JP7004780B2 - Work vehicle remote control system - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信を通じてデータ交換可能な親作業車と子作業車とからなる作業車遠隔制御システムに関する。 The present invention relates to a work vehicle remote control system including a parent work vehicle and a child work vehicle capable of exchanging data via wireless communication.
特許文献1には、操作デバイスに対する操作に基づく操作信号を受けることによって動作機器を制御する制御モジュールを備えた作業車と、この作業車を無線で遠隔制御することができる携帯情報端末とからなる作業車操作システムが開示されている。この携帯情報端末に設けられた内蔵ディスプレイに、作業車両の操作デバイスの配置に対応する配置で擬似操作デバイスが表示される。この擬似操作デバイスに対する操作に基づいて遠隔操作信号が生成され、作業車に送られる。作業車の制御モジュールが遠隔操作信号に基づいて対応する制御信号を出力することで、作業車の動作機器が動作する。つまり、携帯情報端末のディスプレイに仮想現実的な運転空間が作り出され、ユーザは、その運転空間を利用して、作業車を遠隔制御することができる。 Patent Document 1 includes a work vehicle provided with a control module that controls an operating device by receiving an operation signal based on an operation on an operation device, and a portable information terminal capable of wirelessly remotely controlling the work vehicle. The aerial work platform operation system is disclosed. On the built-in display provided in the mobile information terminal, the pseudo operation device is displayed in an arrangement corresponding to the arrangement of the operation device of the work vehicle. A remote control signal is generated based on the operation on this simulated operation device and sent to the work vehicle. The control module of the work vehicle outputs the corresponding control signal based on the remote control signal, so that the operating equipment of the work vehicle operates. That is, a virtual realistic driving space is created on the display of the mobile information terminal, and the user can remotely control the work vehicle by using the driving space.
特許文献2には、親作業車(有人車)とこの親作業車に倣う無人操縦式の子作業車(無人車)とによって対地作業を行う作業車協調システムが開示されている。このシステムでは、親作業車の位置である親位置を検出する親位置検出モジュールと、子作業車の位置である子位置を検出する子位置検出モジュールと、親作業車の走行軌跡から子作業車の目標走行位置を算定する子走行目標算定部と、親作業車によって実行された作業運転に関する親作業運転パラメータを親位置にリンクさせて生成する親パラメータ生成部と、親作業運転パラメータに基づいて子作業車の対応する目標走行位置にリンクさせた子作業車のための子作業運転パラメータを生成する子パラメータ生成部とが備えられている。これにより、親作業車で実行された作業運転に関する親作業運転パラメータが親作業車の位置とリンクされた形で生成され、この親作業運転パラメータに基づいて、親作業車の位置に対応する子作業車の目標走行位置にリンクさせた子作業車のための子作業運転パラメータが生成される。さらに、子作業車には、子位置と目標走行位置と子作業運転パラメータとに基づいて子作業車を無人操縦する操縦制御部が備えられている。子作業車は、作業運転パラメータと子位置と目標走行位置とに基づいて作業車の作業運転に忠実に倣った作業運転を行うことができる。 Patent Document 2 discloses a work vehicle cooperation system in which a master work vehicle (manned vehicle) and an unmanned maneuverable child work vehicle (unmanned vehicle) imitating the parent work vehicle perform ground work. In this system, a parent position detection module that detects the parent position, which is the position of the parent work vehicle, a child position detection module that detects the child position, which is the position of the child work vehicle, and a child work vehicle from the traveling locus of the parent work vehicle. Based on the child driving target calculation unit that calculates the target driving position of, the parent parameter generation unit that links the parent work driving parameters related to the work operation executed by the parent work vehicle to the parent position, and the parent work driving parameters. It is provided with a child parameter generator that generates child work driving parameters for the child work vehicle linked to the corresponding target travel position of the child work vehicle. As a result, the parent work driving parameter related to the work operation executed by the parent work vehicle is generated in a form linked to the position of the parent work vehicle, and the child corresponding to the position of the parent work vehicle is based on this parent work drive parameter. Child work driving parameters for the child work vehicle linked to the target travel position of the work vehicle are generated. Further, the child work vehicle is provided with a control unit for unmanned operation of the child work vehicle based on the child position, the target traveling position, and the child work operation parameters. The child work vehicle can perform work operation faithfully following the work operation of the work vehicle based on the work operation parameters, the child position, and the target traveling position.
特許文献1による作業車操作システムでは、ユーザは、携帯情報端末のタッチパネルに表示される仮想現実的な運転空間において作業車を遠隔制御することができるが、タッチパネルのディスプレイに表示される運転空間に配置された操作具に対する操作では、複雑な作業走行の遠隔制御は困難である。さらに、ユーザにとって、作業車での作業走行の操作には熟練していても、携帯情報端末による遠隔制御を一から覚えなければならず、その操作に慣れるまでの初期負担が大きいという問題がある。 In the work vehicle operation system according to Patent Document 1, the user can remotely control the work vehicle in the virtual realistic driving space displayed on the touch panel of the mobile information terminal, but in the driving space displayed on the touch panel display. It is difficult to remotely control complicated work driving by operating the arranged operation tools. Further, there is a problem that the user has to learn the remote control by the portable information terminal from the beginning even if he / she is skilled in the operation of the work running in the work vehicle, and the initial burden until he / she gets used to the operation is large. ..
