JP6855620B2 - Driving support system and work vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、作業地を走行する作業車及びこの作業車の走行を支援する走行支援システムに関する。 The present invention relates to a work vehicle traveling on a work site and a travel support system for supporting the travel of the work vehicle.

作業車は、走行機構を有する車体と、この車体に装備された作業装置からなり、車体の走行にともなって、作業装置が作業を行う。例えば、田植機やコンバイン、耕耘装置を取り付けたトラクタなどがそのような作業車に属する。 The work vehicle is composed of a vehicle body having a traveling mechanism and a working device equipped on the vehicle body, and the working device performs work as the vehicle body travels. For example, rice transplanters, combines, and tractors equipped with tillers belong to such work vehicles.

最近、予めその位置がわかっている、車両走行の障害となる障害物、例えば、作業地の外形を規定する柵や畦、作業地内の存在する池や構造物や岩石との干渉を避けるため、GPSなどを用いて算出される自車位置に基づいて障害物との位置関係をチェックして、障害物との干渉を回避する機能が作業車に備えられている。 Recently, in order to avoid interference with obstacles whose position is known in advance, such as fences and ridges that define the outer shape of the work site, and existing ponds, structures and rocks in the work site. The work vehicle is equipped with a function of checking the positional relationship with an obstacle based on the position of the own vehicle calculated by using GPS or the like and avoiding interference with the obstacle.

例えば、特許文献1による、トラクタ車体に作業装置(耕耘装置)を装着した自律走行作業車両では、車体の全長と作業装置の幅で占める四角形の面積を、走行作業車両が走行時に占める、仮想的な最大占有領域と定義して制御装置のメモリに保存する。走行時には、自律走行作業車両の最大占有領域が圃場外と重複していないか判断する。設定範囲内に入っていない場合、車体が圃場内の設定範囲内に位置していても作業装置の後端や側端が圃場外に位置している可能性があるので、自律走行は開始せずに、運転者が自律走行作業車両の進行方向を調整する。なお、最大占有領域の形状は四角形に限定せず、この四角形の外接円とすることで旋回時に畦等との干渉を認識し易くすることも提案されている。 For example, in an autonomous traveling work vehicle in which a work device (cultivation device) is attached to a tractor vehicle body according to Patent Document 1, the traveling work vehicle occupies a quadrangular area occupied by the total length of the vehicle body and the width of the work device, which is virtual. It is defined as the maximum occupied area and saved in the memory of the control device. When traveling, it is determined whether the maximum occupied area of the autonomous driving work vehicle overlaps with the outside of the field. If it is not within the set range, even if the vehicle body is located within the set range in the field, the rear end and side ends of the work equipment may be located outside the field, so start autonomous driving. Instead, the driver adjusts the direction of travel of the autonomous driving work vehicle. It is also proposed that the shape of the maximum occupied area is not limited to a quadrangle, and that the circumscribed circle of this quadrangle makes it easier to recognize interference with ridges and the like when turning.

しかしながら、作業車の場合、作業装置の幅が車体に比べて大きいものが多く、車体と作業装置によって規定される作業車を外接する四角形や円の面積を作業車の最大占有領域とすれば、作業装置や車体の形状によっては、作業車の周辺の比較的大きな領域も、最大占有領域に含まれてしまう。このことは、作業地内に存在する障害物などとの干渉を回避するためにそのような最大占有領域に障害物が入らないような走行軌跡を選択すると、作業車が障害物に近づけなくなり、作業ができない領域が大きくなってしまうという問題が生じる。 However, in the case of a work vehicle, the width of the work device is often larger than that of the vehicle body. Depending on the shape of the work device and the vehicle body, a relatively large area around the work vehicle may be included in the maximum occupied area. This means that if a travel locus is selected so that the obstacle does not enter such a maximum occupied area in order to avoid interference with obstacles existing in the work area, the work vehicle will not be able to approach the obstacle and the work will be performed. There is a problem that the area that cannot be used becomes large.

国際公開第2015/119266号International Publication No. 2015/119266

上述した実情に鑑み、作業を伴う直線走行や旋回走行、あるいは作業を伴わない直線走行や旋回走行などの走行時における障害物との干渉を避けるために用いられる、車体と作業装置とによって規定される作業車の仮想的な最大占有領域を、適切に設定することができる技術が要望されている。 In view of the above circumstances, it is defined by the vehicle body and the work device used to avoid interference with obstacles during straight running or turning running with work, or straight running or turning running without work. There is a demand for a technology that can appropriately set the virtual maximum occupied area of a work vehicle.

車体と前記車体に装備された作業装置とを有する作業車の作業地における走行を支援する、本発明による走行支援システムは、走行時に前記作業地に対して占める前記作業車の仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と、前記作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理する作業車占有領域管理部と、測位データに基づいて前記作業地における前記作業車の位置である自車位置を算出する自車位置算出部と、前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて、前記作業車の走行を支援する走行支援部とを備え、前記作業地に存在する障害物の対地高さが前記作業装置の対地高さより低い場合、少なくとも当該障害物の周辺を走行している間は前記作業装置占有領域が縮小または消滅される
なお、作業車の走行には、作業を伴う直線走行や旋回走行、あるいは作業を伴わない直線走行や旋回走行などの走行が含まれている。
The traveling support system according to the present invention, which supports traveling in a work area of a work vehicle having a vehicle body and a work device mounted on the vehicle body, is a virtual work vehicle of the work vehicle that occupies the work area during travel. A work vehicle occupancy area management unit that manages the occupied area by dividing it into a vehicle body occupying area occupied by the vehicle body and a working device occupying area occupied by the work device, and a work vehicle occupying area at the work site based on positioning data. The work site is provided with a vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position, which is a position, and a travel support unit that supports the travel of the work vehicle based on the vehicle position and the work vehicle occupied area. When the ground height of the existing obstacle is lower than the ground height of the working device, the occupied area of the working device is reduced or disappears at least while traveling around the obstacle .
The traveling of the work vehicle includes traveling in a straight line or turning with work, or traveling in a straight line or turning without work.

この構成によれば、車体と作業装置とがそれぞれ作業地に対して占める仮想的な占有領域が、別個に、つまり車体占有領域と作業装置占有領域とに分けられて管理されるので、作業装置の幅が車体に比べて大きな場合でも、全体としての作業車占有領域に、作業車の部材が存在しないデッドな領域が含まれることがない。例えば、車体占有領域及び作業装置占有領域が障害物に接近してもいずれかの占有領域が障害物と干渉しない限り、当該走行を許容するような走行支援が行われても、無駄に非作業領域が残存してしまうという不都合を抑制することが可能となる。
また、作業装置の対地高さが高い場合、作業装置は、作業地内の存在する背の低い岩石や井戸などの障害物や、高さの低い畦や柵などの障害物とは接触しない可能性が高い。このような作業装置と障害物との高さに関する干渉関係が予め把握できている場合には、作業装置との干渉を走行時に考慮する必要がない障害物を確定することができる。この構成によれば、無駄に作業装置と障害物との干渉を考慮して、走行の効率を悪化させる問題が低減される。
According to this configuration, the virtual occupied area occupied by the vehicle body and the working device with respect to the work area is managed separately, that is, divided into the vehicle body occupied area and the working device occupied area, so that the working device is managed. Even when the width of the work vehicle is larger than that of the vehicle body, the work vehicle occupied area as a whole does not include a dead area in which no work vehicle member exists. For example, even if the vehicle body occupied area and the work device occupied area approach an obstacle, as long as one of the occupied areas does not interfere with the obstacle, even if the traveling support that allows the traveling is provided, it is uselessly non-working. It is possible to suppress the inconvenience that the region remains.
In addition, if the height of the work equipment to the ground is high, the work equipment may not come into contact with obstacles such as short rocks and wells existing in the work area, and obstacles such as short ridges and fences. Is high. When the interference relationship between the work device and the obstacle is known in advance, it is possible to determine the obstacle that does not need to consider the interference with the work device during traveling. According to this configuration, the problem of deteriorating the running efficiency is reduced in consideration of unnecessary interference between the work device and the obstacle.

