JP7058635B2 - Autonomous driving system - Google Patents

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Description

本発明は、機体が自律走行するための走行経路を生成する自律走行システムに関する。 The present invention relates to an autonomous traveling system that generates a traveling path for the aircraft to autonomously travel.

従来、圃場での農作業を効率よく簡便に行うため、直進走行、境界付近での旋回、旋回に続く直進走行の再開を順序よく繰り返すように走行経路を生成して、農作業車に走行経路に沿った自律走行を行わせる技術が知られている(例えば特許文献1及び2等参照)。 Conventionally, in order to efficiently and easily carry out farm work in the field, a running route was generated so as to repeat straight running, turning near the boundary, and restarting straight running following the turning in order, and the farming vehicle was along the running route. Techniques for autonomous driving are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2004-8053号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-8053 特開2011-254704号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-254704

ところで、前記従来の技術では、機体が走行する走行経路を生成する上では、開始位置と終了位置とを固定する必要がある。このため、例えば圃場の開始位置近傍に深溝があって開始位置として好ましくないような場合、一度設定した走行経路を変更しなければ開始位置を変更することができず、設定作業性の点に鑑みて改善の余地があった。 By the way, in the above-mentioned conventional technique, it is necessary to fix the start position and the end position in order to generate a travel path on which the aircraft travels. For this reason, for example, when there is a deep groove near the start position of the field and it is not preferable as the start position, the start position cannot be changed unless the travel route once set is changed, and in view of the setting workability. There was room for improvement.

本発明は、上記の現状に鑑みてなされたものであり、走行経路を作り直すことなく、例えば開始位置や終了位置を簡単に変更できる自律走行システムを提供することを技術的課題としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned current situation, and it is a technical subject to provide an autonomous traveling system capable of easily changing, for example, a start position and an end position without recreating a traveling route.

本発明の自律走行システムは、機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を予め生成可能な経路生成部と、前記走行経路に沿った前記機体の走行を指示可能な制御部と、を備え、前記経路生成部は、前記機体が走行開始する開始位置と前記機体が走行終了する終了位置とを基準にして前記走行経路を生成可能であると共に、前記走行経路の生成後において前記開始位置の位置変更を受け付けて、前記開始位置を変更することが可能であると共に、前記走行経路の生成後において前記開始位置の位置変更を受け付けて、前記生成後の走行経路をそのまま維持することで、前記生成後の走行経路を修正可能であるものである。 In the autonomous traveling system of the present invention, a route generation unit capable of specifying a traveling region for autonomously traveling the aircraft and generating a traveling route of the aircraft in the traveling region in advance and traveling of the aircraft along the traveling route are performed. A control unit that can be instructed is provided, and the route generation unit can generate the travel route based on a start position at which the aircraft starts traveling and an end position at which the aircraft ends traveling, and the travel route can be generated. It is possible to accept the change in the position of the start position after the route is generated and change the start position, and also accept the change in the position of the start position after the generation of the travel route. By maintaining the traveling route as it is, the traveling route after the generation can be modified .

本発明の自律走行システムにおいて、前記位置変更を受け付けた場合、前記開始位置は、前記生成後の走行経路の所定位置とするようにしてもよい。 In the autonomous traveling system of the present invention, when the position change is accepted, the starting position may be set to a predetermined position of the traveling path after the generation.

本発明の自律走行システムにおいて、前記経路生成部は、農作業が行われる複数の作業路と、旋回操作が行われる旋回路とを交互に繋いで前記走行経路を生成し、変更前の前記開始位置に対する前記位置変更を受け付けた場合の新たな開始位置の設定可能範囲は、隣接する前記作業路間の距離と同じ距離の範囲内であるようにしてもよい。 In the autonomous travel system of the present invention, the route generation unit generates the travel route by alternately connecting a plurality of work paths on which agricultural work is performed and a turning circuit on which a turning operation is performed, and the start position before the change. The settable range of the new start position when the position change is accepted may be within the same distance as the distance between the adjacent work paths.

本発明の自律走行システムにおいて、前記経路生成部は、農作業が行われる複数の作業路と、旋回操作が行われる旋回路とを交互に繋いで前記走行経路を生成し、変更前の前記開始位置に対する前記位置変更を受け付けた場合の新たな開始位置の設定可能範囲は、前記複数の作業路が生成される作業領域と前記旋回路が生成される領域との境界辺部の内、変更前の前記開始位置が属する境界辺部又は当該境界辺部の延長線上であるようにしてもよい。 In the autonomous traveling system of the present invention, the route generation unit generates the traveling route by alternately connecting a plurality of work paths on which agricultural work is performed and a turning circuit on which a turning operation is performed, and the start position before the change. The settable range of the new start position when the position change is accepted is within the boundary between the work area where the plurality of work paths are generated and the area where the turning circuit is generated, before the change. It may be on the boundary edge portion to which the start position belongs or an extension line of the boundary edge portion.

本発明によれば、機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を予め生成可能な経路生成部と、前記走行経路に沿った前記機体の走行を指示可能な制御部と、を備え、前記経路生成部は、前記機体が走行開始する開始位置と前記機体が走行終了する終了位置とを基準にして前記走行経路を生成可能であると共に、前記走行経路の生成後において前記開始位置の位置変更を受け付けて、前記開始位置を変更することが可能であるから、例えば圃場の開始位置近傍に深溝があって前記機体の自律走行に支障をきたすおそれのあるような場合であっても、一度設定した走行経路を変更しなくとも前記開始位置と前記終了位置のいずれか一方を位置変更することができる。従って、前記走行経路の設定作業性を向上でき、オペレータの作業負担が軽減されると共に、圃場状況に適応した走行開始位置の設定が可能になる。 According to the present invention, it is possible to specify a traveling region in which an aircraft is autonomously traveled, and to instruct a route generation unit capable of generating a traveling route of the aircraft in the traveling region in advance and traveling of the aircraft along the traveling route. The route generation unit can generate the travel route based on the start position at which the aircraft starts traveling and the end position at which the aircraft ends travel, and the route generation unit can generate the travel route. Since it is possible to accept the change in the position of the start position after generation and change the start position, for example, there may be a deep groove in the vicinity of the start position of the field, which may hinder the autonomous running of the aircraft. Even in such a case, it is possible to change the position of either the start position or the end position without changing the travel route once set. Therefore, the workability of setting the travel route can be improved, the work load of the operator can be reduced, and the travel start position can be set according to the field conditions.

実施形態におけるロボットトラクタの全体側面図である。It is an overall side view of the robot tractor in an embodiment. ロボットトラクタの平面図である。It is a top view of a robot tractor. ロボットトラクタの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a robot tractor. (a)は傾斜した圃場領域F及び作業領域Wに対する走行経路Pの設定を説明する図、(b)は補正後旋回半径を小さくする場合の説明図、(c)は補正後旋回半径を大きくする場合の説明図である。(A) is a diagram for explaining the setting of the traveling path P for the inclined field area F and the work area W, (b) is an explanatory diagram when the corrected turning radius is reduced, and (c) is a diagram for increasing the corrected turning radius. It is explanatory drawing in the case of doing. (a)~(d)は走行経路外に開始位置を変更する場合の走行経路の修正例を説明する遠隔操作装置の画面図である。(A) to (d) are screen views of a remote control device for explaining an example of modifying a travel path when the start position is changed outside the travel path. (e)~(h)は走行経路外に終了位置を変更する場合の走行経路の修正例を説明する遠隔操作装置の画面図である。(E) to (h) are screen views of a remote control device for explaining an example of modifying a travel path when the end position is changed outside the travel path. (i)~(l)は走行経路上に開始位置を変更する場合の走行経路の修正例を説明する遠隔操作装置の画面図である。(I) to (l) are screen views of a remote control device for explaining an example of modifying a travel path when the start position is changed on the travel path. (m)~(p)は走行経路上に終了位置を変更する場合の走行経路の修正例を説明する遠隔操作装置の画面図である。(M) to (p) are screen views of a remote control device for explaining an example of modifying a travel path when the end position is changed on the travel path.