特許文献2による、子作業車に対する親作業車からの遠隔制御は、親作業車によって行われた作業走行を、子作業車が忠実に倣うという制御に限定されている。したがって、この作業車協調システムでは、親作業車の動きとは無関係に、ユーザが子作業車の走行動作や作業動作を操るといった遠隔制御は考慮されていない。 The remote control of the child work vehicle from the parent work vehicle according to Patent Document 2 is limited to the control in which the child work vehicle faithfully imitates the work running performed by the parent work vehicle. Therefore, in this work vehicle coordination system, remote control such as the user manipulating the running motion and the working motion of the child work platform is not considered regardless of the movement of the parent work platform.
上述した実情に鑑み、乗車している作業車の運転感覚で、無人の作業車を遠隔制御で運転できる作業車遠隔制御システムが要望されている。 In view of the above-mentioned circumstances, there is a demand for a work vehicle remote control system that can remotely control an unmanned work vehicle as if driving the work vehicle on board.
本発明による、無線通信を通じてデータ交換可能な親作業車と子作業車とからなる作業車遠隔制御システムは、ユーザによって操作される親作業走行操作具群と、前記親作業車の作業走行のための親作業走行機器群と、前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて前記親作業走行機器群に動作制御信号を与える親作業走行制御部と、前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて生成された親操作情報を前記子作業車に送る親操作情報生成部と、前記子作業車の作業走行のための子作業走行機器群と、前記親作業車から送られてきた前記親操作情報に基づいて前記子作業走行機器群に動作制御信号を与える子作業走行制御部と、が備えられ、前記親操作情報が、前記親作業走行操作具群の操作内容に応じて即時に生成されて即時に前記子作業車に送られ、前記親作業走行操作具群は、前記親作業車に対する操作内容と同じ操作内容で、前記親作業車の動作に影響することなく、前記子作業車の遠隔操作を可能なように構成されていることを特徴とする。 According to the present invention, the work vehicle remote control system including a parent work vehicle and a child work vehicle capable of exchanging data via wireless communication is for the parent work travel operation tool group operated by the user and the work travel of the parent work vehicle. The parent work traveling device group, the parent work traveling control unit that gives an operation control signal to the parent working traveling device group in response to the user operation on the parent working traveling operation tool group, and the user operation on the parent working traveling operation tool group. A parent operation information generation unit that sends parent operation information generated in response to A child work travel control unit that gives an operation control signal to the child work travel equipment group based on the parent operation information is provided, and the parent operation information is immediately obtained according to the operation content of the parent work travel operation tool group. The child work is generated and immediately sent to the child work vehicle, and the parent work traveling operation tool group has the same operation content as the operation content for the parent work vehicle and does not affect the operation of the parent work vehicle. It is characterized by being configured to enable remote control of the car .
この構成では、親作業車に乗り込んだ運転者(ユーザ)が、親作業車に装備された親作業走行操作具群を操作することで、子作業車(無人車)側において、当該操作に対応する動作制御信号が子作業走行機器群に与えられる。つまり、親作業車自体が、子作業車を遠隔制御で無人作業走行させる実機リモコンとして機能することができる。これにより、ユーザは、乗り込んだ作業車(親作業車)の作業走行機器群(親作業走行機器群)を操作することで、子作業車(無人車)を遠隔制御できるので、慣れ親しんだ運転感覚で、無人の作業車を遠隔制御することができる。
なお、この発明で用いられている「作業走行」という語句には、走行しながら作業を行うこと、走行のみを行うこと、作業のみを行うこと、これらのうち少なくとも1つが行われている状態、さらにはそのような作業走行の一時的な停止状態が含まれている。
また、前記親作業走行操作具群は、前記親作業車に対する操作内容と同じ操作内容で、前記子作業車の遠隔操作を可能なように構成されていると好適である。
In this configuration, the driver (user) who got into the parent work vehicle operates the parent work driving operation tool group equipped on the parent work vehicle, so that the operation can be handled on the child work vehicle (unmanned vehicle) side. The operation control signal to be performed is given to the child work traveling device group. That is, the parent work vehicle itself can function as an actual remote controller for remotely controlling the child work vehicle to run unmanned work. As a result, the user can remotely control the child work vehicle (automated guided vehicle) by operating the work travel equipment group (parent work travel equipment group) of the boarded work vehicle (parent work vehicle), so that the user has a familiar driving feeling. Therefore, it is possible to remotely control an unmanned work vehicle.
In addition, the phrase "working running" used in the present invention includes working while running, running only, and working only, and a state in which at least one of these is performed. Furthermore, such a temporary stop state of work running is included.
Further, it is preferable that the parent work traveling operation tool group is configured to enable remote control of the child work vehicle with the same operation content as the operation content for the parent work vehicle.
