JP6983734B2 - Harvester - Google Patents

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Description

本発明は、収穫幅の端部をオーバーラップさせながら、圃場内に設定された走行経路に沿って自動走行する収穫機に関する。 The present invention relates to a harvester that automatically travels along a travel path set in a field while overlapping the ends of the harvest width.

特許文献1では、作業地の大きさと作業幅とオーバーラップ値(重複設定幅)とに基づいて生成された複数の直線路を含む走行経路を自動走行する作業車が開示されている。所定のオーバーラップ値を含む作業幅で作業地を網羅する走行経路を生成する際に、収穫幅に満たない幅の未作業領域が発生する場合には、所定のオーバーラップ値を広げることで作業幅に満たない幅の未作業領域が最後に残ってしまうことを回避する走行経路が生成される。 Patent Document 1 discloses a work vehicle that automatically travels on a travel route including a plurality of straight roads generated based on the size of the work area, the work width, and the overlap value (overlapping set width). When generating a travel route that covers the work area with a work width that includes a predetermined overlap value, if an unworked area with a width less than the harvest width occurs, work is performed by expanding the predetermined overlap value. A travel path is generated that avoids the last remaining unworked area with a width less than the width.

特開2017−134527号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-134527

特許文献1による作業車では、オーバーラップ値を調整することで、未作業領域内に設定される走行経路で、未作業領域を作業することが可能となる。この作業車に搭載されている走行経路作成アルゴリズムは、オーバーラップ値が可変となっているので、作業車は実質的に種々の作業幅の走行経路で作業走行することができる。しかしながら、オーバーラップ値の違いが、自動走行における操舵制御に考慮されていないので、小さいオーバーラップ値で生成された走行経路であっても、大きなオーバーラップ値で生成された走行経路であっても同一の操舵制御が行われる。 In the work vehicle according to Patent Document 1, by adjusting the overlap value, it is possible to work in the unworked area on the traveling path set in the unworked area. Since the overlap value of the travel route creation algorithm mounted on the work vehicle is variable, the work vehicle can work and travel on travel routes having substantially various work widths. However, since the difference in the overlap value is not taken into consideration in the steering control in the automatic driving, the traveling path generated by the small overlap value or the traveling path generated by the large overlap value. The same steering control is performed.

本発明の目的は、異なるオーバーラップ値で生成された走行経路に沿って自動走行する際に、オーバーラップ値の違いを考慮した制御が行われる収穫機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a harvester in which control is performed in consideration of the difference in overlap values when automatically traveling along travel paths generated with different overlap values.

収穫幅の端部をオーバーラップさせながら、圃場内に設定された走行経路に沿って自動走行する、本発明による収穫機は、収穫走行形態を選択する収穫走行形態選択部と、前記オーバーラップのオーバーラップ値を設定するオーバーラップ値設定部と、前記収穫幅と前記オーバーラップ値とから決定される経路間隔で作業対象領域を網羅するように、前記走行経路を前記収穫走行形態に応じて算出する走行経路算出部と、自車位置を算出する自車位置算出部と、前記走行経路と前記自車位置との間の偏差及び前記オーバーラップ値に基づいて制御指令を生成する制御指令生成部と、前記制御指令に基づいて操舵制御を行う自動走行制御部とを備える。 The harvester according to the present invention, which automatically travels along a travel path set in the field while overlapping the ends of the harvest width, has a harvesting travel mode selection unit that selects a harvesting travel mode and the overlap. The travel route is calculated according to the harvest travel mode so as to cover the work target area with the overlap value setting unit that sets the overlap value and the route interval determined from the harvest width and the overlap value. A control command generation unit that generates a control command based on a travel route calculation unit, a vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position, a deviation between the travel route and the vehicle position, and an overlap value. And an automatic traveling control unit that performs steering control based on the control command.

コンバインなどの収穫機の場合、圃場の形状、大きさ、収穫物の種類や状態、収穫装置の作業走行幅、運転者や営農家の意向、などから、収穫走行における走行経路のレイアウト(走行パターン)、収穫幅、収穫速度、制御パラメータなどが決定される。この走行パターン、収穫幅、収穫速度、制御パラメータなどが異なる形態での各種走行は、ここでは収穫走行形態と総称される。本発明による上記構成の収穫機では、収穫走行形態に応じて算出された走行経路におけるオーバーラップ値が設定されると、このオーバーラップ値及び走行経路と自車位置との間の偏差に基づいて制御指令が生成されるので、オーバーラップ値が異なる走行経路に対しては異なる操舵制御の実行が可能となる。その結果、より適切な操舵制御を用いた自動走行による収穫作業が可能となる。 In the case of a harvester such as a combine, the layout of the driving route (driving pattern) in the harvesting run is based on the shape and size of the field, the type and condition of the harvest, the working width of the harvester, the intentions of the driver and the farmer, etc. ), Harvest width, harvest speed, control parameters, etc. are determined. The various types of traveling in which the traveling pattern, the harvest width, the harvesting speed, the control parameters, and the like are different are collectively referred to as a harvesting traveling mode here. In the harvester having the above configuration according to the present invention, when the overlap value in the travel path calculated according to the harvest travel mode is set, the overlap value and the deviation between the travel path and the own vehicle position are used. Since the control command is generated, it is possible to execute different steering controls for traveling paths having different overlap values. As a result, harvesting work by automatic running using more appropriate steering control becomes possible.

本発明の好適な実施形態の1つでは、前記オーバーラップ値設定部は、前記収穫走行形態に応じて、前記オーバーラップ値を変更する。この構成では、選択された収穫走行形態にとって最適なオーバーラップ値を設定し、そのオーバーラップ値で自動走行することができる。 In one of the preferred embodiments of the present invention, the overlap value setting unit changes the overlap value according to the harvesting running mode. In this configuration, the optimum overlap value for the selected harvesting running mode can be set, and automatic running can be performed with the overlapping value.

本発明の好適な実施形態の1つでは、前記偏差を無効にする偏差不感帯の幅が、前記オーバーラップ値の増大に対応して広くなるように変更される。オーバーラップ値が大きくなれば、自動走行制御の不安定による収穫残しの領域(収穫作業もれ領域)が生じる可能性が低くなる。また、偏差不感帯の幅を大きくすれば、わずかな偏差では操舵修正が行われないので、制御感度は鈍感となるが、それゆえに、わずかな偏差による操舵修正の結果、機体が微細揺動してしまうという問題は回避される。この構成では、オーバーラップ値が大きい場合には、偏差不感帯の幅を広くし、機体の微細揺動を抑制している。 In one of the preferred embodiments of the present invention, the width of the deviation dead zone that nullifies the deviation is modified to widen in response to the increase in the overlap value. If the overlap value becomes large, it is less likely that an unharvested area (harvesting work leakage area) will occur due to unstable automatic driving control. Further, if the width of the deviation insensitive zone is increased, the steering correction is not performed with a slight deviation, so that the control sensitivity becomes insensitive. Therefore, as a result of the steering correction due to the slight deviation, the aircraft swings finely. The problem of getting rid of it is avoided. In this configuration, when the overlap value is large, the width of the deviation dead zone is widened to suppress fine rocking of the airframe.