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず始めに、本発明に係る作業車の一例であるロボットトラクタ1(以下、単に「トラクタ」と称する場合がある。)について説明する。トラクタ1は、圃場を自律走行する機体2を備える。機体2には、図1及び図2において鎖線で示す作業機3が着脱可能に備えられる。当該作業機3は農作業に用いられる。この作業機3としては、例えば、耕耘機、プラウ、施肥機、草刈機、播種機等の種々の作業機があり、これらの中から必要に応じて所望の作業機3を選択して機体2に装着することができる。機体2は、装着された作業機3の高さ及び姿勢を変更可能に構成されている。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, a robot tractor 1 (hereinafter, may be simply referred to as a “tractor”), which is an example of a work vehicle according to the present invention, will be described. The tractor 1 includes an airframe 2 that autonomously travels in the field. The machine body 2 is provided with a work machine 3 which is shown by a chain line in FIGS. 1 and 2 and is detachably provided. The working machine 3 is used for agricultural work. As the working machine 3, for example, there are various working machines such as a tiller, a plow, a fertilizer application machine, a grass mower, a sowing machine, etc., and a desired working machine 3 is selected from these as necessary and the machine body 2 is used. Can be attached to. The machine body 2 is configured so that the height and posture of the mounted work machine 3 can be changed.

トラクタ1の構成について、図1及び図2を参照して説明する。トラクタ1の機体である機体2は、図1に示すように、その前部が左右一対の前輪7,7で支持され、その後部が左右一対の後輪8,8で支持されている。前輪7,7及び後輪8,8が走行部を構成している。 The configuration of the tractor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the airframe 2 which is the airframe of the tractor 1 is supported by a pair of left and right front wheels 7 and 7 and a rear portion supported by a pair of left and right rear wheels 8 and 8. The front wheels 7 and 7 and the rear wheels 8 and 8 form a traveling portion.

機体2の前部にはボンネット9が配置されている。このボンネット9内にはトラクタ1の駆動源であるエンジン10及び燃料タンク(図示省略)等が収容されている。このエンジン10は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、これに限るものではなく、例えばガソリンエンジンにより構成しても良い。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電気モータを使用しても良い。 A bonnet 9 is arranged at the front of the machine body 2. The engine 10 and the fuel tank (not shown), which are the drive sources of the tractor 1, are housed in the bonnet 9. The engine 10 can be configured by, for example, a diesel engine, but is not limited to this, and may be configured by, for example, a gasoline engine. Further, as the drive source, an electric motor may be used in addition to or instead of the engine.

ボンネット9の後方には、オペレータが搭乗するキャビン11が配置されている。このキャビン11の内部には、オペレータが操向操作するためのステアリングハンドル12と、オペレータが座ることが可能な座席13と、各種の操作を行うための様々な操作装置と、が主として設けられている。ただし、農業用作業車両は、キャビン11付きのものに限るものではなく、キャビン11を備えないものであってもよい。 Behind the bonnet 9, a cabin 11 on which the operator is boarded is arranged. Inside the cabin 11, a steering handle 12 for the operator to steer, a seat 13 on which the operator can sit, and various operating devices for performing various operations are mainly provided. There is. However, the agricultural work vehicle is not limited to the one with the cabin 11, and may be the one without the cabin 11.

図示は省略するが、上記の操作装置としては、例えばモニタ装置、スロットルレバー、主変速レバー、昇降レバー、PTOスイッチ、PTO変速レバー及び複数の油圧変速レバー等が挙げられる。これら操作装置は、座席13の近傍又はステアリングハンドル12の近傍に配置されている。 Although not shown, examples of the above-mentioned operating device include a monitor device, a throttle lever, a main shift lever, an elevating lever, a PTO switch, a PTO shift lever, and a plurality of hydraulic shift levers. These operating devices are arranged near the seat 13 or near the steering wheel 12.

モニタ装置は、トラクタ1の様々な情報を表示可能に構成されている。スロットルレバーは、エンジン10の回転速度を設定するものである。主変速レバーは、ミッションケース22の変速比を変更操作するものである。昇降レバーは、機体2に装着された作業機3の高さを所定範囲内で昇降操作するものである。PTOスイッチは、ミッションケース22の後端側から外向きに突出したPTO軸(動力取出軸)への動力伝達を継断操作するものである。すなわち、PTOスイッチがON状態であるときPTO軸に動力が伝達されてPTO軸が回転し、作業機3が駆動される一方、PTOスイッチがOFF状態であるときPTO軸への動力が遮断されてPTO軸が回転せず、作業機3が停止する。PTO変速レバーは、作業機3に入力される動力の変更操作を行うものであり、具体的にはPTO軸の回転速度の変速操作を行うものである。油圧変速レバーは、油圧外部取出バルブを切換操作するものである。 The monitoring device is configured to be able to display various information of the tractor 1. The throttle lever sets the rotation speed of the engine 10. The main shift lever is operated to change the gear ratio of the transmission case 22. The elevating lever raises and lowers the height of the working machine 3 mounted on the machine body 2 within a predetermined range. The PTO switch is for connecting and disconnecting power transmission to the PTO shaft (power take-off shaft) protruding outward from the rear end side of the mission case 22. That is, when the PTO switch is in the ON state, power is transmitted to the PTO shaft to rotate the PTO shaft, and the work equipment 3 is driven, while when the PTO switch is in the OFF state, the power to the PTO shaft is cut off. The PTO shaft does not rotate and the work machine 3 stops. The PTO shift lever performs a change operation of the power input to the working machine 3, specifically, a shift operation of the rotation speed of the PTO shaft. The hydraulic shift lever switches and operates the hydraulic external take-out valve.

図1に示すように、機体2の下部には、その骨組を構成するシャーシ20が設けられている。当該シャーシ20は、機体フレーム21、ミッションケース22、フロントアクスル23、及びリアアクスル24等から構成されている。 As shown in FIG. 1, a chassis 20 constituting the frame is provided at the lower part of the machine body 2. The chassis 20 is composed of an airframe frame 21, a mission case 22, a front axle 23, a rear axle 24, and the like.

機体フレーム21は、トラクタ1の前部における支持部材であって、直接、又は防振部材等を介してエンジン10を支持している。ミッションケース22は、エンジン10からの動力を変化させてフロントアクスル23及びリアアクスル24に伝達する。フロントアクスル23は、ミッションケース22から入力された動力を前輪7に伝達するように構成されている。リアアクスル24は、ミッションケース22から入力された動力を後輪8に伝達するように構成されている。 The airframe frame 21 is a support member in the front portion of the tractor 1 and supports the engine 10 directly or via an anti-vibration member or the like. The mission case 22 changes the power from the engine 10 and transmits it to the front axle 23 and the rear axle 24. The front axle 23 is configured to transmit the power input from the mission case 22 to the front wheels 7. The rear axle 24 is configured to transmit the power input from the mission case 22 to the rear wheels 8.

図3に示すように、トラクタ1は、機体2の動作(前進、後進、停止及び旋回等)並びに作業機3の動作(昇降、駆動、及び停止等)を制御するための制御部として、制御装置4を備える。制御装置4には、燃料噴射装置としてのコモンレール装置41、変速装置42、及び昇降アクチュエータ44等がそれぞれ電気的に接続されている。 As shown in FIG. 3, the tractor 1 is controlled as a control unit for controlling the operation of the machine body 2 (forward, reverse, stop, turn, etc.) and the operation of the work machine 3 (elevation, drive, stop, etc.). The device 4 is provided. A common rail device 41 as a fuel injection device, a transmission 42, an elevating actuator 44, and the like are electrically connected to the control device 4, respectively.