停車している親作業車から離れた場所を走行する子作業車を遠隔操縦する際、子作業車の周囲の状況が把握できると、より適切に子作業車を遠隔操縦することができる。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記子作業車の作業走行環境を示す作業走行環境情報を取得する環境情報取得ユニットが備えられており、前記親作業車には、前記子作業車から送られてきた前記作業走行環境情報をユーザに報知する報知ユニットが備えられている。好適な作業走行環境情報としては、子作業車に装備された撮影カメラによって取得される作業車周辺の撮影画像、子作業車のメータ等を通じて報知されるメータ値(エンジン回転数や車速や残燃料など)、子作業車に装備された集音マイクによって集音された環境音などが挙げられる。このような作業走行環境情報が通信によって親作業車に送られ、親作業車に装備された、ディスプレイやスピーカなどの報知ユニットを通じて再生されることで、実機リモコンとしての親作業車に乗り込んでいるユーザは、臨場感豊かに、子作業車を遠隔制御することができる。 When remotely controlling a child work vehicle traveling away from a stopped parent work vehicle, if the situation around the child work vehicle can be grasped, the child work vehicle can be remotely controlled more appropriately. Therefore, in one of the preferred embodiments of the present invention, an environment information acquisition unit for acquiring work travel environment information indicating the work travel environment of the child work vehicle is provided, and the parent work vehicle is provided with the environment information acquisition unit. A notification unit for notifying the user of the work driving environment information sent from the child work vehicle is provided. Suitable work driving environment information includes a photographed image of the vicinity of the work vehicle acquired by a photographing camera equipped on the child work vehicle, a meter value notified through a meter of the child work vehicle, etc. (engine rotation speed, vehicle speed, residual fuel). Etc.), environmental sounds collected by the sound collecting microphone installed in the child work vehicle, and the like. Such work driving environment information is sent to the parent work vehicle by communication and reproduced through a notification unit such as a display and a speaker equipped in the parent work vehicle, so that the vehicle is boarded in the parent work vehicle as an actual remote controller. The user can remotely control the child work vehicle with a rich sense of reality.
親作業車は、実機リモコンとしてではなく、もちろん、通常の作業走行を行うこともできる。実機リモコンとして利用される場合には、親作業走行操作具群に対するユーザ操作は、子作業車の作業走行の遠隔制御だけに有効となり、親作業車の作業走行の制御には無効にしなければならない。この目的で、本発明による、無線通信を通じてデータ交換可能な親作業車と子作業車とからなる作業車遠隔制御システムは、ユーザによって操作される親作業走行操作具群と、前記親作業車の作業走行のための親作業走行機器群と、前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて前記親作業走行機器群に動作制御信号を与える親作業走行制御部と、前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて生成された親操作情報を前記子作業車に送る親操作情報生成部と、前記子作業車の作業走行のための子作業走行機器群と、前記親作業車から送られてきた前記親操作情報に基づいて前記子作業走行機器群に動作制御信号を与える子作業走行制御部と、前記親作業車に備えられ、自車操作モードと他車操作モードとを切り替えるモード切替部と、が備えられ、前記自車操作モードでは、前記子作業車に前記親操作情報を送ることが禁止され、前記他車操作モードでは、前記親作業走行機器群に前記動作制御信号を与えることが禁止されるとともに、前記親操作情報が前記親作業走行操作具群の操作内容に応じて即時に生成されて即時に前記子作業車に送られることを特徴とする。このようなモード切替部が設けられると、モード切替部による自車操作モードと他車操作モードとの間の切り替えを確実に管理することができる。さらには、このモード切替をトリガーとして、種々の動作指令を制御系の機能部に与えることができる。モード切替部における自車操作モードと他車操作モードとの間の切り替えが、ユーザによって操作されるモード切替操作具により行われる制御構成を採用することで、常に、モード切替がユーザの明確な意思によって行われるという利点が得られる。 The parent work vehicle can, of course, perform normal work driving, not as a remote controller for the actual machine. When used as an actual remote controller, the user operation for the parent work driving operation tool group is effective only for the remote control of the work driving of the child work vehicle, and must be invalid for the control of the work driving of the parent work vehicle. .. For this purpose, the work vehicle remote control system comprising a parent work vehicle and a child work vehicle capable of exchanging data via wireless communication according to the present invention includes a parent work traveling operation tool group operated by a user and the parent work vehicle. A parent work travel device group for work travel, a parent work travel control unit that gives an operation control signal to the parent work travel equipment group in response to a user operation on the parent work travel operation tool group, and the parent work travel operation tool. The parent operation information generation unit that sends the parent operation information generated in response to the user operation to the group to the child work vehicle, the child work travel device group for the work run of the child work vehicle, and the parent work vehicle send the parent operation information. A child work travel control unit that gives an operation control signal to the child work travel device group based on the parent operation information, and a mode provided in the parent work vehicle to switch between the own vehicle operation mode and the other vehicle operation mode. A switching unit is provided , and in the own vehicle operation mode, it is prohibited to send the parent operation information to the child work vehicle, and in the other vehicle operation mode, the operation control signal is sent to the parent work traveling device group. It is prohibited to give the parent operation information, and the parent operation information is immediately generated according to the operation content of the parent work traveling operation tool group and immediately sent to the child work vehicle . When such a mode switching unit is provided, it is possible to reliably manage the switching between the own vehicle operation mode and the other vehicle operation mode by the mode switching unit. Further, various operation commands can be given to the functional unit of the control system by using this mode switching as a trigger. By adopting a control configuration in which switching between the own vehicle operation mode and the other vehicle operation mode in the mode switching unit is performed by the mode switching operation tool operated by the user, the mode switching is always the user's clear intention. You get the advantage of being done by.