圃場の農作物を走行しながら収穫する収穫機走行パターンとして、複数の平行な走行経路をUターンによってつないで走行する往復走行パターンと、作業対象領域の外縁に沿って渦巻き状に内側に向かって走行する渦巻き走行パターンがよく知られている。往復走行パターンでは、複数の平行な走行経路群から順次選択される走行経路がUターン旋回走行でつながれていく。渦巻き走行パターン経路では、多角形形状の作業対象領域の各辺に平行となる走行経路が、順次アルファターンと呼ばれる後進を伴う旋回走行でつながれていく。その際、旋回走行の最後において、次に進入する目標となる走行経路からの自車位置の偏差(ずれ)が大きくなると、収穫作業ができない領域が生じてしまう。これを避けるためには、一旦その進入走行を中止し、後進を行い、進入走行をやり直す必要がある。ただし、オーバーラップ値が大きくなれば、自車位置の偏差の許容範囲が大きくなるので、この進入走行やり直し条件は緩和可能となる。このことから、本発明の好適な実施形態の1つでは、旋回走行を通じて進入しようとする前記走行経路である進入目標走行経路と前記自車位置との間の進入偏差を算出する進入偏差算出部が備えられ、前記進入偏差が禁止偏差を超えた場合に前記進入目標走行経路への進入を中止させる進入中止指令が、前記制御指令に含まれており、前記禁止偏差が前記オーバーラップ値によって変更される。 As a harvester running pattern for harvesting while running agricultural products in the field, a reciprocating running pattern in which multiple parallel running paths are connected by a U-turn and a running pattern inward in a spiral along the outer edge of the work area. The swirl running pattern is well known. In the reciprocating travel pattern, travel routes sequentially selected from a plurality of parallel travel route groups are connected by U-turn turning travel. In the spiral traveling pattern path, traveling paths parallel to each side of the polygonal work target area are sequentially connected by a turning traveling with reverse movement called an alpha turn. At that time, if the deviation (deviation) of the position of the own vehicle from the target traveling route to be entered next becomes large at the end of the turning traveling, there will be an area where the harvesting work cannot be performed. In order to avoid this, it is necessary to temporarily stop the approaching run, move backward, and restart the approaching run. However, if the overlap value becomes large, the allowable range of the deviation of the position of the own vehicle becomes large, so that the condition for re-approaching can be relaxed. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, an approach deviation calculation unit that calculates an approach deviation between the approach target travel path, which is the travel route to be entered through turning travel, and the position of the own vehicle. The control command includes an approach stop command for stopping the approach to the approach target traveling route when the approach deviation exceeds the prohibition deviation, and the prohibition deviation is changed by the overlap value. Will be done.

収穫機の一例としての普通型のコンバインの側面図である。It is a side view of a normal type combine as an example of a harvester. コンバインの周囲刈り走行を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the peripheral mowing running of a combine. Uターンでつながれた往復走行を繰り返す走行パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the running pattern which repeats the reciprocating running connected by a U-turn. 渦巻き状に中心に向かって走行する走行パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the running pattern which runs toward the center in a spiral shape. スイッチバックを用いた往復走行パターンでの走行経路の算出を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation of the travel path in the reciprocating travel pattern using a switchback. ノーマルUターンを用いた往復走行パターンでの走行経路の算出を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation of the travel path in the reciprocating travel pattern using a normal U-turn. 渦巻き走行パターンでの走行経路の算出を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation of the traveling path in a spiral traveling pattern. 手動走行と自動走行とを用いて行われるコンバインによる収穫作業の流れを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the flow of the harvesting work by a combine performed by using manual running and automatic running. 収穫幅とオーバーラップ値と経路間隔との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a harvest width, an overlap value, and a path interval. オーバーラップ値の増減と偏差不感帯幅との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the increase / decrease of the overlap value, and the deviation insensitivity band width. オーバーラップ値の増減と進入走行時の限界角度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the increase / decrease of the overlap value, and the limit angle at the time of approach running. コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the control system of a combine.

次に、本発明による、自動運転と手動運転とが可能な収穫機の一例として、普通型のコンバインを取り上げて説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」(図1に示す矢印Fの方向)は機体前後方向(走行方向)に関して前方を意味し、「後」(図1に示す矢印Bの方向)は機体前後方向(走行方向)に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」(図1に示す矢印Uの方向)及び「下」(図1に示す矢印Dの方向)は、機体10の鉛直方向(垂直方向)での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。 Next, as an example of a harvester capable of automatic operation and manual operation according to the present invention, a normal combine will be described. In the present specification, unless otherwise specified, "front" (direction of arrow F shown in FIG. 1) means forward in the front-rear direction (traveling direction) of the aircraft, and "rear" (arrow B shown in FIG. 1). Direction) means the rear in the front-rear direction (traveling direction) of the aircraft. Further, the left-right direction or the lateral direction means the aircraft crossing direction (airframe width direction) orthogonal to the aircraft front-rear direction. "Up" (direction of arrow U shown in FIG. 1) and "down" (direction of arrow D shown in FIG. 1) are positional relationships of the aircraft 10 in the vertical direction (vertical direction), and are related to the ground height. Is shown.

図1に示すように、このコンバインは、機体10、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫部15、搬送装置16、穀粒排出装置18、自車位置検出モジュール80を備えている。 As shown in FIG. 1, this combine includes an airframe 10, a crawler-type traveling device 11, a driving unit 12, a threshing device 13, a grain tank 14, a harvesting section 15, a transport device 16, a grain discharging device 18, and a vehicle. The position detection module 80 is provided.

走行装置11は、機体10の下部に備えられている。コンバインは、走行装置11によって自走可能に構成されている。運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11の上側に備えられ、機体10の上部を構成している。運転部12には、コンバインを運転する運転者及びコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。なお、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視してもよい。 The traveling device 11 is provided in the lower part of the machine body 10. The combine is configured to be self-propelled by the traveling device 11. The driving unit 12, the threshing device 13, and the grain tank 14 are provided on the upper side of the traveling device 11 and form the upper part of the machine body 10. The driver who drives the combine harvester and the observer who monitors the work of the combine harvester can be boarded in the driver unit 12. The observer may monitor the work of the combine from outside the combine.

穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の後下部に連結されている。また、自車位置検出モジュール80は、運転部12の上方面に取り付けられている。 The grain discharge device 18 is connected to the rear lower portion of the grain tank 14. Further, the own vehicle position detection module 80 is attached to the upper surface of the driving unit 12.

収穫部15は、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫部15の後方に設けられている。また、収穫部15は、切断機構15a及びリール15bを有している。切断機構15aは、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール15bは、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫部15は、圃場の穀物(農作物の一種)を収穫する。そして、コンバインは、収穫部15によって圃場の穀物を収穫しながら走行装置11によって走行する作業走行が可能である。 The harvesting section 15 is provided at the front portion of the combine. The transport device 16 is provided behind the harvesting section 15. Further, the harvesting unit 15 has a cutting mechanism 15a and a reel 15b. The cutting mechanism 15a cuts the planted culm in the field. Further, the reel 15b is driven to rotate and scrapes the planted grain culm to be harvested. With this configuration, the harvesting unit 15 harvests grains (a type of agricultural product) in the field. Then, the combine can be run by the traveling device 11 while harvesting the grains in the field by the harvesting unit 15.

切断機構15aによって刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。 The cut grain culm cut by the cutting mechanism 15a is conveyed to the threshing device 13 by the conveying device 16. In the threshing device 13, the harvested grain culm is threshed. The grains obtained by the threshing treatment are stored in the grain tank 14. The grains stored in the grain tank 14 are discharged to the outside of the machine by the grain discharging device 18 as needed.

また、運転部12には、汎用端末4が配置されている。本実施形態において、汎用端末4は、運転部12に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、汎用端末4は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良いし、汎用端末4は、コンバインの機外に持ち出し可能であってもよい。 Further, a general-purpose terminal 4 is arranged in the driving unit 12. In the present embodiment, the general-purpose terminal 4 is fixed to the driving unit 12. However, the present invention is not limited to this, and the general-purpose terminal 4 may be configured to be detachable from the driving unit 12, and the general-purpose terminal 4 may be taken out of the combine machine. ..

