JP7300411B2 - autopilot - Google Patents
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Description
本発明は、田植機の自動操舵を行う自動操舵装置に関する。 The present invention relates to an automatic steering device for automatically steering a rice transplanter.
例えば一つの圃場において、田植機により苗の植え付け作業を行う場合、事前にトラクタによる代掻き(耕耘)作業が行われているため、トラクタの走行経路に沿って生じる轍により、田植機の直進走行が影響を受けることがある。 For example, when a rice transplanter is used to plant seedlings in a single field, the tractor is already used to plow the seedlings (tillage). may be affected.
従来、このような問題に対応するために、作業機の走行機体が走行した過去走行経路を取得し、この過去走行経路に基づいて設定した走行経路に沿って、別の作業機又は同じ作業機を自動走行させるようにした自動操舵装置が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, in order to deal with such problems, the past travel route traveled by the traveling machine body of the work machine is acquired, and along the travel route set based on the past travel route, another work machine or the same work machine is used. There has been proposed an automatic steering device for automatically driving a vehicle (see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の自動操舵装置は、トラクタの走行機体が過去に圃場を走行した過去走行経路に基づいて田植機の走行経路を設定するという技術であり、圃場の起伏(凹凸)の影響が考慮されていないため、設定された圃場の走行経路に起伏があると、走行機体が蛇行したり轍に嵌まり込んでしまう虞があり、田植機の自動走行時における直進安定性が低下するという問題があった。
However, the automatic steering device described in
そこで、本発明は、田植機の自動走行時における直進安定性を向上させることができる自動操舵装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an automatic steering system capable of improving the straight running stability of a rice transplanter during automatic travel.
本発明は、トラクタ(30)による圃場走行を含む第1作業の後に行われる、田植機(1)による圃場走行を含む第2作業の自動操舵を行う自動操舵装置(41)において、
前記第2作業の自動操舵を制御する制御部(48)と、前記第1作業を行う際に、前記トラクタ(30)の姿勢変化情報と該姿勢変化情報に紐付けられた圃場における前記トラクタ(30)の位置とを記憶する記憶部(49)と、を有し、
前記田植機(1)の走行時に、前記制御部(48)は、前記圃場における前記位置に前記田植機(1)の走行機体(4)が差し掛かる際に、前記姿勢変化情報に基づいて前記田植機(1)の操舵角を補正操作する、
ことを特徴とする自動操舵装置(41)にある。
The present invention relates to an automatic steering device (41) that automatically steers a second work including traveling in a field by a rice transplanter (1), which is performed after a first work including traveling in a field by a tractor (30),
a control unit (48) for controlling automatic steering of the second work; posture change information of the tractor (30) and the tractor (30) in the field linked to the posture change information when performing the first work; 30) and a storage unit (49) for storing the position of
When the rice transplanter (1) travels, the control unit (48) controls the movement of the traveling body (4) of the rice transplanter (1) based on the attitude change information when the traveling body (4) of the rice transplanter (1) approaches the position in the field. correcting the steering angle of the rice transplanter (1);
An automatic steering device (41) characterized by:
例えば図4を参照して、前記姿勢変化情報は、前記トラクタ(30)の走行時に検出されるピッチ角の変化量を含んでおり、前記制御部(48)は、前記田植機(1)の走行時に、前記ピッチ角の変化量に応じて前記操舵角の補正量を増減させる。 For example, referring to FIG. 4, the attitude change information includes the amount of change in the pitch angle detected during travel of the tractor (30), and the control unit (48) controls the movement of the rice transplanter (1). During running, the correction amount of the steering angle is increased or decreased according to the amount of change in the pitch angle.
また、例えば図4を参照して、前記姿勢変化情報は、前記トラクタ(30)の走行時に検出されるロール角の変化量を含んでおり、前記制御部(48)は、前記田植機(1)の走行時に、前記ロール角の変化量に応じて前記操舵角の補正量を増減させる。 Further, for example, referring to FIG. 4, the attitude change information includes the amount of change in the roll angle detected when the tractor (30) travels. ), the correction amount of the steering angle is increased or decreased according to the amount of change in the roll angle.
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。 The reference numerals in parentheses are for comparison with the drawings, but they do not affect the description of the claims.