コモンレール装置41は、エンジン10の各気筒に燃料を噴射するものである。この場合、エンジン10の各気筒に対するインジェクタの燃料噴射バルブが制御装置4で開閉制御されることによって、燃料供給ポンプによって燃料タンクからコモンレール装置41に圧送された高圧の燃料が各インジェクタからエンジン10の各気筒に噴射され、各インジェクタから供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間(噴射量)が高精度にコントロールされる。 The common rail device 41 injects fuel into each cylinder of the engine 10. In this case, the fuel injection valve of the injector for each cylinder of the engine 10 is controlled to open and close by the control device 4, so that the high-pressure fuel pumped from the fuel tank to the common rail device 41 by the fuel supply pump is sent from each injector to the engine 10. The injection pressure, injection timing, and injection period (injection amount) of the fuel injected into each cylinder and supplied from each injector are controlled with high accuracy.

変速装置42は、具体的には例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置であり、ミッションケース22に備えられている。変速装置42を制御装置4により制御して斜板の角度を適宜に調整することにより、ミッションケース22の変速比を所望の変速比にすることができる。 Specifically, the transmission 42 is, for example, a movable sloping plate type hydraulic continuously variable transmission, and is provided in the mission case 22. By controlling the speed change device 42 by the control device 4 and appropriately adjusting the angle of the swash plate, the speed change ratio of the mission case 22 can be set to a desired speed change ratio.

昇降アクチュエータ44は、例えば作業機3を機体2に連結している三点リンク機構を動作させることにより、作業機3を退避位置(農作業を行わない位置)又は作業位置(農作業を行う位置)の何れかに上げ下げするものである。昇降アクチュエータ44を制御装置4により制御して作業機3を適宜に昇降動作させることにより、例えば圃場領域の所望の高さで作業機3により農作業を行うことができる。 The elevating actuator 44 operates the three-point link mechanism that connects the work machine 3 to the machine body 2, for example, to move the work machine 3 to a retracted position (position where farm work is not performed) or a work position (position where farm work is performed). It is something to raise or lower to either. By controlling the elevating actuator 44 by the control device 4 and appropriately elevating the working machine 3, for example, the farming work can be performed by the working machine 3 at a desired height in the field area.

また、制御装置4には、エンジン10の回転速度を検出する回転速度センサ31、後輪8の回転速度を検出する車速センサ32、ハンドル12の回動角度(操舵角)を検出する操舵角センサ33等のセンサ類も電気的に接続している。これらセンサの検出値が検出信号に変換されて制御装置4に送信される。 Further, the control device 4 includes a rotation speed sensor 31 that detects the rotation speed of the engine 10, a vehicle speed sensor 32 that detects the rotation speed of the rear wheels 8, and a steering angle sensor that detects the rotation angle (steering angle) of the handle 12. Sensors such as 33 are also electrically connected. The detection values of these sensors are converted into detection signals and transmitted to the control device 4.

上述のような制御装置4を備えるトラクタ1は、オペレータがキャビン11内に搭乗して各種操作をすることにより、当該制御装置4によりトラクタ1の各部(機体2、作業機3等)を制御して、圃場内を走行しながら農作業を実行可能に構成されている。加えて、実施形態のトラクタ1は、例えばオペレータが搭乗しなくても、遠隔操作装置46により出力される所定の制御信号に基づいて自律走行させることが可能となっている。 The tractor 1 provided with the control device 4 as described above controls each part (machine 2, work machine 3, etc.) of the tractor 1 by the control device 4 when the operator gets on the cabin 11 and performs various operations. It is configured so that farm work can be carried out while traveling in the field. In addition, the tractor 1 of the embodiment can be autonomously driven based on a predetermined control signal output by the remote control device 46, for example, without the operator being on board.

具体的には、図3に示すように、このトラクタ1は自律走行を可能とするための各種の構成を制御装置4内に備えている。更に、トラクタ1は、測位システムに基づいて自ら(の機体)の位置情報を取得するために必要な測位用アンテナ6等の各種の構成を備えている。このような構成により、トラクタ1は、測位システムに基づいて自らの位置情報を取得して、圃場上を自律走行することが可能となっている。 Specifically, as shown in FIG. 3, the tractor 1 includes various configurations for enabling autonomous traveling in the control device 4. Further, the tractor 1 has various configurations such as a positioning antenna 6 necessary for acquiring the position information of (the aircraft) itself based on the positioning system. With such a configuration, the tractor 1 can acquire its own position information based on the positioning system and autonomously travel on the field.

次に、自律走行のためにトラクタ1が備える構成について詳細に説明する。具体的には、トラクタ1は、図1及び図3に示すように、操舵アクチュエータ43、測位用アンテナ6、及び無線通信用アンテナ48等を備える。 Next, the configuration included in the tractor 1 for autonomous traveling will be described in detail. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, the tractor 1 includes a steering actuator 43, a positioning antenna 6, a wireless communication antenna 48, and the like.

操舵アクチュエータ43は、例えば、ステアリングハンドル12の回転軸(ステアリング軸)の中途部に設けられ、ステアリングハンドル12の回動角度(操舵角)を調整するものである。予め定められた経路をトラクタ1が(無人トラクタとして)走行する場合、制御装置4は、当該経路に沿ってトラクタ1が走行するようにステアリングハンドル12の適切な回動角度を算出し、算出した回動角度でステアリングハンドル12が回動するように操舵アクチュエータ43を制御する。 The steering actuator 43 is provided, for example, in the middle of the rotation shaft (steering shaft) of the steering handle 12, and adjusts the rotation angle (steering angle) of the steering handle 12. When the tractor 1 travels on a predetermined route (as an unmanned tractor), the control device 4 calculates and calculates an appropriate rotation angle of the steering handle 12 so that the tractor 1 travels along the route. The steering actuator 43 is controlled so that the steering handle 12 rotates according to the rotation angle.

測位用アンテナ6は、例えば衛星測位システム(GNSS)等の測位システムを構成する測位衛星からの信号を受信するものである。図1に示すように、測位用アンテナ6は、キャビン11における屋根14の上面に配置されている。測位用アンテナ6で受信された信号は、図3に示す位置及び傾斜角情報算出部49に入力されて、当該位置及び傾斜角情報算出部49でトラクタ1(厳密には、測位用アンテナ6)の位置情報が、例えば緯度・経度情報として算出される。当該位置及び傾斜角情報算出部49で算出された位置情報は、制御装置4の位置及び傾斜角情報取得部50により取得されて、トラクタ1の制御に利用される。 The positioning antenna 6 receives a signal from a positioning satellite constituting a positioning system such as a satellite positioning system (GNSS). As shown in FIG. 1, the positioning antenna 6 is arranged on the upper surface of the roof 14 in the cabin 11. The signal received by the positioning antenna 6 is input to the position and tilt angle information calculation unit 49 shown in FIG. 3, and the tractor 1 (strictly speaking, the positioning antenna 6) is used by the position and tilt angle information calculation unit 49. The position information of is calculated as, for example, latitude / longitude information. The position information calculated by the position and tilt angle information calculation unit 49 is acquired by the position and tilt angle information acquisition unit 50 of the control device 4 and used for controlling the tractor 1.

実施形態の位置及び傾斜角情報算出部49は、トラクタ1(機体2)の位置情報だけでなく、前後左右の傾斜角情報を計測可能になっている。位置及び傾斜角情報算出部49で計測された傾斜角情報は、制御装置4の位置及び傾斜角情報取得部50により位置情報(緯度・経度情報)と対応付けた状態で取得されて、トラクタ1の制御に利用される。なお、位置及び傾斜角情報算出部49は、圃場面に対する測位用アンテナ6の高さ位置、ひいてはトラクタ1(機体2)の車高を計測することも可能である。 The position and tilt angle information calculation unit 49 of the embodiment can measure not only the position information of the tractor 1 (airframe 2) but also the tilt angle information of front, back, left and right. The tilt angle information measured by the position and tilt angle information calculation unit 49 is acquired by the position and tilt angle information acquisition unit 50 of the control device 4 in a state of being associated with the position information (latitude / longitude information), and the tractor 1 It is used to control. The position and tilt angle information calculation unit 49 can also measure the height position of the positioning antenna 6 with respect to the field scene, and thus the vehicle height of the tractor 1 (airframe 2).

