JP6701064B2 - 走行経路生成装置 - Google Patents

走行経路生成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6701064B2
JP6701064B2 JP2016242204A JP2016242204A JP6701064B2 JP 6701064 B2 JP6701064 B2 JP 6701064B2 JP 2016242204 A JP2016242204 A JP 2016242204A JP 2016242204 A JP2016242204 A JP 2016242204A JP 6701064 B2 JP6701064 B2 JP 6701064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
travel route
traveling
work
pattern
route
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016242204A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018093799A (ja
Inventor
和央 阪口
和央 阪口
めぐみ 鈴川
めぐみ 鈴川
さくら 冨田
さくら 冨田
裕二 奥山
裕二 奥山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2016242204A priority Critical patent/JP6701064B2/ja
Priority to CN201710397920.5A priority patent/CN108227694A/zh
Priority to US15/620,838 priority patent/US10598505B2/en
Priority to EP17001060.7A priority patent/EP3336794B1/en
Publication of JP2018093799A publication Critical patent/JP2018093799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6701064B2 publication Critical patent/JP6701064B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3605—Destination input or retrieval
    • G01C21/3611—Destination input or retrieval using character input or menus, e.g. menus of POIs
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0234—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
    • G05D1/0236—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons in combination with a laser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/40—Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/42—Document-oriented image-based pattern recognition based on the type of document
    • G06V30/422—Technical drawings; Geographical maps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
    • B60K35/10—
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition
    • G06V30/32—Digital ink
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/40—Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/41—Analysis of document content
    • G06V30/418—Document matching, e.g. of document images
    • B60K2360/1438—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0481—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] based on specific properties of the displayed interaction object or a metaphor-based environment, e.g. interaction with desktop elements like windows or icons, or assisted by a cursor's changing behaviour or appearance
    • G06F3/0482—Interaction with lists of selectable items, e.g. menus

Description

