JP6679508B2 - 基準局 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両を自律走行させる際に基準位置を特定させる基準局に関する。

近年、圃場での農作業を効率よく簡便に行うため、オペレータが登場していない無人の作業車両を自律的に走行させる自律走行システムが開発されている。このような自律走行システムにおいては、基準点に設置された基準局を備え、作業車両及び基準局の双方において、測位衛星からの衛星測位情報を取得することで、作業車両の位置を精度よく認識させている（特許文献１参照）。基準局は、作業車両の作業領域付近に配置することが好ましく、特に、盗難や故障などを考慮すれば、可搬式とすることが求められる。なお、携帯端末用の通信ネットワークの分野においては、簡易に設置可能な可搬型基地局装置（アクセスポイント）が提供されている（特許文献２参照）。

特開２０１４−０８５１６８号公報 特開２００７−２５９２８９号公報

しかしながら、特許文献２の可搬型基地局装置は、端末装置との通信を目的とするものであり、作業車両の自律走行システムにおける基準局のように、測位衛星との通信を行うものではない。また、自律走行システムにおける基準局を可搬型とした場合、移動局となる作業車両との通信範囲を広くするために、移動局との通信に使用する無線アンテナを高い位置に設置することが好ましい。

本願発明は、自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、前記無線通信アンテナが前記測位アンテナより高い位置に支持されるというものである。

本願発明は、自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、前記無線通信アンテナの間に前記測位アンテナが設けられるというものである。

本願発明は、自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、前記無線通信アンテナが着脱自在に取り付けられる支持棒が、支持脚体に対して、上方から挿抜可能に構成されており、前記支持脚体は、前記支持棒との連結部分より下方位置に、前記通信装置が固定される通信装置固定部を有し、前記支持棒上端に前記無線通信アンテナが固定される無線通信アンテナ固定部を有する一方、前記支持脚体上端に前記測位アンテナが固定される測位アンテナ固定部を有しており、前記無線通信アンテナが前記測位アンテナより高い位置に支持されるというものである。

前記支持脚体は、台座部より上方に棒状の支持ステーが立設されるとともに、前記測位アンテナ固定部を備えたアンテナ支持ブラケットが前記支持ステー上端に設置されて構成されており、前記アンテナ支持ブラケットには、前記支持ステーと平行となる筒状の支持棒保持部が、前記測位アンテナ固定部と共に併設されており、該支持棒保持部に前記支持棒が挿入されることで、前記支持棒が前記支持ステーに対して偏倚して支持されるものとしてもよい。

前記アンテナ支持ブラケットは、前記支持ステーに貫通されて固定された二段構造を有しており、前記アンテナ支持ブラケットの上段に前記測位アンテナ固定部が設けられて、前記測位アンテナを支持する一方、前記アンテナ支持ブラケットの下段に前記通信装置固定部が設けられて、通信装置支持ブラケットを介して前記通信装置を吊り下げ支持しており、前記支持棒保持部が、前記支持ステー側方で前記アンテナ支持ブラケットの上下段を連結して設けられるものとしてもよい。

本願発明は、自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、前記無線通信アンテナが着脱自在に取り付けられる支持棒が、支持脚体に対して、上方から挿抜可能に構成されており、前記支持脚体は、前記支持棒との連結部分より下方位置に、前記通信装置が固定される通信装置固定部を有し、前記支持棒の上端に前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナが固定されており、前記支持脚体が、前記支持棒と連結する支持ステーと、該支持ステーを中心に下方に向かって放射状に伸びる複数の支脚ステーとを備えており、前記支持ステー下方であって前記支脚ステーに囲まれた箇所に前記通信装置を支持する通信装置固定部が構成されるものとしてもよい。

前記通信装置は、前面に操作部を具備するとともに、下側側面に前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれとアンテナ線を介して接続される複数のアンテナ端子を具備しており、前記通信装置に電力供給するバッテリが前記通信装置の左右一側面から挿抜可能であるものとしてもよい。

本発明によれば、支持脚体における支持棒との連結部分より下方位置に通信装置固定部を設けた構成とするため、重量のある部品である通信装置を支持脚体の下側部分に配置できることから、可搬型基準局の重心が下側となる。従って、可搬型基準局の高さが高くなったとしても、基準点において可搬型基準局を安定した姿勢で立設でき、転倒による機器の破損や自律走行の緊急停止を回避できる。また、可搬型基準局の重心が下側となることから、無線通信アンテナを支持棒により高い位置に設置できるため、移動局となる作業車両との通信を比較的広範囲で実行できるだけでなく、遮蔽物による通信の遮断も抑制できる。

本発明によれば、可搬型基準局が、支持脚体、支持棒、測位アンテナ、無線通信アンテナ、及び通信装置それぞれに分解可能に構成されているため、移動局となる作業車両や別の運搬車両に分解した可搬型基準局を積載して、自律走行を実行する作業上まで運搬することが可能となる。

