JP7515260B2 - Agricultural vehicle - Google Patents

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本発明は、圃場を自動走行して圃場作業を行う農作業車に関する。 The present invention relates to an agricultural work vehicle that automatically travels through a field to perform field work.

特許文献1には、圃場の境界線を最外周とする外周領域での自動走行作業が外周領域での圃場境界線に沿った周回走行によって行われ、外周領域の内側に位置する内部領域での自動走行作業が、内部領域での直進走行と前記外周領域での旋回走行との繰り返しによって行われ田植機が開示されている。この田植機による自動作業走行は、予め生成された走行経路を目標として行われる。走行経路は、植付装置が上昇状態となる非作業走行のための非作業走行経路と、植付装置が下降状態となる作業走行のための作業走行経路とに分けられる。非作業走行から作業走行に移行する際に、植付装置は上昇状態から下降状態に自動的に姿勢変更する。植付装置が上昇したこと、及び植付装置が下降したことは、音声出力装置によって報知される。 Patent Document 1 discloses a rice transplanter in which automatic travel in an outer periphery area, the outermost periphery of which is the boundary line of the field, is performed by circular travel along the boundary line of the field in the outer periphery area, and automatic travel in an inner area located inside the outer periphery area is performed by repeating straight travel in the inner area and turning travel in the outer periphery area. The automatic work travel of this rice transplanter is performed with a pre-generated travel path as a target. The travel path is divided into a non-work travel path for non-work travel in which the planting device is in a raised state, and a work travel path for work travel in which the planting device is in a lowered state. When transitioning from non-work travel to work travel, the planting device automatically changes its position from a raised state to a lowered state. The planting device's rise and descent are notified by an audio output device.

特開2018-000039号公報(段落番号0092-段落番号0122)JP 2018-000039 A (paragraphs 0092-0122)

特許文献1による田植機では、非作業走行経路に基づく非作業走行から作業走行経路に基づく作業走行へ移行するタイミングで植付装置が下降する。このため、設定されている作業走行経路と、圃場を境界付けている畔などの境界物との距離が正確でない場合、下降した植付装置が畔などの境界物と干渉して、植付装置が損傷するという問題がある。 In the rice transplanter according to Patent Document 1, the planting device descends when switching from non-work travel based on the non-work travel path to work travel based on the work travel path. Therefore, if the distance between the set work travel path and a boundary object such as a bank that defines the border of the field is not accurate, there is a problem that the lowered planting device may interfere with the boundary object such as a bank, causing damage to the planting device.

本発明の課題は、作業走行を行う際に作業装置を下降させる自動走行可能な圃場作業において、作業装置と境界物等との干渉ができるだけ回避される農作業車を提供することである。 The objective of the present invention is to provide an agricultural work vehicle that can automatically travel in a field and that lowers the working equipment when traveling for work, thereby minimizing interference between the working equipment and boundary objects, etc.

圃場の境界線に沿った外周領域と前記外周領域の内側に位置する内部領域とに分けられた前記圃場を自動走行する本発明による農作業車は、機体に昇降可能に設けられた作業装置と、前記圃場での前記機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部と、圃場マップに基づいて自動走行の目標となる走行経路を生成する走行経路生成部と、前記走行経路に基づいて前記機体を自動走行させる自動走行制御部と、前記作業装置を上昇させた状態での非作業走行から前記作業装置を下降させた状態での自動作業走行に移行する前に行われる停車を伴う自動一時停止を検知する運転制御状態検知部と、前記外周領域での前記自動作業走行における前記自動一時停止の検知に基づいて、前記自動一時停止の状態から前記外周領域における周回直進経路で前記自動作業走行から次周回直進経路への前記作業装置を上昇させた状態での前記非作業走行による圃場コーナ方向転換走行の後に行われる前記次周回直進経路でのでの前記自動作業走行に移行するための前記自動作業走行の開始条件に運転者による、前記作業装置が下降しても前記圃場に沿った境界物と干渉しないことを確認する自動開始前操作を含める自動作業走行管理部とを備える。
An agricultural work vehicle according to the present invention that automatically travels in a field divided into an outer periphery along the boundary line of the field and an inner region located inside the outer periphery includes a work implement that is mounted on the body so as to be able to be raised and lowered, a body position calculation unit that calculates a body position that is the position of the body in the field, a travel path generation unit that generates a travel path that is a target for automatic travel based on a field map, an automatic travel control unit that automatically travels the body based on the travel path, and a detection unit that detects an automatic temporary stop that involves a stop that is performed before switching from non-work travel with the work implement raised to automatic work travel with the work implement lowered. and an automatic work driving management unit for controlling the automatic work driving to start conditions for transitioning from the automatic temporary stop state to the automatic work driving on the next straight circuit path, which is performed after a field corner turn travel by the non-work driving with the work device raised on a straight circuit path in the outer circumferential area from the automatic temporary stop state based on detection of the automatic temporary stop in the automatic work driving in the outer circumferential area to the next straight circuit path , the start conditions for the automatic work driving including a pre-automatic start operation by the driver to confirm that the work device will not interfere with boundary objects along the field even if it is lowered.