本発明は、作業地を走行しながら作業する作業車のための走行経路を生成する走行経路生成装置に関する。
特許文献１に開示された、作業車の走行経路作成装置は、走行する圃場の３次元形状を計測する作業地形状計測手段の計測情報に基づいて、作業車を圃場内で走行させるための予定走行経路のデータを作成する走行用データ作成手段を備えている。この走行用データ作成手段は、予定走行経路として、圃場内に平行状態で設定間隔を隔てて隣接して並ぶ複数の作業経路、いわゆる、直線経路とＵターン経路とを組み合わせた直線往復走行用の作業経路を形成する。このように、作業地内に平行状態で設定間隔を隔てて隣接して並ぶ複数の作業経路を形成する走行経路作成装置の別形態として、矩形状の作業地の外周の４辺に沿って、９０°の向き変更を行いながら順次作業走行する、いわゆる、周り走行用の作業経路を形成する走行経路作成装置も提案されている。この走行経路作成装置では、直線往復走行用の作業経路と周り走行用の作業経路とを、ユーザの好みによって簡単に選択するような使用形態は考慮されていない。
特許文献２には、地図情報が表示されたタッチパネル式の入力部に、所望の２点を押圧して入力することで、それらの位置を特定すると、仮想誘導進路生成部が、入力部に特定された２点を連結する直線状の基準線を生成し、その生成した基準線を基準にして、所定間隔をあけて離隔した基準経路を生成する技術が開示されている。さらに、生成された基準経路を基準にして、車体に連結した作業部に応じて設定される作業幅を一定間隔とした単数又は複数の仮想誘導進路が目標となる走行経路として生成される。この走行経路生成技術では、ユーザによって指定された２点を結ぶ直線に平行な走行経路しか生成することができない。また、ユーザが正確にタッチパネル上の２点を狙って押圧しないと、不適正な走行経路が生成されてしまう。
特開平１０−２４３７０８号公報 特開２０１５−１７３６３０号公報
上述した実情から、簡単な入力操作で、ユーザのイメージに合った走行経路を生成することができる走行経路生成装置が要望されている。
作業地を走行しながら作業する作業車のための走行経路を生成する走行経路生成装置であって、前記作業地の外形データを含む作業地データを入力する作業地データ入力部と、ユーザによって指定された指定走行経路パターンと前記作業地データとに基づいて前記指定走行経路パターンに対応する前記走行経路を生成する走行経路生成部と、ユーザによる走行経路イメージの手書き入力を受け付けるタッチパネルと、前記手書き入力から手書き軌跡を検出し、検出された手書き軌跡に基づいて、予め登録されている走行経路パターン群から合致する走行経路パターンを前記指定走行経路パターンとして前記走行経路生成部に与える走行経路パターン決定モジュールとを備えている。
この構成によれば、指定された作業地での作業車による作業を管理するユーザ（運転者や監視者など）が所望する作業車の走行経路イメージを、タッチパネルに手書きで描き込むことで、前もって記録されている走行経路パターン群から、その走行経路イメージに近い走行経路パターンが選択され、前記走行経路パターンがユーザによって指定された指定走行経路パターンとして走行経路生成部に与えられる。この指定走行経路パターンに基づいて、走行経路生成部は、作業地の外形データから得られる作業地領域を作業するために必要な走行経路を生成する。したがって、生成された走行経路は、ユーザのイメージに合致する。しかも、ユーザが所望する走行経路イメージは、ラフな手書きで入力することができるので、ユーザの入力操作負担が少ない。
ユーザがイメージする走行経路は、作業地の外形に影響される。このため、作業地の外形とイメージする走行経路との位置関係を明確にすることが重要である。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記手書き入力時には、前記タッチパネルの表示パネル部に前記作業地の外形データに基づく作業地外形が表示されるように構成されている。
タッチパネルに表示された作業地の外形の上から、走行経路イメージを手書きすることができるので、作業地の外形とイメージする走行経路との位置関係を誤ることなく、走行経路イメージを手書き入力することができる。さらに、作業地データに、作業地に存在する障害物が含まれていれば、その障害物を回避する走行経路を描くことができるので好都合である。
本発明の好適な実施形態の１つでは、前記走行経路パターン群から合致する走行経路パターンとして複数の走行経路パターンが決定された場合、前記タッチパネルの表示パネル部に前記複数の走行経路パターンが表示され、前記複数の走行経路パターンからユーザが前記指定走行経路パターンを選択できる。これにより、手書き入力から走行経路パターンの決定が困難な場合でも、より確実な選択が可能となる。
作業地の面積が大きい場合は、その形状が複雑な場合、作業地を複数の領域に分割し、それぞれの領域を別個の走行経路で作業する必要がある。このような状況においても、本発明による走行経路生成装置を適用可能とするために、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業地を複数の作業区画に分割するための分割線が前記タッチパネルでの手書き入力によって指定され、前記作業区画毎に前記指定走行経路パターンが決定されるように構成されている。この構成では、まず、作業地を分割する分割線を手書きで入力することで、作業地は分割されるので、分割された作業区画毎に手書き入力によって、指定走行経路パターンを決定することができる。