請求項1に係る発明によると、トラクタが代掻き等の第1作業を行う際に、トラクタの姿勢変化情報とそれに紐付けられたトラクタの位置情報を取得しておき、その後に田植機が苗の植え付け作業等の第2作業を行う際に、トラクタの姿勢変化情報を用いて田植機の自動操舵時の操舵角を補正操作するようにしたので、田植機の走行時に操舵角が圃場の起伏に対応した適正な角度に素早く補正され、田植機の自動走行時における直進安定性を向上させることができる。
According to the invention according to
請求項2に係る発明によると、姿勢変化情報がトラクタの走行時に検出されるピッチ角の変化量を含んでおり、田植機の走行時にピッチ角の変化量に応じて操舵角の補正量を増減させるため、ピッチングによる影響で走行機体が蛇行してしまうことを抑止できる。 According to the second aspect of the invention, the posture change information includes the amount of change in the pitch angle detected during travel of the tractor, and the correction amount of the steering angle is increased or decreased according to the amount of change in the pitch angle during travel of the rice transplanter. Therefore, it is possible to prevent the traveling machine body from meandering due to the influence of pitching.
請求項3に係る発明によると、姿勢変化情報がトラクタの走行時に検出されるロール角の変化量を含んでおり、田植機の走行時にロール角の変化量に応じて操舵角の補正量を増減させるため、ローリングによる影響で走行機体が蛇行してしまうことを抑止できる。 According to the third aspect of the invention, the posture change information includes the amount of change in the roll angle detected during travel of the tractor, and the correction amount of the steering angle is increased or decreased according to the amount of change in the roll angle during travel of the rice transplanter. Therefore, it is possible to prevent the traveling machine body from meandering due to rolling.
図1は、田植機1の側面図であり、この田植機1は、左右一対の前輪2及び後輪3を有する走行機体4と、この走行機体4の後方に昇降リンク5を介して昇降可能に連結された作業機6とを備えている。走行機体4は、前輪2及び後輪3に支持された機体フレーム7と、該機体フレーム7の前側に設置されたエンジン(図示せず)の上面側をカバーするボンネット8と、作業者が座って操縦等を行う運転席9とを備えた構成になっている。エンジンは、変速機構(図示せず)を介して前輪2及び後輪3を駆動すると共に、PTO軸(図示せず)を介して作業機6に駆動力を供給している。
FIG. 1 is a side view of a
運転席9の前方にはステアリングハンドル10が配設されており、作業者が手動操作によってステアリングハンドル10を回すと、ステアリングシャフトが図示せぬ全油圧式パワーステアリングユニットを介して前輪2を操舵するようになっている。また、ステアリングハンドル10の近傍に変速レバー11が配設されており、この変速レバー11によって、変速装置を中立位置から前進側および後進側に操作することができるようになっている。
A
走行機体4の前部に支持フレーム12が設けられており、この支持フレーム12に予備苗の載置台13が支持されている。また、支持フレーム12の上端中央部に、位置情報取得装置であるGNSS受信装置14が取り付けられている。このGNSS受信装置14は、受信アンテナで一定時間毎にGNSS(Global Navigation Satellite System)座標を取得することにより、地球上での位置情報を所定間隔で取得することができる。田植機1は、作業者がステアリングハンドル10を回して走行する手動操舵だけでなく、目標となる作業経路に沿って自動走行させる自動操舵装置40(図3参照)を備えている。
A
図2は、田植機1と別の作業車両であるトラクタ30の側面図であり、このトラクタ30は、左右一対の前輪20及び後輪21を有する走行機体22と、この走行機体22の後方に昇降リンク23を介して昇降可能に連結された作業機24とを備えている。走行機体22は、前輪20及び後輪21に支持された機体フレーム25と、該機体フレーム25の前側に設置されたエンジン(図示せず)の上面側をカバーするボンネット26と、該ボンネット26の後方に設置され、作業者(オペレータ)が乗込んで操縦等を行う運転席27が設けられたキャビン28とを備えた構成になっている。エンジンは、変速機構(図示せず)を介して前輪20及び後輪21を駆動すると共に、PTO軸(図示せず)を介して作業機24に駆動力を供給している。
FIG. 2 is a side view of a
図示省略されているが、キャビン28内における運転席27の前方には、ステアリングハンドルや前後進切換えレバー、作業機24の昇降作動を操作する昇降レバー等が配設されており、作業者が手動操作によってステアリングハンドルを回すと、ステアリングシャフトが全油圧式パワーステアリングユニットを介して前輪20を操舵するようになっている。
Although not shown, in front of the driver's