実施形態におけるロボットトラクタの全体側面図である。 ロボットトラクタの平面図である。 ロボットトラクタの機能ブロック図である。 第１実施形態の可搬型基準局の全体構成を示す斜視図である。 同可搬型基準局における無線通信アンテナ固定部の構成を示す分解斜視図である。 同可搬型基準局における測位アンテナ固定部周辺の構成を示す分解斜視図である。 同可搬型基準局における基準局通信装置の構成を示す正面図である。 同可搬型基準局の背面拡大図である。 同可搬型基準局における測位アンテナ固定部周辺の構成を示す斜視図である。 第２実施形態の可搬型基準局の全体構成を示す斜視図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず始めに、本発明に係る作業車の一例であるロボットトラクタ１（以下、単に「トラクタ」と称する場合がある。）について説明する。トラクタ１は、圃場を自律走行する機体２を備える。機体２には、図１及び図２において鎖線で示す作業機３が着脱可能に備えられる。当該作業機３は農作業に用いられる。この作業機３としては、例えば、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機があり、これらの中から必要に応じて所望の作業機３を選択して機体２に装着することができる。機体２は、装着された作業機３の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。

本明細書において自律走行とは、図３に示すようにトラクタ１が備える自律走行制御装置５１等によって、当該トラクタ１が走行のために備える構成が制御され、予め定められた経路に沿ってトラクタ１が走行することを意味する。また、本明細書において自律作業とは、トラクタ１が作業のために備える構成が自律走行制御装置５１等によって制御され、予め定められた経路に沿ってトラクタ１が作業を行うことを意味する。

以下の説明では、自律走行及び自律作業を行うトラクタを「無人トラクタ」又は「ロボットトラクタ」と称し、オペレータが直接操作することにより走行して作業を行うトラクタを「有人トラクタ」と称することがある。圃場内において農作業の一部が無人トラクタにより行われる場合、残りの農作業は有人トラクタにより行われる。単一の圃場において無人トラクタ及び有人トラクタにより農作業を分担して行うことを、農作業の協調作業、追従作業、随伴作業等と称することがある。なお、上記の協調作業には、ある圃場において農作業を無人トラクタが行い、それと同時に別の圃場において農作業を有人トラクタが行うことが含まれても良い。

本実施形態において、無人トラクタと有人トラクタの違いは、オペレータの直接操作の有無であり、トラクタとしての構成は無人と有人とで共通である。即ち、無人トラクタであっても、オペレータが搭乗（乗車）して直接操作することができる（言い換えれば、有人トラクタとして使用することができる）。また、有人トラクタであっても、オペレータが降車して自律走行及び自律作業を行わせることができる（言い換えれば、無人トラクタとして使用することができる）。

トラクタ１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。トラクタ１の機体である機体２は、図１に示すように、その前部が左右一対の前輪７，７で支持され、その後部が左右一対の後輪８，８で支持されている。前輪７，７及び後輪８，８が走行部を構成している。

機体２の前部にはボンネット９が配置されている。このボンネット９内にはトラクタ１の駆動源であるエンジン１０及び燃料タンク（図示省略）等が収容されている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成しても良い。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電気モータを使用しても良い。

ボンネット９の後方には、オペレータが搭乗するキャビン１１が配置されている。このキャビン１１の内部には、オペレータが操向操作するためのステアリングハンドル１２と、オペレータが座ることが可能な座席１３と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、農業用作業車両は、キャビン１１付きのものに限るものではなく、キャビン１１を備えないものであってもよい。

図示は省略するが、上記の操作装置としては、例えばモニタ装置、スロットルレバー、主変速レバー、昇降レバー、ＰＴＯスイッチ、ＰＴＯ変速レバー及び複数の油圧変速レバー等が挙げられる。これら操作装置は、座席１３の近傍又はステアリングハンドル１２の近傍に配置されている。

モニタ装置は、トラクタ１の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバーは、エンジン１０の回転速度を設定するものである。主変速レバーは、ミッションケース２２の変速比を変更操作するものである。昇降レバーは、機体２に装着された作業機３の高さを所定範囲内で昇降操作するものである。ＰＴＯスイッチは、ミッションケース２２の後端側から外向きに突出したＰＴＯ軸（動力取出軸）への動力伝達を継断操作するものである。すなわち、ＰＴＯスイッチがＯＮ状態であるときＰＴＯ軸に動力が伝達されてＰＴＯ軸が回転し、作業機３が駆動される一方、ＰＴＯスイッチがＯＦＦ状態であるときＰＴＯ軸への動力が遮断されてＰＴＯ軸が回転せず、作業機３が停止する。ＰＴＯ変速レバーは、作業機３に入力される動力の変更操作を行うものであり、具体的にはＰＴＯ軸の回転速度の変速操作を行うものである。油圧変速レバーは、油圧外部取出バルブを切換操作するものである。

図１に示すように、機体２の下部には、その骨組を構成するシャーシ２０が設けられている。当該シャーシ２０は、機体フレーム２１、ミッションケース２２、フロントアクスル２３、及びリアアクスル２４等から構成されている。

機体フレーム２１は、トラクタ１の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン１０を支持している。ミッションケース２２は、エンジン１０からの動力を変化させてフロントアクスル２３及びリアアクスル２４に伝達する。フロントアクスル２３は、ミッションケース２２から入力された動力を前輪７に伝達するように構成されている。リアアクスル２４は、ミッションケース２２から入力された動力を後輪８に伝達するように構成されている。