なお、本実施形態ではGNSS-RTK法を利用した高精度の衛星測位システムを利用しているが、これに限られるものではなく、高精度の位置座標が得られる限りにおいて他の測位システムを用いてもよい。GNSS-RTKは、位置のわかっている基準局の情報に基づいて、補正して精度を高めた測位方式で、基準局からの情報の配信方法の違いで複数の方式が存在する。本発明はGNSS-RTK方式には依存しないので、本実施例では詳細は割愛する。 In this embodiment, a high-precision satellite positioning system using the GNSS-RTK method is used, but the present invention is not limited to this, and other positioning systems are used as long as high-precision position coordinates can be obtained. You may. GNSS-RTK is a positioning method that is corrected and improved in accuracy based on the information of a reference station whose position is known, and there are a plurality of methods depending on the method of distributing information from the reference station. Since the present invention does not depend on the GNSS-RTK method, details are omitted in this embodiment.

無線通信用アンテナ48は、遠隔操作装置46からの信号を受信したり、遠隔操作装置46への信号を送信したりするものである。図1に示すように、無線通信用アンテナ48は、トラクタ1のキャビン11の屋根14の上面に配置されている。無線通信用アンテナ48で受信した遠隔操作装置46からの信号は、図3に示す送受信処理部47で信号処理された後、制御装置4に入力される。また、制御装置4から遠隔操作装置46に送信する信号は、送受信処理部47で信号処理された後、無線通信用アンテナ48から送信されて、遠隔操作装置46で受信される。 The wireless communication antenna 48 receives a signal from the remote control device 46 and transmits a signal to the remote control device 46. As shown in FIG. 1, the wireless communication antenna 48 is arranged on the upper surface of the roof 14 of the cabin 11 of the tractor 1. The signal from the remote control device 46 received by the wireless communication antenna 48 is signal-processed by the transmission / reception processing unit 47 shown in FIG. 3 and then input to the control device 4. Further, the signal transmitted from the control device 4 to the remote control device 46 is signal-processed by the transmission / reception processing unit 47, then transmitted from the wireless communication antenna 48, and received by the remote control device 46.

更に、トラクタ1には、ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーの操作と自動制御という2つの系統によって、左右の後輪8,8にブレーキを掛ける左右一対のブレーキ装置26,26を設けている。すなわち、左右両方のブレーキ装置26,26は、ブレーキペダル(又は駐車ブレーキレバー)の制動方向への操作によって、左右両方の後輪8,8にブレーキを掛けるように構成されている。また、ハンドル12の回動角度が所定角度以上になれば、制御装置4の指令によって、旋回内側の後輪8に対するブレーキ装置26が自動的に制動動作をするように構成されている(いわゆるオートブレーキ)。 Further, the tractor 1 is provided with a pair of left and right brake devices 26, 26 for applying a brake to the left and right rear wheels 8 and 8 by two systems of operation and automatic control of a brake pedal and a parking brake lever. That is, both the left and right brake devices 26 and 26 are configured to apply the brakes to both the left and right rear wheels 8 and 8 by operating the brake pedal (or the parking brake lever) in the braking direction. Further, when the rotation angle of the handle 12 becomes equal to or more than a predetermined angle, the braking device 26 for the rear wheel 8 inside the turning is automatically braked by a command of the control device 4 (so-called auto). break).

なお、トラクタ1には、前方、側方又は後方に障害物があるか否かを検出する障害物センサ35が取り付けられている。障害物センサ35は、レーザセンサ、超音波センサ等によって構成され、トラクタ1の前方、側方及び後方に存在する障害物を認識し、検出信号を生成する。また、トラクタ1は、前方、側方、及び後方を撮影するカメラ36が取り付けられる。障害物センサ35及びカメラ36は、制御装置4に電気的に接続している。これらセンサの検出値が検出信号に変換されて制御装置4に送信される。 The tractor 1 is equipped with an obstacle sensor 35 that detects whether or not there is an obstacle in the front, side, or rear. The obstacle sensor 35 is composed of a laser sensor, an ultrasonic sensor, and the like, recognizes obstacles existing in front of, sideways, and behind the tractor 1 and generates a detection signal. Further, the tractor 1 is attached with a camera 36 for photographing the front, side, and rear. The obstacle sensor 35 and the camera 36 are electrically connected to the control device 4. The detection values of these sensors are converted into detection signals and transmitted to the control device 4.

遠隔操作装置46は、具体的には、タッチパネルを備えるタブレット型のパーソナルコンピュータとして構成される。オペレータは、遠隔操作装置46のタッチパネルに表示された情報(例えば、自律走行を行うときに必要な圃場の情報等)を参照して確認することができる。また、オペレータは、遠隔操作装置46を操作して、トラクタ1の制御装置4に、トラクタ1を制御するための制御信号を送信することができる。なお、実施形態の遠隔操作装置46はタブレット型のパーソナルコンピュータに限るものではなく、これに代えて、例えばノート型のパーソナルコンピュータで構成することも可能である。あるいは、有人のトラクタ(図示省略)を無人のトラクタ1に随伴して走行させる場合、有人側のトラクタに搭載されるモニタ装置を遠隔操作装置とすることもできる。 Specifically, the remote control device 46 is configured as a tablet-type personal computer provided with a touch panel. The operator can confirm by referring to the information displayed on the touch panel of the remote control device 46 (for example, the information of the field necessary for autonomous driving). Further, the operator can operate the remote control device 46 to transmit a control signal for controlling the tractor 1 to the control device 4 of the tractor 1. The remote control device 46 of the embodiment is not limited to the tablet-type personal computer, and may be configured by, for example, a notebook-type personal computer instead of the tablet-type personal computer. Alternatively, when a manned tractor (not shown) is carried along with the unmanned tractor 1, the monitor device mounted on the manned tractor can be used as a remote control device.

図3に示す制御装置4は、トラクタ1の自律走行制御のための各部を備えており、これと併せて測位用アンテナ6等の各種構成をトラクタ1に設けることにより、既存のトラクタを無人のトラクタ1として利用することが可能になっている。制御装置4は、CPU、ROM、RAM等を有する小型のコンピュータとして構成されており、上記のROMには、オペレーションプログラム、アプリケーションプログラム並びに各種データ等が記憶されている。上記のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御装置4を、位置及び傾斜角情報取得部50、領域情報記憶部51、作業情報記憶部52、輪郭登録点記憶部53、領域形状取得部54、経路生成部55、及び表示用データ作成部56等として動作させることができる。 The control device 4 shown in FIG. 3 is provided with various parts for autonomous traveling control of the tractor 1, and by providing the tractor 1 with various configurations such as a positioning antenna 6, the existing tractor can be unmanned. It can be used as a tractor 1. The control device 4 is configured as a small computer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and an operation program, an application program, various data, and the like are stored in the ROM. By the cooperation of the above hardware and software, the control device 4 is equipped with a position and tilt angle information acquisition unit 50, an area information storage unit 51, a work information storage unit 52, a contour registration point storage unit 53, and an area shape acquisition unit 54. , The route generation unit 55, the display data creation unit 56, and the like.