この構成によれば、自動作業走行に移行する前に行われる停車を伴う自動一時停止の状態では、自動作業走行を開始するには、運転者によって自動開始前操作が行わなければならない。この運転者による自動開始前操作とは、作業装置が下降しても境界物等と干渉しないことが確認されたことを示す操作である。この確認を示す操作が自動作業走行の開始条件に含まれることで、他の開始条件が満たされていても、この確認を示す操作がなければ自動作業走行は開始されず、結果的に作業装置は下降しない。この自動一時停止の間に、運転者が、作業装置が下降しても境界物等と干渉しないかどうか確認することができる。もし、干渉しないことが確認されると、運転者は作業装置の下降を許可する操作を行う。これにより、農作業車は、自動一時停止の状態から自動作業走行に移行する。運転者が、作業装置と境界物等とが干渉すると判断すれば、運転者は、この干渉を回避する干渉回避行動を行う。 According to this configuration, in the state of automatic temporary stop with vehicle stop performed before transitioning to automatic work driving, the driver must perform an automatic pre-start operation to start automatic work driving. This automatic pre-start operation by the driver is an operation indicating that it has been confirmed that the work equipment will not interfere with boundary objects, etc., even if it is lowered. By including an operation indicating this confirmation as a start condition for automatic work driving, automatic work driving will not start even if other start conditions are met, unless an operation indicating this confirmation is performed, and as a result, the work equipment will not be lowered. During this automatic temporary stop, the driver can confirm whether the work equipment will not interfere with boundary objects, etc., even if it is lowered. If it is confirmed that there will be no interference, the driver performs an operation to allow the work equipment to be lowered. This causes the agricultural work vehicle to transition from an automatic temporary stop state to automatic work driving. If the driver determines that the work equipment will interfere with boundary objects, etc., the driver performs interference avoidance action to avoid this interference.

作業装置が下降しても境界物等と干渉しないことを運転者が確認すると、自動一時停止の状態から自動作業走行に移行でき、作業装置は下降してもよいことになる。このことから、自動開始前操作として、運転者による作業装置の下降操作を採用することは好都合である。従って、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自動開始前操作が前記作業装置を下降させる下降操作である。 When the driver confirms that the working equipment will not interfere with any boundary objects when lowered, the automatic pause state can be switched to automatic work driving, and the working equipment can be lowered. For this reason, it is advantageous to employ the driver's operation to lower the working equipment as an operation before the automatic start. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the operation before the automatic start is a lowering operation to lower the working equipment.

もちろん、運転者が作業装置の下降操作を行わなくても、作業装置が下降しても境界物等と干渉しないことを運転者が確認したことを示す操作さえ行えば、自動的に作業装置が下降して、自動作業走行が開始されるように構成することも可能である。従って、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自動開始前操作が前記作業装置の下降位置を確認したことを示す操作である。 Of course, it is also possible to configure the system so that the working equipment is automatically lowered and automatic work driving begins even if the driver does not perform the operation to lower the working equipment, as long as the driver performs an operation indicating that the working equipment will not interfere with boundaries or the like when lowered. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the pre-automatic start operation is an operation indicating that the lowered position of the working equipment has been confirmed.

運転者が、作業装置と境界物等とが干渉すると判断した場合の干渉回避行動の1つは、運転者が、次の自動作業走行のために設定されている走行経路を、作業装置と境界物等との干渉を避けるように、変更することである。このような走行経路の変更が行われると、下降する作業装置が境界物等と干渉することは避けられる。つまり、運転者が、作業装置と境界物等とが干渉すると判断した場合での、自動作業走行を開始させるための好適な自動開始前操作の1つは、走行経路の変更操作である。このことから、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自動開始前操作には前記下降位置を変更するための前記走行経路の変更が含まれている。その際、作業装置と境界物等とが干渉しない場合、走行経路の変更が不要となるので、運転者は走行経路の変更を不要とする操作を行う。 One of the interference avoidance actions when the driver judges that the working equipment will interfere with a boundary object or the like is for the driver to change the travel route set for the next automatic work drive so as to avoid interference between the working equipment and the boundary object or the like. When the travel route is changed in this way, the lowered working equipment is prevented from interfering with the boundary object or the like. In other words, when the driver judges that the working equipment will interfere with the boundary object or the like, one of the suitable pre-automation start operations for starting the automatic work drive is a travel route change operation. For this reason, in one suitable embodiment of the present invention, the pre-automation start operation includes changing the travel route to change the lowering position. In that case, if the working equipment does not interfere with the boundary object or the like, changing the travel route is unnecessary, so the driver performs an operation that does not require changing the travel route.

