JP7345534B2 - automatic driving system - Google Patents
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Description
本発明は、自動走行システムに関する。このシステムは、特に、圃場を走行経路に沿って自動走行して農作業を行う圃場作業車に適している。 The present invention relates to an automatic driving system. This system is particularly suitable for field work vehicles that automatically travel along a route in a field to perform agricultural work.
特許文献1に開示されているコンバインは、圃場の外周を手動で周回作業走行することで得られた外形マップに基づいて、自動走行用の走行経路を算出し、自車位置検出モジュールによって検出された自車位置が走行経路に沿うように自動作業走行を行う。 The combine disclosed in Patent Document 1 calculates a travel route for automatic travel based on an external shape map obtained by manually traveling around the outer circumference of a field, and calculates a travel route for automatic travel, which is detected by the own vehicle position detection module. Automatic work driving is performed so that the vehicle position is along the travel route.
特許文献2に開示されている圃場作業機は、車輪の回転速度から算出される走行距離と、GPSによる位置情報から算出される走行距離とに基づいて車輪のスリップ率を算出し、このスリップ率に基づいて苗植付装置や施肥装置などの作業装置の動作タイミングを調整する。 The field work machine disclosed in Patent Document 2 calculates the slip rate of the wheels based on the travel distance calculated from the rotational speed of the wheels and the travel distance calculated from the position information by GPS, and Adjust the operation timing of work equipment such as seedling planting equipment and fertilization equipment based on the
さらに、特許文献3に開示されているトラクタは、プラウなどの対地作業装置の昇降を牽引負荷センサの検出結果に基づいて行うドラフト制御において、GPSを用いて算出されたスリップ率でドラフト制御量を補正する。 Furthermore, the tractor disclosed in Patent Document 3 uses a slip rate calculated using GPS to control the draft control amount in draft control in which ground work equipment such as a plow is raised and lowered based on the detection results of a traction load sensor. to correct.
悪天候などによって大きく変化する圃場の状態の影響を受けずに、設定された走行経路に沿って正確に自動走行するためには、正確な自車位置測定だけではなく、自動走行制御の制御対象となる走行装置(操舵機構を含む)の高い応答性が要求される。しかしながら、これらの要求を満たしたとしても、圃場の自動走行にとって問題となるのは、車輪やクローラのスリップである。このため、自動走行している走行車両がスリップの生じやすい領域に進入した際の対策が重要となる。 In order to accurately automatically drive along a set travel route without being affected by field conditions that change significantly due to bad weather, etc., it is necessary to not only accurately measure the vehicle's position, but also to High responsiveness of the traveling device (including the steering mechanism) is required. However, even if these requirements are met, slipping of wheels and crawlers poses a problem for automated driving in fields. For this reason, it is important to take measures when an automatically traveling vehicle enters an area where slips are likely to occur.
上記実情に鑑み、自動走行時にスリップの生じやすい領域に走行車両が進入した際、走行車両に適切な制御情報を与えることができるスリップ判定システムが要望されている。 In view of the above circumstances, there is a need for a slip determination system that can provide appropriate control information to a traveling vehicle when the vehicle enters an area where slips are likely to occur during automatic driving.
本発明による自動走行システムは、走行車体と、自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、前記自車位置と設定された走行経路とに基づいて自動走行を実行し、検出された自車位置に基づいて算出される単位時間当たりの実移動距離と、単位時間当たりの推定移動距離と、の差に基づいて前記走行車体の車速を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、継時的に算出される前記差の演算結果に基づいて決定される継時挙動に基づいて前記走行車体の車速を制御する。
本発明による自動走行システムは、走行車体と、自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、前記自車位置と設定された走行経路とに基づいて自動走行を実行し、検出された自車位置に基づいて算出される単位時間当たりの実移動距離と、単位時間当たりの推定移動距離と、の差から算出されたスリップ量に基づいて前記走行車体の車速を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、算出された前記スリップ量が許容量を超えると自動走行を停止し、算出された前記スリップ量が所定値を超えた場合に自動走行を停止することなく前記走行車体の車速を制御して旋回性能を調整する。
The automatic driving system according to the present invention executes automatic driving based on a traveling vehicle body, a own vehicle position detection module that detects the own vehicle position, the own vehicle position and a set travel route, and detects the detected own vehicle. a control unit that controls the vehicle speed of the traveling vehicle body based on the difference between the actual travel distance per unit time calculated based on the position and the estimated travel distance per unit time, the control unit: The vehicle speed of the traveling vehicle body is controlled based on the temporal behavior determined based on the calculation result of the difference calculated over time .
The automatic driving system according to the present invention executes automatic driving based on a traveling vehicle body, a own vehicle position detection module that detects the own vehicle position, the own vehicle position and a set travel route, and detects the detected own vehicle. A control unit that controls the vehicle speed of the traveling vehicle body based on the slip amount calculated from the difference between the actual travel distance per unit time calculated based on the position and the estimated travel distance per unit time. , the control unit stops automatic driving when the calculated slip amount exceeds an allowable amount, and reduces the vehicle speed of the traveling vehicle without stopping automatic driving when the calculated slip amount exceeds a predetermined value. control to adjust turning performance.