走行経路の始点は、一般的には、出入口に隣接する位置となるので、デフォルトで走行経路の始点は出入口に設定されることが好ましい。しかしながら、出入口が複数ある場合や、ユーザが特定の位置を走行経路の始点にしたい場合には、ユーザによって走行経路の始点を指定する必要がある。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記走行経路の始点が前記タッチパネルでの手書き入力によって指定されるように構成されている。
このような始点の指定は、タッチパネルでの手書き入力の一形態としてのタッチパネルに対する長押し操作などで入力することが可能である。
この走行経路生成装置が、作業車に装備されている場合や、作業車の乗務者が携帯する通信端末に構築されている場合、作業車の現在位置を走行経路の始点とすれば、作業車は、生成された走行経路に沿う走行にスムーズに移行することができる。このことを実現するため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業車の自車位置を受け取る通信制御部が備えられ、前記走行経路の始点を前記作業車の自車位置とするように構成されている。
本発明による走行経路生成装置における処理の流れを説明する説明図である。 走行経路生成装置によって生成された走行経路に基づいて、有人または無人で走行する作業車の一例であるトラクタの側面図である。 走行経路生成装置として機能する携帯通信端末と、トラクタとにおける基本的な制御機能部を示す機能ブロック図である。 走行経路生成装置におけるデータの流れを示すデータ流れ図である。 走行経路パターン決定モジュールにおける手書き入力処理を説明する説明図である。 走行障害物を回避する走行経路の手書き入力処理を説明する説明図である。
図１には、本発明による走行経路生成装置における処理の基本的な流れが模式的に示されている。サーバなどからダウンロードされた作業地情報に含まれている作業地データ、特に作業地の外形データが入力されると、この外形データに基づく作業地外形の外形輪郭線がメモリに展開され、この外形輪郭線がタッチパネル４２に表示される。なお、外形データが含まれていない場合には、地図情報である作業地データから作成することも可能である。ユーザは、所望する走行経路イメージを、外形輪郭線の内側の領域に手書きする。
例えば、作業地の中心から渦巻き状に外周に向かって走行する螺旋走行パターンを所望する場合には、図１の左側のタッチパネル４２に示すような渦巻きを手書きする。あるいは、圃場の耕耘作業や刈取り収穫作業によく用いられる、直進とＵターンとの繰り返しからなる直進往復走行パターンを所望する場合には、図１の右側のタッチパネル４２に示すような複数の直線列を手書きする。
走行経路パターン決定処理により、手書き入力された入力データから手書き軌跡が検出され、検出された手書き軌跡に基づいて走行経路パターン群から合致する走行経路パターンが指定走行経路パターンとして抽出される。指定走行経路パターンは、行経路生成処理に用いられる。走行経路生成処理では、指定走行経路パターンと、作業地の外形や出入口などを含む作業地データ及び作業幅や適正旋回半径などを含む作業データとに基づいて、指定走行経路パターンに対応する走行経路が生成される。
走行経路生成処理で生成された走行経路は、作業車の制御系において、目標走行経路として設定される。作業車が自動走行する場合には、自車位置を目標走行経路に合わせる自動操舵が実行される。作業車が手動走行する場合には、ディスプレイに目標走行経路と自車位置とを表示して、運転者の操舵を支援する。
図２には、走行経路生成装置によって生成された走行経路に基づいて、有人または無人で走行する作業車の一例であるトラクタが示されている。このトラクタは、畦によって境界づけられた圃場（作業地）に対して耕耘作業を行うロータリ耕耘装置を作業装置３０として装備している。このトラクタは、前輪１１と後輪１２とによって支持された車体１の中央部に操縦部２０が設けられている。車体１の後部には油圧式の昇降機構３１を介して作業装置３０を昇降可能に支持している。前輪１１は操向輪として機能し、その操舵角を変更することでトラクタの走行方向が変更される。前輪１１の操舵角は操舵機構１３の動作によって変更される。操舵機構１３には自動操舵のための操舵モータ１４が含まれている。手動走行の際には、前輪１１の操舵は操縦部２０に配置されているステアリングホイール２２の操作によって可能である。トラクタのキャビン２１には、ＧＮＳＳモジュールやＧＰＳモジュールとして構成される衛星測位モジュール８０が設けられている。衛星測位モジュール８０の構成要素として、ＧＰＳ信号やＧＮＳＳ信号を受信するための衛星用アンテナがキャビン２１の天井領域に取り付けられている。なお、衛星測位モジュール８０には、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを含めることができる。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール８０とは別の場所に設けてもよい。
図３には、このトラクタに構築されている制御系と、このトラクタの動きを監視する監視者（運転者）が携帯する携帯通信端末４の制御系が示されている。この実施形態では、この携帯通信端末４には、本発明による走行経路生成装置を構成する各機能部が、実質的にはコンピュータプログラムの形で組み込まれている。この携帯通信端末４に構築された走行経路生成装置は、この実施形態では、走行経路生成部６０、作業地データ入力部６７、走行経路パターン決定モジュール６、分割データ生成部６５、始点データ生成部６６を備えている。