車体と前記車体に装備された作業装置とを有する作業車の作業地における走行を支援する、本発明による走行支援システムは、走行時に前記作業地に対して占める前記作業車の仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と、前記作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理する作業車占有領域管理部と、測位データに基づいて前記作業地における前記作業車の位置である自車位置を算出する自車位置算出部と、前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて、前記作業車の走行を支援する走行支援部と、を備え、前記作業装置の対地高さを変更する昇降機構を介して前記作業装置が前記車体に装備されている場合、前記昇降機構によって変更された対地高さに応じて前記作業装置占有領域が変更される。
この構成によれば、車体と作業装置とがそれぞれ作業地に対して占める仮想的な占有領域が、別個に、つまり車体占有領域と作業装置占有領域とに分けられて管理されるので、作業装置の幅が車体に比べて大きな場合でも、全体としての作業車占有領域に、作業車の部材が存在しないデッドな領域が含まれることがない。例えば、車体占有領域及び作業装置占有領域が障害物に接近してもいずれかの占有領域が障害物と干渉しない限り、当該走行を許容するような走行支援が行われても、無駄に非作業領域が残存してしまうという不都合を抑制することが可能となる。
また、作業車の車体に昇降機構を介して装備される作業装置がある。このような作業装置では、対地高さの位置によって、障害物に対する干渉可能性が異なってくる。この構成によれば、無駄に作業装置と障害物との干渉を考慮して、走行の効率を悪化させるという問題が低減される。
車体占有領域や作業装置占有領域を設定する主な理由は、障害物との干渉を避けるために必要となる自車の領域を、実物より簡単な仮想形状に置き換え、その干渉可能性を、できるだけ簡易に算出することである。したがって、前記走行支援部は、前記車体及び前記作業装置と前記作業地に存在する障害物との干渉可能性を判定する機能を有することが好ましい。なお、作業地に存在して、それ自体は移動しない障害物は、作業地の境界付けている柵や畦などの外囲障害物、作業地に存在する井戸や電柱や岩石などの内在障害物である。もちろん、作業車が障害物検出機能を備えている場合には、人や動物や作業車などの移動障害物も、本発明における障害物として取り扱うことができる。
The traveling support system according to the present invention, which supports traveling in a work area of a work vehicle having a vehicle body and a work device mounted on the vehicle body, is a virtual work vehicle of the work vehicle that occupies the work area during travel. A work vehicle occupancy area management unit that manages the occupied area by dividing it into a vehicle body occupying area occupied by the vehicle body and a working device occupying area occupied by the work device, and a work vehicle occupying area at the work site based on positioning data. The work apparatus includes a vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position, which is a position, and a travel support unit that supports the travel of the work vehicle based on the vehicle position and the work vehicle occupied area. When the working device is mounted on the vehicle body via an elevating mechanism for changing the ground height, the working device occupied area is changed according to the ground height changed by the elevating mechanism.
According to this configuration, the virtual occupied area occupied by the vehicle body and the working device with respect to the work area is managed separately, that is, divided into the vehicle body occupied area and the working device occupied area, so that the working device is managed. Even when the width of the work vehicle is larger than that of the vehicle body, the work vehicle occupied area as a whole does not include a dead area in which no work vehicle member exists. For example, even if the vehicle body occupied area and the work device occupied area approach an obstacle, as long as one of the occupied areas does not interfere with the obstacle, even if the traveling support that allows the traveling is provided, it is uselessly non-working. It is possible to suppress the inconvenience that the region remains.
In addition, there is a work device that is mounted on the vehicle body of the work vehicle via an elevating mechanism. In such a working device, the possibility of interference with an obstacle differs depending on the position of the height to the ground. According to this configuration, the problem of deteriorating the running efficiency is reduced in consideration of unnecessary interference between the work device and the obstacle.
The main reason for setting the vehicle body occupancy area and work device occupancy area is to replace the area of the own vehicle required to avoid interference with obstacles with a virtual shape that is simpler than the actual one, and reduce the possibility of interference as much as possible. It is a simple calculation. Therefore, it is preferable that the traveling support unit has a function of determining the possibility of interference between the vehicle body and the work device and an obstacle existing in the work site. Obstacles that exist in the work area and do not move by themselves are surrounding obstacles such as fences and ridges that border the work area, and internal obstacles such as wells, utility poles, and rocks that exist in the work area. Is. Of course, when the work vehicle has an obstacle detection function, moving obstacles such as people, animals, and work vehicles can also be treated as obstacles in the present invention.

したがって、作業地を境界付けている畦や柵、あるいは作業地内に存在する電柱や井戸や岩石などの障害物の位置や大きさが予め管理されていると好都合である。さらには、車業車自体が障害物検出機能を備えている場合には、走行中に検出された障害物の位置や大きさがその時点で管理されると好都合である。この目的のため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記作業地の障害物の位置と大きさを含む障害物情報を管理する作業地管理部が備えられている。この場合、走行支援部は、障害物情報も考慮して作業車の走行を支援することも可能である。 Therefore, it is convenient if the positions and sizes of the ridges and fences that border the work area, or obstacles such as utility poles, wells, and rocks that exist in the work area are managed in advance. Furthermore, when the vehicle itself has an obstacle detection function, it is convenient to manage the position and size of the obstacle detected during traveling at that time. For this purpose, one of the preferred embodiments of the present invention is provided with a work area management unit that manages obstacle information including the position and size of the obstacle in the work area. In this case, the traveling support unit can also support the traveling of the work vehicle in consideration of obstacle information.