このように構成されたトラクタ1は、遠隔操作装置46を用いるオペレータの指示に基づいて、圃場領域(走行領域)での走行経路を経路生成部55によって算出し、当該走行経路に沿って自律走行しつつ、作業機3による農作業を行うことができる。このように、トラクタ1が自律走行する圃場領域(走行領域)内の経路を、以下の説明において「走行経路」と称する場合がある。また、圃場領域(走行領域)においてトラクタ1の作業機3による農作業の対象となる領域を「作業領域」と称する場合がある。当該作業領域は、圃場領域の全体から枕地及び余裕代を除いた領域として定められ、オペレータ等が後述の登録点の登録作業を実行したときにこれら登録点とトラクタ1の作業幅とに基づいて設定される。 The tractor 1 configured in this way calculates a traveling route in the field area (traveling area) by the route generation unit 55 based on the instruction of the operator using the remote control device 46, and autonomously travels along the traveling route. While doing so, the farm work can be performed by the work machine 3. As described above, the route in the field area (traveling area) in which the tractor 1 autonomously travels may be referred to as a “traveling route” in the following description. Further, in the field area (traveling area), the area targeted for agricultural work by the working machine 3 of the tractor 1 may be referred to as a “working area”. The work area is defined as an area excluding the headland and the margin from the entire field area, and is based on these registration points and the work width of the tractor 1 when an operator or the like executes the registration work of the registration points described later. Is set.

次に、自律走行を可能とするために制御装置4に備えられている各部について、図3を参照して個別に説明する。 Next, each part provided in the control device 4 for enabling autonomous traveling will be described individually with reference to FIG.

制御装置4を用いて構成される位置及び傾斜角情報取得部50は、測位用アンテナ6により取得された測位システムからの測位信号に基づいて、位置及び傾斜角情報算出部49で算出されたトラクタ1の位置情報(具体的には緯度・経度情報等)を取得すると共に、位置及び傾斜角情報算出部49で計測したトラクタ1の前後左右の傾斜角情報を、位置情報(緯度・経度情報)と対応付けた状態で取得するものである。 The position and tilt angle information acquisition unit 50 configured by using the control device 4 is a tractor calculated by the position and tilt angle information calculation unit 49 based on the positioning signal from the positioning system acquired by the positioning antenna 6. The position information (specifically, latitude / longitude information, etc.) of 1 is acquired, and the tilt angle information of the front / rear / left / right of the tractor 1 measured by the position / tilt angle information calculation unit 49 is obtained as position information (latitude / longitude information). It is acquired in the state of being associated with.

制御装置4を用いて構成される領域情報記憶部51は、トラクタ1で自律走行による農作業を行う対象となる圃場等の領域に関する様々な情報を記憶するものである。圃場に関する情報としては、具体的には、圃場の位置及び形状(圃場領域又は走行領域と言ってもよい)、圃場において作業機3による農作業が行われる作業領域の位置及び形状、圃場で作業機3による農作業が開始される地点である開始位置、農作業が終了される地点である終了位置等を挙げることができる。 The area information storage unit 51 configured by using the control device 4 stores various information about an area such as a field to which farm work by autonomous traveling is performed by the tractor 1. Specific information on the field includes the position and shape of the field (which may be referred to as the field area or the traveling area), the position and shape of the work area where the farm work by the work machine 3 is performed in the field, and the work machine in the field. The start position, which is the point where the farm work according to No. 3 is started, the end position, which is the point where the farm work is finished, and the like can be mentioned.

圃場の位置及び形状、すなわち圃場領域(走行領域)は、走行経路を生成するに先立って、トラクタ1の機体2を有人走行させて圃場を周回したときの走行軌跡から特定され、後述する領域形状取得部54により取得される。走行経路を生成する前の段階とは、作業機3での農作業を伴うトラクタ1(機体2)の走行を開始させる前の段階に相当する。また、作業領域の位置及び形状も、後述する領域形状取得部54により取得される。その他の情報は、例えばオペレータが遠隔操作装置46のタッチパネルを操作すること等により設定することができる。開始位置や終了位置の情報は、圃場領域(走行領域)の情報を領域形状取得部54で取得した後で、オペレータが遠隔操作装置46のタッチパネルを操作することによって設定される。圃場領域や作業領域の情報(領域情報と言ってもよい)には、各位置情報(緯度・経度情報)に対応付けた前後左右の傾斜角情報が含まれる。 The position and shape of the field, that is, the field area (traveling area) is specified from the traveling locus when the aircraft 2 of the tractor 1 is manned and orbits the field prior to the generation of the traveling route, and the region shape described later. It is acquired by the acquisition unit 54. The stage before generating the traveling route corresponds to the stage before starting the traveling of the tractor 1 (airframe 2) accompanied by the farm work on the working machine 3. Further, the position and shape of the work area are also acquired by the area shape acquisition unit 54, which will be described later. Other information can be set, for example, by the operator operating the touch panel of the remote control device 46. The information on the start position and the end position is set by the operator operating the touch panel of the remote control device 46 after the information on the field area (traveling area) is acquired by the area shape acquisition unit 54. The information on the field area and the work area (which may be called area information) includes the front-back and left-right tilt angle information associated with each position information (latitude / longitude information).

制御装置4を用いて構成される作業情報記憶部52は、トラクタ1の機体2に装着した作業機3により行われる作業の種類、作業幅、及びオーバーラップ幅等を、作業情報として記憶する。実施形態では、これらの情報は、オペレータが遠隔操作装置46のタッチパネルを操作することにより設定することができる。作業の種類としては、例えば耕耘作業、播種作業等である。作業幅は、作業機3により作業が行われる有効幅を意味し、例えば3メートルである。オーバーラップ幅は、隣り合う走行経路をトラクタ1がそれぞれ走行する場合に、作業機3による上記の作業幅が重複する(重複が許容される)幅を意味し、例えば30センチメートルである。 The work information storage unit 52 configured by using the control device 4 stores as work information the type, work width, overlap width, and the like of the work performed by the work machine 3 mounted on the machine body 2 of the tractor 1. In the embodiment, these information can be set by the operator operating the touch panel of the remote control device 46. The types of work include, for example, tilling work, sowing work, and the like. The working width means an effective width in which work is performed by the working machine 3, and is, for example, 3 meters. The overlap width means a width in which the above-mentioned work widths by the work machine 3 overlap (allowing overlap) when the tractor 1 travels on adjacent travel paths, and is, for example, 30 cm.

制御装置4を用いて構成される輪郭登録点記憶部53は、図4に示す圃場領域F(走行領域)の輪郭を構成する複数の地点(例えば、角部F1~F4が含まれてもよい)にトラクタ1の機体2が位置した際の位置情報を登録する作業をオペレータが行った場合に、当該位置情報並びにこれに対応した傾斜角情報を記憶するものである。前述の通り、圃場領域Fの特定は、走行経路を生成するに先立って、トラクタ1の機体2を有人走行させて圃場を周回したときの走行軌跡に基づいて得られる。実施形態において、輪郭登録点記憶部53は、走行軌跡上の上記複数の地点における位置情報及び傾斜角情報を記憶する。本実施形態において、輪郭登録点記憶部53に登録された地点を登録点と称することがある。 The contour registration point storage unit 53 configured by using the control device 4 may include a plurality of points (for example, corner portions F1 to F4) constituting the contour of the field region F (traveling region) shown in FIG. ), When the operator performs the work of registering the position information when the machine 2 of the tractor 1 is positioned, the position information and the tilt angle information corresponding thereto are stored. As described above, the identification of the field region F is obtained based on the travel locus when the aircraft 2 of the tractor 1 is manned and orbits the field prior to the generation of the travel route. In the embodiment, the contour registration point storage unit 53 stores the position information and the inclination angle information at the plurality of points on the traveling locus. In the present embodiment, a point registered in the contour registration point storage unit 53 may be referred to as a registration point.

領域形状取得部54は、輪郭登録点記憶部53から読み出した複数の登録点の位置情報及び傾斜角情報に基づいて、圃場領域Fの(傾斜を含む)形状を取得する。更に、領域形状取得部54は、上述の圃場領域Fの形状と作業情報記憶部52から読み出した作業情報(少なくとも作業幅情報)とに基づいて、作業領域Wの(傾斜を含む)形状を取得する。具体的には、登録点同士を結ぶ線分が交わらないようにいわゆる閉路グラフにより特定した多角形(実施形態では四角形)を、圃場領域Fや作業領域Wの形状として取得する。 The area shape acquisition unit 54 acquires the shape (including the inclination) of the field area F based on the position information and the inclination angle information of the plurality of registration points read from the contour registration point storage unit 53. Further, the area shape acquisition unit 54 acquires the shape (including the inclination) of the work area W based on the shape of the field area F described above and the work information (at least the work width information) read from the work information storage unit 52. do. Specifically, a polygon (a quadrangle in the embodiment) specified by a so-called cycle graph so that the line segments connecting the registered points do not intersect is acquired as the shape of the field area F or the work area W.