それ以外に、携帯通信端末４は、通信制御部４０や表示制御部４１やタッチパネル４２など、一般的なコンピュータシステムの諸機能を備えている。携帯通信端末４は、無線通信または有線通信によってデータ交換可能に、トラクタの制御系の中核要素である制御ユニット５と接続可能である。さらに、携帯通信端末４は、遠隔地の管理センタＫＳに構築された管理コンピュータ１００とも、無線回線やインターネットを通じて、データ交換可能である。この実施形態では、作業地としての圃場の地形図や圃場の属性情報などを含む圃場情報は、管理コンピュータ１００の圃場情報格納部１０１に格納されており、この圃場情報は、走行経路の生成に必要となる。管理コンピュータ１００は、指定された圃場での走行作業を記述した作業計画書を管理している作業計画管理部１０２も備えている。携帯通信端末４は、管理コンピュータ１００にアクセスし、圃場情報格納部１０１から作業対象となる圃場の圃場情報を抽出し、ダウンロードする。ダウンロードされた圃場情報は作業地データ入力部６７に与えられる。
作業地データ入力部６７は、与えられた圃場情報から外形データを取り出して、表示制御部４１や走行経路生成部６０など、外形データを必要とする機能部に与える。走行経路生成部６０は、走行経路パターン決定モジュール６を通じてユーザによって指定された指定走行経路パターンをベースとして、作業地データ入力部６７から与えられた外形データ及び作業幅や旋回半径などのトラクタ仕様を参照して、指定走行経路パターンに対応する走行経路を生成する。
走行経路パターン決定モジュール６は、ユーザがタッチパネル４２を用いて、手書き入力した所望の走行経路イメージから指定走行経路パターンを決定する。この実施形態では、走行経路パターン決定モジュール６は、タッチ検出部６１、軌跡検出部６２、タッチ操作判定部６３、パターン認識部６４を備えている。タッチ検出部６１は、タッチパネル４２に対する押圧点の座標を継時的に検出して、軌跡検出部６２に与える。軌跡検出部６２は、押圧点の継時的な動きからユーザが入力した手書き軌跡を検出して、ベクトルデータ化またはビットマップデータ化して、メモリに記録する。なお、軌跡検出部６２は、実質的に動きのない押圧点を長押し点とみなして、メモリに記録する。タッチ操作判定部６３は、メモリに記録された手書き軌跡から、走行経路パターンのイメージを表すものをパターン認識部６４に与える。パターン認識部６４は、与えられた手書き軌跡データから、パターン認識技術を用いて、予め登録されている走行経路パターン群から、合致する走行経路パターンを抽出して、指定走行経路パターンとして、走行経路生成部６０に与える。
なお、タッチ操作判定部６３は、メモリに記録された手書き軌跡が、圃場（作業地）の分割線の可能性が高いと判定した場合には、手書き軌跡のデータを分割データ生成部６５に与える。また、タッチ操作判定部６３は、メモリに記録された手書き軌跡が長押し点である可能性が高いと判定すると、その長押し点のデータを始点データ生成部６６に与える。
次に、図４を用いて、携帯通信端末４に構築された走行経路生成装置における走行経路作成処理の流れを説明する。
作業地データ入力部６７がこれから作業を行う圃場の情報からその外形データを取り出して表示制御部４１に与える。表示制御部４１は、受け取った外形データに基づいて、圃場の外形を概略的に示す圃場外形線をタッチパネル４２の表示パネル部に表示する。ユーザは、圃場外形線の内側に、これから行う走行作業において所望する走行経路パターンのイメージを手書き入力する。その際、走行作業の出発点あるいは出入口を指定したい場合は、長押しなどの操作形態で、その場所の指定を行うことができる。また、圃場を分割し、分割された作業区画毎に走行作業を行う場合には、圃場に対する分割線を手書き入力する。ユーザが手書き入力した内容が、走行経路パターンのイメージを示す手書き軌跡、出発点、分割線のいずれであるかは、タッチ操作判定部６３によって判定される。
ユーザの手書き入力に対するタッチ操作判定部６３による判定結果が、分割線であれば、その分割線を示すデータが分割データ生成部６５によってメモリから読み出される。読み出されたデータに基づいて、分割データ生成部６５は、圃場を分割する分割データを生成して、走行経路生成部６０に与える。ユーザの手書き入力に対するタッチ操作判定部６３による判定結果が、始点（または出入口）であれば、そのデータが始点データ生成部６６によって読み出される。読み出されたデータに基づいて、始点データ生成部６６は、走行経路の始点を設定する始点データを生成して、走行経路生成部６０に与える。
ユーザの手書き入力に対するタッチ操作判定部６３による判定結果が、走行経路パターンのイメージを示す手書き軌跡であれば、その軌跡データがパターン認識部６４によって読み出される。パターン認識部６４は、読み出された軌跡データをパターン認識の入力データとし、指定走行経路パターンを決定する。
なお、ユーザの手書き入力による手書き軌跡から、パターン認識部６４が走行経路パターンを１つに決定できなかった場合には、類似する複数の走行経路パターンを合致する走行経路パターンとして決定し、その複数の走行経路パターンをタッチパネル４２の表示パネル部に表示し、ユーザによって選択されるように構成することも可能である。
ユーザがイメージする走行経路パターンがタッチパネル４２に手書き入力されると、図５に示すように、走行経路パターン決定モジュール６は、その手書き入力の内容に応じて決定された指定走行経路パターンを走行経路生成部６０に与える。例えば、横方向直進とＵターンとの組み合わせである横往復直進走行パターン、縦方向直進とＵターンとの組み合わせである縦往復直進走行パターン、渦巻走行パターンなどは、指定走行経路パターンとして走行経路生成部６０に与えられる。なお、圃場の分割や走行経路の始点は、それぞれ、分割データ生成部６５と始点データ生成部６６とによって処理され、走行経路生成補助データとして、走行経路生成部６０に与えられる。走行経路生成部６０は、走行経路パターン決定モジュール６によって与えられる指定走行経路パターン毎に分けられた走行経路生成アルゴリズムを備えており、与えられた指定走行経路パターンと、外形データ、及び走行経路生成補助データに基づいて、走行経路を生成する。生成された走行経路は、トラクタによる走行作業時の目標走行経路として、制御ユニット５に転送される。制御ユニット５では、走行経路生成部６０によって生成された走行経路を示す走行経路データが走行経路設定部５５に転送されると、これを、走行経路設定部５５が目標走行経路として設定する。自動走行時には、自動走行制御部５２が、この目標走行経路としての走行経路データと、自車位置とに基づいて、自動操舵指令を生成する。