キャビン28の天面には、GNSS受信装置29が取り付けられており、前述した田植機1のGNSS受信装置14と同様に、このGNSS受信装置29は、受信アンテナで一定時間毎にGNSS座標を取得することにより、地球上での位置情報を所定間隔で取得することができる。トラクタ30は、作業者がステアリングハンドルを回して走行する手動操舵だけでなく、目標となる作業経路に沿って自動走行させる自動操舵装置60(図4参照)を備えている。
A
図3は、田植機1に備えられる自動操舵装置40のブロック図である。図3に示すように、この自動操舵装置40は、田植機1の位置情報と姿勢情報を取得するGNSS受信装置14と、田植機1の目標作業経路とこの目標作業経路に導くための操舵量を演算するタブレット端末41と、タブレット端末41が演算した操舵量に一致するように前輪2を操舵する操舵ユニット42とを備えて構成されている。
FIG. 3 is a block diagram of an
GNSS受信装置14は、GNSS衛星から出される電波を捉えるGNSSアンテナ43と、GNSSアンテナ43が捉えた衛星から出された信号を受け取り、これを復調して情報を復元するGNSS受信機44と、田植機の姿勢を3軸のジャイロと3方向の加速度計から検出する慣性計測装置45と、タブレット端末41との間で情報を交換するアンテナ内蔵型の近距離無線機46と、電子制御ユニット(ECU)によって構成するGNSSコントローラ47と、7セグメントLEDで構成する7セグメントディスプレイ57と、を備えている。
The GNSS
自動操舵装置としてのタブレット端末41は、タッチパネル式の液晶ディスプレイを有する薄型軽量のコンピュータであり、田植機1の自動操舵を制御する制御部48、記憶部49、アンテナ内蔵型の近距離無線機50等を備えている。タブレット端末41側の近距離無線機50とGNSS受信装置14側の近距離無線機46は予めペアリングを行って、次回以降は自動的に接続できるように構成される。なお、タブレット端末41は、田植機1における運転席9前方の操縦部に据え置いて使用することができるが、必要に応じて田植機1から取り外して使用することも可能である。
The
操舵ユニット42は、電子制御ユニットによって構成する操舵ユニットECU51と、操作スイッチ52と、LEDランプ53と、ステッピングモータ54と、操舵角センサ55と、ギヤやベルト等から構成される伝動部56と、を備えている。前述したように、手動操作によってステアリングハンドル10を回した際には、ステアリングシャフトが全油圧式パワーステアリングユニットを介して前輪2を操舵するが、自動操舵制御が開始されると、操舵ユニット42のステッピングモータ54が操舵ユニットECU51からの指令に基づいて正逆回転し、伝動部56を介してステアリングシャフトを回転させることによって手動操作と同様に前輪2を自動操舵する。
The
図4は、トラクタ30に備えられる自動操舵装置60のブロック図である。図4に示すように、この自動操舵装置60は、トラクタ30の位置情報と姿勢情報を取得するGNSS受信装置29と、トラクタ30の目標作業経路とこの目標作業経路に導くための操舵量を演算するタブレット端末61と、タブレット端末61が演算した操舵量に一致するように前輪20を操舵する操舵ユニット62とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram of the
GNSS受信装置29は、GNSS衛星から出される電波を捉えるGNSSアンテナ63と、GNSSアンテナ63が捉えた衛星から出された信号を受け取り、これを復調して情報を復元するGNSS受信機64と、トラクタ30の姿勢を3軸のジャイロと3方向の加速度計から検出する慣性計測装置65と、タブレット端末61との間で情報を交換するアンテナ内蔵型の近距離無線機66と、電子制御ユニット(ECU)によって構成するGNSSコントローラ67と、7セグメントLEDで構成する7セグメントディスプレイ68と、を備えている。
The
タブレット端末61は、タッチパネル式の液晶ディスプレイを有する薄型軽量のコンピュータであり、トラクタ30の自動操舵を制御するプログラムがインストロールされている。タブレット端末61はアンテナ内蔵型の近距離無線機69を内蔵しており、タブレット端末61側の近距離無線機69とGNSS受信装置29側の近距離無線機66は予めペアリングを行って、次回以降は自動的に接続できるように構成される。また、田植機1側のタブレット端末41とトラクタ30側のタブレット端末61は、互いの近距離無線機50,69を介して情報を送受信できるようになっている。
The
操舵ユニット62は、電子制御ユニットによって構成する操舵ユニットECU70と、操作スイッチ71と、LEDランプ72と、ステッピングモータ73と、操舵角センサ74と、ギヤやベルト等から構成される伝動部75とを備えている。前述したように、手動操作によってステアリングハンドルを回した際には、ステアリングシャフトが全油圧式パワーステアリングユニットを介して前輪20を操舵するが、自動操舵制御が開始されると、操舵ユニット62のステッピングモータ73が操舵ユニットECU70からの指令に基づいて正逆回転し、伝動部75を介してステアリングシャフトを回転させることによって手動操作と同様に前輪20を自動操舵する。
The
次に、田植機1が苗の植え付け作業等の作業(第2作業)を行う際の直進自動操舵制御について説明する。この場合、田植機1のタブレット端末41は、同じ圃場でトラクタ30が事前に代掻き作業等の作業(第1作業)を行った際の、トラクタ30の走行時の姿勢変化情報とそれに紐付けられた位置情報を取得する。そして、田植機1のタブレット端末41は、その後に田植機1で直進自動操舵を実行する時に、トラクタ30の姿勢変化情報に基づいて田植機1の操舵角の補正を行うようにする。
Next, the straight automatic steering control when the
すなわち、トラクタ30側の自動操舵装置60は、走行中の位置情報を検出するGNSS受信装置29と、トラクタ30の走行時の姿勢を検出する3軸のジャイロと3方向の加速度計からなる慣性計測装置65とを備えているため、トラクタ30が圃場に設定された所定の作業経路を走行する間に、トラクタ30の姿勢変化情報(ピッチ角の変化量とロール角の変化量及びヨー角の変化量)と該姿勢変化情報に紐付けられた地図情報(圃場におけるトラクタ30の位置)を取得する。こうして取得した情報は、トラクタ30側のタブレット端末61から田植機1側のタブレット端末41へ近距離無線機50,69を介して送信され、田植機1に備えられたタブレット端末41の記憶部49に記憶される。なお、田植機1側のタブレット端末41をトラクタ30に装着した状態でトラクタ30を走行させることにより、上記情報を田植機1側の記憶部49に直接記憶させるようにしても良い。