この構成では、自動走行に適しない走行面状態であれば、車速が制御されるので、自動走行時に目標となる走行経路から外れてしまうことが抑制される。 With this configuration, if the vehicle is in a running surface state that is not suitable for automatic driving, the vehicle speed is controlled, which prevents the vehicle from deviating from the target driving route during automatic driving.
衛星航法や慣性航法を用いた自車位置に基づく実移動距離は、信号状態の不良によって、突発的に誤差を生じることがある。このことから、スリップ量から適否判定を行う際に、継時的に算出される複数のスリップ量から、つまり前記スリップ量の継時挙動から前記適否判定が行われるような構成を採用してもよい。例えば、継時的に算出された複数のスリップ量から統計的な演算結果(所定期間での平均演算や中間値算出など)に基づいて、最終的なスリップ量を決定して、適否判定を行うことができる。 The actual travel distance based on the vehicle's position using satellite navigation or inertial navigation may suddenly contain errors due to poor signal conditions. For this reason, when determining suitability based on the slip amount, it is also possible to adopt a configuration in which the suitability determination is performed from a plurality of sequentially calculated slip amounts, that is, based on the behavior of the slip amounts over time. good. For example, the final slip amount is determined based on the statistical calculation results (average calculation over a predetermined period, intermediate value calculation, etc.) from multiple slip amounts calculated over time, and suitability is determined. be able to.
作業車、特に圃場を作業する圃場作業車では、スリップは、直進走行時に比べて旋回走行時に多く、かつ大きな量で発生するので、旋回走行時のスリップは、目標となる走行経路からの大きな位置ずれ(方向ずれを含む)を導く。このため、スリップが発生しやすい状況下では、旋回半径や旋回車速などの旋回性能の調整が必要となる。本発明の好適な実施形態の1つでは、前記走行車体の旋回性能を調整する旋回性能調整部が備えられており、前記旋回性能調整部は、前記スリップ量が所定値を超えた場合、前記旋回性能を調整する。旋回性能の調整により、スリップ量の抑制、あるいは、スリップが避けられない場合でも目標走行経路からの位置ずれが抑制される。 In working vehicles, especially field working vehicles that work in fields, slips occur more often and in a larger amount when turning than when driving straight. Induces misalignment (including directional misalignment). Therefore, under conditions where slips are likely to occur, it is necessary to adjust turning performance such as turning radius and turning vehicle speed. In one of the preferred embodiments of the present invention, a turning performance adjustment section that adjusts the turning performance of the traveling vehicle body is provided, and when the slip amount exceeds a predetermined value, the turning performance adjustment section adjusts the turning performance of the traveling vehicle body. Adjust turning performance. By adjusting the turning performance, the amount of slip is suppressed, or even if slip is unavoidable, positional deviation from the target travel route is suppressed.
旋回性能調整部を備えたスリップ判定システムにおける具体的な実施形態の1つでは、前記旋回性能の調整として、直線走行から旋回走行への移行時に前記走行車体の速度が加速される。旋回中に加速することにより、地面に対するグリップ力が回復し、スリップが抑制される可能性がある。また、旋回中に加速することにより、旋回走行の時間が短くなり、スリップによる目標走行経路からのずれも抑制される可能性がある。作業車の旋回には、緩旋回、新地旋回、超新地旋回があるが、いずれの場合でも有効である。 In one specific embodiment of the slip determination system including a turning performance adjustment section, the turning performance is adjusted by accelerating the speed of the traveling vehicle body at the time of transition from straight-line traveling to cornering traveling. By accelerating during a turn, the grip on the ground may be restored and slips may be suppressed. Furthermore, by accelerating during a turn, the time for turning is shortened, and deviation from the target travel route due to slipping may be suppressed. Turning of the work vehicle includes slow turning, turning on fresh ground, and turning on very fresh ground, and it is effective in all cases.
コンバインなどの圃場作業車では、走行車体を傾斜させる傾斜機構が備えられている。走行車体を傾斜させることで、旋回半径を小さくしたり、スリップを抑制したりすることが可能となる。したがって、本発明の実施形態の1つでは、前記走行車体を傾斜させる傾斜機構が備えられており、前記旋回性能の調整として、旋回時に旋回外側が高くなるように前記走行車体が傾斜される。旋回時の傾斜姿勢が、旋回外側が高くなって旋回中心側が低くなるような、走行車体の左右方向での傾斜であれば、旋回性能が改善される。 Field work vehicles such as combines are equipped with a tilting mechanism that tilts the traveling vehicle body. By tilting the traveling vehicle body, it is possible to reduce the turning radius and suppress slips. Therefore, one embodiment of the present invention is provided with a tilting mechanism that tilts the traveling vehicle body, and in order to adjust the turning performance, the traveling vehicle body is tilted so that the outer side of the turning becomes higher when turning. Turning performance is improved if the vehicle body is tilted in the left-right direction such that the outer side of the vehicle is higher and the center of the vehicle is lower.