上述した説明では、圃場には、走行障害物が存在していないと見なしていたが、実際の圃場には、井戸や送電鉄塔など種々の走行障害物が存在していることがある。そのような既知の走行障害物が、圃場の情報に含まれておれば、タッチパネル４２の表示パネル部に、走行障害物を示す障害マークを圃場外形線とともに表示することができる。障害マークは走行障害物の大きさに対応してその大きさを変えてもよい。ユーザは、走行経路パターンのイメージを示す手書き入力する際、表示された圃場外形線内に障害マークが含まれている場合には、図６に示されているように、その障害マーク（走行障害物）を回避するような走行経路パターンをラフに描く。このように手書き入力された障害物回避を含む走行経路の軌跡に基づいて、走行経路パターン決定モジュール６は、障害物回避経路を含む指定走行経路パターンを決定する。走行障害物の正確な座標位置は圃場の情報に含まれているので、走行経路生成部６０は、走行経路パターン決定モジュール６によって決定された指定走行経路パターンに基づいて、障害物回避経路を含む正確な走行経路データを生成することができる。
なお、実際の圃場には走行障害物が存在しているにも関わらず、走行障害物のデータが圃場の情報に含まれていない場合は、タッチパネル４２を通じて、走行障害物の位置や大きさなどのデータを手書き入力することも可能である。
図３に示すように、トラクタの制御系の中核要素である制御ユニット５には、入出力インタフェースとして機能する、出力処理部７、入力処理部８、通信処理部７０が備えられている。出力処理部７は、トラクタに装備されている、車両走行機器群７１、作業装置機器群７２、報知デバイス７３などと接続している。車両走行機器群７１には、操舵モータ１４をはじめ、図示されていないが変速機構やエンジンユニットなど車両走行のために制御される機器が含まれている。作業装置機器群７２には、作業装置３０の駆動機構や、作業装置３０を昇降させる昇降機構３１などが含まれている。報知デバイス７３には、ディスプレイやランプやスピーカが含まれている。特に、ディスプレイには、圃場の外形とともに、走行済の走行経路（走行軌跡）やこれから走行すべき走行経路など、種々の報知情報が表示される。ランプやスピーカは、走行注意事項や自動操舵走行での目標走行経路からの外れなど、注意情報や警告情報を運転者や監視者に報知するために用いられる。通信処理部７０は、制御ユニット５で処理されたデータを管理コンピュータ１００に送信するとともに、管理コンピュータ１００から種々のデータを受信する機能を有する。
入力処理部８は、衛星測位モジュール８０、走行系検出センサ群８１、作業系検出センサ群８２、自動／手動切替操作具８３などと接続している。走行系検出センサ群８１には、エンジン回転数や変速状態などの走行状態を検出するセンサが含まれている。作業系検出センサ群８２には、作業装置３０の位置や傾きを検出するセンサ、作業負荷などを検出するセンサなどが含まれている。自動／手動切替操作具８３は、自動操舵で走行する自動走行モードと手動操舵で走行する手動操舵モードとのいずれかを選択するスイッチである。
さらに、制御ユニット５には、走行制御部５０、作業制御部５４、自車位置算出部５３、走行経路設定部５５、報知部５６が備えられている。自車位置算出部５３は、衛星測位モジュール８０から送られてくる測位データに基づいて、自車位置を算出する。車両走行機器群７１を制御する走行制御部５０には、このトラクタが自動走行（自動操舵）と手動走行（手動操舵）の両方で走行可能に構成されているため、手動走行制御部５１と自動走行制御部５２とが含まれている。手動走行制御部５１は、運転者による操作に基づいて車両走行機器群７１を制御する。自動走行制御部５２は、走行経路設定部５５で設定された走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを算出し、自動操舵指令を生成し、出力処理部７を介して操舵モータ１４に出力する。作業制御部５４は、作業装置３０の動きを制御するために、作業装置機器群７２に制御信号を与える。報知部５６は、ディスプレイなどの報知デバイス７３を通じて運転者や監視者に必要な情報を報知するための報知信号（表示データや音声データ）を生成する。
走行経路設定部５５は、走行経路生成部６０によって生成された走行経路を携帯通信端末４から通信処理部７０を介して受け取り、目標走行経路として設定する。走行経路には、出発点が示されているので、作業の開始時には、トラクタを出発点まで運転する。その後は、自動走行または手動走行で、設定された走行経路に沿った走行が行われる。
〔別実施の形態〕（１）トラクタの走行系検出センサ群８１にレーザレーダ（LIDAR）などの走行障害物検出センサが含まれており、走行経路生成部６０が障害物回避走行経路を生成する機能を有する場合、タッチパネル４２を通じて障害物回避走行経路を手書き入力して、その結果としての障害物回避走行経路を走行経路パターン決定モジュール６が決定して、走行経路生成部６０に与えることも可能である。このような構成によれば、走行中に走行障害物が検出されても、ユーザが所望する障害物回避経路で走行障害物を回避することができる。その際、走行障害物の大きさに基づいて、別な障害物回避走行経路が実行されるように、走行障害物の大きさごとに障害物回避走行経路を手書き入力してもよい。