作業車には、種々の走行状態が生じる。例えば、走行状態を決定する要因として、作業装置の姿勢変更、低速走行や高速走行、直線走行や旋回走行、高負荷作業や低負荷作業、さらには、凹凸が激しい走行地面や泥濘走行地面などが挙げられる。走行状態によって、作業車の操舵安定性や制動性が変動する。作業車の操舵安定性や制動性が悪くなる走行状態では、作業車占有領域をより大きくすることで、安全性を高めることができる。このことから、前記作業車の走行状態に応じて前記作業車占有領域の大きさが変更される機能が備えられると好都合である。 Various running conditions occur in the work vehicle. For example, factors that determine the running condition include posture changes of work equipment, low-speed running and high-speed running, straight running and turning running, high-load work and low-load work, and running ground and muddy running ground with severe unevenness. Can be mentioned. The steering stability and braking performance of the work vehicle vary depending on the driving condition. In a running state where the steering stability and braking performance of the work vehicle are deteriorated, the safety can be improved by increasing the occupied area of the work vehicle. For this reason, it is convenient to have a function of changing the size of the work vehicle occupied area according to the traveling state of the work vehicle.

特に作業車の車速は、作業車の操舵安定性や制動性に大きな影響を与えるだけでなく、自車位置の算出精度にも影響する。このことから、前記作業車の車速に応じて前記作業車占有領域の大きさを変更する構成を採用することは、利点がある。 In particular, the vehicle speed of the work vehicle not only greatly affects the steering stability and braking performance of the work vehicle, but also affects the calculation accuracy of the own vehicle position. From this, it is advantageous to adopt a configuration in which the size of the work vehicle occupied area is changed according to the vehicle speed of the work vehicle.

車体占有領域や作業装置占有領域は、主には障害物との干渉を回避する走行を実現するために走行支援部で用いられる。また、障害物との干渉時の損害は、作業装置の種類によっても異なる。干渉時の損害が大きな走行では、作業車占有領域を大きくすることにより、障害物との干渉の危険性を低減することが好ましい。このことから、作業地毎に、あるいは走行毎に、車体占有領域及び作業装置占有領域がもつ重み、言い換えるとその占有領域の大きさがもつ重要性が異なることになる。したがって、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記車体占有領域の大きさと作業装置占有領域の大きさとがそれぞれ独立して設定可能である。これにより、安全性と走行の効率との両者を考慮して適切な走行を選択することができる。 The vehicle body occupied area and the work device occupied area are mainly used in the traveling support unit to realize traveling that avoids interference with obstacles. In addition, the damage caused by interference with obstacles also differs depending on the type of work equipment. In traveling where the damage at the time of interference is large, it is preferable to reduce the risk of interference with obstacles by increasing the occupied area of the work vehicle. From this, the importance of the weight of the vehicle body occupied area and the work device occupied area, in other words, the size of the occupied area, differs for each work area or each traveling. Therefore, in one of the preferred embodiments of the present invention, the size of the vehicle body occupied area and the size of the working device occupied area can be set independently. As a result, it is possible to select an appropriate driving in consideration of both safety and driving efficiency.

さらに、上述した走行支援システムを組み込んだ作業車も本発明に含まれる。そのような本発明による作業車は、車体と、前記車体に装備される作業装置と、作業地での走行時に前記作業地に対して占める仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と前記作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理し、前記作業地に存在する障害物の対地高さが前記作業装置の対地高さより低い場合、少なくとも当該障害物の周辺を走行している間は前記作業装置占有領域を縮小または消滅させる作業車占有領域管理部と、測位モジュールからの測位データに基づいて自車位置を算出する自車位置算出部と、前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて走行を支援する走行支援部とを備えている。このような作業車も、上述した走行支援システムと同じ作用効果を得ることができ、また上述した種々の好適な実施形態を取り入れることも可能である。 Further, a work vehicle incorporating the above-mentioned traveling support system is also included in the present invention. In such a work vehicle according to the present invention, the vehicle body occupies a vehicle body, a work device mounted on the vehicle body, and a virtual work vehicle occupying area occupied with respect to the work site when traveling on the work site. The vehicle body occupied area and the work device occupied area occupied by the work device are managed separately, and when the ground height of an obstacle existing in the work site is lower than the ground height of the work device, at least the periphery of the obstacle is managed. A work vehicle occupancy area management unit that reduces or eliminates the work device occupancy area while traveling, a vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position based on positioning data from the positioning module, and the vehicle position. It is provided with a traveling support unit that supports traveling based on the work vehicle occupied area. Such a work vehicle can also obtain the same effects as the above-mentioned traveling support system, and can also incorporate various suitable embodiments described above.

特に、前記走行支援部が、前記車体及び前記作業装置と前記作業地に存在する障害物との干渉可能性を判定する機能を有すると、判定された干渉可能性に基づいて、障害物との干渉を回避する走行が実現可能となる。 In particular, if the traveling support unit has a function of determining the possibility of interference between the vehicle body and the work device and an obstacle existing in the work site, the vehicle and the obstacle can be interfered with based on the determined interference possibility. Traveling that avoids interference becomes feasible.

したがって、そのような作業車には、作業地を境界付けている畦や柵、あるいは作業地内に存在する電柱や井戸や岩石などの障害物の位置や大きさを含む障害物情報、さらには、走行中に検出された障害物の位置や大きさを含む障害物情報を管理する作業地管理部が備えられることが好ましい。 Therefore, such work vehicles include ridges and fences that demarcate the work area, or obstacle information including the position and size of obstacles such as utility poles, wells, and rocks that exist in the work area. It is preferable to have a work area management unit that manages obstacle information including the position and size of obstacles detected during traveling.

さらに、作業地を走行する作業車は、手動操舵または自動操舵により案内走行経路に沿って走行することができる。手動操舵を行う作業車では、前記干渉可能性を報知する報知部が備えられると、運転者は報知された干渉可能性により、障害物との干渉を回避する運転を行うことができる。また、自動操舵を行う作業車では、案内走行経路に沿って走行するように自動操舵する自動走行制御部が備えられているので、この自動走行制御部が、前記干渉可能に基づいて、前記障害物を回避するように自動操舵するように構成することができる。 Further, the work vehicle traveling on the work site can travel along the guide travel path by manual steering or automatic steering. If the work vehicle that performs manual steering is provided with a notification unit that notifies the possibility of interference, the driver can perform driving that avoids interference with obstacles due to the notified possibility of interference. Further, since the work vehicle that performs automatic steering is provided with an automatic traveling control unit that automatically steers so as to travel along the guided traveling route, the automatic traveling control unit is based on the possibility of interference, and the obstacle is said to be present. It can be configured to automatically steer to avoid objects.

作業車の仮想的な作業車占有領域が、車体が占有する車体占有領域と、作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理されることを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining that the virtual work vehicle occupied area of a work vehicle is managed by dividing into the vehicle body occupied area occupied by a car body, and the work device occupied area occupied by a work device. 作業装置と障害物との高さ関係に応じて作業装置占有領域が拡縮することを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining that the work apparatus occupied area expands and contracts according to the height relationship between a work apparatus and an obstacle. 作業車の実施形態の1つを示すトラクタの側面図である。It is a side view of the tractor which shows one of the embodiments of a work platform. トラクタの制御系を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control system of a tractor. 車体占有領域及び作業装置占有領域のサイズ調整を行うための操作画面図である。It is an operation screen diagram for adjusting the size of the vehicle body occupied area and the work device occupied area.