図2に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。これには、自車位置の情報が必要である。自車位置検出モジュール80には、衛星測位ユニット81と慣性航法ユニット82とが含まれている。衛星測位ユニット81は、人工衛星GSから送信される位置情報であるGNSS(global navigation satellite system)信号(GPS信号を含む)を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性航法ユニット82は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す位置ベクトルを出力する。慣性航法ユニット82は、衛星測位ユニット81による自車位置算出を補完するために用いられる。慣性航法ユニット82は、衛星測位ユニット81とは別の場所に配置してもよい。 As shown in FIG. 2, this combine automatically travels along a travel route set in the field. This requires information on the position of the vehicle. The own vehicle position detection module 80 includes a satellite positioning unit 81 and an inertial navigation unit 82. The satellite positioning unit 81 receives a GNSS (global navigation satellite system) signal (including a GPS signal) which is position information transmitted from the artificial satellite GS, and outputs positioning data for calculating the position of the own vehicle. The inertial navigation unit 82 incorporates a gyro acceleration sensor and a magnetic orientation sensor, and outputs a position vector indicating an instantaneous traveling direction. The inertial navigation unit 82 is used to complement the vehicle position calculation by the satellite positioning unit 81. The inertial navigation unit 82 may be arranged at a place different from the satellite positioning unit 81.

このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。 The procedure for harvesting in the field with this combine is as described below.

まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周囲刈り走行しながら収穫を行う。周囲刈り走行により既刈領域(既作業領域)となった領域は、既作業領域SA又は外周領域SAとして設定される。そして、外周領域SAの内側に未刈地(未作業地)のまま残された内部領域は未作業領域CAであり、今後の作業対象領域として設定される。この実施形態では、未作業領域CAが四角形となるように、周囲刈り走行が行われる。もちろん、三角形や五角形以上の多角形の未作業領域CAが採用されてもよい。 First, the driver / observer manually operates the combine harvester, and as shown in FIG. 2, harvests while cutting the surrounding area along the boundary line of the field in the outer peripheral portion of the field. The area that has become the already mowed area (already worked area) due to the surrounding mowing run is set as the already worked area SA or the outer peripheral area SA. The internal area left inside the outer peripheral area SA as an uncut area (unworked area) is an unworked area CA, and is set as a future work target area. In this embodiment, the peripheral cutting run is performed so that the unworked area CA becomes a quadrangle. Of course, the unworked area CA of a polygon having a triangle or a pentagon or more may be adopted.

また、このとき、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを2〜3周走行させる。この走行においては、コンバインが1周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。この2〜3周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の2〜3倍程度の幅となる。 Further, at this time, in order to secure a certain width of the outer peripheral region SA, the driver makes the combine travel two or three laps. In this traveling, the width of the outer peripheral region SA is expanded by the working width of the combine every time the combine makes one round. After the running of 2 to 3 laps, the width of the outer peripheral region SA becomes about 2 to 3 times the working width of the combine.

外周領域SAは、作業対象領域である未作業領域CAにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。 The outer peripheral region SA is used as a space for the combine to change direction when harvesting is performed in the unworked region CA, which is the work target region. Further, the outer peripheral region SA is also used as a space for movement such as when moving to a grain discharge place or when moving to a refueling place after the harvesting run is finished.

なお、図2に示す運搬車CVは、コンバインが穀粒排出装置18から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは運搬車CVの近傍へ移動した後、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。 The transport vehicle CV shown in FIG. 2 can collect and transport the grains discharged from the grain discharge device 18 by the combine harvester. At the time of grain discharge, the combine moves to the vicinity of the carrier CV and then discharges the grains to the carrier CV by the grain discharge device 18.

未作業領域CAの形状を示す内側マップデータが作成されると、この内側マップデータに基づいて算出される線状(直線又は曲線)の作業走行経路に沿う自動走行と、1つの作業走行経路から次の作業走行経路に移行するための旋回移行走行とによる収穫走行によって未作業領域CAの植付穀稈が刈り取られる。なお、旋回移行走行のための走行経路は、旋回移行経路と称する。収穫走行で用いられる走行パターンは、複数の平行な作業走行経路をUターンによってつないで走行する往復走行パターン(図3に示されている)と、未作業領域CAの外縁に沿って渦巻き状に走行する渦巻き走行パターン(図4に示されている)である。 When the inner map data showing the shape of the unworked area CA is created, the automatic running along the linear (straight or curved) working running path calculated based on the inner map data and the one working running path are used. The planted grain culm of the unworked area CA is cut by the harvesting run by the turning shift run for shifting to the next work run path. The traveling route for turning transition traveling is referred to as a turning transition route. The running patterns used in the harvesting run are a reciprocating running pattern (shown in FIG. 3) in which a plurality of parallel working running paths are connected by a U-turn and a spiral running along the outer edge of the unworked area CA. It is a traveling swirl traveling pattern (shown in FIG. 4).

図3に示されている往復走行パターンでは、コンバインは、未作業領域CAの一辺に平行な走行経路を旋回走行であるUターン走行によってつなぐように、走行する。Uターン走行には、1つ以上の走行経路をまたぐノーマルUターンと、隣接する走行経路をつなぐスイッチバックターンがある。ノーマルUターンは、2つの前進90度旋回と直進とを含む180度旋回であり、直進が省略される場合もある。スイッチバックターンは、前進90度旋回と後進と前進90度旋回を用いた180度方向転換である。 In the reciprocating traveling pattern shown in FIG. 3, the combine travels so as to connect a traveling path parallel to one side of the unworked area CA by a U-turn traveling which is a turning traveling. U-turn travel includes a normal U-turn that straddles one or more travel routes and a switchback turn that connects adjacent travel routes. The normal U-turn is a 180-degree turn including two forward 90-degree turns and a straight-ahead turn, and the straight-ahead may be omitted. The switchback turn is a 180 degree turn using a forward 90 degree turn and a reverse and forward 90 degree turn.

図4に示されている渦巻き走行パターンでは、コンバインは、未作業領域CAの外形に類似する作業走行経路を旋回走行経路でつなぎながら行われる周回走行が、中心に向けて渦巻きのように行われる。各周回走行におけるコーナでの旋回には、直進と後進旋回と前進旋回とを用いた、アルファターンと呼ばれる旋回が用いられる。なお、作業途中において、渦巻き走行パターンから往復走行パターン、または往復走行パターンから渦巻き走行パターンに変更することも可能である。 In the swirl travel pattern shown in FIG. 4, the combine performs a circular traveling toward the center like a swirl while connecting a work travel path similar to the outer shape of the unworked area CA with a swirl travel path. .. For turning at the corner in each lap run, a turn called an alpha turn using straight, reverse and forward turns is used. It is also possible to change from the swirl traveling pattern to the reciprocating traveling pattern or from the reciprocating traveling pattern to the spiral traveling pattern during the work.