さらに、左右の走行装置(クローラ、車輪)への駆動力の伝達系に、油圧パックを用いた油圧変速装置によって行われる場合、旋回時にエンジン負荷が増大してエンジン回転するが低下する場合がある。その場合には、油圧パックの油圧が不十分となって、旋回性が悪くなる。この問題を解消するためには、旋回時にエンジン回転数を上昇させることも好適である。 Furthermore, if a hydraulic transmission system using a hydraulic pack is used to transmit the driving force to the left and right traveling devices (crawlers, wheels), the engine load may increase during turns and the engine rotation may decrease. . In that case, the hydraulic pressure of the hydraulic pack becomes insufficient, resulting in poor turning performance. In order to solve this problem, it is also suitable to increase the engine speed when turning.
次に、本発明のスリップ判定システムを採用した圃場作業機の一例である収穫機として、普通型のコンバインを取り上げて説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」(図2に示す矢印Fの方向)は機体前後方向(走行方向)における前方を意味し、「後」(図2に示す矢印Bの方向)は機体前後方向(走行方向)における後方を意味する。
また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」(図1に示す矢印Uの方向)及び「下」(図1に示す矢印Dの方向)は、車体の鉛直方向(垂直方向)での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。
Next, a conventional combine harvester will be described as an example of a field working machine that employs the slip determination system of the present invention. In this specification, unless otherwise specified, "front" (direction of arrow F shown in FIG. 2) means the front in the longitudinal direction (running direction) of the aircraft, and "rear" (direction of arrow B shown in FIG. 2) (direction) means the rear in the longitudinal direction (travel direction) of the aircraft.
In addition, the left-right direction or lateral direction means a cross-body direction (body width direction) orthogonal to the body longitudinal direction. "Up" (direction of arrow U shown in Figure 1) and "down" (direction of arrow D shown in Figure 1) are the positional relationships in the vertical direction (vertical direction) of the vehicle body, and the relationships in terms of ground height. show.
図1に示すように、このコンバインは、普通型コンバインと呼ばれ、走行車体10、クローラ式の走行装置11、運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14、収穫部H、搬送装置16、穀粒排出装置18、自車位置検出モジュール80を備えている。
As shown in FIG. 1, this combine harvester is called a normal type combine harvester, and includes a
走行装置11は、走行車体10(以下単に車体10と称する)の下部に備えられている。コンバインは、走行装置11によって自走可能に構成されている。運転部12、脱穀装置13、穀粒タンク14は、走行装置11の上側に備えられ、車体10の上部を構成している。運転部12は、コンバインを運転する運転者やコンバインの作業を監視する監視者が搭乗可能である。通常、運転者と監視者とは兼務される。なお、運転者と監視者が別人の場合、監視者は、コンバインの機外からコンバインの作業を監視していても良い。
The
穀粒排出装置18は、穀粒タンク14の後下部に連結されている。また、衛星測位モジュール80は、運転部12の前上部に取り付けられている。
The
収穫部Hは、コンバインにおける前部に備えられている。そして、搬送装置16は、収穫部Hの後側に設けられている。また、収穫部Hは、切断機構15及びリール17を有している。切断機構15は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール17は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫部Hは、圃場の穀物(農作物の一種)を収穫する。そして、コンバインは、収穫部Hによって圃場の穀物を収穫しながら走行装置11によって走行する作業走行が可能である。
Harvesting section H is provided at the front of the combine harvester. The
切断機構15により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置16によって脱穀装置13へ搬送される。脱穀装置13において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク14に貯留される。穀粒タンク14に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置18によって機外に排出される。なお、このコンバインは、車体10と走行装置11との間に、油圧式の傾斜機構110が設けられており、走行面(圃場面)に対して左右方向及び前後方向で車体10を傾斜させることができる。
The harvested grain culm cut by the
運転部12には、通信端末2が配置されている。本実施形態において、通信端末2は、運転部12に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末2は、運転部12に対して着脱可能に構成されていても良いし、コンバインの機外に位置していても良い。
A communication terminal 2 is arranged in the
図2に示すように、このコンバインは、圃場において設定された走行経路に沿って自動走行する。このためには、自車位置が必要である。自車位置検出モジュール80には、衛星航法モジュール81と慣性航法モジュール82とが含まれている。衛星航法モジュール81は、人工衛星GSからのGNSS(global navigation satellite system)信号(GPS信号を含む)を受信して、自車位置を算出するための測位データを出力する。慣性航法モジュール82は、ジャイロ加速度センサ及び磁気方位センサを組み込んでおり、瞬時の走行方向を示す位置ベクトルを出力する。慣性航法モジュール82は、衛星航法モジュール81による自車位置算出を補完するために用いられる。慣性航法モジュール82は、衛星航法モジュール81とは別の場所に配置してもよい。
As shown in FIG. 2, this combine automatically travels along a travel route set in the field. For this purpose, the own vehicle position is required. The own vehicle
このコンバインによって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。 The procedure for performing harvesting work in a field using this combine harvester is as explained below.