本発明による走行支援システム及び作業車の具体的な実施形態を説明する前に、図1を用いて、走行支援システムの基本原理を説明する。ここでは、作業車は、走行機能を有する車体1と、車体1に昇降機構31を介して装備されている作業装置30とからなる。さらに、この作業車には、GNSSモジュールなどによって構成される衛星測位モジュールが備えられており、車体の座標位置(以下単に自車位置と称する)を示す測位データが出力される。なお、測位データで表される自車位置は、アンテナの位置が基準となるが、自車位置は、アンテナの位置ではなく、車両の最適な位置になるように位置補正処理が行われる。 Before explaining the specific embodiment of the traveling support system and the work vehicle according to the present invention, the basic principle of the traveling support system will be described with reference to FIG. Here, the work vehicle includes a vehicle body 1 having a traveling function and a work device 30 equipped on the vehicle body 1 via an elevating mechanism 31. Further, this work vehicle is equipped with a satellite positioning module composed of a GNSS module or the like, and outputs positioning data indicating the coordinate position of the vehicle body (hereinafter, simply referred to as the own vehicle position). The position of the own vehicle represented by the positioning data is based on the position of the antenna, but the position correction process is performed so that the position of the own vehicle is not the position of the antenna but the optimum position of the vehicle.

図1には、作業地の外周境界領域を形成する畦または柵及び作業地内に存在して作業車の走行の障害となる設置物が障害物とみなされ、その障害物の作業地を占有する領域を障害領域OBとして図示されている。作業地に設定された、作業車の走行目標となる走行経路LNは、ここでは、互いに平行に延びている直線経路と各直線経路を接続する180°旋回経路とから形成されている。作業車が運転者による手動操舵で走行する場合には、作業車が走行経路LNに沿って走行することを支援するため、走行経路LNと自車位置とのずれを報知する機能が働く。また、作業車が走行経路LNに沿って自動操舵で走行する場合には、走行経路LNと自車位置とのずれを修正するように操舵輪が制御される走行支援機能が働く。 In FIG. 1, the ridges or fences forming the outer peripheral boundary area of the work area and the installation objects existing in the work area and obstructing the running of the work vehicle are regarded as obstacles and occupy the work area of the obstacles. The region is shown as a fault region OB. The travel path LN, which is set as the work site and is the travel target of the work vehicle, is formed here from a straight path extending in parallel with each other and a 180 ° turning path connecting the straight paths. When the work vehicle travels by manual steering by the driver, a function of notifying the deviation between the travel route LN and the own vehicle position works to support the work vehicle traveling along the travel route LN. Further, when the work vehicle travels by automatic steering along the travel path LN, a travel support function in which the steering wheels are controlled so as to correct the deviation between the travel path LN and the position of the own vehicle works.

図1の例では、障害物の地図上の座標位置及びその大きさと地上高さが、予め作業車の制御系に登録されており、当該障害物に対応する障害領域OBが設定されている。さらに、作業車を構成する車体1及び作業装置30と障害物(障害領域OB)との位置関係、つまり干渉可能性の演算を簡単にするため、車体1及び作業装置30の複雑な形状を簡単で仮想的な形状である、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAに置き換えている。車体占有領域VAと作業装置占有領域WAとは、平面視における地上での大きさを示しており、車体占有領域VAと作業装置占有領域WAとによって、作業地での走行時に作業地に対して占める作業車の仮想的な作業車占有領域が決定されている。なお、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAと自車位置との位置関係は予めテーブル化されており、作業地における車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAの位置(地図上の座標位置)がリアルタイムに算出可能である。 In the example of FIG. 1, the coordinate position on the map of the obstacle, its size, and the ground clearance are registered in advance in the control system of the work vehicle, and the obstacle area OB corresponding to the obstacle is set. Further, in order to simplify the positional relationship between the vehicle body 1 and the work device 30 constituting the work vehicle and the obstacle (obstacle area OB), that is, the calculation of the possibility of interference, the complicated shape of the vehicle body 1 and the work device 30 can be simplified. It is replaced with the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA, which are virtual shapes. The vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA indicate the size on the ground in a plan view, and the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA indicate the size of the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA with respect to the work area when traveling on the work area. The virtual work vehicle occupied area of the work vehicle to be occupied is determined. The positional relationship between the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA and the own vehicle position is tabulated in advance, and the positions of the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA in the work area (coordinate positions on the map). Can be calculated in real time.

図1に示されているように、車体占有領域VAは、車体1の平面視での外形を覆う楕円形または円形であり、作業装置占有領域WAは、作業装置30の平面視での外形を覆う楕円形または円形である。車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAの形状は、四角形などの多角形であってもよいが、実際の車体1や作業装置30を内包することができる大きさに設定される。 As shown in FIG. 1, the vehicle body occupied area VA is an ellipse or a circle covering the outer shape of the vehicle body 1 in a plan view, and the working device occupied area WA is an outer shape of the working device 30 in a plan view. It is oval or circular to cover. The shape of the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA may be a polygon such as a quadrangle, but is set to a size capable of including the actual vehicle body 1 and the working device 30.

障害物と車体1との干渉は障害領域OBと車体占有領域VAとの重なりとして算出され、障害物と作業装置30との干渉は障害領域OBと作業装置占有領域WAとの重なりとして算出されるので、そのような重なりが生じないように作業車を導くことで、障害物と作業車との干渉を回避することができる。 The interference between the obstacle and the vehicle body 1 is calculated as the overlap between the obstacle area OB and the vehicle body occupied area VA, and the interference between the obstacle and the work device 30 is calculated as the overlap between the obstacle area OB and the work device occupied area WA. Therefore, by guiding the work vehicle so that such overlap does not occur, it is possible to avoid interference between the obstacle and the work vehicle.

車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAのそれぞれの大きさは、任意に設定可能である。障害物との干渉を回避する安全率を大きくしたい場合には、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAの大きさを大きくすればよい。このような観点からは、例えば、作業車の走行が高速の場合は、低速に比べて、制動精度や操舵精度が劣るので、高速走行時には、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAの大きさを、低速走行時に比べて拡大すると好都合である。このような車速に応じた領域拡縮は自動的に行われるようにすることも可能である。さらには、運転者の技量や走行の種類によって、障害領域OB及び車体占有領域VAの大きさを拡縮することも可能である。 The sizes of the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA can be arbitrarily set. If it is desired to increase the safety factor for avoiding interference with obstacles, the size of the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA may be increased. From this point of view, for example, when the work vehicle is traveling at high speed, the braking accuracy and steering accuracy are inferior to those at low speed. Therefore, when traveling at high speed, the size of the vehicle body occupied area VA and the work device occupied area WA is large. It is convenient to expand the speed compared to when driving at low speed. It is also possible to automatically expand or contract the area according to the vehicle speed. Furthermore, it is possible to increase or decrease the size of the obstacle area OB and the vehicle body occupying area VA depending on the skill of the driver and the type of driving.