That is, the
田植機1は、トラクタ30による圃場走行が終了して自動操舵装置40の記憶部49に上記情報が記憶された後、自動操舵装置40による自動操舵処理が実行されることにより、トラクタ30の走行経路と同じ作業経路に沿って自動走行する。かかる田植機1の走行時に、タブレット端末41の制御部48は、記憶部49に記憶されたトラクタ30の姿勢変化情報に基づいて、前輪2の操舵角が圃場の起伏に対応した適正な角度となるように操舵角の補正制御を行う。すなわち、トラクタ30の走行時の姿勢変化情報と位置情報が紐付けられているため、制御部48は、田植機1の自動操舵時に走行機体4が圃場の所定位置に差し掛かる際に、その位置に紐付けられたトラクタ30の姿勢変化情報に基づいて田植機1の操舵角を補正操作する。以下、制御部48による操舵角の補正制御について、図5乃至図7に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
After the
田植機1の制御部48は、図5に示すように、まず過去の作業車両の作業軌跡を取得する(ステップS1)。過去の作業車両の作業軌跡は、田植機1や他の作業車両が以前通過した作業軌跡でもよいが、以下では、田植機1による第2作業の前に行われたトラクタ30による第1作業での作業軌跡を例に説明する。また、トラクタ30による第1作業での直進軌跡と、田植機1による第2作業での直進軌跡と、が平行な場合を例に説明する。
As shown in FIG. 5, the
次に、制御部48は、過去の作業車両(トラクタ30)の作業軌跡及び過去の作業車両(トラクタ30)の左右の車輪の幅から、過去の作業車両(トラクタ30)の車輪軌跡を算出する(ステップS2)。そして、制御部48は、現在の作業車両(田植機1)の作業軌跡及び車輪軌跡を算出する(ステップS3,S4)。なお、トラクタ30と田植機1の左右の車輪の幅は、必ずしも同じではなく、例えばトラクタ30の左右の車輪の幅は、田植機1の左右の車輪の幅よりも大きい。また、田植機1側のタブレット端末41の制御部48は、近距離無線機50,69を介して、トラクタ30側のタブレット端末61から、トラクタ30の作業軌跡及び左右の車輪の幅に関する情報を受信する。
Next, the
次に、制御部48は、過去の作業車両(トラクタ30)と現在の作業車両(田植機1)の車輪軌跡が接触する轍位置(以下、単に轍位置とする)を算出し(ステップS5)、後述する轍位置判別制御を実行する(ステップS6)。そして、制御部48は、自動操舵が終了したか否かを判断し(ステップS7)、自動操舵が終了していない場合(ステップS7:NO)、ステップS6に戻り、自動操舵が終了した場合(ステップS7:YES)、処理を終了する。自動操舵の終了は、例えばタブレット端末41による操作によって行われる。
Next, the
次に、轍位置判別制御について図6を参照して説明する。田植機1の制御部48は、図6に示すように、まず作業車両(田植機1)の現在位置を取得する(ステップS11)。次に、制御部48は、現在位置と轍位置が接触するか否か、すなわち田植機1の走行時に、田植機1の走行機体4が轍位置に差し掛かるか否かを判断する(ステップS12)。
Next, rut position determination control will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the
現在位置と轍位置が接触しない場合(ステップS12:NO)、処理を初めに戻す。現在位置と轍位置が接触すると判断された場合(ステップS12:YES)、制御部48は、過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致するか否かを判断する(ステップS13)。例えば、轍位置において、トラクタ30の車輪軌跡は南から北へ向かうときにできたものであり、田植機1の車輪軌跡も南から北へ向かうときにできるものである場合である。
If the current position and the rut position do not contact each other (step S12: NO), the process returns to the beginning. If it is determined that the current position and the rut position contact each other (step S12: YES), the
過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致すると判断された場合(ステップS13:YES)、制御部48は、轍位置における車輪軌跡の車輪はともに同側方車輪か否かを判断する(ステップS14)。すなわち、轍位置におけるトラクタ30及び田植機1の車輪軌跡がともに右側方の車輪によるものである場合、又は轍位置におけるトラクタ30及び田植機1の車輪軌跡がともに左側方の車輪によるものである場合、同側方車輪であると判断される。
When it is determined that the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories match in the same direction (step S13: YES), the
そして、轍位置における車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪であると判断された場合(ステップS14:YES)、制御部48は、後述する轍接近制御を実行し(ステップS15)、処理を初めに戻す。轍位置における車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪ではないと判断された場合(ステップS14:NO)、制御部48は、後述する轍接近制御のパラメータの左右方向を反転した上で轍接近制御を実行する(ステップS16,S17)。そして、制御部48は、パラメータを元に戻して(ステップS18)、処理を初めに戻す。