（２）図３で示された機能ブロック図における各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合または複数の機能部に分けることができる。例えば、携帯通信端末４に構築された走行経路生成装置の全体またはその一部を管理コンピュータ１００や作業車の制御ユニット５に構築してもよい。
（３）上述した実施形態では、作業車として、ロータリ耕耘機を作業装置３０として装備したトラクタを、作業車として取り上げたが、そのようなトラクタ以外にも、例えば、田植機、施肥機、コンバインなどの農作業車にも適用可能である。
本発明による走行経路生成装置は、設定された走行経路に沿って作業地を作業する作業車のために適用可能である。走行経路に沿った走行は、手動走行であってもよいし、自動走行であってもよい。
４ ：携帯通信端末
４０ ：通信制御部
４１ ：表示制御部
４２ ：タッチパネル
５ ：制御ユニット
５２ ：自動走行制御部
５５ ：走行経路設定部
６ ：走行経路パターン決定モジュール
６０ ：走行経路生成部
６１ ：タッチ検出部
６２ ：軌跡検出部
６３ ：タッチ操作判定部
６４ ：パターン認識部
６５ ：分割データ生成部
６６ ：始点データ生成部
６７ ：作業地データ入力部

Claims (7)

  1. 作業地を走行しながら作業する作業車のための走行経路を生成する走行経路生成装置であって、
    前記作業地の外形データを含む作業地データを入力する作業地データ入力部と、
    ユーザによって指定された指定走行経路パターンと前記作業地データとに基づいて前記指定走行経路パターンに対応する前記走行経路を生成する走行経路生成部と、
    ユーザによる走行経路イメージの手書き入力を受け付けるタッチパネルと、
    前記手書き入力から手書き軌跡を検出し、検出された手書き軌跡に基づいて、予め登録されている走行経路パターン群から合致する走行経路パターンを前記指定走行経路パターンとして前記走行経路生成部に与える走行経路パターン決定モジュールと、を備えた走行経路生成装置。
  2. 前記手書き入力時には、前記タッチパネルの表示パネル部に前記作業地の外形データに基づく作業地外形が表示される請求項１に記載の走行経路生成装置。
  3. 前記作業地データは、障害物を含む請求項１または２に記載の走行経路生成装置。
  4. 前記走行経路パターン群から合致する走行経路パターンとして複数の走行経路パターンが決定された場合、前記タッチパネルの表示パネル部に前記複数の走行経路パターンが表示され、前記複数の走行経路パターンからユーザが前記指定走行経路パターンを選択できる請求項１から３のいずれか一項に記載の走行経路生成装置。
  5. 前記作業地を複数の作業区画に分割するための分割線が前記タッチパネルでの手書き入力によって指定され、前記作業区画毎に前記指定走行経路パターンが決定される請求項１から４のいずれか一項に記載の走行経路生成装置。
  6. 前記走行経路の始点が前記タッチパネルでの手書き入力によって指定される請求項１から５のいずれか一項に記載の走行経路生成装置。
  7. 前記作業車の自車位置を受け取る通信制御部が備えられ、前記走行経路の始点を前記作業車の自車位置とする請求項１から５のいずれか一項に記載の走行経路生成装置。
JP2016242204A 2016-12-14 2016-12-14 走行経路生成装置 Active JP6701064B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016242204A JP6701064B2 (ja) 2016-12-14 2016-12-14 走行経路生成装置
CN201710397920.5A CN108227694A (zh) 2016-12-14 2017-05-31 行驶路径生成装置
US15/620,838 US10598505B2 (en) 2016-12-14 2017-06-13 Travel route generation apparatus and method for generating travel route
EP17001060.7A EP3336794B1 (en) 2016-12-14 2017-06-21 Apparatus and method for generating a travel route for an agricultural vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016242204A JP6701064B2 (ja) 2016-12-14 2016-12-14 走行経路生成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018093799A JP2018093799A (ja) 2018-06-21
JP6701064B2 true JP6701064B2 (ja) 2020-05-27

Family

ID=59215438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016242204A Active JP6701064B2 (ja) 2016-12-14 2016-12-14 走行経路生成装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10598505B2 (ja)
EP (1) EP3336794B1 (ja)
JP (1) JP6701064B2 (ja)