なお、上述したように、この作業車では、作業装置30が車体1に昇降機構31を介して装備されているので、作業装置30の地上高さが変動する。したがって、図2で示すように、障害領域OBの地上高さが作業装置30の地上高さを下回っている場合、作業装置占有領域WAを消滅(または縮小)させることができる。もちろん、車体占有領域VAはそのままであるので、車体1が障害領域OBとの干渉を回避するよう走行するための走行支援が実行される。また、車体1の前部、例えばボンネット(フレームを含む)が前輪より前方に延びており、その結果、車体占有領域VAが前輪より前方に延びているような場合では、障害領域OBの地上高さがボンネットの地上高さを下回っている限り、この障害領域OBに対する車体占有領域VAを縮小させることができる。これにより、車体1が障害領域OBとの干渉を回避しつつ、非作業領域が残る問題を抑制できる。 As described above, in this work vehicle, since the work device 30 is mounted on the vehicle body 1 via the elevating mechanism 31, the ground clearance of the work device 30 fluctuates. Therefore, as shown in FIG. 2, when the ground clearance of the obstacle region OB is lower than the ground clearance of the work device 30, the work device occupied area WA can be extinguished (or reduced). Of course, since the vehicle body occupied area VA remains as it is, the traveling support for traveling the vehicle body 1 so as to avoid interference with the obstacle region OB is executed. Further, when the front part of the vehicle body 1, for example, the bonnet (including the frame) extends forward from the front wheels, and as a result, the vehicle body occupied area VA extends forward from the front wheels, the ground clearance of the obstacle area OB. As long as the height is below the ground clearance of the bonnet, the vehicle body occupied area VA with respect to this obstacle area OB can be reduced. As a result, it is possible to suppress the problem that the non-working area remains while the vehicle body 1 avoids interference with the obstacle area OB.

上述した例では、障害物(障害領域OB)は既に作業地の障害物情報に記述されており、その地図上の座標位置も作業車のメモリに記憶されている。自車位置が算出されると、付近の障害物の地図座標とともに車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAが自車位置に応じて導出され、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAとの間隔からその干渉可能性が算出される。障害物情報に記述されていない障害物の場合、特に移動障害物の場合、作業車に監視カメラや超音波やレーザーなどを用いた障害物検出装置が備えられておれば、その検出結果から、リアルタイムに障害領域OBが生成され、車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAとの間隔からその干渉可能性が算出される。また、監視カメラや超音波、レーザーなどを圃場に備えておき、その検出結果を障害物情報として作業車に送信する手段も考えられる。 In the above example, the obstacle (obstacle area OB) is already described in the obstacle information of the work site, and the coordinate position on the map is also stored in the memory of the work vehicle. When the own vehicle position is calculated, the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA are derived according to the own vehicle position together with the map coordinates of nearby obstacles, and the distance between the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA is derived. The possibility of interference is calculated from. In the case of obstacles not described in the obstacle information, especially in the case of moving obstacles, if the work vehicle is equipped with an obstacle detection device using a surveillance camera, ultrasonic waves, laser, etc., the detection results will be used. The obstacle area OB is generated in real time, and the possibility of interference is calculated from the distance between the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA. It is also conceivable to equip the field with a surveillance camera, ultrasonic waves, lasers, etc., and transmit the detection results as obstacle information to the work vehicle.

次に、本発明の走行支援システムを組み込んだ作業車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、図3に示されているように、畦によって境界づけられた圃場(作業地)に対して走行作業を行うトラクタである。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を介してロータリ耕耘装置である作業装置30が装備されている。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モジュールとして構成されてい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。
Next, one specific embodiment of the work vehicle incorporating the traveling support system of the present invention will be described. In this embodiment, the work vehicle is a tractor that performs traveling work on a field (work area) bounded by ridges, as shown in FIG. The tractor is provided with a control portion 20 at the center of the vehicle body 1 supported by the front wheels 11 and the rear wheels 12. The rear part of the vehicle body 1 is equipped with a work device 30 which is a rotary tillage device via a hydraulic elevating mechanism 31. The front wheel 11 functions as a steering wheel, and the traveling direction of the tractor is changed by changing the steering angle thereof. The steering angle of the front wheels 11 is changed by the operation of the steering mechanism 13. The steering mechanism 13 includes a steering motor 14 for automatic steering. During manual driving, the front wheels 11 can be steered by operating the steering wheel 22 arranged on the control unit 20. The cabin 21 of the tractor is provided with a satellite positioning module 80 configured as a GNSS module. As a component of the satellite positioning module 80, a satellite antenna for receiving GPS signals and GNSS signals is attached to the ceiling area of the cabin 21. The satellite positioning module 80 can include an inertial navigation module incorporating a gyro acceleration sensor and a magnetic orientation sensor in order to complement satellite navigation.
Of course, the inertial navigation module may be provided at a place different from the satellite positioning module 80.

図4には、このトラクタに構築されている制御系が示されている。この制御系は、図1を用いて説明された、障害物情報と自車位置と作業車占有領域(車体占有領域VA及び作業装置占有領域WA)とを用いた走行支援システムを実現するように構成されている。こ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、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。通信処理部70は、制御ユニット5で処理されたデータを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。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。ランプやスピーカは、走行の障害となる障害物に対する接近情報、自動操舵走行での目標走行経路からのずれを示す偏差情報など、報知したい種々の情報を運転者や操作者に報知するために用いられる。報知デバイス73と出力処理部7との間の信号伝送は、有線または無線で行われる。 FIG. 4 shows a control system built on this tractor. This control system realizes a traveling support system using obstacle information, the position of the own vehicle, and the work vehicle occupancy area (vehicle body occupancy area VA and work device occupancy area WA) described with reference to FIG. It is configured. The control unit 5, which is a core element of this control system, includes an output processing unit 7, an input processing unit 8, and a communication processing unit 70 that function as input / output interfaces. The output processing unit 7 is connected to the vehicle traveling device group 71, the working device device group 72, the notification device 73, and the like. The vehicle traveling device group 71 includes devices that are controlled for vehicle traveling, such as a steering motor 14, but not shown, such as a transmission mechanism and an engine unit. The work device group 72 includes a drive mechanism for the work device 30, an elevating mechanism 31 for raising and lowering the work device 30, and the like. The communication processing unit 70 has a function of transmitting the data processed by the control unit 5 to the management computer 100 constructed in the remote management center KS and receiving various data from the management computer 100. The notification device 73 includes a display, a lamp, and a speaker. Lamps and speakers are used to notify the driver and operator of various information to be notified, such as approach information to obstacles that hinder driving and deviation information indicating deviation from the target driving route in automatic steering driving. Be done. The signal transmission between the notification device 73 and the output processing unit 7 is performed by wire or wirelessly.

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の地上高さ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。例えば、自動操舵モードで走行中に自動/手動切替操作具83を操作することで、手動操舵での走行に切り替えられ、手動操舵での走行中に自動/手動切替操作具83を操作することで、自動操舵での走行に切り替えられる。 The input processing unit 8 is connected to the satellite positioning module 80, the traveling system detection sensor group 81, the working system detection sensor group 82, the automatic / manual switching operation tool 83, and the like. The traveling system detection sensor group 81 includes a sensor that detects a traveling state such as an engine speed and a shifting state. The work system detection sensor group 82 includes a sensor that detects the ground clearance and inclination of the work device 30, a sensor that detects a work load, and the like. The automatic / manual switching operation tool 83 is a switch for selecting either an automatic traveling mode in which the vehicle travels by automatic steering or a manual steering mode in which the vehicle travels by manual steering. For example, by operating the automatic / manual switching operation tool 83 while driving in the automatic steering mode, it is possible to switch to driving with manual steering, and by operating the automatic / manual switching operation tool 83 while driving with manual steering. , Switch to automatic steering.