未作業領域CAを往復走行パターンを用いて自動走行するために用いられる走行経路は、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図5及び図6に示すように、内側マップデータから、第1辺S1、第2辺S2、第3辺S3、第4辺S4からなる四角形の未作業領域CAが規定される。この未作業領域CAの長辺である第1辺S1が基準辺S1として選択される。この基準辺S1に平行で、作業幅(刈取り幅)の半分だけ基準辺S1から内側を通る線が初期基準線L1として算出される。この初期基準線L1が最初に走行する走行経路に対応する。なお、最初に、未作業領域CAを中割するような収穫走行が採用される場合、初期基準線L1として、基準辺S1に平行で、基準辺S1からさらに離れた距離(作業幅の半分+作業幅の整数倍)を通る線が初期基準線L1として算出される。 The travel route used for automatically traveling in the unworked area CA using the reciprocating travel pattern is calculated as follows based on the inner map data. As shown in FIGS. 5 and 6, from the inner map data, a quadrangular unworked area CA including the first side S1, the second side S2, the third side S3, and the fourth side S4 is defined. The first side S1 which is the long side of the unworked area CA is selected as the reference side S1. A line parallel to the reference side S1 and passing from the reference side S1 to the inside by half of the working width (cutting width) is calculated as the initial reference line L1. This initial reference line L1 corresponds to the first travel path. First, when a harvesting run that divides the unworked area CA in the middle is adopted, the initial reference line L1 is parallel to the reference side S1 and further away from the reference side S1 (half the working width +). A line passing through (an integral multiple of the working width) is calculated as the initial reference line L1.

180度ターン(Uターン)するために必要とするスペースが小さいスイッチバックターンが旋回移行走行として採用される場合、例えば、図5に示されているように、初期基準線L1からUターンを介して順次つながっていく基準線L2、L3・・・が、初期基準線L1に平行な状態かつ作業幅の間隔を空けた状態で算出される。これらの基準線L1、L2、L3・・・が直進走行用の作業走行経路の算出時に利用される。 When a switchback turn, which requires less space to make a 180 degree turn (U-turn), is adopted as a turn transition run, for example, from the initial reference line L1 via the U-turn, as shown in FIG. The reference lines L2, L3 ... Sequentially connected to each other are calculated in a state parallel to the initial reference line L1 and with a working width interval. These reference lines L1, L2, L3 ... Are used when calculating a work travel route for straight travel.

Uターンするために必要とするスペースがスイッチバックターンより大きくなるノーマルUターンが旋回移行走行として採用される場合、初期基準線L1からUターンを介してつながる次の基準線L2は、初期基準線L1に平行で作業幅の複数倍(図6では3倍)の間隔で算出される。図6に示されているように、同様な方法で、次の基準線L3が算出される。このようにして、ノーマルUターンで必要なスペースを考慮して、順次基準線が算出される。これらの基準線L1、L2、L3・・・が直進走行用の作業走行経路の算出時に利用される。 When a normal U-turn, in which the space required to make a U-turn is larger than the switchback turn, is adopted as a turning transition run, the next reference line L2 connected from the initial reference line L1 via the U-turn is the initial reference line. It is calculated at intervals parallel to L1 and at intervals of multiple times the working width (three times in FIG. 6). As shown in FIG. 6, the next reference line L3 is calculated by the same method. In this way, the reference line is sequentially calculated in consideration of the space required for a normal U-turn. These reference lines L1, L2, L3 ... Are used when calculating a work travel route for straight travel.

なお、図5及び図6では、未作業領域CAの形状は四角形であったが、これが三角形や五角形などの他の多角形であっても基準辺S1を選択すれば、同様な方法で順次走行経路を算出することができる。 In FIGS. 5 and 6, the shape of the unworked area CA was a quadrangle, but even if it is another polygon such as a triangle or a pentagon, if the reference side S1 is selected, the unworked area CA is sequentially traveled in the same manner. The route can be calculated.

渦巻き走行パターンが選択された場合、自動走行のために用いられる作業走行経路は、内側マップデータに基づいて以下のように算出される。図7に示すように、この未作業領域CAの長辺(渦巻き走行パターンでは短辺でもよい)である第1辺S1が基準辺S1として選択される。この基準辺S1に平行で、作業幅(刈取り幅)の半分だけ基準辺S1から内側を通る線が基準線L1として算出される。この基準線L1は、自動走行の最初の作業走行経路となる初期基準線である。さらに、コンバインの進行方向で基準辺S1に隣接する第2辺S2に平行で、作業幅(刈取り幅)の半分だけ第2辺S2から内側を通る線が次の基準線L2として算出され、最初の作業走行経路の次の自動走行の目標となる次作業走行経路となる。最初の作業走行経路と次作業走行経路とは、基準辺S1と第2辺S2とがなす角度の機体旋回を実現するアルファターン(特殊旋回)によってつながれる。同様に、更に次の基準線L3も、順次算出される。これらの基準線L1、L2、L3・・・が直進走行用の作業走行経路に対応する。 When the swirl travel pattern is selected, the work travel route used for automatic travel is calculated as follows based on the inner map data. As shown in FIG. 7, the first side S1 which is the long side (may be the short side in the spiral traveling pattern) of the unworked area CA is selected as the reference side S1. A line parallel to the reference side S1 and passing from the reference side S1 to the inside by half of the working width (cutting width) is calculated as the reference line L1. This reference line L1 is an initial reference line that is the first work travel route for automatic driving. Further, a line parallel to the second side S2 adjacent to the reference side S1 in the traveling direction of the combine and passing from the second side S2 to the inside by half of the working width (cutting width) is calculated as the next reference line L2. It becomes the next work travel route that is the target of the next automatic travel of the work travel route. The first work travel path and the next work travel route are connected by an alpha turn (special turn) that realizes an aircraft turn at an angle formed by the reference side S1 and the second side S2. Similarly, the next reference line L3 is also calculated sequentially. These reference lines L1, L2, L3 ... Correspond to the work travel route for straight travel.

実際の圃場における収穫作業では、図8に示されているように、往復走行パターンと渦巻き走行パターンとが混在することが少なくない。図8の例では、コンバインが圃場に入ると(#a)、手動で周囲刈り走行を行い、圃場の最外周側に既作業領域である外周領域SAを形成する(#b)。この周囲刈り走行で形成される外周領域SAがアルファターンでの方向転換が可能となる大きさになれば、未作業領域CAに対して渦巻き走行パターンが設定され、渦巻き走行が行われる(#c)。この渦巻き走行では、少なくとも直進は自動走行が可能である。渦巻き走行は、未作業領域CAが、往復走行パターンにおける旋回移行走行(ノーマルUターン、スイッチバックターン)が可能となる大きさになるまで、行われる(#d)。次に、未作業領域CAに対して、往復走行パターンで未作業領域CAを網羅するような作業走行経路が設定される(#e)。設定された作業走行経路に沿って往復走行を繰り返すことで、圃場の収穫作業が完了する(#f)。 In the actual harvesting work in the field, as shown in FIG. 8, the reciprocating running pattern and the swirling running pattern are often mixed. In the example of FIG. 8, when the combine enters the field (# a), the peripheral harvester is manually mowed to form an outer peripheral region SA which is a working region on the outermost peripheral side of the field (# b). When the outer peripheral region SA formed by this peripheral mowing run becomes a size that enables the direction change in the alpha turn, the swirl running pattern is set for the unworked region CA, and the swirl running is performed (# c). ). In this swirl running, automatic running is possible at least in a straight line. The spiral running is performed until the unworked area CA becomes large enough to enable turning transition running (normal U-turn, switchback turn) in the reciprocating running pattern (# d). Next, a work travel route is set for the unworked area CA so as to cover the unworked area CA with a reciprocating travel pattern (#e). By repeating the reciprocating run along the set work run route, the harvesting work of the field is completed (# f).