他車操作モードへの切り替えをトリガーとして、親作業車の制御系の機能部に与えられる、好適な動作指令の1つは、親作業車のエンジンを停止させるエンジン停止指令である。これにより、実機リモコンとして利用している親作業車が、不測に動き出すといった不都合は確実に回避される。親作業車が実機リモコンとして利用される場合には、親作業車のエンジン停止ともに、子作業車のエンジンを始動させなくてはならない。このため、他車操作モードへの切り替えをトリガーとして、子作業車の制御系の機能部に与えられる、好適な動作指令の1つは、子作業車のエンジンを始動させるエンジン始動指令である。 One of the preferred operation commands given to the functional unit of the control system of the parent work vehicle triggered by switching to the operation mode of another vehicle is an engine stop command for stopping the engine of the parent work vehicle. As a result, the inconvenience that the parent work vehicle used as the actual remote controller starts to move unexpectedly is surely avoided. When the parent work vehicle is used as a remote controller for the actual machine, the engine of the child work vehicle must be started when the engine of the parent work vehicle is stopped. Therefore, one of the suitable operation commands given to the functional unit of the control system of the child work vehicle triggered by switching to the operation mode of the other vehicle is an engine start command for starting the engine of the child work vehicle.
自車操作モードに切り替えられると、親作業車による子作業車の遠隔制御が不能となるので、子作業車の不測の動きを回避する必要がある。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自車操作モードへの切り替え時に、前記子作業車が停止される。この作業車の停止には、エンジン停止やブレーキ動作や作業装置の停止などが含まれる。 When the mode is switched to the own vehicle operation mode, remote control of the child work platform by the parent work vehicle becomes impossible, so it is necessary to avoid unexpected movement of the child work vehicle. Therefore, in one of the preferred embodiments of the present invention, the child work vehicle is stopped at the time of switching to the own vehicle operation mode. The stop of the work platform includes the stop of the engine, the braking operation, the stop of the work device, and the like.
親作業車と子作業車が同一の仕様であれば、実車をリモコンとする遠隔制御はスムーズに行われる。しかしながら、親作業車と子作業車との仕様が異なっていることも考慮しなければならない。つまり、異なった仕様の親作業車と子作業車とが利用される場合には、親作業車に対する操作と同じ操作を子作業車に与えて同じ作業走行結果が得られるとは限らない。このことから本発明の好適な実施形態の1つでは、前記親作業走行機器群と前記子作業走行機器群との動作制御仕様の相違を整合する仕様整合部が備えられ、前記親作業走行機器群と前記子作業走行機器群との動作制御仕様が相違する場合、整合された前記動作制御信号が前記子作業走行機器群に与えられる。このような仕様整合部は、親作業車に設けてもよいし、子作業車に設けてもよい。親作業車と子作業車との関係が一義的に決まっている場合には、予め動作制御仕様の相違を整合するテーブルを設定しておくとよい。それぞれ動作制御仕様異なる複数の子作業車に対して遠隔制御が行われる場合には、子作業車毎の動作制御仕様の相違を整合するテーブルと遠隔制御する子作業車を選択するセレクタとが備えられ、選択された子作業車に適切なテーブルが自動的に設定される構成が好ましい。 If the parent work vehicle and the child work vehicle have the same specifications, remote control using the actual vehicle as a remote controller can be performed smoothly. However, it must also be taken into consideration that the specifications of the parent work platform and the child work platform are different. That is, when the parent work vehicle and the child work vehicle having different specifications are used, it is not always possible to give the same operation to the child work vehicle as the operation for the parent work vehicle and obtain the same work running result. Therefore, in one of the preferred embodiments of the present invention, a specification matching unit for matching the difference in operation control specifications between the parent work traveling device group and the child work traveling device group is provided, and the parent work traveling device is provided. When the operation control specifications of the group and the child work traveling device group are different, the matched operation control signal is given to the child work traveling device group. Such a specification matching unit may be provided in the parent work vehicle or in the child work vehicle. When the relationship between the parent work platform and the child work platform is uniquely determined, it is advisable to set in advance a table that matches the differences in the operation control specifications. When remote control is performed for multiple child work vehicles with different operation control specifications, a table that matches the differences in operation control specifications for each child work vehicle and a selector that selects the child work vehicle to be remotely controlled are provided. It is preferable that the appropriate table is automatically set for the selected child work vehicle.