制御ユニット5には、図1を用いて説明された、車体占有領域VAと作業装置占有領域WAとに区分けして作業車占有領域を管理する作業車占有領域管理部60が構築されている。そのほかに、制御ユニット5には、走行制御部50、作業制御部53、自車位置算出部54、走行支援部55、作業地管理部56、経路生成部57、報知部58が備えられている。 The control unit 5 is constructed with a work vehicle occupancy area management unit 60 that manages the work vehicle occupancy area by dividing it into a vehicle body occupancy area VA and a work device occupancy area WA, which is described with reference to FIG. In addition, the control unit 5 includes a travel control unit 50, a work control unit 53, a vehicle position calculation unit 54, a travel support unit 55, a work area management unit 56, a route generation unit 57, and a notification unit 58. ..

作業地管理部56は、作業が行われる圃場に関する情報である圃場情報(作業地情報)を管理する。圃場情報には、圃場の地図位置、形状、大きさ、作付け品種などのデータに加え、圃場に存在する、走行の邪魔となる障害物に関する情報である障害物情報が含まれている。この障害物情報には、障害物の位置と形状、対地高さなどが含まれている。障害物には、圃場内の井戸や電柱などの施設や岩石だけでなく、圃場を境界付けている周囲の畦や柵も含まれている。圃場情報は、遠隔地の管理センタKSや農家の自宅に設置されている管理コンピュータ100、あるいは運転者が持参する携帯形通信コンピュータからダウンロードされる。 The work site management unit 56 manages field information (work site information), which is information about the field where the work is performed. The field information includes data such as the map position, shape, size, and cultivar of the field, as well as obstacle information which is information on obstacles existing in the field that interfere with running. This obstacle information includes the position and shape of the obstacle, the height to the ground, and the like. Obstacles include not only facilities such as wells and utility poles in the field and rocks, but also the surrounding ridges and fences that border the field. The field information is downloaded from a remote management center KS, a management computer 100 installed at a farmer's home, or a portable communication computer brought by the driver.

経路生成部57は、圃場情報から、圃場の外形データを読み出し、この圃場における適正な走行経路LNを生成する。この走行経路LNの生成は、作業者によって入力される基本的な初期パラメータに基づいて自動的に行われてもよいし、作業者によって入力される走行経路LNを実質的に規定する入力パラメータに基づいて行われてもよい。また、走行経路LN自体も管理コンピュータ100からダウンロードされる構成を採用してもよい。
いずれにしても、経路生成部57で取得された走行経路LNは、メモリに展開され、自動操舵走行または手動操舵走行にかかわらず、作業車が走行経路LNに沿って走行するために利用される。
The route generation unit 57 reads out the outline data of the field from the field information and generates an appropriate traveling route LN in this field. The generation of the travel path LN may be automatically performed based on the basic initial parameters input by the operator, or may be input parameters that substantially define the travel route LN input by the operator. It may be done based on. Further, the traveling route LN itself may also adopt a configuration downloaded from the management computer 100.
In any case, the travel path LN acquired by the route generation unit 57 is expanded in the memory and used for the work vehicle to travel along the travel path LN regardless of whether the vehicle is automatically steered or manually steered. ..

作業車占有領域管理部60には、車体1が占有する車体占有領域VAの設定を行う車体占有領域設定部61と、作業装置30が占める作業装置占有領域WAの設定を行う作業装置占有領域設定部62とが含まれている。車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAは、この実施形態では、作業車の車速に応じて、それぞれの占有領域の大きさが変更され、高速走行時には、低速走行時に比べて占有領域が小さくなる。さらに、作業装置占有領域WAは、作業装置の対地高さが障害物の対地高さより高くなった場合、縮小または消滅される。したがって、作業車占有領域管理部60には、走行系検出センサ群81に含まれている車速検出センサに基づく車速データ及び作業系検出センサ群82に含まれている作業装置高さ検出センサに基づく作業装置高さデータが入力される。 The work vehicle occupied area management unit 60 includes a vehicle body occupied area setting unit 61 that sets the vehicle body occupied area VA occupied by the vehicle body 1 and a work device occupied area setting unit 61 that sets the work device occupied area WA occupied by the work device 30. The part 62 and the like are included. In this embodiment, the size of each occupied area of the vehicle body occupied area VA and the working device occupied area WA is changed according to the vehicle speed of the work vehicle, and the occupied area becomes smaller during high-speed traveling than during low-speed traveling. .. Further, the working device occupied area WA is reduced or extinguished when the ground height of the working device becomes higher than the ground height of the obstacle. Therefore, the work vehicle occupied area management unit 60 is based on the vehicle speed data based on the vehicle speed detection sensor included in the traveling system detection sensor group 81 and the work device height detection sensor included in the work system detection sensor group 82. Work equipment height data is input.

この実施形態では、車体占有領域VAの大きさと作業装置占有領域WAの大きさとがそれぞれ独立して調整設定可能である。この領域調整設定は、タッチパネル付きディスプレイに表示される領域調整設定画面4を通じて行われる。図5に示すように、領域調整設定画面4には、車体占有領域VAを設定する車体占有領域設定区画4Aと、作業装置占有領域WAを設定する作業装置占有領域設定区画4Bとが配置されている。車体占有領域設定区画4Aには、車体占有領域VAの縦方向のサイズを調整する縦サイズ調整部41と、車体占有領域VAの横方向のサイズを調整する横サイズ調整部42と、縦横方向のサイズを同時に調整する縦横サイズ調整部43とが配置されている。車体占有領域VAのサイズ調整のために、拡大ボタンと縮小ボタンが配置されている。さらに、車体占有領域VAの調整レベルを確認する調整レベル表示部44a及び車体占有領域VAの形状を選択する領域形状選択部44bも配置されている。この実施形態では、選択可能な車体占有領域VAの形状は四角形と楕円形(円形を含む)である。同様に、作業装置占有領域設定区画4Bには、作業装置占有領域WAの縦方向のサイズを調整する縦サイズ調整部45と、作業装置占有領域WAの横方向のサイズを調整する横サイズ調整部46と、縦横方向のサイズを同時に調整する縦横サイズ調整部47とが配置されている。作業装置占有領域WAのサイズ調整のために、拡大ボタンと縮小ボタンが配置されている。さらに、作業装置占有領域WAの調整レベルを確認する調整レベル表示部48a及び作業装置占有領域WAの形状を選択する領域形状選択部48bも配置されている。選択可能な作業装置占有領域WAの形状も四角形と楕円形(円形を含む)である。 In this embodiment, the size of the vehicle body occupied area VA and the size of the working device occupied area WA can be adjusted and set independently. This area adjustment setting is performed through the area adjustment setting screen 4 displayed on the display with the touch panel. As shown in FIG. 5, on the area adjustment setting screen 4, a vehicle body occupied area setting section 4A for setting the vehicle body occupied area VA and a working device occupied area setting section 4B for setting the work device occupied area WA are arranged. There is. The vehicle body occupied area setting section 4A includes a vertical size adjusting unit 41 that adjusts the vertical size of the vehicle body occupied area VA, a horizontal size adjusting unit 42 that adjusts the horizontal size of the vehicle body occupied area VA, and a vertical and horizontal direction. A vertical / horizontal size adjusting unit 43 that adjusts the size at the same time is arranged. An enlargement button and a reduction button are arranged for adjusting the size of the vehicle body occupied area VA. Further, an adjustment level display unit 44a for confirming the adjustment level of the vehicle body occupied area VA and a region shape selection unit 44b for selecting the shape of the vehicle body occupied area VA are also arranged. In this embodiment, the shapes of the selectable vehicle body occupied area VA are quadrangular and elliptical (including circular). Similarly, in the work device occupied area setting section 4B, a vertical size adjusting unit 45 for adjusting the vertical size of the working device occupied area WA and a horizontal size adjusting unit for adjusting the horizontal size of the working device occupied area WA are provided. A vertical / horizontal size adjusting unit 47 that simultaneously adjusts the size in the vertical / horizontal direction is arranged. An enlargement button and a reduction button are arranged for adjusting the size of the work device occupied area WA. Further, an adjustment level display unit 48a for confirming the adjustment level of the work device occupied area WA and an area shape selection unit 48b for selecting the shape of the work device occupied area WA are also arranged. The shape of the work equipment occupied area WA that can be selected is also a quadrangle and an ellipse (including a circle).