まず、運転者兼監視者は、コンバインを手動で操作し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う。これにより既刈地(既作業地)となった領域は、外周領域SAとして設定される。そして、外周領域SAの内側に未刈地(未作業地)のまま残された領域は、作業対象領域CAとして設定される。 First, the driver/supervisor manually operates the combine harvester and, as shown in FIG. 2, performs a harvest run around the outer periphery of the field along the boundary line of the field. As a result, the area that has become a mown area (already worked area) is set as the outer peripheral area SA. Then, the area left as unmoved land (unworked land) inside the outer peripheral area SA is set as the work target area CA.
また、このとき、外周領域SAの幅をある程度広く確保するために、運転者は、コンバインを3~4周走行させる。この走行においては、コンバインが1周する毎に、コンバインの作業幅分だけ外周領域SAの幅が拡大する。最初の、3~4周の走行が終わると、外周領域SAの幅は、コンバインの作業幅の3~4倍程度の幅となる。 Further, at this time, in order to ensure a certain width of the outer circumferential area SA, the driver drives the combine three to four laps. In this traveling, the width of the outer circumferential area SA increases by the working width of the combine every time the combine goes around once. After the first three to four laps are completed, the width of the outer peripheral area SA becomes about three to four times the working width of the combine.
外周領域SAは、作業対象領域CAにおいて収穫走行を行うときに、コンバインが方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域SAは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。 The outer circumferential area SA is used as a space for the combine harvester to change direction when harvesting in the work area CA. The outer peripheral area SA is also used as a space for movement, such as when moving to a grain discharge location or a fuel replenishment location after completing a harvest run.
なお、図2に示す運搬車CVは、コンバインから排出された穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバインは運搬車CVの近傍へ移動した後、穀粒排出装置18によって穀粒を運搬車CVへ排出する。
Note that the transport vehicle CV shown in FIG. 2 can collect and transport grains discharged from the combine harvester. At the time of grain discharge, the combine moves to the vicinity of the transport vehicle CV, and then the grain is discharged to the transport vehicle CV by the
外周領域SA及び作業対象領域CAが設定されると、図3に示すように、作業対象領域CAにおける走行経路が算定される。算定された走行経路は、作業走行のパターンに基づいて順次設定され、設定された走行経路に沿って走行するように、コンバインが自動走行制御される。 Once the outer peripheral area SA and the work area CA are set, a travel route in the work area CA is calculated, as shown in FIG. The calculated travel route is sequentially set based on the working travel pattern, and the combine is automatically controlled to travel along the set travel route.
図4に、本発明によるスリップ判定システムを利用するコンバインの制御系が示されている。コンバインの制御系は、多数のECUと呼ばれる電子制御ユニットからなる制御ユニット5、及び、この制御ユニット5との間で車載LANなどの配線網を通じて信号通信(データ通信)を行う各種入出力機器から構成されている。
FIG. 4 shows a control system for a combine harvester that utilizes the slip determination system according to the present invention. The control system of the combine includes a
報知デバイス62は、運転者等に作業走行状態や種々の警告を報知するためのデバイスであり、ブザー、ランプ、スピーカ、ディスプレイなどである。通信部66は、このコンバインの制御系が、通信端末2との間で、あるいは、遠隔地に設置されている管理コンピュータとの間でデータ交換するために用いられる。通信端末2には、圃場に立っている監視者、またはコンバイン乗り込んでいる運転者兼監視者が操作するタブレットコンピュータ、自宅や管理事務所に設置されているコンピュータなどが含まれる。制御ユニット5は、この制御系の中核要素であり、複数のECUの集合体として示されている。自車位置検出モジュール80からの信号は、車載LANを通じて制御ユニット5に入力される。
The
制御ユニット5は、入出力インタフェースとして、出力処理部58と入力処理部57とを備えている。出力処理部58は、機器ドライバ65を介して種々の動作機器70と接続している。動作機器70として、走行関係の機器である走行機器群71と作業関係の機器である作業機器群72とがある。走行機器群71には、例えば、エンジン制御機器、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。作業機器群72には、収穫部H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18、傾斜機構110における動力制御機器などが含まれている。