If it is determined that the wheels on the wheel trajectory at the rut position are both wheels on the same side (step S14: YES), the
一方で、ステップS13において過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致しないと判断された場合(ステップS13:NO)、制御部48は、後述する轍接近制御のパラメータの前後方向を反転する(ステップS19)。ステップS13において過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致しない場合とは、例えば、轍位置において、トラクタ30の車輪軌跡は南から北へ向かうときにできたものであり、田植機1の車輪軌跡は北から南へ向かうときにできるものである場合である。
On the other hand, if it is determined in step S13 that the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories do not match in the same direction (step S13: NO), the
次に、制御部48は、轍位置における車輪軌跡の車輪はともに同側方車輪か否かを判断する(ステップS20)。すなわち、轍位置におけるトラクタ30及び田植機1の車輪軌跡がともに右側方の車輪によるものである場合、又は轍位置におけるトラクタ30及び田植機1の車輪軌跡がともに左側方の車輪によるものである場合、同側方車輪であると判断される。
Next, the
そして、轍位置における車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪であると判断された場合(ステップS20:YES)、制御部48は、後述する轍接近制御を実行し(ステップS21)、パラメータを元に戻した上で(ステップS22)、処理を初めに戻す。轍位置における車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪ではないと判断された場合(ステップS20:NO)、制御部48は、後述する轍接近制御のパラメータの左右方向を反転した上で轍接近制御を実行する(ステップS23,S24)。そして、制御部48は、パラメータを元に戻して(ステップS25)、処理を初めに戻す。
Then, when it is determined that the wheels on the wheel trajectory at the rut position are both wheels on the same side (step S20: YES), the
次に、図6のステップS15,S17,S21,S24における轍接近制御について図7を参照して詳しく説明する。轍接近制御では、田植機1が第2作業の直進自動操舵を行う際に、操舵ユニットECU51を制御して前輪2の操舵角を補正する。
Next, the rut approach control in steps S15, S17, S21 and S24 of FIG. 6 will be described in detail with reference to FIG. In the rut approach control, the
轍接近制御を実行すると、田植機1の制御部48は、図7に示すように、操舵量を所定量(例えば20%)増加させる(ステップS31)。これは、田植機1の前輪2及び後輪3が、トラクタ30による車輪軌跡によって轍に落ち込んで操舵が効かなくならないようにするためである。なお、操舵量を増加させる以外にも、自動操舵時に設定されている最大操舵角度の角度制限を緩和したり、積分制御のゲインを増加したりする等の手段を採用することも可能である。
When the rut approach control is executed, the
次に、制御部48は、トラクタ30の慣性計測装置65で検知された姿勢変化情報のうち、轍位置でピッチ角に変化があるか否かを判断する(ステップS32)。轍位置でピッチ角に変化がないと判断された場合(ステップS32:NO)、ステップS36に移行する。轍位置でピッチ角に変化があると判断された場合(ステップS32:YES)、制御部48は、ピッチ角の変化がトラクタ30の前傾姿勢を示すものであるか否かを判断する(ステップS33)。
Next, the
ピッチ角の変化がトラクタ30の前傾姿勢を示すものであると判断された場合(ステップS33:YES)、制御部48は、操舵の補正量を所定量(例えば20%)だけ減少させた後にステップS36に移行する(ステップS34)。また、ピッチ角の変化がトラクタ30の前傾姿勢を示すものではなく後傾姿勢を示すものである場合(ステップS33:NO)、操舵の補正量を所定量(例えば20%)だけ増加させた後にステップS36に移行する(ステップS35)。
If it is determined that the change in the pitch angle indicates the forward tilting posture of the tractor 30 (step S33: YES), the
すなわち、図6のステップS15で実行する轍接近制御のように、過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致する場合には、轍位置において、トラクタ30が前傾姿勢となるような圃場環境では、田植機1も前傾姿勢となると推測される。このため、ピッチングにより前輪に荷重が掛かると推測される場所では、田植機1の指示操舵角を通常よりも下げることにより、舵の効き過ぎによる蛇行を防止するようにし、ピッチングにより後輪に荷重が掛かると推測される場所では、田植機1の指示操舵角を通常よりも上げることにより、舵が効き難くなるのを防止する。
That is, when the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories match in the same direction as in the rut approach control executed in step S15 of FIG. In a field environment in which the