このコンバインは、収穫幅の端部をオーバーラップさせながら走行経路に沿って自動走行する。このため、図9で模式的に示されているように、平行に並んだ走行経路の経路間隔は、収穫部15の収穫幅と、自動操舵の誤差を吸収することで刈り残しが生じないように設定されているオーバーラップ値とに基づいて決定される。収穫幅をWとし、オーバーラップ値をOLとすれば、経路間隔:Dは、W−OLとなる。オーバーラップ値が設定されると、収穫部15の左右方向の位置ずれが許容される許容位置ずれ範囲は、左右方向それぞれにおいて、オーバーラップ値の半分となる。 This combine automatically travels along the travel path while overlapping the ends of the harvest width. Therefore, as schematically shown in FIG. 9, the path spacing of the traveling paths arranged in parallel is such that the harvest width of the harvesting section 15 and the error of the automatic steering are absorbed so that uncut parts do not occur. Determined based on the overlap value set in. If the harvest width is W and the overlap value is OL, the route interval: D is W-OL. When the overlap value is set, the allowable position shift range in which the position shift in the left-right direction of the harvesting portion 15 is allowed becomes half of the overlap value in each of the left-right directions.

所定のオーバーラップ値が設定されると、許容位置ずれ範囲が決まる。許容位置ずれ範囲は、図10で模式的に示されているように、オーバーラップ値が大きいほど大きくなる。許容位置ずれ範囲が大きくなれば、操舵制御の精度を落とすことができる。このことから、この実施形態では、オーバーラップ値が大きくなれば、偏差不感帯が広くなるように、偏差不感帯がオーバーラップ値に基づいて変更されるように構成されている。偏差不感帯とは、左右方向それぞれにおける横位置ずれ(横位置偏差)を無効として、当該位置偏差を解消する操舵制御を行わない範囲である。したがって、偏差不感帯幅:Zは、オーバーラップ値:OLの関数:Fで求められ、Z=F(OL)と表現できる。この関数:Fは予めテーブル化されることが好ましい。この関数:Fは連続的な関数である必要はなく、階段状の関数であってよい。 When a predetermined overlap value is set, the allowable misalignment range is determined. As shown schematically in FIG. 10, the allowable misalignment range increases as the overlap value increases. If the allowable position shift range becomes large, the accuracy of steering control can be reduced. Therefore, in this embodiment, the deviation dead zone is changed based on the overlap value so that the deviation dead zone becomes wider as the overlap value becomes larger. The deviation dead zone is a range in which the lateral position deviation (lateral position deviation) in each of the left-right directions is invalidated and the steering control for eliminating the position deviation is not performed. Therefore, the deviation insensitive band width: Z is obtained by the function of the overlap value: OL: F, and can be expressed as Z = F (OL). This function: F is preferably tabulated in advance. This function: F does not have to be a continuous function, it may be a stepped function.

図11に示されているように、旋回移行走行から次の走行経路である進入目標走行経路TLに進入する際、自車位置と進入目標走行経路TLとの間の進入偏差が大きい場合、その進入を取り止めて、一旦後進して、自車位置を変更してから、再進入を試みる。この進入偏差には、機体10が進入目標走行経路TLの始点から所定距離内に入った際の、機体10の進入目標走行経路TLに対する横ずれと、コンバインの進行方向の向きと進入目標走行経路TLとの間の方位ずれである進入角度θとが含まれる。機体10が進入目標走行経路TLの始点から所定距離内に入っている場合、その横ずれはそれほど大きくならないので、この実施形態では、進入偏差として、進入角度θだけが取り扱われている。もちろん、進入偏差として、横ずれと進入角度θの両方が取り扱われてもよい。 As shown in FIG. 11, when the vehicle enters the approach target travel route TL, which is the next travel route, when the approach deviation between the own vehicle position and the approach target travel route TL is large, the approach deviation is large. Cancel the approach, move backward, change the position of your vehicle, and then try to re-enter. This approach deviation includes lateral deviation of the aircraft 10 with respect to the approach target travel route TL when the aircraft 10 enters within a predetermined distance from the start point of the approach target travel route TL, the direction of the combine traveling direction, and the approach target travel route TL. Includes the approach angle θ, which is the orientation deviation between and. When the aircraft 10 is within a predetermined distance from the start point of the approach target travel path TL, the lateral displacement does not become so large. Therefore, in this embodiment, only the approach angle θ is treated as the approach deviation. Of course, both the lateral displacement and the approach angle θ may be treated as the approach deviation.

機体10が進入先の走行経路の始端に接近しているにもかかわらず、進入角度θが、進入を禁止する禁止偏差としての限界角度θLを超えている場合、この進入が中止され、進入の再試行が行われる。この再試行では、一旦、機体10の向きを進入先の走行経路の向きに合わせるように後進し、その後、前進に切り替えて、進入目標走行経路TLへの進入走行が行われる。 If the approach angle θ exceeds the limit angle θL as a prohibition deviation prohibiting entry even though the aircraft 10 is approaching the start of the travel path of the approach destination, this approach is stopped and the approach is stopped. A retry will be made. In this retry, the aircraft 10 is once moved backward so as to match the direction of the approach destination travel path, and then switched to forward, and the approach travel to the approach target travel route TL is performed.

この実施形態では、オーバーラップ値:OLが大きくなることで、許容位置ずれ範囲が大きくなると、限界角度θLも、大きくなるように構成されている。つまり、限界角度θLは、オーバーラップ値:OLの関数:Gで求められ、θL=G(OL)と表現できる。この関数:Gは連続的な数である必要はなく、階段状の関数であってよい。 In this embodiment, as the overlap value: OL increases, the limit angle θL also increases as the allowable position shift range increases. That is, the limit angle θL is obtained by the function of overlap value: OL: G, and can be expressed as θL = G (OL). This function: G does not have to be a continuous number, it may be a stepped function.

図12に、コンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、車載LANを介して接続された多数のECUと呼ばれる電子制御ユニットから構成される制御装置5、及び制御装置5と信号通信やデータ通信を行う各種入出力機器から構成されている。 FIG. 12 shows the combine control system. The control system of the combine is composed of a control device 5 composed of a large number of electronic control units called ECUs connected via an in-vehicle LAN, and various input / output devices that perform signal communication and data communication with the control device 5. There is.

制御装置5は、入出力インタフェースとして、出力処理部58と入力処理部57とを備えている。出力処理部58は、機器ドライバ65を介して種々の動作機器70と接続している。動作機器70として、走行関係の機器である走行機器群71と作業関係の機器である作業機器群72とがある。走行機器群71には、例えば、エンジン機器、変速機器、制動機器、操舵機器などが含まれている。作業機器群72には、収穫作業装置(図1に示す、収穫部15、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18など)における制御機器が含まれている。 The control device 5 includes an output processing unit 58 and an input processing unit 57 as input / output interfaces. The output processing unit 58 is connected to various operating devices 70 via the device driver 65. The operating equipment 70 includes a traveling equipment group 71, which is a traveling-related device, and a working equipment group 72, which is a work-related device. The traveling device group 71 includes, for example, an engine device, a speed change device, a braking device, a steering device, and the like. The work equipment group 72 includes control equipment in the harvesting work equipment (harvesting unit 15, threshing device 13, transporting device 16, grain discharging device 18, etc., shown in FIG. 1).

入力処理部57には、走行状態センサ群63、作業状態センサ群64、走行操作ユニット90、などが接続されている。走行状態センサ群63には、車速センサ、エンジン回転数センサ、駐車ブレーキ検出センサ、変速位置検出センサ、操舵位置検出センサ、などが含まれている。作業状態センサ群64には、収穫作業装置の駆動状態や姿勢を検出するセンサ、及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサが含まれている。 A traveling state sensor group 63, a working state sensor group 64, a traveling operation unit 90, and the like are connected to the input processing unit 57. The traveling state sensor group 63 includes a vehicle speed sensor, an engine rotation speed sensor, a parking brake detection sensor, a shift position detection sensor, a steering position detection sensor, and the like. The work state sensor group 64 includes a sensor for detecting the driving state and the posture of the harvesting work device, and a sensor for detecting the state of the culm and the grain.