The
入力処理部57には、走行状態センサ群63、作業状態センサ群64、走行操作ユニット90、などが接続されている。走行状態センサ群63には、走行装置11の対地速度に直接関係する車軸の回転数を検出する車軸回転数センサ631が含まれている。車軸回転数センサ631からの検出信号に基づいて、単位時間当たりの推定移動距離である推定車速が算出可能である。推定移動距離(推定車速)は、スリップがない場合には、実移動距離(実車速)となる。走行状態センサ群63にはその他のセンサとして、エンジン回転数センサ、オーバーヒート検出センサ、ブレーキペダル位置検出センサ、変速位置検出センサ、操舵位置検出センサなどが含まれている。作業状態センサ群64には、収穫作業装置(収穫部H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18)の駆動状態を検出するセンサ、及び穀稈や穀粒の状態を検出するセンサがあり、例えば、刈取り脱穀センサや穀粒容量センサなどが含まれている。
The
走行操作ユニット90は、運転者によって手動操作され、その操作信号が制御ユニット5に入力される操作具の総称である。走行操作ユニット90には、主変速操作具91、操舵操作具92、モード操作具93、自動開始操作具94、などが含まれている。モード操作具93は、自動運転と手動運転とを切り替えるための指令を制御ユニット5に与える機能を有する。自動開始操作具94は、自動走行を開始するための最終的な自動開始指令を制御ユニット5に与える機能を有する。この実施形態では、自動開始操作具94は2ボタン式であり、第1ボタン(第1の操作器)と第2ボタン(第2の操作器)とを同時に操作しないと自動開始指令が送り出されない。なお、モード操作具93による操作とは無関係に、制御ユニット5において、ソフトウエアによって、自動運転が行われる自動走行モードから手動運転が行われる手動走行モードへの移行が可能である。例えば、自動運転が不可能な状況が発生すると、制御ユニット5は、強制的に自動走行モードから手動走行モードへの移行を実行する。このようなモード移行の際には、コンバインは一時的に停車する。
The
制御ユニット5には、自車位置算出部50、走行制御部51、作業制御部52、走行モード管理部53、経路算出部54、旋回性能調整部55、スリップ判定モジュール4が備えられている。自車位置算出部50は、自車位置検出モジュール80から逐次送られてくる測位データに基づいて、予め設定されている車体10の特定箇所の地図座標(または圃場座標)である自車位置を算出する。報知部56は、制御ユニット5の各機能部からの指令等に基づいて報知データを生成し、報知デバイス62に与える。
The
走行制御部51は、エンジン制御機能、操舵制御機能、車速制御機能などを有し、走行機器群71に制御信号を与える。作業制御部52は、収穫作業装置(収穫部H、脱穀装置13、搬送装置16、穀粒排出装置18など)の動きを制御するために、作業機器群72に制御信号を与える。
The traveling
このコンバインは自動走行で収穫作業を行う自動運転と手動走行で収穫作業を行う手動運転との両方で走行可能である。このため、走行制御部51には、手動走行制御部511と自動走行制御部512と走行経路設定部513とが含まれている。なお、自動運転を行う際には、自動走行モードが設定され、手動運転を行うためには手動走行モードが設定される。このような走行モードは、走行モード管理部53によって管理される。
This combine harvester can run in both automatic mode, where harvesting is carried out automatically, and manual mode, where harvesting is carried out manually. For this reason, the
自動走行モードが設定されている場合、自動走行制御部512は、自動操舵及び停止を含む車速変更の制御信号を生成して、走行機器群71を制御する。自動操舵に関する制御信号は、走行経路設定部513によって設定された目標となる走行経路と、自車位置算出部50によって算出された自車位置との間の位置ずれ(方位ずれを含む)を解消するように生成される。車速変更に関する制御信号は、前もって設定された車速値に基づいて生成される。走行経路設定部513によって設定される走行経路は、経路算出部54に登録されている経路算出アルゴリズムによって算出される。
When the automatic driving mode is set, the automatic
手動走行モードが選択されている場合、運転者による操作に基づいて、手動走行制御部511が制御信号を生成し、走行機器群71を制御することで、手動運転が実現する。なお、経路算出部54によって算出された走行経路は、手動運転であっても、コンバインが当該走行経路に沿って走行するためのガイダンス目的で利用することができる。
When the manual driving mode is selected, manual driving is realized by the manual
自動運転を行う自動走行モードと、手動運転を行う手動走行モードとの間の移行は、直接ではなく、遷移モードの介在の下に、行われる。手動走行モードから自動走行モードに移行する際の遷移モードとして、自動待機モードが用意されている。また、自動走行モードから手動走行モードに移行する際の遷移モードとして、自動運転中に車体10の一時停止を行う一時停止モードと、この一時停止モードから手動走行モードへの移行の最終段階としての牽制モードとが用意されている。自動走行モードと、手動走行モードと、それらをつなぐ遷移モードとの間の移行には、それぞれ移行条件が設定されている。走行モード管理部53は、このような移行条件の成立を判定し、各モードへの移行を管理する。
The transition between the automatic driving mode in which automatic driving is performed and the manual driving mode in which manual driving is performed is not performed directly, but through the intervention of a transition mode. An automatic standby mode is provided as a transition mode when shifting from manual driving mode to automatic driving mode. In addition, as transition modes when transitioning from automatic driving mode to manual driving mode, there is a pause mode in which the
旋回性能調整部55は、走行状態センサ群63、作業状態センサ群64、スリップ判定モジュール4からの情報に応じて、車体10の旋回性能を調整する。旋回性能の調整項目は、左右の走行装置11の速度差を変更すること、旋回車速を加速させること(直線走行から旋回走行への移行時に増速すること)、旋回時に傾斜機構110を駆動して旋回外側が高くなるように車体10を傾斜させること、などである。