CN (1) CN108227694A (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102150289B1 (ko) * 2012-08-30 2020-09-01 삼성전자주식회사 사용자 단말에서 사용자 인터페이스 장치 및 이를 지원하는 방법
JP7124280B2 (ja) * 2017-09-13 2022-08-24 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 情報処理装置及びプログラム
CN110793533B (zh) * 2018-08-01 2023-10-17 奥迪股份公司 导航装置和方法
JP7014687B2 (ja) * 2018-08-07 2022-02-01 株式会社クボタ 収穫機
JP7223534B2 (ja) * 2018-09-14 2023-02-16 株式会社小松製作所 端末、稼働情報取得システム、稼働情報取得方法、及びプログラム
US11977378B2 (en) * 2018-09-17 2024-05-07 The Charles Machine Works, Inc. Virtual path guidance system
US11087487B2 (en) * 2018-10-25 2021-08-10 Northrop Grumman Systems Corporation Obscuration map generation
DE102018132144A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Claas E-Systems Gmbh Landwirtschaftliche Arbeitssystem
JP7206118B2 (ja) * 2019-01-15 2023-01-17 株式会社クボタ 営農システム
CN109760052A (zh) * 2019-01-17 2019-05-17 琦星智能科技股份有限公司 一种机器人基本程序库的建立方法
US11212954B2 (en) 2019-05-08 2022-01-04 Deere & Company Apparatus and methods for field operations based on historical field operation data
KR20220025701A (ko) 2019-06-28 2022-03-03 가부시끼 가이샤 구보다 농작업기, 자동 주행 시스템, 프로그램, 프로그램을 기록한 기록 매체, 및 방법
CN110333718A (zh) * 2019-06-28 2019-10-15 苏州上善知源汽车电子有限公司 远程控制车辆的安全驾驶方法
JP2021007385A (ja) * 2019-06-28 2021-01-28 株式会社クボタ 農作業機
CN114746879A (zh) * 2019-11-18 2022-07-12 现代斗山英维高株式会社 工程机械的作业计划创建方法
CN113994171A (zh) * 2020-05-26 2022-01-28 深圳市大疆创新科技有限公司 路径规划方法、装置及系统
KR102423114B1 (ko) * 2020-11-30 2022-07-21 주식회사 에스제이 테크 무인이동체 자율주행 시스템 및 이를 이용한 방법
JP7392700B2 (ja) 2021-10-06 2023-12-06 井関農機株式会社 作業車両
CN114296457A (zh) * 2021-12-29 2022-04-08 中国一冶集团有限公司 手绘轨迹控制抹灰机器人移动的方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3604249B2 (ja) 1997-03-03 2004-12-22 株式会社クボタ 作業車の走行経路作成装置及び走行制御装置
US7256388B2 (en) * 2005-02-04 2007-08-14 Novariant, Inc. System and method for interactive selection of agricultural vehicle guide paths through a graphical user interface other than moving the vehicle
WO2009124080A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 Kyocera Wireless Corp. Calculating route and distance on computerized map using touchscreen user interface
CN102829793A (zh) * 2011-06-16 2012-12-19 环达电脑(上海)有限公司 导航装置及其控制方法
CN103209866B (zh) * 2011-07-25 2015-10-21 株式会社久保田 作业机和作业机的数据通信系统
JP5615858B2 (ja) * 2012-02-23 2014-10-29 株式会社ゼンリンデータコム 経路探索システムおよび経路探索方法
US8849523B1 (en) * 2013-05-20 2014-09-30 Elwha Llc Systems and methods for detecting soil characteristics
US9182908B2 (en) * 2013-07-09 2015-11-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and electronic device for processing handwritten object