経路生成部55は、作業情報記憶部52から読み出した作業情報、及び領域情報記憶部51から読み出した作業領域Wの情報に基づいて、トラクタ1の機体2を自律走行させる走行経路Pを計算により作成する。走行経路Pは、複数の直線路Ps及び複数の旋回路Pcを含んでいる。すなわち、走行経路Pは、農作業が行われる直線状又は折れ線状の経路である直線路Ps(作業路と言ってもよい)と、旋回操作(方向転換)が行われる旋回路Pc(非作業路と言ってもよい)とを交互に繋いだ一連の経路として生成される。従って、実施形態によると、傾斜を踏まえた上で圃場領域Fを特定して、圃場領域Fの面積を高精度に計測できる。その結果、最適な走行経路Pの生成が可能になる。 The route generation unit 55 calculates a travel route P for autonomously traveling the machine 2 of the tractor 1 based on the work information read from the work information storage unit 52 and the information of the work area W read from the area information storage unit 51. create. The traveling path P includes a plurality of straight roads Ps and a plurality of turning circuits Pc. That is, the traveling path P is a straight path Ps (which may be called a working path) which is a linear or polygonal path where agricultural work is performed, and a turning circuit Pc (non-working path) where a turning operation (turning direction) is performed. It may be said that) is generated as a series of routes that are connected alternately. Therefore, according to the embodiment, the field area F can be specified based on the inclination, and the area of the field area F can be measured with high accuracy. As a result, the optimum travel path P can be generated.

表示用データ作成部56は、領域形状取得部54で取得して領域情報記憶部51に記憶された圃場領域F及び作業領域Wの形状を、遠隔操作装置46のタッチパネル上に表示させるための表示用データを作成する。表示用データ作成部56で作成された表示用データは、送受信処理部47を介して遠隔操作装置46で受信され、当該遠隔操作装置46のタッチパネル上に画像として表示される。 The display data creation unit 56 displays the shapes of the field area F and the work area W acquired by the area shape acquisition unit 54 and stored in the area information storage unit 51 on the touch panel of the remote control device 46. Create data for. The display data created by the display data creation unit 56 is received by the remote control device 46 via the transmission / reception processing unit 47, and is displayed as an image on the touch panel of the remote control device 46.

次に、図5~図8を参照しながら、実施形態における走行経路修正制御の態様について説明する。制御装置4(経路生成部55)は、前述の通り、機体2が走行開始する開始位置Sと機体2が走行終了する終了位置Eとを基準にして走行経路Pを生成可能であるだけでなく、走行経路Pの生成後において開始位置Sと終了位置Eとのいずれか一方の位置変更を受け付けて、生成後の走行経路Pを修正することが可能になっている。 Next, an embodiment of the traveling route correction control in the embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8. As described above, the control device 4 (route generation unit 55) can not only generate the travel path P based on the start position S at which the aircraft 2 starts traveling and the end position E at which the aircraft 2 ends travel. After the travel path P is generated, it is possible to accept the position change of either the start position S or the end position E and modify the travel path P after the generation.

なお、以下の説明及び図面では便宜上、元の作業領域W、元の走行経路P、元の開始位置S並びに元の終了位置Eにアルファベットの「o」を添えて表記する場合がある。また、新たな作業領域W、新たな走行経路P、新たな開始位置S及び新たな終了位置Eにアルファベットの「n」を添えて表記する場合がある。 In the following description and drawings, for convenience, the original work area W, the original travel path P, the original start position S, and the original end position E may be indicated by adding the alphabet "o". Further, a new work area W, a new travel path P, a new start position S, and a new end position E may be indicated by adding the alphabet "n".

制御装置4(経路生成部55)は、位置変更を受け付ける場合において、圃場領域F内で且つ元の走行経路Po外の所定位置を新たな開始位置Sn又は新たな終了位置Enとして受け付けることも可能であるし、元の走行経路上Poの所定位置を新たな開始位置Sn又は新たな終了位置Enとして受け付けることも可能である。 When accepting a position change, the control device 4 (route generation unit 55) can also accept a predetermined position within the field area F and outside the original travel path Po as a new start position Sn or a new end position En. It is also possible to accept a predetermined position of Po on the original traveling path as a new start position Sn or a new end position En.

図5(a)~(d)及び図6(e)~(h)に示す修正例は、圃場領域F内で且つ元の走行経路Po外の所定位置を新たな開始位置Sn又は新たな終了位置Enとする場合の例であり、図7(i)~(l)及び図8(m)~(p)に示す修正例は、元の走行経路上Poの所定位置を新たな開始位置Sn又は新たな終了位置Enとする場合の例である。いずれの例においても、開始位置Sは、作業領域Wの境界辺部wa~wdのうち元の開始位置Soのあった境界辺部wa上又は境界辺部waの延長線上で位置変更可能になっている。また、終了位置Eは、元の終了位置Eoのあった境界辺部wa上又は境界辺部waの延長線上で位置変更可能になっている。 In the modified examples shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d) and FIGS. 6 (e) to 6 (h), a predetermined position within the field area F and outside the original travel path Po is set to a new start position Sn or a new end. This is an example in which the position En is set, and in the modified examples shown in FIGS. 7 (i) to 7 (l) and FIGS. 8 (m) to 8 (p), the predetermined position of Po on the original travel path is set to the new start position Sn. Alternatively, this is an example of setting a new end position En. In any of the examples, the start position S can be repositioned on the boundary edge wa where the original start position So was located or on the extension line of the boundary edge wa among the boundary edges wa to wd of the work area W. ing. Further, the end position E can be changed in position on the boundary edge portion wa where the original end position Eo was located or on the extension line of the boundary edge portion wa.

新たな開始位置Sn(又は新たな終了位置En)は、いずれの修正例でも、作業領域Wの境界辺部wa~wdのうち旋回路Pcのない側の境界辺部wb、wdが圃場領域Fをはみ出すほどに、元の開始位置So(又は元の終了位置Eo)から離間して設定することはできない。図5、図6、図7(i)(j)及び図8(m)(n)に示す修正例において、新たな開始位置Sn(又は新たな終了位置En)の設定可能範囲は、元の開始位置So(又は元の終了位置Eo)を挟んで両側に、隣接する直線路Ps間の距離Dと同じ距離分の範囲内になっている。言い換えれば、修正前の境界辺部wbから圃場領域Fの端部までの距離は、隣接する直線路Ps間の距離Dよりも長い距離に設定されており、元の開始位置Soが新たな開始位置Snに修正されても、機体2や作業機3が圃場領域Fの領域外にはみ出さないように設定されている。 In any of the modified examples, the new start position Sn (or the new end position En) has the boundary edge wb and wd on the side of the boundary edge wa to wd of the work area W on the side without the rotation circuit Pc being the field region F. It cannot be set so far from the original start position So (or the original end position Eo) that it protrudes from the original start position So (or the original end position Eo). In the modified examples shown in FIGS. 5, 6, 7 (i) (j) and 8 (m) (n), the settable range of the new start position Sn (or the new end position En) is the original. It is within the range of the same distance as the distance D between the adjacent straight roads Ps on both sides of the start position So (or the original end position Eo). In other words, the distance from the boundary edge wb before modification to the end of the field region F is set to be longer than the distance D between the adjacent straight roads Ps, and the original start position So is a new start. Even if the position Sn is corrected, the machine body 2 and the working machine 3 are set so as not to protrude outside the area of the field area F.