以下に、図面を用いて、本発明による作業車遠隔制御システムの実施形態の1つを説明する。図1には、データ交換可能な複数の作業車が協調して作業地を作業走行する協調作業走行に参加している2台の作業車が示されている。この作業車の内の1台が、運転者(ユーザ)が乗り込んで有人走行される親作業車1Pであり、他の1台が、無人走行される子作業車1Cである。なお、この実施の形態では、対地作業地は畦によって境界づけられた圃場であり、耕耘作業のような作業走行では、作業車の走行に伴って、作業装置の作業幅の領域が作業されていく。圃場での作業では、一般に、圃場は、略四角形の中央領域と、その中央領域の周囲で、畦に沿って規定される枕地とも呼ばれる周辺領域とに区分けされる。中央領域では、往復走行によって対地作業が行われるので、走行軌跡は、直線状の往路走行と旋回(Uターン)走行と直線状の復路走行と旋回(Uターン)走行との繰り返しとなる。枕地は、中央作業地の作業走行における旋回領域となる。周辺領域では、直線状の走行と各コーナ領域での切り返し走行の繰り返しによって作業が行われる。図1で示された中央領域の作業走行例では、無人走行のために算定された中央領域のための走行経路に基づいて、子作業車1Cが親作業車1Pに先行して無人走行する。親作業車1Pは、子作業車1Cが無人走行した後、その左側を、子作業車1Cの作業跡に対して親作業車1Pの作業跡が所定量オーバーラップするように走行する。これが、中央領域に対する親作業車1Pと子作業車1Cとの協調作業走行の一例である。
Hereinafter, one of the embodiments of the work vehicle remote control system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows two work vehicles participating in a coordinated work run in which a plurality of work vehicles capable of exchanging data cooperate to work on a work site. One of the work vehicles is the
図1では、親作業車1Pは中央領域に対する作業走行の開始点SPPに位置しており、子作業車1Cは圃場の出入口IOに位置している。この状態から、親作業車1Pの乗り込んでいる運転者は、親作業車1P及び子作業車1Cに組み込まれている作業車遠隔制御システムを利用して、遠隔制御によって、子作業車1Cを子作業車1Cの作業走行の開始点SPCまで移動させる。
In FIG. 1, the
子作業車1Cが開始点SPCに到達すると、協調作業走行が開始され、子作業車1Cが自動作業走行制御で走行を始める。子作業車1Cは、自動走行モードに設定され、衛星測位システムを利用して求められた自車位置が予め設定されている走行経路に一致するように操舵される。親作業車1Pは、子作業車1Cが無人走行した後、その左側を、子作業車1Cの作業跡に対して親作業車1Pは、子作業車1Cの作業跡に沿って、追従作業走行する。この追従作業走行は自動であってもよいし、手動であってもよい。いずれにしても、運転者は、親作業車1P及び子作業車1Cの作業走行を監視する。なお、障害物の回避など、子作業車1Cに自動操舵が困難な状況が生じた場合、子作業車1Cの自動操舵が中止され、停車した親作業車1Pからの遠隔操縦に切り替えられ、子作業車1Cは自動走行から遠隔操縦走行に移行する。
When the
この実施形態では、親作業車1P及び子作業車1Cは、農作業用のトラクタであり、図2にその側面図が示されている。このトラクタは、前輪11と後輪12とによって支持された車体1の中央部に操縦部20が設けられている。車体1の後部には油圧式の昇降機構31を介して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、操舵機構13によって操舵角が変更され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。操縦部20には、ディスプレイとスピーカとタッチパネルと操作ボタンを備えたユーザ操作端末(報知ユニット73の1つ)が配置されている。このユーザ操作端末は、運転者に情報を提供する機能と、運転者からの情報を入力する機能とを有する。
In this embodiment, the
トラクタのキャビン21には、GNSS(global navigation satellite system)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、GNSS信号(GPS信号も含む)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。
The cabin 21 of the tractor is provided with a
車体1には、走行作業中の周囲の環境を示す作業走行環境情報を取得する環境情報取得ユニット4が備えられている。この実施形態では、環境情報取得ユニット4には、撮影カメラ40、集音マイク41、障害物センサ42が含まれている。撮影カメラ40は、車体周囲を撮影するために4台設けられている。各撮影カメラ40の撮影光軸は撮影視野に車体1や作業装置30の一部と圃場面とが入るように下方に向けられるとともに、広角レンズが装着されることで、4台の撮影カメラ40によって取得される、周辺部分領域の撮影画像は車体付近の全周領域をカバーすることができる。集音マイク41は、作業音や走行音やエンジン音を拾って、音信号に変換する。障害物センサ42は、車体1の前進方向及び後進方向に存在する障害物を検出するレーザスキャナであり、車体1の前後に1つずつ、合計2つ設けられている。
The vehicle body 1 is provided with an environment
図3には、図1で示されたような作業車遠隔制御システムにおける親作業車1Pとして機能しているトラクタの制御系の全体、及び子作業車1Cとして機能しているトラクタの制御系の一部が示されている。図4は、親作業車1Pによる子作業車1Cに対する遠隔制御における情報の流れを説明する説明図である。
FIG. 3 shows the entire control system of the tractor functioning as the
図3及び図4では、親作業車1Pの制御系が主に示されている。親作業車1Pと子作業車1Cとは、走行系の仕様(変速機構やエンジン馬力など)や作業系の仕様(作業幅など)は異なっていたとしても、親作業車1Pとして機能している制御系と、子作業車1Cとして機能している制御系との基本的な構成は同じであるので、親作業車1Pの制御系の説明が、子作業車1Cの制御系の説明に流用することができる。
In FIGS. 3 and 4, the control system of the
親作業車1Pの制御系の中核要素である制御ユニットCU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と入力処理部8と通信処理部9とが備えられている。