自車位置算出部54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。報知部58は、ディスプレイやスピーカ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。 The own vehicle position calculation unit 54 calculates the own vehicle position based on the positioning data sent from the satellite positioning module 80. The notification unit 58 generates a notification signal (display data or voice data) for notifying the driver or the monitor of necessary information through the notification device 73 such as a display or a speaker.

車両走行機器群71を制御する走行制御部50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、走行支援部55からの操舵変更データに基づいて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53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。 The travel control unit 50 that controls the vehicle travel equipment group 71 is configured to allow the tractor to travel in both automatic travel (automatic steering) and manual travel (manual steering). A control unit 52 is included. The manual driving control unit 51 controls the vehicle traveling device group 71 based on the operation by the driver. The automatic driving control unit 52 generates an automatic steering command based on the steering change data from the traveling support unit 55, and outputs the automatic steering command to the steering motor 14 via the output processing unit 7. The work control unit 53 gives a control signal to the work device group 72 in order to control the movement of the work device 30.

走行支援部55は、自動走行時と手動走行時とにおいて、異なる制御処理を実行する。
自動走行時には、自車位置算出部54によって算出された自車位置と経路生成部57によって生成された走行経路LNとを比較評価し、自車位置と走行経路LNとに位置ずれが生じておれば、車体1が当該走行経路LNに沿うように、操舵変更データを生成して、自動走行制御部52に与える機能を実現する。さらに、そのまま走行を続けることで、作業車の輪郭、実際は、作業車の仮想的な作業車占有領域である車体占有領域VA及び作業装置占有領域WAと、障害領域OBが重なると判定された場合(干渉可能性)、作業車が障害物と干渉することを避けるための障害物回避操舵データを与える。あるいは、作業車を停止し、障害物の回避操舵を運転者に委ねてもよい。
The travel support unit 55 executes different control processes during automatic travel and manual travel.
At the time of automatic driving, the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculation unit 54 and the travel route LN generated by the route generation unit 57 are compared and evaluated, and a positional deviation occurs between the own vehicle position and the travel route LN. For example, the function of generating steering change data and giving it to the automatic driving control unit 52 is realized so that the vehicle body 1 follows the traveling path LN. Further, when it is determined that the outline of the work vehicle, actually the vehicle body occupancy area VA and the work device occupancy area WA, which are the virtual work vehicle occupancy areas of the work vehicle, overlap with the obstacle area OB by continuing the traveling as it is. (Interference possibility), provides obstacle avoidance steering data to prevent the work platform from interfering with obstacles. Alternatively, the work vehicle may be stopped and the driver may be entrusted with steering to avoid obstacles.

走行支援部55は、手動走行時には、自車位置算出部54によって算出された自車位置と経路生成部57によって生成された走行経路LNとを比較評価し、自車位置と走行経路LNとに位置ずれが生じておれば、位置ずれデータを報知部58に与える機能を実現する。これにより、位置ずれが報知デバイス73を通じて運転者に報知される。また、そのまま走行を続けることで、作業車が障害物と干渉する可能性が発生すると判定された場合には、その干渉可能性データを報知部58に与え、障害物の回避操舵を運転者に促す。もちろん、必要に応じて、作業車を緊急停車させることも可能である。 At the time of manual driving, the traveling support unit 55 compares and evaluates the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculation unit 54 and the traveling route LN generated by the route generation unit 57, and sets the own vehicle position and the traveling route LN. If the misalignment occurs, the function of giving the misalignment data to the notification unit 58 is realized. As a result, the misalignment is notified to the driver through the notification device 73. If it is determined that the work vehicle may interfere with an obstacle by continuing to drive as it is, the interference possibility data is given to the notification unit 58, and the driver is instructed to avoid the obstacle. prompt. Of course, it is also possible to make an emergency stop of the work vehicle if necessary.

〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態のトラクタに、障害物検出装置が搭載されている場合には、障害物検出装置によって検出された障害物の検出データから算出される障害領域OBが走行支援部55に与えられる。これにより、作業地管理部56で管理されていない障害物、特に移動障害物に対しても、障害物との干渉回避のための走行支援が可能となる。または、障害物検出装置によって検出された障害物の検出データから算出される障害領域OBを作業地管理部56に与えてもよい。
[Another Embodiment]
(1) When the obstacle detection device is mounted on the tractor of the above-described embodiment, the obstacle area OB calculated from the obstacle detection data detected by the obstacle detection device is transmitted to the traveling support unit 55. Given. As a result, even for obstacles not managed by the work site management unit 56, particularly moving obstacles, it is possible to provide running support for avoiding interference with the obstacles. Alternatively, the work area management unit 56 may be provided with the obstacle area OB calculated from the obstacle detection data detected by the obstacle detection device.

(2)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、コンバインなどの農作業車、あるいは作業装置30としてドーザやローラ等を備える建設作業車等の種々の作業車も、実施形態として採用することができる。 (2) In the above-described embodiment, a tractor equipped with a rotary cultivator as a work device 30 is taken up as a work vehicle, but in addition to such a tractor, for example, a rice transplanter, a farm work vehicle such as a combine, or work. Various work vehicles such as a construction work vehicle provided with a dozer, a roller, and the like as the device 30 can also be adopted as an embodiment.