図３に示すように、トラクタ１は、機体２の動作（前進、後進、停止及び旋回等）並びに作業機３の動作（昇降、駆動、及び停止等）を制御するための制御部として、車両バス回線１８を介して相互に通信可能としたエンジン制御装置１５、変速機制御装置１６、及び作業機制御装置１７を備える。エンジン制御装置１５が、エンジン１０に設けられる燃料噴射装置としてのコモンレール装置４１と電気的に接続されており、変速機制御装置１６が、エンジン１０からの動力を変速させる油圧式変速装置などを含む変速機４２と電気的に接続されている。また、作業機制御装置１７が、作業機昇降アクチュエータ４４と電気的に接続されている。

コモンレール装置４１は、エンジン１０の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン１０の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブが制御装置４で開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置４１に圧送された高圧の燃料が各インジェクタからエンジン１０の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。

変速機４２は、具体的には例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置であり、ミッションケース２２に備えられている。変速機４２を制御装置４により制御して斜板の角度を適宜に調整することにより、ミッションケース２２の変速比を所望の変速比にすることができる。

昇降アクチュエータ４４は、例えば作業機３を機体２に連結している三点リンク機構を動作させることにより、作業機３を退避位置（農作業を行わない位置）又は作業位置（農作業を行う位置）の何れかに上げ下げするものである。昇降アクチュエータ４４を制御装置４により制御して作業機３を適宜に昇降動作させることにより、例えば圃場領域の所望の高さで作業機３により農作業を行うことができる。

また、エンジン制御装置１５には、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ３１、後輪８の回転速度を検出する車速センサ３２、ハンドル１２の回動角度（操舵角）を検出する操舵角センサ３３等のセンサ類も電気的に接続している。これらセンサの検出値が検出信号に変換されてエンジン制御装置１５に送信される。

上述のような制御装置１５〜１７を備えるトラクタ１は、キャビン１１内に搭乗したオペレータの各種操作に基づき、制御装置１５〜１７が車両バス回線１８を介して相互に通信して、トラクタ１の各部（機体２、作業機３等）を制御することで、圃場内を走行しながら農作業を実行可能に構成されている。加えて、実施形態のトラクタ１は、例えばオペレータが搭乗しなくても、遠隔操作装置４６により出力される所定の制御信号に基づいて自律走行させることが可能となっている。

具体的には、図３に示すように、このトラクタ１は自律走行を可能とするための自律走行制御装置５１等の各種の構成が追加されている。更に、トラクタ１は、測位システムに基づいて自ら（の機体）の位置情報を取得するために必要な測位アンテナ６等の各種の構成を備えている。このような構成により、トラクタ１は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して、圃場上を自律走行することが可能となっている。

次に、自律走行のためにトラクタ１が備える構成について詳細に説明する。具体的には、トラクタ１は、図１及び図３に示すように、自律走行制御装置５１、操舵制御装置５２、測位測量装置５３、無線通信ルータ（小電力データ通信装置）５４、リモコン受信機（特定小電力無線装置）５５、操舵アクチュエータ４３、測位アンテナ６、及び無線通信用アンテナユニット４８等を備える。

自律走行制御装置５１及び操舵制御装置５２は、車両バス回線１８を介して、エンジン制御装置１５、変速機制御装置１６、及び作業機制御装置１７それぞれと相互に通信可能に構成されている。また、自律走行制御装置５１は、車両バス回線１８による操縦用通信系統とは別系統となる自律走行用通信系統における自律走行バス回線５６を介して、測位測量装置５３、無線通信ルータ５４、及びリモコン受信機５５それぞれと相互通信可能となっている。

操舵アクチュエータ４３は、例えば、ステアリングハンドル１２の回転軸（ステアリング軸）の中途部に設けられ、ステアリングハンドル１２の回動角度（操舵角）を調整するものである。予め定められた経路をトラクタ１が（無人トラクタとして）走行する場合、操舵制御装置５２は、当該経路に沿ってトラクタ１が走行するようにステアリングハンドル１２の適切な回動角度を算出し、算出した回動角度でステアリングハンドル１２が回動するように操舵アクチュエータ４３を制御する。また、操舵制御装置５２は、車両バス回線１８を介して、エンジン制御装置１５、変速機制御装置１６、及び作業機制御装置１７それぞれと通信することで、トラクタ１の車速に応じた操舵を実行できる。なお、操舵アクチュエータ４３はステアリングハンドル１２の回動角度を調整するものではなくトラクタ１の前輪７の操舵角を調整するものであってもよく、その場合、旋回走行を行ったとしてもステアリングハンドル１２は回転しない。

測位アンテナ６は、例えば衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを構成する
測位衛星からの信号を受信するものである。図１に示すように、測位アンテナ６は、キャビン１１における屋根１４の上面に配置されている。測位アンテナ６で受信された信号は、図３に示す測位測量装置５３に入力されて、測位測量装置５３でトラクタ１（厳密には、測位アンテナ６）の位置情報が、例えば緯度・経度情報として算出される。当該測位測量装置５３で算出された位置情報は、自律走行制御装置５１により取得されて、トラクタ１の制御に利用される。

測位測量装置５３は、無線通信用アンテナユニット４８における第１無線通信アンテナ４８ａと電気的に接続しており、特定小電力無線による第１無線通信ネットワーク（例えば、９２０ＭＨｚ帯の無線通信ネットワーク）を通じて、後述する基準局（可搬型基準局）６０と通信を行う。図１に示すように、無線通信用アンテナユニット４８は、キャビン１１における屋根１４の上面に配置されている。測位測量装置５３は、第１無線通信アンテナ４８ａを介して、圃場近接位置に設置された基準局６０と通信することで、基準局６０からの補正情報によりトラクタ１（移動局）の衛星測位情報を補正して、トラクタ１の現在位置を求める。例えば、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ測位）、ＲＴＫ測位（リアルタイムキネマティック測位）等の各種の測位方法を適用することができる。