図5(a)~(d)及び図7(i)(j)に示す修正例では、トラクタ1(機体2)の自律走行前において、圃場領域F、元の作業領域Wo及び元の走行経路Poを遠隔操作装置46のタッチパネルに表示した状態で、タッチパネルのうち元の開始位置Soの近傍を指又はペンで押下すると、遠隔操作装置46のタッチパネル上において、開始位置Sの表示が元の開始位置Soから押下位置に対応した新たな開始位置Snに切り換わる(図5(a)(c)及び図7(i)参照)。そして、遠隔操作装置46のタッチパネル上では、新たな開始位置Snの位置ずれ分(So、Sn間距離)に対応して、圃場領域F内の作業領域W、終了位置E及び走行経路Pが、元のものWo、Eo、Poから新たなものWn、En、Pnにスライド移動した状態に切り換わって修正される(図5(b)(d)及び図7(j)参照)。 In the modified examples shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d) and FIGS. 7 (i) and 7 (j), the field area F, the original work area Wo, and the original travel route are used before the autonomous travel of the tractor 1 (aircraft 2). When Po is displayed on the touch panel of the remote control device 46 and the vicinity of the original start position So of the touch panel is pressed with a finger or a pen, the display of the start position S is originally started on the touch panel of the remote control device 46. The position So is switched to the new start position Sn corresponding to the pressed position (see FIGS. 5 (a) and 5 (c) and FIG. 7 (i)). Then, on the touch panel of the remote control device 46, the work area W, the end position E, and the traveling path P in the field area F correspond to the position shift (distance between So and Sn) of the new start position Sn. It is corrected by switching from the original Wo, Eo, Po to the new Wn, En, Pn by sliding and moving (see FIGS. 5 (b) (d) and 7 (j)).

また同様に、図6(e)~(h)及び図8(m)(n)に示す修正例では、タッチパネルのうち元の終了位置Enの近傍を指又はペンで押下すると、遠隔操作装置46のタッチパネル上において、終了位置Eの表示が元の終了位置Eoから押下位置に対応した新たな終了位置Enに切り換わる(図6(e)(g)及び図8(m)参照)。そして、遠隔操作装置46のタッチパネル上では、新たな終了位置Enの位置ずれ分に対応して、圃場領域F内の作業領域W、終了位置E及び走行経路Pが、元のものWo、Eo、Poから新たなものWn、En、Pnにスライド移動した状態に切り換わって修正される(図6(f)(h)及び図8(n)参照)。 Similarly, in the modification shown in FIGS. 6 (e) to 6 (h) and FIGS. 8 (m) (n), when the vicinity of the original end position En of the touch panel is pressed with a finger or a pen, the remote control device 46 The display of the end position E is switched from the original end position Eo to the new end position En corresponding to the pressed position on the touch panel (see FIGS. 6 (e) and 8 (m)). Then, on the touch panel of the remote control device 46, the work area W, the end position E, and the travel path P in the field area F are the original Wo, Eo, corresponding to the position shift of the new end position En. It is corrected by switching to a state in which the slide is moved from Po to new ones Wn, En, and Pn (see FIGS. 6 (f) (h) and 8 (n)).

上記いずれの場合においても、制御装置4(領域情報記憶部51)に記憶された元の作業領域W(=Wo)、開始位置S(=So)、終了位置E(=Eo)及び走行経路P(=Po)の情報は、新たなものWn,Sn,En,Pnに置き換わる。 In any of the above cases, the original work area W (= Wo), the start position S (= So), the end position E (= Eo), and the travel path P stored in the control device 4 (area information storage unit 51). The information of (= Po) is replaced with new ones Wn, Sn, En, Pn.

図7(k)(l)及び図8(o)(p)に示す修正例では、元の走行経路Poにおける最初(又は最後)の一往復分を飛ばして、最初(最後)から数えて三番目の直線路Psの端部位置を新たな開始位置Sn(又は新たな終了位置En)とする。この場合、遠隔操作装置46のタッチパネル上では、元の走行経路Poにおける最初(又は最後)の一往復分は削除されるが、元の終了位置Eo(又は元の開始位置So)はそのまま維持され、圃場領域F内の作業領域W及び走行経路Pが元のものWo、Poから新たなものWn、Pnに修正した状態に切り換わる。 In the modified examples shown in FIGS. 7 (k) (l) and 8 (o) (p), one round trip of the first (or last) in the original travel path Po is skipped, and three are counted from the first (last). The end position of the second straight road Ps is set as a new start position Sn (or a new end position En). In this case, on the touch panel of the remote control device 46, the first (or last) round trip in the original travel path Po is deleted, but the original end position Eo (or original start position So) is maintained as it is. , The working area W and the traveling path P in the field area F are switched from the original Wo and Po to the new Wn and Pn.

図7(k)(l)に示す修正例では、制御装置4(領域情報記憶部51)に記憶された元の作業領域W(=Wo)、開始位置S(=So)及び走行経路P(=Po)の情報は、新たなものWn,Sn,Pnに置き換わる。終了位置E(=Eo)の情報は維持される。図8(o)(p)に示す修正例では、制御装置4(領域情報記憶部51)に記憶された元の作業領域W(=Wo)、終了位置E(=Eo)及び走行経路P(=Po)の情報は、新たなものWn,En,Pnに置き換わる。開始位置S(=So)の情報は維持される。 In the modification shown in FIGS. 7 (k) and 7 (l), the original work area W (= Wo), the start position S (= So), and the travel path P (= So) stored in the control device 4 (area information storage unit 51) are used. = Po) information is replaced with new Wn, Sn, Pn. The information at the end position E (= Eo) is maintained. In the modification shown in FIGS. 8 (o) and 8 (p), the original work area W (= Wo), the end position E (= Eo), and the travel path P (= Eo) stored in the control device 4 (area information storage unit 51) are used. = Po) information is replaced with new Wn, En, Pn. The information of the start position S (= So) is maintained.

上記のように制御すると、例えば圃場の開始位置S近傍に深溝があってトラクタ1(機体2)の自律走行に支障をきたすおそれのあるような場合であっても、先に生成した走行経路P自体を一から新たに作り直さずに、開始位置Sと終了位置Eとのいずれか一方を位置変更するだけで、先に生成した走行経路Pを流用して修正できる。従って、走行経路Pの設定作業性を向上でき、オペレータの作業負担が軽減されると共に、圃場状況に適応した走行経路Pの生成が可能になる。 When controlled as described above, for example, even if there is a deep groove near the start position S of the field and there is a risk of hindering the autonomous traveling of the tractor 1 (airframe 2), the previously generated travel path P By simply changing the position of either the start position S or the end position E without recreating itself from scratch, the previously generated travel path P can be diverted and corrected. Therefore, the workability of setting the travel route P can be improved, the work load of the operator can be reduced, and the travel route P can be generated according to the field conditions.

上記実施形態においては、トラクタ1の制御装置4が、位置及び傾斜角情報取得部50、領域情報記憶部51、作業情報記憶部52、輪郭登録点記憶部53、領域形状取得部54、経路生成部55、及び表示用データ作成部56として機能することとしたが、これに限られるものではない。即ち、上記構成は遠隔操作装置46が備えていてもよいし、一部が制御装置4に備えられ、他部が遠隔操作装置46に備えられていてもよい。また、上記構成の全部又は一部を、制御装置4及び遠隔操作装置46の双方が備えていてもよい。 In the above embodiment, the control device 4 of the tractor 1 is a position and tilt angle information acquisition unit 50, an area information storage unit 51, a work information storage unit 52, a contour registration point storage unit 53, an area shape acquisition unit 54, and a route generation. It has been decided to function as a unit 55 and a display data creation unit 56, but the present invention is not limited to this. That is, the above configuration may be provided in the remote control device 46, a part thereof may be provided in the control device 4, and the other part may be provided in the remote control device 46. Further, both the control device 4 and the remote control device 46 may include all or a part of the above configuration.