US10180328B2 (en) * 2013-07-10 2019-01-15 Agco Coporation Automating distribution of work in a field
JP6278682B2 (ja) * 2013-12-12 2018-02-14 株式会社クボタ 圃場作業機
JP5667731B1 (ja) * 2014-03-06 2015-02-12 ジオサーフ株式会社 圃場ガイダンスシステム及び圃場ガイダンス方法並びにソフトウェア及びソフトウェアを格納した記憶媒体
JP2015173630A (ja) 2014-03-14 2015-10-05 ヤンマー株式会社 農用作業車
US9798322B2 (en) * 2014-06-19 2017-10-24 Skydio, Inc. Virtual camera interface and other user interaction paradigms for a flying digital assistant
US9826674B2 (en) * 2014-07-25 2017-11-28 Agco Corporation Vehicle guidance system
WO2016080285A1 (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 ヤンマー株式会社 作業車両の走行システム
JP6031491B2 (ja) * 2014-11-21 2016-11-24 ジオサーフ株式会社 圃場ガイダンスシステム及び圃場ガイダンス方法並びにソフトウェア及びソフトウェアを格納した記憶媒体
US9538702B2 (en) * 2014-12-22 2017-01-10 Irobot Corporation Robotic mowing of separated lawn areas
JP6513981B2 (ja) * 2015-03-16 2019-05-15 新コスモス電機株式会社 電池式のガス警報器
US9795074B2 (en) * 2015-10-27 2017-10-24 Cnh Industrial America Llc Automatic swath generation device and methods
US10289206B2 (en) * 2015-12-18 2019-05-14 Intel Corporation Free-form drawing and health applications
KR102102102B1 (ko) * 2016-03-09 2020-04-20 얀마 가부시키가이샤 작업 차량 및 주행 영역 특정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018093799A (ja) 2018-06-21
US10598505B2 (en) 2020-03-24
EP3336794A1 (en) 2018-06-20
CN108227694A (zh) 2018-06-29
EP3336794B1 (en) 2022-03-09
US20180164117A1 (en) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6701064B2 (ja) 走行経路生成装置
JP6727944B2 (ja) 圃場走行経路生成システム及び圃場作業車
CN108334065B (zh) 行驶路径生成装置及行驶路径生成程序
US10491818B2 (en) Work vehicle with monitor to display overhead image of work vehicle, and image displaying method for displaying overhead image of work vehicle
EP3351078B1 (en) Travel route generation device
CN106462164B (zh) 作业车协调系统
JP6812247B2 (ja) 走行経路生成装置及び走行経路生成プログラム
JP2018073050A (ja) 走行経路生成装置
CN106043306A (zh) 车辆控制装置
WO2017154772A1 (ja) 経路生成装置
JP5382770B2 (ja) 無人移動体システム
CN105103210A (zh) 用于引导在对象的周围环境中的车辆的方法和设备
US10989541B2 (en) Travel route generation device and travel route generation method
JP7069285B2 (ja) 圃場作業車
JP6772105B2 (ja) 作業管理システム
EP3900510A1 (en) Traveling operation machine
JP2020099240A (ja) 圃場作業車及び圃場地図データ生成システム
EP3900507A1 (en) Travel working machine
US20240099176A1 (en) Automatic travel system and automatic travel method
JP2021022209A (ja) 自動走行システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200407

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6701064

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150