本実施形態では、例えば、ＲＴＫ測位を適用しており、移動局側となるトラクタ１に測位アンテナ６を備えるのに加えて、基準局測位アンテナ６１を備えた基準局６０が備えられている。基準局６０は、例えば、圃場の周囲等、トラクタ１の走行の邪魔にならない位置（基準点）に配置されている。基準局６０の設置位置となる基準点の位置情報は予め設定されている。基準局６０には、トラクタ１の測位測量装置５３及び第１無線通信アンテナ４８ａによる通信装置との間で構築される第１無線通信ネットワークを介して通信可能な基準局通信装置６２が備えられている。

ＲＴＫ測位では、基準点に設置された基準局６０と、位置情報を求める対象の移動局側となるトラクタ１の測位アンテナ６との両方で測位衛星６３からの搬送波位相（衛星測位情報）を測定している。基準局６０では、測位衛星６３から衛星測位情報を測定する毎に又は設定周期が経過する毎に、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む補正情報を生成して、基準局通信装置６２からトラクタ１の第１無線通信アンテナ４８ａに補正情報を送信している。トラクタ１（移動局に相当する）の測位測量装置５３は、測位アンテナ６にて測定した衛星測位情報を、基準局６０から送信される補正情報を用いて補正して、トラクタ１の現在位置情報（例えば、緯度情報・経度情報）を求めている。

なお、本実施形態ではＧＮＳＳ−ＲＴＫ法を利用した高精度の衛星測位システムを利用しているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。ＧＮＳＳ−ＲＴＫは、位置のわかっている基準局の情報に基づいて、補正して精度を高めた測位方式で、基準局からの情報の配信方法の違いで複数の方式が存在する。本発明はＧＮＳＳ−ＲＴＫ方式には依存しないので、本実施例では詳細は割愛する。

また、測位測量装置５３は、衛星測位によるトラクタ１（機体２）の位置情報だけでなく、慣性測量による前後左右の傾斜角情報を計測可能になっている。測位測量装置５３で計測された傾斜角情報は、自律走行制御装置５１により位置情報（緯度・経度情報）と対応付けた状態で取得されて、トラクタ１の制御に利用される。なお、測位測量装置５３は、圃場面に対する測位アンテナ６の高さ位置、ひいてはトラクタ１（機体２）の車高を計測することも可能である。

無線通信用アンテナユニット４８は、トラクタ１のキャビン１１の屋根１４の上面に配置されており、周波数帯域の異なる第１〜第３無線通信ネットワークと通信接続する第１
〜第３無線通信アンテナ４８ａ〜４８ｃを備えている。第１無線通信ネットワークは、基準局６０による測位情報を通信させるべく、例えば、データ伝送速度の速い９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線などで構築される。第２無線通信ネットワークは、画像データなどのデータ容量の多いデータを高速で通信でさせるべく、例えば、２．４ＧＨｚ帯の小電力データ通信システムなどで構築される。第３無線通信ネットワークは、第２無線通信ネットワークと比べてデータ伝送量が少ないため、例えば、４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線などで構築される。

第１無線通信アンテナ４８ａは、測位測量装置５３と電気的に接続しており、第２無線通信アンテナ４８ｂは、無線通信ルータ５４と電気的に接続しており、第３無線通信アンテナ４８ｃは、リモコン受信機５５と電気的に接続している。第２無線通信アンテナ４８ｂと接続された無線通信ルータ５４は、第２無線通信ネットワークを通じて、トラクタ１外部のオペレータにより操作される画像表示可能な遠隔操作装置７０と通信を行う。無線通信ルータ５４は、遠隔操作装置７０からの制御信号を受信し、自律走行バス回線５６を介して自律走行制御装置５１に送信する。第３無線通信アンテナ４８ｃと接続されたリモコン受信機５５は、第３無線通信ネットワークを通じて、トラクタ１外部のオペレータにより操作される緊急停止用リモコン７１と通信を行う。リモコン受信機５５は、緊急停止用リモコン７１からの制御信号を受信し、自律走行バス回線５６を介して自律走行制御装置５１に送信する。

遠隔操作装置７０は、具体的には、タッチパネルを備えるタブレット型のパーソナルコンピュータとして構成される。オペレータは、遠隔操作装置７０のタッチパネルに表示された情報（例えば、自律走行を行うときに必要な圃場の情報等）を参照して確認することができる。また、オペレータは、遠隔操作装置７０を操作して、トラクタ１の自律走行制御装置５１に、トラクタ１を制御するための制御信号を送信する。なお、実施形態の遠隔操作装置７０はタブレット型のパーソナルコンピュータに限るものではなく、これに代えて、例えばノート型のパーソナルコンピュータで構成することも可能である。あるいは、有人のトラクタ（図示省略）を無人のトラクタ１に随伴して走行させる場合、有人側のトラクタに搭載されるモニタ装置を遠隔操作装置とすることもできる。