The control unit CU, which is a core element of the control system of the
出力処理部7は、車両走行機器群71と作業装置機器群72とからなる親作業走行機器群70、ディスプレイやスピーカが一体化されているユーザ操作端末である報知ユニット73などと接続している。車両走行機器群71には、車両走行に関する制御機器、例えばエンジン制御機器、変速制御機器、制動制御機器、操舵制御機器などが含まれている。作業装置機器群72には、この実施形態ではロータリ耕耘装置である作業装置30のPTOクラッチなどの動力制御機器や、ロータリ耕耘装置を昇降させる昇降機構31の昇降シリンダ制御機器などが含まれている。
The
通信処理部9は、子作業車1Cとして機能しているトラクタの制御系や遠隔地の管理センタに構築された管理コンピュータや車外の監視者の携帯通信端末との間で無線通信を用いてデータ交換する機能を有する。
The
入力処理部8には、衛星測位モジュール80、自動/手動切替操作具81、走行状態検出センサ群82、作業状態検出センサ群83、モード切替操作具85、環境情報取得ユニット4などが接続されている。自動/手動切替操作具81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81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81を操作することで、自動操舵での走行に切り替えられる。走行状態検出センサ群82には、エンジン回転数調整具、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール22などの操作具(親作業走行操作具群84の構成要素)の状態を検出するセンサが含まれている。作業状態検出センサ群83には、作業装置30の駆動や姿勢を調整する作業操作具(親作業走行操作具群84の構成要素)の状態を検出するセンサが含まれている。
The
モード切替操作具85は、親作業車1Pが子作業車1Cを遠隔制御により無人作業走行させる実機リモコンとして機能する他車操作モードと、通常のトラクタとして自動走行や手動走行で作業走行を行う自車操作モードとを切り替えるために、ユーザによって操作される操作具である。なお、子作業車1Cとして機能するとトラクタでは、モード切替操作具85は、他車によって遠隔制御される他車操作モードと、自車操作モードとを切り替えるための、操作具となる。
The mode
環境情報取得ユニット4に含まれている集音マイク41は、トラクタが親作業車1Pとして機能している場合には、不要となるので、機能停止される。
The
制御ユニットCUには、実質的には、ソフトウエアで構築される機能部として、親作業走行制御部50、自動走行制御部AC、遠隔制御部RC、モード切替部60が組み込まれている。
The control unit CU incorporates a parent work
親作業走行制御部50には、走行制御部51、作業制御部52、エンジン制御部53が含まれている。走行制御部51は、車両走行機器群71を制御する。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、走行制御部51は、手動走行制御機能と自動走行制御機能とを有する。手動走行制御機能が実行されている場合、運転者による操作に基づいて車両走行機器群71が制御される。自動走行制御機能が実行されている場合、自動走行制御部ACから与えられる自動操舵指令に基づいて生成された操舵制御信号(動作制御信号の一種)が操舵モータ14に出力される。作業制御部52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に作業制御信号(動作制御信号の一種)を与える。エンジン制御部53は、エンジンの動作機器にエンジン制御信号(動作制御信号の一種)を与える。
The parent work
自動走行制御部ACには、経路生成部54、経路設定部55、自車位置算出部56、自動作業走行指令部57が含まれている。
The automatic travel control unit AC includes a
経路生成部54は、入力された圃場情報から、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を生成する。この走行経路の生成は、運転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、別なコンピュータで生成された走行経路をダウンロードしてもよい。いずれにしても、経路生成部54から出力される走行経路は、メモリに展開され、自動走行に利用される。もちろん、この走行経路は、手動走行であっても、作業車が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。
The
経路設定部55は、メモリに展開された走行経路を順次読み出して、走行の目標となる走行経路として設定する。自車位置算出部56は、衛星測位モジュール80から逐次送られてくる測位データに基づいて、車体1の位置または作業装置30の位置を算出する。自動作業走行指令部57は、目標走行経路と自車位置との間の方位ずれ及び位置ずれを算出し、方位ずれ及び位置ずれを解消する自動操舵指令を走行制御部51に与える。
The
遠隔制御部RCには、親操作情報生成部61、仕様整合部62、環境情報再現部63が含まれている。遠隔制御部RCは、この親作業車1Pが子作業車1Cを遠隔制御により無人作業走行させる実機リモコンとして機能する他車操作モードにおいて、動作する。
The remote control unit RC includes a parent operation
親操作情報生成部61は、親作業走行操作具群84に対するユーザ操作を検出する走行状態検出センサ群82及び作業状態検出センサ群83からの検出信号に応じて親操作情報を生成する。この親操作情報とは、親作業車1Pの運転者が、親作業走行操作具群84に対して行った操作内容であり、例えば、アクセルペダルの踏み込み、ブレーキペダルの踏み込み、作業装置昇降レバーの操作などである。このような操作内容は、即時に親操作情報としてデータ化され、子作業車1Cに送られる。親操作情報を受け取った子作業車1C側では、親操作情報の内容に相当する制御動作が行われる。これにより、親作業車1Pを実機リモコンとした子作業車1Cの遠隔制御が実現する。
The parent operation
仕様整合部62は、親作業車1Pに装備されている作業走行機器群(親作業走行機器群70)と子作業車1Cに装備されている作業走行機器群(子作業走行機器群70c)との間に、動作制御仕様の相違があれば、その相違を整合する。これにより、親作業走行操作具群84に対するユーザ操作により自車操作モードにおいて実現する親作業走行機器群70の動きに相当する子作業走行機器群70cの動きが、他車操作モードにおいても実現する。例えば、親作業車1Pと子作業車1Cとで、作業装置30の限界上昇高さが異なっていても、親作業車1Pにおいて作業装置30の限界上昇までの上昇操作が行われると、子作業車1Cの作業装置30は限界上昇高さまで上昇する。