次に、制御部48は、トラクタ30の慣性計測装置65で検知された姿勢変化情報のうち、轍位置でロール角に変化があるか否かを判断する(ステップS36)。轍位置でロール角に変化がないと判断された場合(ステップS36:NO)、ステップS40に移行する。轍位置でロール角に変化があると判断された場合(ステップS36:YES)、制御部48は、ロール角の変化がトラクタ30の左側傾斜姿勢を示すものであるか否かを判断する(ステップS37)。
Next, the
ロール角の変化がトラクタ30の左側傾斜姿勢を示すものであると判断された場合(ステップS37:YES)、制御部48は、操舵の左側への補正量を所定量(例えば20%)だけ減少させた後にステップS40に移行する(ステップS38)。また、ロール角の変化がトラクタ30の左側傾斜姿勢を示すものではなく右側傾斜姿勢を示すものの場合(ステップS37:NO)、操舵の右側への補正量を所定量(例えば20%)だけ減少させた後にステップS40に移行する(ステップS39)。
If it is determined that the change in the roll angle indicates the left tilting posture of the tractor 30 (step S37: YES), the
すなわち、図6のステップS15で実行する轍接近制御のように、轍位置における過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪である場合には、轍位置において、トラクタ30が左側傾斜姿勢となるような圃場環境では、田植機1も左側傾斜姿勢となって、左側へ流されやすくなると推測される。ローリングによる影響で片輪に荷重が掛かると推測される場所では、荷重が掛かると推測される方向に応じて指示操舵角を減少させることにより、走行機体が左右方向に流さてしまうことを防止する。
That is, as in the rut approach control executed in step S15 of FIG. In the field environment where the
次に、制御部48は、トラクタ30の慣性計測装置65で検知された姿勢変化情報のうち、轍位置でヨー角に変化があるか否かを判断する(ステップS40)。轍位置でヨー角に変化がないと判断された場合(ステップS40:NO)、ステップS44に移行する。轍位置でヨー角に変化があると判断された場合(ステップS40:YES)、制御部48は、ヨー角の変化がトラクタ30の左旋回を示すものであるか否かを判断する(ステップS41)。
Next, the
ヨー角の変化がトラクタ30の左旋回を示すものであると判断された場合(ステップS41:YES)、制御部48は、操舵の右側への補正量を所定量(例えば20%)だけ増加させた後にステップS44に移行する(ステップS42)。また、ヨー角の変化がトラクタ30の左旋回を示すものではなく右旋回を示すものの場合(ステップS41:NO)、操舵の左側への補正量を所定量(例えば20%)だけ増加させた後にステップS44に移行する(ステップS43)。
If it is determined that the change in the yaw angle indicates left turning of the tractor 30 (step S41: YES), the
すなわち、すなわち、図6のステップS15で実行する轍接近制御のように、過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が同方向で一致する場合には、轍位置において、トラクタ30が左旋回状態となるような圃場環境では、田植機1も左旋回状態になりやすいと推測される。このため、轍位置におけるトラクタ30の旋回状態の方向とは逆側の田植機1の指示操舵角を増加させることにより、田植機1の直進安定性を向上することができる。
That is, when the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories match in the same direction as in the rut approach control executed in step S15 of FIG. In a field environment in which the
次に、制御部48は、補正した操舵角度が所定角度(例えば10度)以上であるか否かを判断する(ステップS44)。補正した操舵角度が10度を超えていない場合(ステップS44:NO)は、その補正量で操舵角を制御してスタートに戻る。また、補正した操舵角度が10度以上である場合(ステップS44:YES)、制御部48は、操舵角度を10度に制限した後にスタートに戻る(ステップS45)。
Next, the
すなわち、補正した操舵角度が大き過ぎると、直進走行性が低下して蛇行する虞があるため、その場合は操舵角度を10度に制限して直進走行性の低下を抑えるようにしている。ただし、走行車輪が轍に入ると大きな操舵角でないと脱出できなくなるため、操舵量に応じて制限角度を増減させるようにしても良い。 That is, if the corrected steering angle is too large, the straight running performance may deteriorate and the vehicle may meander. However, once the running wheels enter the rut, they cannot escape unless the steering angle is large, so the limit angle may be increased or decreased according to the steering amount.