自律走行制御装置５１は、遠隔操作装置７０を用いるオペレータの指示に基づいて、圃場領域（走行領域）での走行経路を算出する。そして、自律走行制御装置５１は、算出した走行経路とトラクタ１の位置情報とを比較することで、走行経路上のトラクタ１位置を確認し、傾斜角情報などを考慮して、トラクタ１の操舵角や走行速度を算出し、車両バス回線１８を通じて、各制御装置１５〜１７，５２と通信する。これにより、トラクタ１は、当該走行経路に沿って自律走行しつつ、作業機３による農作業を行うことができる。このように、トラクタ１が自律走行する圃場領域（走行領域）内の経路を、以下の説明において「走行経路」と称する場合がある。また、圃場領域（走行領域）においてトラクタ１の作業機３による農作業の対象となる領域（作業領域）は、圃場領域の全体から枕地及び余裕代を除いた領域として定められ、オペレータ等が後述の登録点の登録作業を実行したときにこれら登録点とトラクタ１の作業幅とに基づいて設定される。

緊急停止用リモコン７１は、トラクタ１を緊急停止させるためのリモコンスイッチであって、遠隔操作装置７０を操作するオペレータにより所有され、当該オペレータによりスイッチ操作がなされたときに、緊急停止の制御信号を送信する。緊急停止用リモコン７１は、緊急停止ボタン７２をリモコン本体表面から突出させており、オペレータが緊急停止ボタン７２を押すことで、緊急停止の制御信号を送信する。更に、緊急停止用リモコン７１は、遠隔操作装置７０に着脱自在に構成されるとともに、オペレータの首に掛けるなど身体に密着させるべく、ストラップ（紐状部材）を取り付け可能に構成されている。

自律走行制御装置５１は、緊急停止用リモコン７１における緊急停止ボタン７２へのオペレータの操作に基づいて、エンジン制御装置１５との通信により、コモンレール装置４１における燃料噴射を停止させるとともに、変速機制御装置１６との通信により、変速機４２を中立状態とした上で、後述のブレーキ装置２６による制動動作を作用させる。このとき、自律走行制御装置５１は、操舵制御装置５２との通信により、ハンドル１２を中立位置とするように操舵アクチュエータ４３を制御して、左右の前輪７，７の方向を直進方向に向けるものとしてもよい。

自律走行制御装置５１は、測位測量装置５３における基準局６０との通信状態（第１通信ネットワークにおける通信状態）、無線通信ルータ５４における遠隔操作装置７０との通信状態（第２通信ネットワークにおける通信状態）、及び、リモコン受信機５５による緊急停止用リモコン７１との通信状態（第３通信ネットワークにおける通信状態）それぞれを、自律走行バス回線５６を介して確認する。自律走行制御装置５１は、第１〜第３通信ネットワークのいずれかでの通信状態が遮断されたことを確認すると、エンジン制御装置１５及び変速機制御装置１６などと通信することで、トラクタ１の自律走行を緊急停止させる。なお、測位測量装置５３、無線通信ルータ５４、及びリモコン受信機５５はそれぞれ、通信相手からの信号を所定期間以上受信しない場合には、当該通信相手との通信が遮断されたものと判定する。

更に、トラクタ１には、ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーの操作と自動制御という２つの系統によって、左右の後輪８，８にブレーキを掛ける左右一対のブレーキ装置２６，２６を設けている。すなわち、左右両方のブレーキ装置２６，２６は、ブレーキペダル（又は駐車ブレーキレバー）の制動方向への操作によって、左右両方の後輪８，８にブレーキを掛けるように構成されている。また、ハンドル１２の回動角度が所定角度以上になれば、変速機制御装置１６の指令によって、旋回内側の後輪８に対するブレーキ装置２６が自動的に制動動作をするように構成されている（いわゆるオートブレーキ）。

また、トラクタ１には、前方、側方又は後方に障害物があるか否かを検出する障害物センサ３５が取り付けられている。障害物センサ３５は、レーザセンサ、超音波センサ等によって構成され、トラクタ１の前方、側方及び後方に存在する障害物を認識し、検出信号を生成する。また、トラクタ１は、前方、側方、及び後方を撮影するカメラ３６が取り付けられる。障害物センサ３５及びカメラ３６は、無線通信ルータ５４と無線通信可能な構成とし、無線通信ルータ５４及び自律走行バス回線５６を介して、障害物検出信号及び画像信号を自律走行制御装置５１に送信する。そして、無線通信ルータ５４が、第２無線通信ネットワークを通じて、カメラ３６からの画像信号を遠隔操作装置７０に送信することで、遠隔操作装置７０にトラクタ１周辺の画像を表示させることができる。なお、障害物センサ３５及びカメラ３６は、自律走行バス回線５６を介して自律走行制御装置５１と有線接続されるものであっても構わない。

可搬型基準局６０は、自律走行するトラクタ（作業車両）１と無線通信する基準局無線通信アンテナ６４と、測位衛星６３からの信号を受信する基準局測位アンテナ６１と、無線通信アンテナ６４及び測位アンテナ６１それぞれと電気的に接続された基準局通信装置６２とを備える。可搬型基準局６０は、移動局となるトラクタ（作業車両）１の位置特定における基準点に設置される。可搬型基準局６０は、複数部材に分解可能に構成されており、分解した各部材は、トラクタ１により運搬可能な大きさに構成される。