The
環境情報再現部63は、他車操作モードでは、子作業車1Cの環境情報取得ユニット4の撮影カメラ40によって取得された撮影画像や、集音マイク41で拾われた環境音が、ユーザの所望の形態で、報知ユニット73を通じて報知される。実機リモコンとしての親作業車1Pに乗り込んでいる運転者は、報知ユニット73のディスプレイに表示された撮影画像を見ながら、さらにスピーカから流れる環境音を聞きながら、あたかも子作業車1Cの乗っているような気分で、子作業車1Cを遠隔制御することができる。
In the other vehicle operation mode, the environmental
モード切替部60は、モード切替操作具85に対する操作に応答して、制御系を、自車操作モードから他車操作モードに、あるいは他車操作モードから自車操作モードに切り替える。
The
図3で示された子作業車1Cでは、遠隔制御に関係するものとして、撮影カメラ40と集音マイク41と障害物センサ42とを含む環境情報取得ユニット4及び子作業走行機器群70cが示されており、さらに制御系の機能部として、自車位置算出部56と子作業走行制御部50cとが示されているだけである。もちろん、トラクタとして、子作業車1Cも、親作業車1Pとほぼ同様な構成となっているが、子作業車1C自体が実機リモコンとして利用されない場合には、遠隔制御部RC、モード切替部60、モード切替操作具85は不要となる。また、図3で示された親作業車1Pが、遠隔制御される子作業車1Cとして利用されない場合には、環境情報取得ユニット4の集音マイク41は不要となる。ただし、撮影カメラ40は、通常の作業走行にける自車の周辺撮影画像を監視画像としてモニタ表示するために必要である。
In the
次に図4を用いて、他車操作モード及び自車操作モードでの情報の流れを説明する。 Next, the flow of information in the other vehicle operation mode and the own vehicle operation mode will be described with reference to FIG.
制御系が他車操作モードに切り換えられると、親作業走行操作具群84に対するユーザ操作によって生じる操作指令は、親作業走行制御部50には与えられずに、親操作情報生成部61に与えられる。つまり、他車操作モードでは、親作業走行機器群70に動作制御信号が与えられることが禁止される。親操作情報生成部61は、与えられた操作指令の内容を親操作情報としてデータ化して、通信処理部9を介して、子作業車1Cに無線送信する。親操作情報を生成する際、親作業車1Pと子作業車1Cとの間に仕様上の相違があれれば、仕様整合部62により、親作業車1Pの操作指令は子作業車1Cの操作指令に整合される。子作業車1Cに送られた操作指令は、子作業車1Cの作業走行制御部(子作業走行制御部50c)に与えられ、子作業車1Cの作業走行機器群(子作業走行機器群70c)が制御され、親作業走行操作具群84に対するユーザ操作に対応する制御動作が、子作業車1Cで実現する。
When the control system is switched to the other vehicle operation mode, the operation command generated by the user operation for the parent work travel
さらに、制御系が他車操作モードに切り換えられると、モード切替部60は、子作業車1Cに環境情報のリクエスト信号を送り、子作業車1Cの環境情報取得ユニット4から、撮影画像や環境音などの作業走行環境を示す作業走行環境情報、及び、子作業車1Cの自車位置算出部56から自車位置(他車位置)を受け取る。受け取った作業走行環境情報及び子作業車1Cの自車位置は、環境情報再現部63に与えられる。環境情報再現部63は、環境情報を用いて、報知ユニット73を用いて、子作業車1Cの周囲の撮影画像を表示しながら、環境音を流す。さらに、環境情報再現部63は、子作業車1Cの自車位置を用いて、作業走行を行っている圃場における子作業車1Cの現在位置を圃場地図や走行経路とともに表示する。
Further, when the control system is switched to the operation mode of another vehicle, the
モード切替部60は、自車操作モードから他車操作モードへの切り替えを確認すると、親作業車1Pのエンジン制御部53にエンジン停止指令を与えるとともに、子作業車1Cにエンジンが始動指令を送る。さらに、自車操作モードでは、親作業走行操作具群84に対するユーザ操作により生じる操作指令は、親作業走行制御部50によって動作信号を出力するために利用され、親操作情報生成部61が操作指令に基づく親操作情報を子作業車1Cに出力することは禁止される。
When the
図4では図示されていないが、モード切替部60は、他車操作モードから自車操作モードへの切り替えを確認すると、子作業車1Cに停止指令を与える。この停止指令により、子作業車1Cは、エンジンは駆動のままで、トランスミッションが中立でブレーキをきかせた停止状態となる。これにより、子作業車1Cは、親作業車1Pによる遠隔制御から、設定された走行経路に沿った自動走行(親作業車1Pとの協調作業走行)に移行する準備が整う。
Although not shown in FIG. 4, the
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、作業車として、ロータリ耕耘機を作業装置30として装備したトラクタを、作業車として取り上げたが、そのようなトラクタ以外にも、例えば、田植機、施肥機、コンバインなどの農作業車、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)図3で示された機能ブロック図における各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合または複数の機能部に分けることができる。
(3)上述した実施形態では、1台の親作業車1Pを実機リモコンとして、1台の子作業車1Cを遠隔制御していたが、遠隔制御先セレクタを設けることで、複数の子作業車1Cを選択的に遠隔制御することも可能である。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, a tractor equipped with a rotary tiller as a
(2) Each functional unit in the functional block diagram shown in FIG. 3 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.