走行操作ユニット90は、運転者によって手動操作され、その操作信号が制御装置5に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット90には、変速レバーとしての主変速レバー91、操舵レバー92、モード切替スイッチ93として構成されたモード操作具、自動走行操作具94、などが含まれている。モード切替スイッチ93は、自動運転と手動運転とを切り替えるための指令を制御装置5に送り出す機能を有する。自動走行操作具94は、運転者による操作を通じて、自動走行移行要求を出力する。 The traveling operation unit 90 is a general term for operating tools that are manually operated by the driver and whose operation signals are input to the control device 5. The traveling operation unit 90 includes a main shifting lever 91 as a shifting lever, a steering lever 92, a mode operating tool configured as a mode switching switch 93, an automatic traveling operating tool 94, and the like. The mode changeover switch 93 has a function of sending a command for switching between automatic operation and manual operation to the control device 5. The automatic driving operation tool 94 outputs an automatic driving transition request through an operation by the driver.

報知デバイス62は、運転者等に作業状態や走行状態に関する警告を報知するためのデバイスであり、ブザーやランプなどである。なお、汎用端末4もタッチパネル40での表示を通じて運転者等に作業状態や走行状態や種々の情報を報知するデバイスとして機能する。 The notification device 62 is a device for notifying a driver or the like of a warning regarding a working state or a traveling state, and is a buzzer, a lamp, or the like. The general-purpose terminal 4 also functions as a device for notifying the driver and the like of the working state, the driving state, and various information through the display on the touch panel 40.

この制御装置5は、さらに車載LANを通じて汎用端末4とも接続している。汎用端末4はタッチパネル40を備えたタブレットコンピュータである。汎用端末4は、入出力制御部41、作業走行管理部42、収穫走行形態選択部43、走行経路算出部44、オーバーラップ値設定部45を有する。入出力制御部41には、タッチパネル40を用いてグラフィックインターフェースを構築する機能、及び、遠隔地のコンピュータとも、無線回線やインターネットを通じて、データ交換する機能も備えている。 The control device 5 is also connected to the general-purpose terminal 4 through an in-vehicle LAN. The general-purpose terminal 4 is a tablet computer provided with a touch panel 40. The general-purpose terminal 4 has an input / output control unit 41, a work travel management unit 42, a harvest travel mode selection unit 43, a travel route calculation unit 44, and an overlap value setting unit 45. The input / output control unit 41 also has a function of constructing a graphic interface using the touch panel 40 and a function of exchanging data with a computer at a remote location via a wireless line or the Internet.

作業走行管理部42は、走行軌跡算出部421と作業領域決定部422と排出位置設定部423を備えている。走行軌跡算出部421は、制御装置5から与えられた自車位置に基づいて走行軌跡を算出する。作業領域決定部422は、図2に示すように、コンバインが圃場の外周領域SAを何周か周囲刈り走行することで得られた走行軌跡に基づいて、圃場を外周領域SAと未作業領域CAとに区分けする。外周領域SAの最外線によって圃場の畔との境界線が算出され、外周領域SAの最内線によって、自動走行が行われる未作業領域CAが算出される。排出位置設定部423は、穀粒タンク14が満杯になった場合、穀粒タンク14の穀粒を穀粒排出装置18によって運搬車CVに排出する際のコンバインの排出停車位置を設定する。排出停車位置は、周囲刈り走行によって圃場の外周側に形成される外周領域SAで、かつ多角形状の外周領域SAのコーナ部以外の場所に設定される。 The work travel management unit 42 includes a travel locus calculation unit 421, a work area determination unit 422, and a discharge position setting unit 423. The traveling locus calculation unit 421 calculates the traveling locus based on the position of the own vehicle given by the control device 5. As shown in FIG. 2, the work area determination unit 422 sets the field as the outer peripheral area SA and the unworked area CA based on the traveling locus obtained by the combine harvesting around the outer peripheral area SA of the field several times. It is divided into. The outermost line of the outer peripheral region SA calculates the boundary line with the shore of the field, and the innermost line of the outer peripheral region SA calculates the unworked area CA in which automatic traveling is performed. When the grain tank 14 is full, the discharge position setting unit 423 sets the discharge stop position of the combine when the grains of the grain tank 14 are discharged to the carrier CV by the grain discharge device 18. The discharge stop position is set at a location other than the corner portion of the outer peripheral region SA formed on the outer peripheral side of the field by the peripheral mowing run and the polygonal outer peripheral region SA.

収穫走行形態選択部43は、運転者や作業管理者によって人為的に、または入力されたデータに基づいて自動的に、収穫走行形態を選択する。収穫走行形態には、走行パターンの種類(往復走行パターンまたは渦巻き走行パターン)、及び、旋回移行走行の種類(ノーマルUターン、スイッチバックターン、アルファターン)が含まれている。さらに、収穫走行形態の詳細な制御パラメータを決定するために考慮されるデータは、圃場属性データ(面積、土壌固さ、傾斜度、滑り度など)、収穫農作物データ(稲、小麦、大麦、など)、作業装置データ(収穫幅、収穫車速など)、機体データ(最小旋回半径など)である。これらのデータをタッチパネル40に表示させ、これらデータを見ながら、運転者等が、手動で、所望の収穫走行形態を選択することができる。また、これらデータに基づいて、収穫走行形態選択部43が自動的に適切な収穫走行形態を選択してもよい。この収穫走行形態の選択は、作業開始時だけでなく、作業の途中でも可能である。 The harvesting running form selection unit 43 automatically selects the harvesting running form by the driver or the work manager, either artificially or based on the input data. The harvesting running mode includes a running pattern type (reciprocating running pattern or swirl running pattern) and a turning transition running type (normal U-turn, switchback turn, alpha turn). In addition, the data considered to determine the detailed control parameters of the harvesting mode are field attribute data (area, soil hardness, slope, slippage, etc.), harvested crop data (rice, wheat, barley, etc.). ), Work equipment data (harvest width, harvest vehicle speed, etc.), aircraft data (minimum turning radius, etc.). These data are displayed on the touch panel 40, and the driver or the like can manually select a desired harvesting driving mode while viewing these data. Further, the harvesting running form selection unit 43 may automatically select an appropriate harvesting running form based on these data. The selection of this harvesting running mode is possible not only at the start of the work but also during the work.

走行経路算出部44は、作業領域決定部422によって決定された未作業領域CAに対して自動走行用の走行経路を算出する。外周領域SAの手動走行が終了したことを、運転者が入力することで、選択された走行パターンでの経路算出が自動的に行われる。 The travel route calculation unit 44 calculates a travel route for automatic travel with respect to the unworked area CA determined by the work area determination unit 422. When the driver inputs that the manual driving of the outer peripheral region SA is completed, the route calculation according to the selected driving pattern is automatically performed.

走行経路算出部44は、収穫部15の収穫幅(作業幅)と、オーバーラップ値設定部45によって設定されたオーバーラップ値とに基づいて、隣接走行経路の間隔(経路間隔)を決定する。さらに、走行経路算出部44は、図5〜図7を用いて説明したようなアルゴリズムを用いて、走行経路を算出する。 The travel route calculation unit 44 determines the interval (route interval) of the adjacent travel routes based on the harvest width (work width) of the harvest unit 15 and the overlap value set by the overlap value setting unit 45. Further, the travel route calculation unit 44 calculates the travel route by using the algorithm as described with reference to FIGS. 5 to 7.