分解部材を組み立てて、基準点に設置された可搬型基準局６０は、基準局測位アンテナ６１で受信した測位衛星６３からの信号を基準局通信装置６２に送り、基準局通信装置６２において、測定した衛星測位情報と基準点の位置情報等を含む補正情報を生成する。そして、可搬型基準局６０は、基準局通信装置６２で生成した補正情報を、トラクタ１の第
１無線通信アンテナ４８ａと通信可能な第１無線通信ネットワークと通信接続する基準局無線通信アンテナ６４より送信する。

自律走行作業車両である無人トラクタ１を操作する無線通信端末として、トラクタ１と無線通信を実行する遠隔操作装置（端末装置本体）７０及び緊急停止用リモコン７１を備えている。そして、遠隔操作装置７０及び緊急停止用リモコン７１はそれぞれ、通信方式の異なる無線通信ネットワークによりトラクタ１と通信を実行する。また、遠隔操作装置７０は、タッチパネル操作可能なディスプレイを備えており、緊急停止用リモコン７１は、遠隔操作装置７０の外枠に対して着脱自在に構成されている。また、緊急停止用リモコン７１は、トラクタ１の自律走行を停止させる緊急停止ボタン７２と、トラクタ１との無線通信を開始するためのスタートボタン７３とを具備する。

次いで、図４〜図９を参照して、本実施形態における可搬型基準局６０の構成について、以下に説明する。図４〜図９に示す如く、基準局無線通信アンテナ６４が着脱自在に取り付けられる支持棒６５が、支持脚体６６に対して、上方から挿抜可能に構成されている。支持脚体６６は、支持棒６５との連結部分より下方位置に、基準局通信装置６２が固定される通信装置固定部６０１（例えば図６参照）を有する。

支持脚体６６における支持棒６５との連結部分より下方位置に通信装置固定部６０１を設けた構成とするため、重量のある部品である基準局通信装置６２を可搬型基準局６０の下側部分に配置できることから、可搬型基準局６０の重心が下側となる。従って、可搬型基準局６０の高さが高くなったとしても、基準点において可搬型基準局６０を安定した姿勢で立設でき、転倒による機器の破損や自律走行の緊急停止を回避できる。また、可搬型基準局６０の重心が下側となることから、基準局無線通信アンテナ６４を支持棒６５により高い位置に設置できるため、移動局となるトラクタ１との通信を比較的広範囲で実行できるだけでなく、遮蔽物による通信の遮断も抑制できる。

支持棒６５上端に基準局無線通信アンテナ６４が固定される無線通信アンテナ固定部６０２を有する。一方、支持脚体６６上端に基準局測位アンテナ６１が固定される測位アンテナ固定部６０３を有している。これにより、可搬型基準局６０において、基準局無線通信アンテナ６４が基準局測位アンテナ６１より高い位置に支持される。

無線通信アンテナ固定部６０２は、支持棒６５上端に溶接等で固定されており、支持棒６５を中心に左右に伸びる板状に構成されている。即ち、支持棒６５上端は、無線通信アンテナ固定部６０２により略Ｔ字形状に構成されている。また、基準局無線通信アンテナ６４は、板状の無線アンテナ支持ブラケット６１０に左右両端で磁着により固定されている。

左右一対の基準局無線通信アンテナ６４が両端に取り付けられる無線アンテナ支持ブラケット６１０は、無線通信アンテナ固定部６０２の左右幅より広く構成されている。そして、無線アンテナ支持ブラケット６１０の中央領域が、支持棒６５上端の無線通信アンテナ固定部６０２に対してボルト６１１で螺着されることで、無線アンテナ支持ブラケット６１０が支持棒６５に固定される。基準局無線通信アンテナ６４は裏面に磁石を貼り付けることで、金属製の無線アンテナ支持ブラケット６１０に磁力で固定される構成を有するため、無線アンテナ支持ブラケット６１０に対して容易に脱着できる。

支持脚体６６は、台座部６０４より上方に棒状の支持ステー６０５が立設されるとともに、測位アンテナ固定部６０３を備えた測位アンテナ支持ブラケット６０６が支持ステー６０５上端に設置されて構成されている。測位アンテナ支持ブラケット６０６には、支持ステー６０５と平行となる筒状の支持棒保持部６０７が、測位アンテナ固定部６０３と共
に併設されており、支持棒保持部６０７に支持棒６５が挿入されることで、支持棒６５が支持ステー６０５に対して偏倚して固定される。

測位アンテナ支持ブラケット６０６は、支持ステー６０５に貫通されて固定された二段構造を有している。測位アンテナ支持ブラケット６０６の上段に測位アンテナ固定部６０３が設けられて、基準局測位アンテナ６１を支持する。一方、測位アンテナ支持ブラケット６０６の下段に通信装置固定部６０１が設けられて、通信装置支持ブラケット６７を介して基準局通信装置６２を吊り下げ支持している。支持棒保持部６０７が、支持ステー６０５側方で測位アンテナ支持ブラケット６０６の上下段を連結して設けられている。