(3) In the above-described embodiment, one
本発明は、相互にデータ通信可能な複数の作業車に適用可能である。 The present invention is applicable to a plurality of work vehicles capable of mutual data communication.
1C :子作業車
1P :親作業車
4 :環境情報取得ユニット
40 :撮影カメラ
41 :集音マイク
50 :親作業走行制御部
50c :子作業走行制御部
51 :走行制御部
52 :作業制御部
56 :自車位置算出部
57 :自動作業走行指令部
60 :モード切替部
61 :親操作情報生成部
62 :仕様整合部
63 :環境情報再現部
70 :親作業走行機器群
70c :子作業走行機器群
71 :車両走行機器群
72 :作業装置機器群
73 :報知ユニット
80 :衛星測位モジュール
81 :自動/手動切替操作具
82 :走行状態検出センサ群
83 :作業状態検出センサ群
84 :親作業走行操作具群
85 :モード切替操作具
1C:
Claims (7)
ユーザによって操作される親作業走行操作具群と、
前記親作業車の作業走行のための親作業走行機器群と、
前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて前記親作業走行機器群に動作制御信号を与える親作業走行制御部と、
前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて生成された親操作情報を前記子作業車に送る親操作情報生成部と、
前記子作業車の作業走行のための子作業走行機器群と、
前記親作業車から送られてきた前記親操作情報に基づいて前記子作業走行機器群に動作制御信号を与える子作業走行制御部と、が備えられ、
前記親操作情報が、前記親作業走行操作具群の操作内容に応じて即時に生成されて即時に前記子作業車に送られ、
前記親作業走行操作具群は、前記親作業車に対する操作内容と同じ操作内容で、前記親作業車の動作に影響することなく、前記子作業車の遠隔操作を可能なように構成されている作業車遠隔制御システム。 It is a work vehicle remote control system consisting of a parent work platform and a child work platform that can exchange data via wireless communication.
Parent work driving operation tools operated by the user,
The parent work traveling equipment group for the work traveling of the parent work vehicle, and
A parent work travel control unit that gives an operation control signal to the parent work travel equipment group in response to a user operation on the parent work travel operation tool group.
A parent operation information generation unit that sends parent operation information generated in response to a user operation to the parent work traveling operation tool group to the child work vehicle, and a parent operation information generation unit.
A group of child work traveling equipment for the work running of the child work vehicle, and
A child work travel control unit that gives an operation control signal to the child work travel equipment group based on the parent operation information sent from the parent work vehicle is provided.
The parent operation information is immediately generated according to the operation content of the parent work traveling operation tool group and immediately sent to the child work vehicle.
The parent work traveling operation tool group has the same operation content as that for the parent work vehicle, and is configured to enable remote control of the child work vehicle without affecting the operation of the parent work vehicle. Work vehicle remote control system.
ユーザによって操作される親作業走行操作具群と、
前記親作業車の作業走行のための親作業走行機器群と、
前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて前記親作業走行機器群に動作制御信号を与える親作業走行制御部と、
前記親作業走行操作具群に対するユーザ操作に応じて生成された親操作情報を前記子作業車に送る親操作情報生成部と、
前記子作業車の作業走行のための子作業走行機器群と、
前記親作業車から送られてきた前記親操作情報に基づいて前記子作業走行機器群に動作制御信号を与える子作業走行制御部と、
前記親作業車に備えられ、自車操作モードと他車操作モードとを切り替えるモード切替部と、が備えられ、
前記自車操作モードでは、前記子作業車に前記親操作情報を送ることが禁止され、
前記他車操作モードでは、前記親作業走行機器群に前記動作制御信号を与えることが禁止されるとともに、前記親操作情報が前記親作業走行操作具群の操作内容に応じて即時に生成されて即時に前記子作業車に送られる作業車遠隔制御システム。 It is a work vehicle remote control system consisting of a parent work platform and a child work platform that can exchange data via wireless communication.
Parent work driving operation tools operated by the user,
The parent work traveling equipment group for the work traveling of the parent work vehicle, and
A parent work travel control unit that gives an operation control signal to the parent work travel equipment group in response to a user operation on the parent work travel operation tool group.
A parent operation information generation unit that sends parent operation information generated in response to a user operation to the parent work traveling operation tool group to the child work vehicle, and a parent operation information generation unit.
A group of child work traveling equipment for the work running of the child work vehicle, and
A child work travel control unit that gives an operation control signal to the child work travel equipment group based on the parent operation information sent from the parent work vehicle, and a child work travel control unit.
The parent work vehicle is provided with a mode switching unit for switching between the own vehicle operation mode and the other vehicle operation mode .
In the own vehicle operation mode, it is prohibited to send the parent operation information to the child work vehicle .
In the other vehicle operation mode, it is prohibited to give the operation control signal to the parent work traveling device group, and the parent operation information is immediately generated according to the operation content of the parent work traveling operation tool group. A work vehicle remote control system that is immediately sent to the child work vehicle .
前記親作業車には、前記子作業車から送られてきた前記作業走行環境情報をユーザに報知する報知ユニットが備えられている請求項1から5のいずれか一項に記載の作業車遠隔制御システム。 An environment information acquisition unit for acquiring work driving environment information indicating the working environment of the child work platform is provided.
The work vehicle remote control according to any one of claims 1 to 5, wherein the parent work vehicle is provided with a notification unit for notifying the user of the work travel environment information sent from the child work vehicle. system.
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