なお、図6のステップS19は、ステップS21,S24の轍接近制御において、ステップS35,S36における補正量の増加を減少に、また減少を増加に反転させるという意味である。加えて、図6のステップS19は、ステップS21,S24の轍接近制御において、ステップS42,S43における補正量の左側を右側に、また右側を左側に反転させるという意味である。これは、過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡が反対方向である場合(ステップS13:NO)には、轍位置において、トラクタ30が前傾姿勢となるような圃場環境では、田植機1は後傾姿勢となると推測され、トラクタ30が左側旋回状態となるような圃場環境では、田植機1は右側旋回状態となると推測されるからである。
Note that step S19 in FIG. 6 means that, in the rut approach control of steps S21 and S24, the increase in the correction amount in steps S35 and S36 is reversed to decrease, and the decrease is reversed to increase. In addition, step S19 in FIG. 6 means that in the rut approach control of steps S21 and S24, the left side of the correction amount in steps S42 and S43 is reversed to the right side, and the right side is reversed to the left side. This is because when the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories are in opposite directions (step S13: NO), the
なお、図6のステップS16,S23は、ステップS17,S24の轍接近制御において、ステップS38,S39における補正量の右側を左側に、また左側を右側に反転させるという意味である。これは、轍位置における過去(トラクタ30)と現在(田植機1)の車輪軌跡の車輪がともに同側方車輪でない場合(ステップS14,S20:NO)には、轍位置において、トラクタ30の左側傾斜姿勢となるような圃場環境では、田植機1は右側傾斜姿勢となると推測されるからである。
Steps S16 and S23 in FIG. 6 mean that in the rut approach control of steps S17 and S24, the right side of the correction amount in steps S38 and S39 is reversed to the left side, and the left side is reversed to the right side. If the wheels of the past (tractor 30) and current (rice transplanter 1) wheel trajectories at the rut position are not the same side wheels (steps S14, S20: NO), the left side of the
以上説明したように、本実施形態に係る自動操舵装置40では、トラクタ30が代掻き等の第1作業を行う際に、トラクタ30の姿勢変化情報とそれに紐付けられたトラクタ30の位置情報、すなわちトラクタ30の作業軌跡を取得しておき、その後に田植機1が苗の植え付け作業等の第2作業を行う際に、トラクタ30の姿勢変化情報を用いて田植機1の自動操舵時の操舵角を補正操作するため、田植機1の走行時に操舵角が圃場の起伏に対応した適正な角度に素早く補正され、田植機1の自動走行時における直進安定性を向上させることができる。特に、本実施形態における田植機1は、田植機1がトラクタ30によって形成された轍位置に差し掛かる際に、田植機1自身の姿勢変化情報(ピッチ、ロール、ヨー)を検知するのではなく、トラクタ30の姿勢変化情報を用いるので、田植機1の走行時には姿勢変化情報の検知時間を必要とせず、田植機1の走行時に操舵角が圃場の起伏に対応した適正な角度に素早く補正され、田植機1の自動走行時における直進安定性を向上させることができる。
As described above, in the
また、姿勢変化情報がトラクタ30の走行時に検出されるピッチ角の変化量を含んでいる場合、田植機1の走行機体4の前輪2に荷重が掛かると推測される場所では操舵量を通常より下げ、その反対に走行機体4の後輪3に荷重が掛かると推測される場所では操舵量を通常より上げることにより、ピッチングによる影響で走行機体4が蛇行してしまうことを抑止できる。
Further, when the attitude change information includes the amount of change in the pitch angle detected when the
また、姿勢変化情報がトラクタ30の走行時に検出されるロール角の変化量を含んでいる場合、田植機1の走行機体4の左輪に荷重が掛かると推測される場所では左側への操舵量を下げ、その反対に走行機体4の右輪に荷重が掛かると推測される場所では右側への操舵量を下げることにより、ローリングによる影響で走行機体4が蛇行してしまうことを抑止できる。
Further, when the posture change information includes the amount of change in the roll angle detected during travel of the
また、姿勢変化情報がトラクタ30の走行時に検出されるヨー角の変化量を含んでいる場合、田植機1が左旋回状態になると推測される場所では右側への操舵量を通常より増加し、その反対に田植機1が右旋回状態になると推測される場所では左側への操舵量を通常より増加することにより、ヨーイングによる影響で走行機体4が蛇行してしまうことを抑止できる。