測位アンテナ支持ブラケット６０６は、側面視で略コの字状に形成されており、上段部分の測位アンテナ固定部６０３には、基準局測位アンテナ６１の連結台６１２がボルト６１３により締着固定されている。なお、連結台６１２は、中心に固定ボルトを上方に突設させた構成を有しており、基準局測位アンテナ６１が、連結台６１２のボルトに対して着脱可能に固定されている。一方、下段部分の通信装置固定部６０１には、通信装置支持ブラケット６７の連結部６１４が蝶ネジ６１５により締着固定されている。測位アンテナ支持ブラケット６０６の上段部分（測位アンテナ固定部６０３）は、支持ステー６０５の上端に固定されており、アンテナ支持部ブラケットの下段部分（通信装置固定部６０１）は、支持ステー６０５の中途部に固定されている。

通信装置支持ブラケット６７は、平面視でＵ字形状に構成されており、その前縁部分で基準局通信装置６２が固定される通信装置固定板６１６を吊り下げ支持している。そして、通信装置支持ブラケット６７は、通信装置固定板６１６と連結する前縁部分の左右両端を後方に向かって延設させることで連結部６１４を構成している。このように構成することで、通信装置支持ブラケット６７は、後方に延びる左右一対の連結部６１４を測位アンテナ支持ブラケット６０６の無線通信アンテナ固定部６０２に連結させる際、通信装置支持ブラケット６７の切り欠き部分に支持ステー６０５を位置させることとなる。従って、通信装置支持ブラケット６７を測位アンテナ支持ブラケット６０６に蝶ネジ６１５で連結したとき、支持ステー６０５と通信装置支持ブラケット６７とが干渉しない。

基準局通信装置６２の前面には、キースイッチ６２１や電源スイッチ６２２などによる操作部と液晶ディスプレイ６２３による表示部が設けられている。基準局通信装置６２の下側側面には、基準局測位アンテナ６１及び基準局無線通信アンテナ６４それぞれとアンテナ線６０８、６０９を介して接続されるアンテナ端子６２４，６２５が突設されている。基準局通信装置６２に電力供給するバッテリ６２６が、基準局通信装置６２の一側面（本実施形態では左側面）に設けられたバッテリ装着口６２７に対して挿抜可能である。

基準局通信装置６２は、その背面が上下縁を屈曲させた側面視が略コの字状となる通信装置固定板６１６に締着されている。そして、通信装置固定板６１６における基準局通信装置６２の設置面には、基準局通信装置６２の側面を覆う側面カバー６１７が固定されている。側面カバー６１７は、基準局通信装置６２の上側面及び左右側面を覆うように、正面視コの字状に形成されており、その下端部分が通信装置固定板６１６の下縁の折り曲げ面に固定されている。また、正面カバー６１８が側面カバー６１７の下側部分を左右に架設しており、基準局通信装置６２下面に設けられたアンテナ端子６２４，６２５が正面カバー６１８により覆われる。正面カバー６１８は、キースイッチ６２１や電源スイッチ６２２などによる操作部と液晶ディスプレイ６２３による表示部の下方に設置されている。

側面カバー６１７は、左側面上側にバッテリ挿入用切欠部６２８を備えている。即ち、側面カバー６１７は、基準局通信装置６２の左側面に設置されたバッテリ装着口６２７に対応する位置にバッテリ挿入用切欠部６２８を備えている。従って、基準局通信装置６２
が側面カバー６１７に覆われた状態であっても、バッテリ装着口６２７に対してバッテリ６２６を挿抜することが可能である。

基準局測位アンテナ６１と接続されるアンテナ線６０８は、通信装置固定板６１６の背面下側で開口したアンテナ線挿入用開口部６２９から挿入されて、基準局通信装置６２下面のアンテナ端子６２４に連結される。同様に、左右一対の基準局無線通信アンテナ６４と接続される２本のアンテナ線６０９は、支持ステー６０５を挟むようにして下方に延設されるとともに、通信装置固定板６１６のアンテナ線挿入用開口部６２９から挿入されて、基準局通信装置６２下面の２つのアンテナ端子６２５それぞれに連結される。

なお、２本のアンテナ線６０９は、支持脚体６６における無線アンテナ支持ブラケット６１０の左右位置に設置される左右一対のアンテナ線固定部材６３０により拘束されることで、２本のアンテナ線６０８を左右に離間させた状態で張設できる。アンテナ線固定部材６３０は、左右に離れた位置に固定されるよう、例えば、測位アンテナ支持ブラケット６０６の通信装置固定部６０１の左右端部に設置される。

可搬型基準局６０が、支持脚体６６、支持棒６５、基準局測位アンテナ６１、基準局無線通信アンテナ６４、及び基準局通信装置６２それぞれに分解可能に構成されているため、移動局となるトラクタ１や別の運搬車両に、分解した可搬型基準局６０を積載して、自律走行を実行する作業場（圃場）まで運搬することが可能となる。

可搬型基準局６０を分解する例として、支持脚体６６から支持棒６５を取り外して、基準局測位アンテナ６１及び基準局通信装置６２が固定された支持脚体６６と、基準局無線通信アンテナ６４が固定された支持棒６５とを分解する。そして、アンテナ線６０９を基準局通信装置６２のアンテナ端子６２５から取り外すとともに、基準局無線通信アンテナ６４を無線アンテナ支持ブラケット６１０から取り外すことで、基準局無線通信アンテナ６４を支持棒６５から分離する。また、蝶ネジ６１５を外すことによって、通信装置支持ブラケット６７と共に基準局通信装置６２を支持脚体６６から分解する。更に、基準局測位アンテナ６１を、支持脚体６６の支持ステー６０５上端に固定された連結台６１２から取り外すことで、基準局測位アンテナ６１を支持脚体６６から分解する。