(3)図4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。 (3) Each functional unit in the functional block diagram shown in FIG. 4 is mainly divided for explanatory purposes. In practice, each functional unit can be integrated with other functional units or divided into a plurality of functional units.

本発明は、走行しながら対地作業を行う作業車及びそのような作業車の走行を支援する走行支援システムに適用可能である。 The present invention is applicable to a work vehicle that performs ground work while traveling and a travel support system that supports the travel of such a work vehicle.

1 :車体
30 :作業装置
31 :昇降機構
4 :領域調整設定画面
4A :車体占有領域設定区画
4B :作業装置占有領域設定区画
5 :制御ユニット
50 :走行制御部
51 :手動走行制御部
52 :自動走行制御部
53 :作業制御部
54 :自車位置算出部
55 :走行支援部
56 :作業地管理部
57 :経路生成部
58 :報知部
60 :作業車占有領域管理部
61 :車体占有領域設定部
62 :作業装置占有領域設定部
73 :報知デバイス
80 :衛星測位モジュール
LN :走行経路
OB :障害領域
VA :車体占有領域
WA :作業装置占有領域
1: Body 30: Working device 31: Elevating mechanism 4: Area adjustment setting screen 4A: Body occupied area setting section 4B: Working device occupied area setting section 5: Control unit 50: Travel control unit 51: Manual travel control unit 52: Automatic Travel control unit 53: Work control unit 54: Own vehicle position calculation unit 55: Travel support unit 56: Work area management unit 57: Route generation unit 58: Notification unit 60: Work vehicle occupancy area management unit 61: Body occupancy area setting unit 62: Working device occupied area setting unit 73: Notification device 80: Satellite positioning module LN: Travel path OB: Obstacle area VA: Vehicle body occupied area WA: Working device occupied area

Claims (8)

車体と前記車体に装備された作業装置とを有する作業車の作業地における走行を支援する走行支援システムであって、
走行時に前記作業地に対して占める前記作業車の仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と、前記作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理する作業車占有領域管理部と、
測位データに基づいて前記作業地における前記作業車の位置である自車位置を算出する自車位置算出部と、
前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて、前記作業車の走行を支援する走行支援部と、を備え、
前記作業地に存在する障害物の対地高さが前記作業装置の対地高さより低い場合、少なくとも当該障害物の周辺を走行している間は前記作業装置占有領域が縮小または消滅される走行支援システム。
It is a traveling support system that supports the traveling of a work vehicle having a vehicle body and a work device equipped on the vehicle body at a work site.
A work vehicle occupancy that manages a virtual work vehicle occupancy area of the work vehicle occupying the work area during traveling by dividing it into a vehicle body occupancy area occupied by the vehicle body and a work device occupancy area occupied by the work device. Area management department and
A vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position, which is the position of the work vehicle at the work site, based on the positioning data.
A traveling support unit that supports the traveling of the work vehicle based on the position of the own vehicle and the occupied area of the work vehicle is provided.
When the ground height of an obstacle existing in the work area is lower than the ground height of the work device, the traveling support system in which the occupied area of the work device is reduced or disappears at least while traveling around the obstacle. ..
車体と前記車体に装備された作業装置とを有する作業車の作業地における走行を支援する走行支援システムであって、
走行時に前記作業地に対して占める前記作業車の仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と、前記作業装置が占め作業装置占有領域とに分けて管理する作業車占有領域管理部と、
測位データに基づいて前記作業地における前記作業車の位置である自車位置を算出する自車位置算出部と、
前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて、前記作業車の走行を支援する走行支援部と、を備え、
前記作業装置の対地高さを変更する昇降機構を介して前記作業装置が前記車体に装備されている場合、前記昇降機構によって変更された対地高さに応じて前記作業装置占有領域が変更される走行支援システム。
It is a traveling support system that supports the traveling of a work vehicle having a vehicle body and a work device equipped on the vehicle body at a work site.
A virtual working vehicle occupied area of the work vehicle occupying relative to the working place during running, and the vehicle body occupied region where the vehicle is occupied, the work vehicle to manage divided into a working device occupation area where the working device is accounted Occupied area management department and
A vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position, which is the position of the work vehicle at the work site, based on the positioning data.
A traveling support unit that supports the traveling of the work vehicle based on the position of the own vehicle and the occupied area of the work vehicle is provided.
When the work device is mounted on the vehicle body via an elevating mechanism for changing the ground height of the work device, the occupied area of the work device is changed according to the ground height changed by the elevating mechanism. Driving support system.
前記作業地の障害物の位置と大きさを含む障害物情報を管理する作業地管理部が備えられている請求項1または2に記載の走行支援システム。 The traveling support system according to claim 1 or 2, further comprising a work area management unit that manages obstacle information including the position and size of obstacles in the work area. 前記作業車の走行状態に応じて前記作業車占有領域の大きさが変更される請求項1から3のいずれか一項に記載の走行支援システム。 The traveling support system according to any one of claims 1 to 3, wherein the size of the occupied area of the working vehicle is changed according to the traveling state of the working vehicle. 前記作業車の車速に応じて前記作業車占有領域の大きさを変更する請求項4に記載の走行支援システム。 The traveling support system according to claim 4, wherein the size of the work vehicle occupied area is changed according to the vehicle speed of the work vehicle. 前記車体占有領域の大きさと前記作業装置占有領域の大きさとがそれぞれ独立して設定可能である請求項1から5のいずれか一項に記載の走行支援システム。 The traveling support system according to any one of claims 1 to 5, wherein the size of the vehicle body occupied area and the size of the working device occupied area can be set independently. 前記走行支援部は、前記車体及び前記作業装置と前記作業地に存在する障害物との干渉可能性を判定する機能を有する請求項1から6のいずれか一項に記載の走行支援システム。 The travel support system according to any one of claims 1 to 6, wherein the travel support unit has a function of determining the possibility of interference between the vehicle body and the work device and an obstacle existing in the work site. 車体と、
前記車体に装備される作業装置と、
作業地での走行時に前記作業地に対して占める仮想的な作業車占有領域を、前記車体が占有する車体占有領域と前記作業装置が占める作業装置占有領域とに分けて管理し、前記作業地に存在する障害物の対地高さが前記作業装置の対地高さより低い場合、少なくとも当該障害物の周辺を走行している間は前記作業装置占有領域を縮小または消滅させる作業車占有領域管理部と、
測位モジュールからの測位データに基づいて自車位置を算出する自車位置算出部と
前記自車位置と前記作業車占有領域とに基づいて走行を支援する走行支援部と、を備えた作業車。
With the car body
The work equipment installed on the vehicle body and
The virtual work vehicle occupied area occupied by the work area when traveling in the work area is managed separately as the vehicle body occupied area occupied by the vehicle body and the work device occupied area occupied by the work device, and the work area is managed. When the ground height of the obstacle existing in is lower than the ground height of the work device, the work vehicle occupied area management unit that reduces or eliminates the work device occupied area at least while traveling around the obstacle. ,
A work vehicle including a vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position based on positioning data from the positioning module, and a travel support unit that supports travel based on the vehicle position and the work vehicle occupied area.
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