Further, when the attitude change information includes the amount of change in the yaw angle detected when the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲を逸脱しない限り任意の変更・追加が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、田植機1がトラクタ30と平行な直進経路を走行する直進自動操舵について説明したが、田植機1がトラクタ30の走行経路と交差(直交)する方向へ走行する場合についても、本発明の自動操舵装置を適用することができる。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and any modifications and additions can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the above embodiment, straight automatic steering in which the
1 田植機
4 走行機体
30 トラクタ
41 タブレット端末(自動操舵装置)
48 制御部
49 記憶部
1
48
Claims (3)
前記第2作業の自動操舵を制御する制御部と、前記第1作業を行う際に、前記トラクタの姿勢変化情報と該姿勢変化情報に紐付けられた圃場における前記トラクタの位置とを記憶する記憶部と、を有し、
前記田植機の走行時に、前記制御部は、前記圃場における前記位置に前記田植機の走行機体が差し掛かる際に、前記姿勢変化情報に基づいて前記田植機の操舵角を補正操作する、
ことを特徴とする自動操舵装置。 In an automatic steering device that automatically steers a second work including traveling in a field by a rice transplanter, which is performed after a first work including traveling in a field by a tractor,
A control unit that controls automatic steering for the second work, and a memory that stores posture change information of the tractor and a position of the tractor in the field linked to the posture change information when the first work is performed. and
When the rice transplanter travels, the control unit corrects the steering angle of the rice transplanter based on the attitude change information when the traveling body of the rice transplanter approaches the position in the field.
An automatic steering device characterized by:
前記制御部は、前記田植機の走行時に、前記ピッチ角の変化量に応じて前記操舵角の補正量を増減させる、
ことを特徴とする請求項1記載の自動操舵装置。 The attitude change information includes an amount of change in pitch angle detected when the tractor travels,
The control unit increases or decreases the correction amount of the steering angle according to the amount of change in the pitch angle when the rice transplanter travels.
2. The automatic steering system according to claim 1, wherein:
前記制御部は、前記田植機の走行時に、前記ロール角の変化量に応じて前記操舵角の補正量を増減させる、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の自動操舵装置。 The attitude change information includes an amount of change in the roll angle detected when the tractor travels,
The control unit increases or decreases the correction amount of the steering angle according to the amount of change in the roll angle when the rice transplanter travels.
3. An automatic steering system according to claim 1 or 2, characterized in that:
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6128574A (en) | 1996-07-23 | 2000-10-03 | Claas Kgaa | Route planning system for agricultural work vehicles |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6128574A (en) | 1996-07-23 | 2000-10-03 | Claas Kgaa | Route planning system for agricultural work vehicles |
JP2014187953A (en) | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Iseki & Co Ltd | Work information sharing system |
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