像の先頭乃至先端部分を回転中心におくことにより容易に仮想化画像を現実に対応させることができる。
103a 「アシスト開始」スイッチ手段
103e 「基準測定開始」スイッチ手段
103f 「基準測定終了」スイッチ手段
A,An 開始ポイント
B,Bn 終了ポイント
Bk,Bt 終了ポイント
MS 基準経路
MLn 目標経路
MRn 目標経路
Claims (5)
- GPSによる機体の地点情報の入力と機体の走行状態の入力により進行状況表示部(102)に直線の基準経路(MS)を設定する手段と、該進行状況表示部(102)に該基準経路(MS)と平行に目標経路(MLn,MRn…)を設定する手段を備え、上記基準経路(MS)の開始ポイント(A,An)を設定する「基準測定開始」スイッチ手段(103e)を設けるとともに終了ポイント(B,Bn…)を設定する「基準測定終了」スイッチ手段(103f)を設け、
「基準測定終了」スイッチ手段(103f)の設定操作毎に新たに終了ポイント(Bn)に更新する構成とし、
車両内には車両運転情報を収集する情報管理端末(90)及び情報管理端末(90)と通信する携帯端末(92)を設けるトラクタにおいて、
「基準測定開始」スイッチ手段(103e)の設定操作毎に新たに開始ポイント(An)に更新する構成とし、
携帯端末(92)の画面には、車両が基準経路(MS)に沿って進行するようオペレータによるステアリングハンドル(24)の操舵量をアシストするためのアシスト矢印(V)又は車両画像(Tr)を表示し、
アシスト矢印(V)又は車両画像(Tr)は基準経路(MS)上に表示され、基準経路(MS)に対する左右傾斜角度を演算して、ゆるい角度のときはステアリングハンドル(24)の操舵量を少なく方向修正を行わせるよう表示し、きつい角度のときはステアリングハンドル(24)の操舵量を大きく方向修正を行わせるよう表示し、車両の進行方向が画面の上側になるよう表示し、車両の進行とともに背景画面が下方にスクロールして、画面中の車両画像(Tr)又はアシスト矢印(V)の現在地点が画面の略中央又はやや下側位置となるように設定することを特徴とするトラクタ。 - 車両に装着する作業機はロータリ耕耘装置(18)であって、携帯端末(92)には、作業幅(W)及び隣接作業における重なりしろ(Y)を入力可能とし、
車両の進行に応じて耕耘作業軌跡(T)を着色することを特徴とする請求項1に記載のトラクタ。 - 耕耘作業軌跡(T)の着色は作業回数を重ねるについて濃くなる表示をする請求項2記載のトラクタ。
- 前記「基準測定終了」スイッチ手段(103f)の設定操作の無いことを条件に、機体の旋回判定に基づいて旋回点を終了ポイント(Bt)に設定する構成とする請求項1から請求項3のいずれか一に記載のトラクタ。
- 迂回開始点を一旦終了ポイント(Bk)に仮に設定し、その後の「基準測定終了」スイッチ手段(103f)の設定操作が有るときは終了ポイント(Bc)に置き替える構成とした請求項1から請求項4のいずれか一に記載のトラクタ。
Priority Applications (9)
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