従って、本発明の経路生成装置はトラクタ1に備えられる構成であってもよいし、遠隔操作装置46に備えられる構成であってもよい。経路生成装置が遠隔操作装置46に備えられる場合、遠隔操作装置46は、トラクタ1に備えられた位置及び傾斜角情報取得部50により算出されたトラクタ1の位置情報及び傾斜角情報を、無線通信用アンテナ48を介して取得可能である。また、遠隔操作装置46により走行経路が生成される場合、遠隔操作装置46は、記憶部51、52を備えており、各記憶部51、52から取得した情報(作業情報及び作業領域Wの情報)に基づいて生成する。そして、遠隔操作装置46はトラクタ1に対して生成した走行経路に沿って走行するよう指示(自律走行開始制御信号を送信)することが可能であり、その場合、制御装置4は遠隔操作装置46の指示に基づいてトラクタ1の各部を制御して自律走行させる。 Therefore, the route generation device of the present invention may be provided in the tractor 1 or may be provided in the remote control device 46. When the route generation device is provided in the remote control device 46, the remote control device 46 wirelessly communicates the position information and the tilt angle information of the tractor 1 calculated by the position and tilt angle information acquisition unit 50 provided in the tractor 1. It can be obtained via the antenna 48. Further, when the travel route is generated by the remote control device 46, the remote control device 46 includes storage units 51 and 52, and information acquired from each of the storage units 51 and 52 (work information and information on the work area W). ) Is generated. Then, the remote control device 46 can instruct the tractor 1 to travel along the generated travel path (transmit an autonomous travel start control signal), and in that case, the control device 4 can instruct the tractor 1 to travel along the generated travel path. Each part of the tractor 1 is controlled and autonomously driven based on the instruction of.

走行経路Pは上述した通り、開始位置Sと終了位置Eとを基準にして生成される経路であって、開始位置S及び終了位置Eは、走行領域の情報を領域形状取得部54で取得した後で、オペレータにより設定され、領域情報記憶部51に記憶されている。元の走行経路Poを新たな走行経路Pnに修正するにあたっては、開始位置S(元の開始位置So)及び終了位置E(元の終了位置Eo)の変更を伴うことになり、本実施形態では、開始位置S及び終了位置Eが変更された場合、変更後の開始位置(即ち新たな開始位置Sn)及び変更後の終了位置(即ち新たな終了位置En)を領域情報記憶部51に記憶することとしたが、これに限られるものではない。即ち、領域情報記憶部51には、元の作業領域Wo、元の開始位置So、元の終了位置Eo、元の走行経路Poを記憶したまま、各情報を修正したことを示す修正情報を付加して対応付けて記憶することとしてもよい。当該処理とすることで、例えば、元の開始位置Soに基づいて複数の走行経路が生成されている場合に、1の走行経路において開始位置Sが修正されても、他の走行経路の開始位置Sは修正されず、1の走行経路の修正が他の走行経路に影響を及ぼすことを防ぐことができる。 As described above, the travel route P is a route generated based on the start position S and the end position E, and the travel region information is acquired by the region shape acquisition unit 54 for the start position S and the end position E. Later, it is set by the operator and stored in the area information storage unit 51. In modifying the original travel path Po to a new travel route Pn, the start position S (original start position So) and the end position E (original end position Eo) are changed. When the start position S and the end position E are changed, the changed start position (that is, the new start position Sn) and the changed end position (that is, the new end position En) are stored in the area information storage unit 51. However, it is not limited to this. That is, the area information storage unit 51 is provided with correction information indicating that each information has been corrected while storing the original work area Wo, the original start position So, the original end position Eo, and the original travel path Po. It may be associated and stored. By this processing, for example, when a plurality of traveling routes are generated based on the original starting position So, even if the starting position S is corrected in one traveling route, the starting position of another traveling route is performed. S is not modified, and it is possible to prevent the modification of one travel route from affecting other travel routes.

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in various embodiments. The configuration of each part is not limited to the illustrated embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 ロボットトラクタ
2 機体
3 作業機
4 制御装置
6 測位用アンテナ
26 ブレーキ装置
46 遠隔操作装置
48 無線通信用アンテナ
49 位置及び傾斜角情報算出部
50 位置及び傾斜角情報取得部
51 領域情報記憶部
52 作業情報記憶部
53 輪郭登録点記憶部
54 領域形状取得部
55 経路生成部
56 表示用データ作成部
1 Robot tractor 2 Machine 3 Work equipment 4 Control device 6 Positioning antenna 26 Brake device 46 Remote control device 48 Wireless communication antenna 49 Position and tilt angle information calculation unit 50 Position and tilt angle information acquisition unit 51 Area information storage unit 52 Work Information storage unit 53 Contour registration point storage unit 54 Area shape acquisition unit 55 Route generation unit 56 Display data creation unit

Claims (4)

機体を自律走行させる走行領域を特定して、前記走行領域における前記機体の走行経路を予め生成可能な経路生成部と、
前記走行経路に沿った前記機体の走行を指示可能な制御部と、を備え、
前記経路生成部は、前記機体が走行開始する開始位置と前記機体が走行終了する終了位置とを基準にして前記走行経路を生成可能であると共に、前記走行経路の生成後において前記開始位置の位置変更を受け付けて、前記開始位置を変更することが可能であると共に、前記走行経路の生成後において前記開始位置の位置変更を受け付けて、前記生成後の走行経路をそのまま維持することで、前記生成後の走行経路を修正可能であることを特徴とする自律走行システム。
A route generation unit capable of specifying a traveling region for autonomously traveling the aircraft and generating a traveling route of the aircraft in the traveling region in advance.
A control unit capable of instructing the traveling of the aircraft along the traveling route is provided.
The route generation unit can generate the travel route based on the start position at which the aircraft starts traveling and the end position at which the aircraft ends travel, and the position of the start position after the travel route is generated. It is possible to accept the change and change the starting position, and by accepting the position change of the starting position after the generation of the traveling route and maintaining the traveling route after the generation as it is, the generation is performed. An autonomous driving system characterized in that the later driving route can be corrected.
前記位置変更を受け付けた場合、前記開始位置は、前記生成後の走行経路の所定位置とすることを特徴とする請求項1に記載の自律走行システム。 The autonomous traveling system according to claim 1, wherein when the position change is accepted, the starting position is a predetermined position of the traveling route after the generation. 前記経路生成部は、農作業が行われる複数の作業路と、旋回操作が行われる旋回路とを交互に繋いで前記走行経路を生成し、
変更前の前記開始位置に対する前記位置変更を受け付けた場合の新たな開始位置の設定可能範囲は、隣接する前記作業路間の距離と同じ距離の範囲内であることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の自律走行システム。
The route generation unit generates the traveling route by alternately connecting a plurality of work paths on which agricultural work is performed and a turning circuit on which a turning operation is performed.
Claim 1 or claim 1, wherein the settable range of the new start position when the position change with respect to the start position before the change is accepted is within the same distance as the distance between the adjacent work paths. The autonomous driving system according to any one of 2.
前記経路生成部は、農作業が行われる複数の作業路と、旋回操作が行われる旋回路とを交互に繋いで前記走行経路を生成し、
変更前の前記開始位置に対する前記位置変更を受け付けた場合の新たな開始位置の設定可能範囲は、前記複数の作業路が生成される作業領域と前記旋回路が生成される領域との境界辺部の内、変更前の前記開始位置が属する境界辺部であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の自律走行システム。
The route generation unit generates the traveling route by alternately connecting a plurality of work paths on which agricultural work is performed and a turning circuit on which a turning operation is performed.
The settable range of the new start position when the position change with respect to the start position before the change is accepted is the boundary edge portion between the work area where the plurality of work paths are generated and the area where the turning circuit is generated. The autonomous traveling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the start position before the change is the boundary edge portion to which the start position belongs.
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