The turning
この実施形態では、エンジンから走行装置11への動力伝達経路において左右一対の静油圧変速装置を介在させて、変速が行われている。左右の静油圧変速装置の変速の違いにより車体10が旋回する。静油圧変速装置への油圧の供給は油圧パックと呼ばれる油圧ポンプを含む油圧回路によって行われる。静油圧変速装置を正常に動作させるためには、エンジンによって駆動される油圧パックの油圧が十分確保されている必要がある。しかしながら、旋回走行などにおいて、走行負荷が増大すると、一時的なエンジン回転数の低下や静油圧変速装置での滑りが生じ、油圧ポンプの回転不足から、油圧パックの油圧が不十分となって、旋回性が悪化する。このため、旋回性能調整部55は、そのような旋回時にエンジン回転数を上昇させる機能も有する。
In this embodiment, a pair of left and right hydrostatic transmission devices are interposed in the power transmission path from the engine to the traveling
スリップ判定モジュール4は、スリップ量算出部41と、適否判定部42と、自動走行停止部43とを備えている。スリップ量算出部41は、車軸回転数センサ631から得られる駆動車軸の回転数に基づいて算出される車体10の単位時間当たりの推定移動距離と、自車位置算出部50から得られる自車位置に基づいて算出される車体10の単位時間当たりの実移動距離とから車体10(走行装置11)のスリップ量(またはスリップ率)を算出する。なお、単位走行距離だけ移動するために必要となった推定時間と実時間とからスリップ量を求めることも可能である。
The
適否判定部42は、スリップ量に基づいて走行地面の状態が自動走行モードによる自動運転(自動走行)に適するかどうかの適否判定を行う。適否判定部42は、スリップ許容量を超えるスリップ量を検知すると、自動走行に適しない状態であると判定する。自動走行において許容されるスリップ量(スリップ許容量)は、予め設定されている。スリップ許容量は、コンバインの仕様によって調整されてもよいし、圃場毎に調整されてもよい。さらに、スリップ許容量は、監視者の判断によって、調整することも可能である。この実施形態では、適否判定部42は、突発的な信号エラーや演算エラーなどを考慮して、継時挙動を、例えば継時的に算出された複数のスリップ量の最大及び最小を除いた平均を、適否判定のためのスリップ量とする。
The
自動走行停止部43は、自動走行中に、適否判定部42が自動走行に適しないスリップ量が発生していると判定した場合、走行モード管理部53に、自動走行モードから手動走行モードに移行して、自動走行を停止することを指令する。走行モード管理部53は、自動走行停止部43から、自動走行停止指令を受けると、走行モードを手動走行モードとし、車体10を停止させる。
If the
次に、図5のフローチャートを用いて、スリップ判定処理に関する制御の流れを説明する。
コンバインが走行すると同時に、スリップを検知する処理が始まる(#01)。まず、自車位置が自車位置算出部50によって算出される(#11)。所定時間間隔で算出された2つの自車位置の差から単位時間当たりの実際の移動距離である実移動距離が算出される(#12)。さらに、車軸回転数センサ631による駆動車軸の単位時間当たりの回転数が検出される(#13)。検出された回転数に基づいて、単位時間当たりの推定移動距離が算出される(#14)。スリップ量算出部41は、実移動距離と推定移動距離との差から、スリップ量を算出する(#15)。算出されたスリップ量は、報知部56と報知デバイス62とを通じて、メータ表示または数値表示などの形態で報知される(#16)。
Next, the flow of control regarding the slip determination process will be explained using the flowchart of FIG.
At the same time as the combine runs, the process of detecting slip starts (#01). First, the own vehicle position is calculated by the own vehicle position calculation unit 50 (#11). The actual travel distance, which is the actual travel distance per unit time, is calculated from the difference between the two vehicle positions calculated at a predetermined time interval (#12). Further, the rotation speed of the drive axle per unit time is detected by the axle rotation speed sensor 631 (#13). Based on the detected number of rotations, an estimated travel distance per unit time is calculated (#14). The slip
連続して算出されたスリップ量の傾向から、スリップが生じやすい路面状態であるかどうかチェックされる(#20)。このチェックには、予め設定されている注意しきい値が用いられる。スリップに注意する必要があると判定されると(#20必要分岐)、その旨を報知するため、スリップ注意報が発令される(#21)。スリップに注意する必要がないと判定されると(#20不要分岐)、その時点でスリップ注意報が発令されていると解除され(#22)、スリップ注意報が発令されていなければ、そのまま何も行われずに、ステップ#11に戻る。 Based on the trends in the continuously calculated slip amounts, it is checked whether the road surface conditions are likely to cause slips (#20). A preset caution threshold is used for this check. When it is determined that it is necessary to be careful about slipping (#20 necessary branch), a slip warning is issued to notify that fact (#21). If it is determined that there is no need to be careful about slipping (#20 unnecessary branch), if a slip warning has been issued at that time, it will be canceled (#22), and if no slip warning has been issued, no action will be taken. The process returns to step #11 without being performed.