次いで、図１０を参照して、第２実施形態となる可搬型基準局６０Ａの構成について、以下に説明する。図１０に示す如く、本実施形態の可搬型基準局６０Ａは、支持棒６５の上端に基準局測位アンテナ６１及び基準局無線通信アンテナ６４が固定されている。支持脚体６６０が、支持棒６５と連結する支持ステー６６１と、支持ステー６６１を中心に下方に向かって放射状に伸びる複数の支脚ステー６６２とを備えている。そして、支持ステー６６１下方であって支脚ステー６６２に囲まれた箇所に通信装置６２を支持する通信装置固定部６６３が構成される。

本実施形態では、例えば、支持ステー６６１から支持棒６５を引き抜くことにより、支持脚体６６０と支持棒６５とが分解される。また、通信装置固定部６６３に載置固定された通信装置６２を取り外すことで、支持脚体６６０の支脚ステー６６２を折りたたむことができる。

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ ロボットトラクタ
２ 機体
３ 作業機
４ 制御装置
６ 測位アンテナ
１５ エンジン制御装置
１６ 変速機制御装置
１７ 作業機制御装置
１８ 車両バス回線
４８ 無線通信用アンテナユニット
４８ａ 第１アンテナ
４８ｂ 第２アンテナ
４８ｃ 第３アンテナ
５１ 自律走行制御装置
５２ 操舵制御装置
５３ 測位測量装置
５４ 無線通信ルータ
５５ リモコン受信機
５６ 自律走行バス回線
６０ 可搬型基準局
６０Ａ 可搬型基準局
６１ 基準局測位用アンテナ
６２ 基準局通信装置
６３ 測位衛星
６４ 基準局無線通信アンテナ
６５ 支持棒
６６ 支持脚体
６７ 通信装置支持ブラケット
６０１ 通信装置固定部
６０２ 無線通信アンテナ固定部
６０３ 測位アンテナ固定部
６０４ 台座部
６０５ 支持ステー
６０６ 測位アンテナ支持ブラケット
６０７ 支持棒保持部
６０８ アンテナ線
６０９ アンテナ線
６１０ 無線アンテナ支持ブラケット
６１１ ボルト
６１２ 連結台
６１３ ボルト
６１４ 連結部
６１５ 蝶ネジ
６１６ 通信装置固定板
６１７ 側面カバー
６１８ 正面カバー
６２１ キースイッチ
６２２ 電源スイッチ
６２３ 液晶ディスプレイ
６２４ アンテナ端子
６２５ アンテナ端子
６２６ バッテリ
６２７ バッテリ装着口
６２８ バッテリ挿入用切欠部
６２９ アンテナ線挿入用開口部
６３０ アンテナ線固定部材

Claims (6)

1. 自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、
   前記無線通信アンテナが前記測位アンテナより高い位置に支持されることを特徴とする基準局。
2. 自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、
   前記無線通信アンテナの間に前記測位アンテナが設けられることを特徴とする基準局。
3. 自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、
   前記無線通信アンテナが着脱自在に取り付けられる支持棒が、支持脚体に対して、上方から挿抜可能に構成されており、
   前記支持脚体は、前記支持棒との連結部分より下方位置に、前記通信装置が固定される通信装置固定部を有し、
   前記支持棒上端に前記無線通信アンテナが固定される無線通信アンテナ固定部を有する一方、前記支持脚体上端に前記測位アンテナが固定される測位アンテナ固定部を有しており、前記無線通信アンテナが前記測位アンテナより高い位置に支持されることを特徴とする基準局。
4. 前記支持脚体は、台座部より上方に棒状の支持ステーが立設されるとともに、前記測位アンテナ固定部を備えたアンテナ支持ブラケットが前記支持ステー上端に設置されて構成されており、
   前記アンテナ支持ブラケットには、前記支持ステーと平行となる筒状の支持棒保持部が、前記測位アンテナ固定部と共に併設されており、該支持棒保持部に前記支持棒が挿入されることで、前記支持棒が前記支持ステーに対して偏倚して支持されることを特徴とする請求項３に記載の基準局。
5. 自律走行する作業車両と無線通信する無線通信アンテナと、測位衛星からの信号を受信する測位アンテナと、前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれと電気的に接続された通信装置とを備える基準局であって、
   前記無線通信アンテナが着脱自在に取り付けられる支持棒が、支持脚体に対して、上方から挿抜可能に構成されており、
   前記支持脚体は、前記支持棒との連結部分より下方位置に、前記通信装置が固定される通信装置固定部を有し、
   前記支持棒の上端に前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナが固定されており、前記支持脚体が、前記支持棒と連結する支持ステーと、該支持ステーを中心に下方に向かって放射状に伸びる複数の支脚ステーとを備えており、前記支持ステー下方であって前記支脚ステーに囲まれた箇所に前記通信装置を支持する通信装置固定部が構成されることを特徴とする基準局。
6. 前記通信装置は、前面に操作部を具備するとともに、下側側面に前記無線通信アンテナ及び前記測位アンテナそれぞれとアンテナ線を介して接続される複数のアンテナ端子を具備しており、前記通信装置に電力供給するバッテリが前記通信装置の左右一側面から挿抜可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基準局。

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