オーバーラップ値設定部45は、収穫走行形態選択部43によって選択された収穫走行形態に応じてオーバーラップ値を決定して設定する機能と、運転者や管理者などによって人為的に入力されたオーバーラップ値を設定する機能とを有する。 The overlap value setting unit 45 has a function of determining and setting an overlap value according to the harvest travel mode selected by the harvest travel mode selection unit 43, and an overlap artificially input by a driver, a manager, or the like. It has a function to set the lap value.

制御装置5には、自車位置算出部50、手動走行制御部51、自動走行制御部52、走行経路設定部53、制御指令生成部54、進入偏差算出部55、作業制御部56、報知部59が備えられている。 The control device 5 includes a vehicle position calculation unit 50, a manual travel control unit 51, an automatic travel control unit 52, a travel route setting unit 53, a control command generation unit 54, an approach deviation calculation unit 55, a work control unit 56, and a notification unit. 59 is provided.

自車位置算出部50は、衛星測位ユニット81から逐次送られてくる測位データに基づいて、自車位置を地図座標(または圃場座標)の形式で算出する。自車位置算出部50は、慣性航法ユニット82からの位置ベクトルと走行距離とを用いて自車位置を算出することもできる。自車位置算出部50は、衛星測位ユニット81及び慣性航法ユニット82からの信号を組み合わせて自車位置を算出することも可能である。さらに、自車位置算出部50は、経時的な自車位置から、機体10の進行方向である機体10の向きを算出することも可能である。 The own vehicle position calculation unit 50 calculates the own vehicle position in the form of map coordinates (or field coordinates) based on the positioning data sequentially sent from the satellite positioning unit 81. The own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the own vehicle position using the position vector from the inertial navigation unit 82 and the mileage. The own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the own vehicle position by combining the signals from the satellite positioning unit 81 and the inertial navigation unit 82. Further, the own vehicle position calculation unit 50 can also calculate the direction of the main body 10 which is the traveling direction of the main body 10 from the own vehicle position over time.

報知部59は、制御装置5の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス62に与える。制御装置5は、モード切替スイッチ93により走行モードが自動走行モードに切り替えられている場合、予め設定されている自動走行許可条件に基づいて自動走行の許否を判定し、この判定結果が許可である場合、自動走行開始指令を自動走行制御部52に与える。 The notification unit 59 generates notification data based on a command or the like from each functional unit of the control device 5, and gives the notification data to the notification device 62. When the driving mode is switched to the automatic driving mode by the mode changeover switch 93, the control device 5 determines whether or not the automatic driving is permitted based on the preset automatic driving permission condition, and this determination result is the permission. In this case, an automatic driving start command is given to the automatic driving control unit 52.

手動走行制御部51及び自動走行制御部52は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群71に走行制御信号を与える。作業制御部56は、収穫作業装置の動きを制御するために、作業機器群72に作業制御信号を与える。 The manual travel control unit 51 and the automatic travel control unit 52 have an engine control function, a steering control function, a vehicle speed control function, and the like, and give a travel control signal to the travel equipment group 71. The work control unit 56 gives a work control signal to the work equipment group 72 in order to control the movement of the harvesting work apparatus.

このコンバインは、自動走行で収穫作業を行う自動運転と、手動走行で収穫作業を行う手動運転との両方で走行可能である。自動走行モードが設定されている場合、走行経路設定部53は、走行経路算出部44によって算出された走行経路を、汎用端末4から受け取って、適時に、自動操舵の目標となる走行経路として設定する。自動走行制御部52は、自動操舵を行うために、走行経路設定部53によって設定された走行経路と、自車位置算出部50によって算出された自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを解消するように、操舵制御信号を生成する。さらに、自動走行制御部52は、前もって設定された車速値に基づいて車速変更に関する制御信号を生成する。その際、自動走行制御部52には、図10を用いて説明された偏差不感帯が設定されており、算出された位置ずれが偏差不感帯の幅内であれば、位置ずれを修正する制御は行われない。偏差不感帯の幅はオーバーラップ値の増減に対応して変更される。 This combine can be driven by both automatic driving in which harvesting work is performed by automatic driving and manual driving in which harvesting work is performed by manual driving. When the automatic driving mode is set, the traveling route setting unit 53 receives the traveling route calculated by the traveling route calculation unit 44 from the general-purpose terminal 4 and sets it as a traveling route that is a target of automatic steering in a timely manner. do. The automatic driving control unit 52 determines the directional deviation and the positional deviation between the traveling route set by the traveling route setting unit 53 and the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculation unit 50 in order to perform automatic steering. A steering control signal is generated so as to eliminate the problem. Further, the automatic driving control unit 52 generates a control signal related to the vehicle speed change based on the vehicle speed value set in advance. At that time, the deviation dead zone described with reference to FIG. 10 is set in the automatic traveling control unit 52, and if the calculated positional deviation is within the width of the deviation dead zone, the control for correcting the deviation is performed. I won't get it. The width of the deviation dead zone is changed according to the increase or decrease of the overlap value.

進入偏差算出部55は、旋回走行を通じて進入しようとする次の走行経路である進入目標走行経路TLと、機体10の向きとの間の進入偏差として、図11を用いて説明した進入角度θを、自車位置算出部50から送られてくる自車方位に基づいて算出する。 The approach deviation calculation unit 55 determines the approach angle θ described with reference to FIG. 11 as the approach deviation between the approach target travel path TL, which is the next travel path to be approached through turning, and the direction of the aircraft 10. , It is calculated based on the own vehicle direction sent from the own vehicle position calculation unit 50.

制御指令生成部54は、走行経路と自車位置との間の偏差及びオーバーラップ値に基づいて制御指令を生成する。制御指令生成部54には、図11を用いて説明された禁止偏差である限界角度θLが設定されている。この実施形態では、制御指令生成部54によって生成される制御指令は次の2つである。
(1)その1つの制御指令は、自動走行制御部52に設定されている偏差不感帯の幅を、オーバーラップ値の増減に対応して変更させる指令であり、自動走行制御部52に与えられる。この制御指令により、オーバーラップ値が大きくなれば、偏差不感帯の幅が広くされ、オーバーラップ値が小さくなれば、偏差不感帯の幅が狭くされる。
(2)他の1つの制御指令は、進入偏差算出部55によって算出された進入角度θが限界角度θLを超えた場合に、次に走行する走行経路である進入目標走行経路TLへの進入を中止させる指令(進入中止指令)、及び、この進入をやり直させる再試行指令であり、自動走行制御部52に与えられる。
The control command generation unit 54 generates a control command based on the deviation and the overlap value between the travel path and the position of the own vehicle. The control command generation unit 54 is set with a limit angle θL, which is a prohibited deviation described with reference to FIG. In this embodiment, the control commands generated by the control command generation unit 54 are the following two.
(1) The one control command is a command for changing the width of the deviation dead zone set in the automatic driving control unit 52 according to the increase / decrease of the overlap value, and is given to the automatic driving control unit 52. According to this control command, the width of the deviation dead zone is widened when the overlap value is large, and the width of the deviation dead zone is narrowed when the overlap value is small.
(2) Another control command is to enter the approach target travel path TL, which is the next travel route, when the approach angle θ calculated by the approach deviation calculation unit 55 exceeds the limit angle θL. It is a command to stop (entry stop command) and a retry command to redo this approach, and is given to the automatic traveling control unit 52.