スリップに注意する必要があると判定されると(#20必要分岐)、さらに、現在の走行モードが、自動走行モード(自動走行中)であるか、手動走行モード(手動走行中)であるかがチェックされる(#30)。手動走行中であれば(#30手動分岐)、そのままステップ#11に戻る。自動走行中であれば(#30自動分岐)、さらに、算出されているスリップ量に基づいて、現状のスリップ状況で自動走行を続行してもよいかどうかを、適否判定部42が判定する(#31)。この適否判定においても、予め判定基準となる所定値のスリップ量が用いられるか、あるいは、スリップ量の継時挙動が判定基準として用いられる。現状のスリップ状況であってもまだ自動走行を続行してもよいと判定された場合(#31適分岐)、ステップ#11に戻る。現状のスリップ状況では自動走行の続行は避けるべきと判定された場合(#31否分岐)、自動走行制御部512による自動走行が停止される(#32)。これに伴って、コンバインが一時停車する(#33)。
When it is determined that it is necessary to be careful about slipping (#20 necessary branch), it is further determined whether the current driving mode is automatic driving mode (automatic driving) or manual driving mode (manual driving). is checked (#30). If manual running is in progress (#30 manual branch), the process directly returns to step #11. If automatic driving is in progress (#30 automatic branch), the
次いで、報知部56は、監視者兼運転者に、なおも自動走行を続行するかどうか問いかける(#40)。監視者兼運転者が、自動走行の続行を望み、自動走行の続行を指令した場合(#40続行分岐)、適否判定部42による適否判定条件がやや緩和され(#41)、ステップ#01に戻り、自動走行での走行が再開される。監視者兼運転者が、自動走行の続行を断念し、手動走行への切り替えを指令した場合(#40中止分岐)、手動走行モードに切り替えられ、ステップ#01に戻り、手動走行での走行が開始される。
Next, the
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、自車位置検出モジュール80として、衛星航法モジュール81と慣性航法モジュール82との組み合わせたものが用いられていたが、衛星航法モジュール81だけもよい。また、実移動距離の算出に、カメラによる撮影画像に基づいて単位時間当たりの移動距離を算出する方法を採用してもよい。
[Another embodiment]
(1) In the embodiment described above, a combination of the
(2)図4で示された各機能部は、主に説明目的で区分けされている。実際には、各機能部は他の機能部と統合してもよいし、または複数の機能部に分けてもよい。さらに、制御ユニット5に構築されている機能部のうち、走行モード管理部53、経路算出部54、旋回性能調整部55、スリップ判定モジュール4のうちの全て、または一部が、コンバインに持ち込み可能な携帯型の通信端末2(タブレットコンピュータなど)に構築され、無線や車載LANを経由して制御ユニット5とデータ交換するような構成を採用してもよい。
(2) Each functional unit shown in FIG. 4 is divided mainly for explanation purposes. In practice, each function may be integrated with other functions or may be divided into multiple functions. Further, among the functional units built in the
(3)上述の実施形態においては、監視者は、コンバインを手動運転し、図2に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行い、その後、走行経路を算出して、自動運転に切り替える。しかしながら、本発明はこれに限定されず、最初から、コンバインが自動運転され、特別な事態が発生した際に、手動運転に切り替えられる運転方法でもよい。 (3) In the above-described embodiment, the supervisor manually operates the combine harvester, and as shown in FIG. After that, it calculates the driving route and switches to automatic driving. However, the present invention is not limited to this, and may be an operating method in which the combine is automatically operated from the beginning and switched to manual operation when a special situation occurs.
(4)上述の実施形態においては、適否判定部42が自動走行の続行不可と判定すれば、自動走行モードによる自動走行が停止され、車体10は一時停車した。これに代えて、適否判定部42が自動走行の続行不可と判定すれば、自動走行モードから手動走行モードに強制的に切り替えられ、その旨の報知だけ行われ、車体10は走行を続行するようにしてもよい。
(4) In the above-described embodiment, if the
なお、上述の実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-mentioned embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments, as long as there is no contradiction, and The embodiments disclosed in this specification are illustrative, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be modified as appropriate without departing from the purpose of the present invention.
本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも適用可能である。
また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の種々の収穫機、田植機、トラクタなどの圃場作業車にも適用できる。さらには、芝刈機や建機などにも適用可能である。
The present invention is applicable not only to ordinary combine harvesters but also to self-extracting combine harvesters.
It can also be applied to various harvesting machines such as corn harvesters, potato harvesters, carrot harvesters, and sugarcane harvesters, as well as field work vehicles such as rice transplanters and tractors. Furthermore, it can also be applied to lawn mowers, construction machines, etc.
10 :車体(走行車体)
11 :走行装置
110 :傾斜機構
4 :スリップ判定モジュール
41 :スリップ量算出部
42 :適否判定部
43 :自動走行停止部
5 :制御ユニット
50 :自車位置算出部
51 :走行制御部
511 :手動走行制御部
512 :自動走行制御部
513 :走行経路設定部
52 :作業制御部
53 :走行モード管理部
54 :経路算出部
55 :旋回性能調整部
56 :報知部
57 :入力処理部
58 :出力処理部
631 :車軸回転数センサ
80 :自車位置検出モジュール
81 :衛星航法モジュール
82 :慣性航法モジュール
10: Vehicle body (running vehicle body)
11: Travel device 110: Tilt mechanism 4: Slip determination module 41: Slip amount calculation unit 42: Appropriateness determination unit 43: Automatic travel stop unit 5: Control unit 50: Own vehicle position calculation unit 51: Travel control unit 511: Manual travel Control unit 512: Automatic travel control unit 513: Travel route setting unit 52: Work control unit 53: Travel mode management unit 54: Route calculation unit 55: Turning performance adjustment unit 56: Notification unit 57: Input processing unit 58: Output processing unit 631: Axle rotation speed sensor 80: Self-vehicle position detection module 81: Satellite navigation module 82: Inertial navigation module
Claims (2)
自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、
前記自車位置と設定された走行経路とに基づいて自動走行を実行し、検出された自車位置に基づいて算出される単位時間当たりの実移動距離と、単位時間当たりの推定移動距離と、の差に基づいて前記走行車体の車速を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、継時的に算出される前記差の演算結果に基づいて決定される継時挙動に基づいて前記走行車体の車速を制御する自動走行システム。 A running vehicle body,
a vehicle position detection module that detects the vehicle position;
Execute automatic driving based on the vehicle position and the set travel route, and calculate an actual travel distance per unit time and an estimated travel distance per unit time, which are calculated based on the detected vehicle position. a control unit that controls the vehicle speed of the traveling vehicle body based on the difference between the
The control unit is an automatic driving system that controls the vehicle speed of the traveling vehicle body based on a behavior over time that is determined based on the calculation result of the difference that is calculated over time .
自車位置を検出する自車位置検出モジュールと、
前記自車位置と設定された走行経路とに基づいて自動走行を実行し、検出された自車位置に基づいて算出される単位時間当たりの実移動距離と、単位時間当たりの推定移動距離と、の差から算出されたスリップ量に基づいて前記走行車体の車速を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、算出された前記スリップ量が許容量を超えると自動走行を停止し、算出された前記スリップ量が所定値を超えた場合に自動走行を停止することなく前記走行車体の車速を制御して旋回性能を調整する自動走行システム。 A running vehicle body,
a vehicle position detection module that detects the vehicle position;
Execute automatic driving based on the vehicle position and the set travel route, and calculate an actual travel distance per unit time and an estimated travel distance per unit time, which are calculated based on the detected vehicle position. a control unit that controls the vehicle speed of the traveling vehicle body based on the slip amount calculated from the difference between the
The control unit stops automatic driving when the calculated slip amount exceeds an allowable amount, and controls the vehicle speed of the traveling vehicle without stopping automatic driving when the calculated slip amount exceeds a predetermined value. An automatic driving system that controls and adjusts turning performance.
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Families Citing this family (4)
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CN112868369A (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 株式会社久保田 | Automatic traveling system and harvester |
JP7259814B2 (en) * | 2020-08-17 | 2023-04-18 | 井関農機株式会社 | work vehicle |
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000006787A (en) | 1998-06-18 | 2000-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Traveling controller for vehicle |
JP2004008053A (en) | 2002-06-05 | 2004-01-15 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | Work vehicle for agriculture |
JP2006213189A (en) | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Yanmar Co Ltd | Control device for working vehicle |
JP2007237933A (en) | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | Vehicle body posture controller |
JP2008237172A (en) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd | Combine harvester |
JP2009061945A (en) | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | Route determination device and vehicle traveling control device |
JP2015112070A (en) | 2013-12-12 | 2015-06-22 | 株式会社クボタ | Field work machine |
JP2016031649A (en) | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 株式会社クボタ | Working vehicle cooperation system |
JP2017068533A (en) | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社クボタ | Agricultural field management system |
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Family Cites Families (3)
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JP6502221B2 (en) * | 2015-09-14 | 2019-04-17 | 株式会社クボタ | Work vehicle support system |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000006787A (en) | 1998-06-18 | 2000-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Traveling controller for vehicle |
JP2004008053A (en) | 2002-06-05 | 2004-01-15 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | Work vehicle for agriculture |
JP2006213189A (en) | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Yanmar Co Ltd | Control device for working vehicle |
JP2007237933A (en) | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | Vehicle body posture controller |
JP2008237172A (en) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd | Combine harvester |
JP2009061945A (en) | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | Route determination device and vehicle traveling control device |
JP2015112070A (en) | 2013-12-12 | 2015-06-22 | 株式会社クボタ | Field work machine |
JP2016031649A (en) | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 株式会社クボタ | Working vehicle cooperation system |
JP2017068533A (en) | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社クボタ | Agricultural field management system |
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