手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて手動操作信号が手動走行制御部51に送られると、手動走行制御部51が制御信号を生成し、走行機器群71を制御することで、手動運転が実現する。なお、走行経路設定部53によって設定された走行経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンスのために利用することができる。また、制御指令生成部54によって生成される制御指令は、手動走行制御部51による操舵制御に利用されてもよい。 When the manual driving mode is selected, when the manual operation signal is sent to the manual driving control unit 51 based on the operation by the driver, the manual driving control unit 51 generates a control signal and controls the traveling equipment group 71. As a result, manual operation is realized. The travel route set by the travel route setting unit 53 can be used for guidance for the combine to travel along the travel route even in manual operation. Further, the control command generated by the control command generation unit 54 may be used for steering control by the manual travel control unit 51.

〔別実施の形態〕
(1)オーバーラップ値は、圃場単位で設定するのではなく、圃場の一部分の収穫作業を終えた後に、つまり所定の走行経路群に沿った局部的な収穫作業が終了した後に、オーバーラップ値を変更してもよい。その際、その時点で未作業領域CAに設定されている走行経路は新しいオーバーラップ値に基づいて、シフトされる。
[Another embodiment]
(1) The overlap value is not set for each field, but after the harvesting work of a part of the field is completed, that is, after the local harvesting work along the predetermined travel route group is completed, the overlap value is set. May be changed. At that time, the travel path set in the unworked area CA at that time is shifted based on the new overlap value.

(2)図12で示された各機能部は、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してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。例えば、汎用端末4に構築された機能部を、部分的にあるいはその全てを制御装置5に組み込んでもよい。 (2) Each functional unit shown in FIG. 12 is divided mainly for the purpose of explanation. In practice, each functional unit may be integrated with other functional units or may be divided into a plurality of functional units. For example, the functional unit built in the general-purpose terminal 4 may be partially or wholly incorporated into the control device 5.

(3)上述の実施形態においては、周囲刈り走行は、手動走行で行われていたが、2周目以降では、部分的に、特に直線状の走行に関しては、自動走行を採用してもよい。 (3) In the above-described embodiment, the peripheral mowing running is performed manually, but after the second lap, automatic running may be adopted for partial running, especially for linear running. ..

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機にも利用できる。 The present invention can be used not only for ordinary combine harvesters but also for head-feeding combine harvesters. It can also be used for various harvesters such as corn harvesters, carrot harvesters, and sugar cane harvesters.

4 :汎用端末
5 :制御装置
10 :機体
42 :作業走行管理部
421 :走行軌跡算出部
422 :作業領域決定部
423 :排出位置設定部
43 :収穫走行形態選択部
44 :走行経路算出部
45 :オーバーラップ値設定部
50 :自車位置算出部
51 :手動走行制御部
52 :自動走行制御部
53 :走行経路設定部
54 :制御指令生成部
55 :進入偏差算出部
80 :自車位置検出モジュール
81 :衛星測位ユニット
CA :未作業領域
CV :運搬車
D :矢印
F :矢印
GS :人工衛星
TL :進入目標走行経路(走行経路)
θ :進入角度
θL :限界角度
4: General-purpose terminal 5: Control device 10: Machine 42: Work travel management unit 421: Travel locus calculation unit 422: Work area determination unit 423: Discharge position setting unit 43: Harvest travel mode selection unit 44: Travel route calculation unit 45: Overlap value setting unit 50: Own vehicle position calculation unit 51: Manual travel control unit 52: Automatic travel control unit 53: Travel route setting unit 54: Control command generation unit 55: Approach deviation calculation unit 80: Own vehicle position detection module 81 : Satellite positioning unit CA: Unworked area CV: Carrier D: Arrow F: Arrow GS: Artificial satellite TL: Approach target travel route (travel route)
θ: Approach angle θL: Limit angle

Claims (4)

収穫幅の端部をオーバーラップさせながら、圃場内に設定された走行経路に沿って自動走行する収穫機であって、
収穫走行形態を選択する収穫走行形態選択部と、
前記オーバーラップのオーバーラップ値を設定するオーバーラップ値設定部と、
前記収穫幅と前記オーバーラップ値とから決定される経路間隔で作業対象領域を網羅するように、前記走行経路を前記収穫走行形態に応じて算出する走行経路算出部と、
自車位置を算出する自車位置算出部と、
前記走行経路と前記自車位置との間の偏差及び前記オーバーラップ値に基づいて制御指令を生成する制御指令生成部と、
前記制御指令に基づいて操舵制御を行う自動走行制御部と、
を備えた収穫機。
It is a harvester that automatically travels along the travel route set in the field while overlapping the edges of the harvest width.
The harvesting driving form selection unit that selects the harvesting driving form, and
An overlap value setting unit that sets the overlap value of the overlap,
A travel route calculation unit that calculates the travel route according to the harvest travel mode so as to cover the work target area with a route interval determined from the harvest width and the overlap value.
The vehicle position calculation unit that calculates the vehicle position and the vehicle position calculation unit
A control command generation unit that generates a control command based on the deviation between the travel path and the vehicle position and the overlap value.
An automatic driving control unit that performs steering control based on the control command,
Harvester equipped with.
前記オーバーラップ値設定部は、前記収穫走行形態に応じて、前記オーバーラップ値を変更する請求項1に記載の収穫機。 The harvester according to claim 1, wherein the overlap value setting unit changes the overlap value according to the harvesting running mode. 前記偏差を無効にする偏差不感帯の幅が、前記オーバーラップ値の増大に対応して広くなるように変更される請求項1または2に記載の収穫機。 The harvester according to claim 1 or 2, wherein the width of the deviation dead zone for invalidating the deviation is changed so as to be widened in accordance with the increase in the overlap value. 旋回走行を通じて進入しようとする進入目標走行経路と前記自車位置との間の進入偏差を算出する進入偏差算出部が備えられ、前記進入偏差が禁止偏差を超えた場合に前記進入目標走行経路への進入を中止させる進入中止指令が、前記制御指令に含まれており、前記禁止偏差が前記オーバーラップ値によって変更される請求項1から3のいずれか一項に記載の収穫機。 It is equipped with an approach deviation calculation unit that calculates the approach deviation between the approach target travel path to be entered through turning and the position of the own vehicle, and when the approach deviation exceeds the prohibited deviation, the approach target travel route is reached. The harvester according to any one of claims 1 to 3, wherein an entry stop command for stopping the entry is included in the control command, and the prohibition deviation is changed by the overlap value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7433197B2 (en) * 2020-11-27 2024-02-19 株式会社クボタ work equipment
JP7562447B2 (en) * 2021-02-26 2024-10-07 株式会社クボタ Autonomous Driving Control System
JP7471261B2 (en) 2021-06-30 2024-04-19 株式会社クボタ Work vehicles and automatic driving control systems
EP4406395A1 (en) * 2021-09-21 2024-07-31 Kubota Corporation Travel assistance system for agricultural machine
CN113985885B (en) * 2021-11-02 2024-01-19 珠海格力电器股份有限公司 Equipment operation control method, device, computer equipment and storage medium

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6502221B2 (en) * 2015-09-14 2019-04-17 株式会社クボタ Work vehicle support system
JP6571017B2 (en) * 2016-01-26 2019-09-04 ヤンマー株式会社 Agricultural work vehicle
JP6594805B2 (en) * 2016-03-11 2019-10-23 ヤンマー株式会社 Work vehicle
JP6605364B2 (en) * 2016-03-09 2019-11-13 ヤンマー株式会社 Route generation method for work vehicle
JP6673786B2 (en) * 2016-09-05 2020-03-25 株式会社クボタ Work vehicle automatic traveling system and traveling route management device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240006439A (en) 2022-07-01 2024-01-15 얀마 홀딩스 주식회사 Automatic driving method, working vehicle and automatic driving system

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