この発明では、自動一時停止状態から自動作業走行移行するためには運転者による自動開始前操作が必要となるので、運転者がこの操作を認識していなければならない。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自動作業走行管理部は前記運転者に自動開始前操作を要求する報知を行う。 In this invention, a pre-automation start operation by the driver is required to transition from an automatic pause state to automatic work driving, so the driver must be aware of this operation. For this reason, in one preferred embodiment of the present invention, the automatic work driving management unit notifies the driver that a pre-automation start operation is required.

本発明の好適な実施形態の1つでは、前記圃場は、前記圃場の境界線に沿った外周領域と前記外周領域の内側に位置する内部領域とに分けられ、前記内部領域での自動走行作業が、前記内部領域での直進走行と前記外周領域での旋回走行との繰り返しによって行われ、前記外周領域での自動走行作業が前記外周領域での前記境界線に沿った周回走行によって行われ、前記自動開始前操作が前記開始条件となるのは、前記外周領域での前記自動作業走行への移行時である。圃場で作業を行う農作業車において、下降する作業装置が損傷するような事象は、外周領域での畔などによって規定される境界線に沿った周回走行を始める際に最も多く生じる。このことから、自動開始前操作が、自動一時停止状態から自動作業走行移行するための開始条件となるのを、外周領域での自動作業走行への移行時とすることは、合理的である。 In one preferred embodiment of the present invention, the field is divided into an outer peripheral area along the boundary line of the field and an inner area located inside the outer peripheral area, the automatic driving work in the inner area is performed by repeating straight driving in the inner area and turning driving in the outer peripheral area, the automatic driving work in the outer peripheral area is performed by circular driving along the boundary line in the outer peripheral area, and the automatic pre-start operation becomes the starting condition at the time of transition to the automatic work driving in the outer peripheral area. In an agricultural work vehicle working in a field, an event in which the lowered working device is damaged most often occurs when starting circular driving along the boundary line defined by the bank in the outer peripheral area. For this reason, it is reasonable to set the automatic pre-start operation as the starting condition for transitioning from the automatic pause state to automatic work driving at the time of transition to automatic work driving in the outer peripheral area.

下降により作業装置が損傷するような事象は、圃場に作業走行に支障を与える走行障害物が存在する場合でも、生じる。つまり、走行障害物を回避するための走行経路の精度が不十分であれば、下降する作業装置と走行障害物が干渉して、作業装置が損傷する。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記自動開始前操作が前記開始条件となるのは、前記圃場内に存在する走行障害物を回避するための障害物回避走行経路における前記自動作業走行への移行時である。 Events in which the working equipment is damaged by lowering can also occur if there is a travel obstacle in the field that impedes work travel. In other words, if the accuracy of the travel path to avoid the travel obstacle is insufficient, the lowering working equipment will interfere with the travel obstacle, damaging the working equipment. For this reason, in one preferred embodiment of the present invention, the pre-automatic start operation becomes the start condition when transitioning to the automatic work travel on an obstacle avoidance travel path to avoid a travel obstacle present in the field.

農作業車の一例である田植機の側面図である。FIG. 1 is a side view of a rice transplanter, which is an example of an agricultural vehicle. 自動走行による苗植付作業の流れを示すフローチャートである。11 is a flowchart showing the flow of seedling planting work using automatic travel. 障害物検出器の配置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an arrangement of an obstacle detector; 走行経路が設定される圃場の領域分割を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing division of a field into areas in which a travel route is set. 外周領域に設定される周回走行経路と田植機の走行とを説明する説明図である。This is an explanatory diagram explaining the circular driving route set in the outer periphery area and the driving of the rice transplanter. 内部領域に設定される往復走行経路と田植機の走行とを説明する説明図である。This is an explanatory diagram explaining the round-trip travel route set in the internal area and the travel of the rice transplanter. 往復走行経路における直進経路の空走行を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating idle running on a straight route in a round-trip running route. 下降安全確認制御の一例を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of descent safety confirmation control. 下降安全確認制御の他の例を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating another example of the descent safety confirmation control. 田植機の制御系の機能部を説明する機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the functional parts of the control system of the rice transplanter.

本発明による農作業車の実施形態として、乗用型の田植機を取り上げて、以下に説明される。この田植機は、境界物によって境界付けられた圃場面を自動走行することができる。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」は機体前後方向(走行方向)に関して前方を意味し、「後」は機体前後方向(走行方向)に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」または「下」は、機体の鉛直方向(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。 As an embodiment of the agricultural work vehicle according to the present invention, a riding rice transplanter is taken up and described below. This rice transplanter can automatically travel in a field bounded by a boundary object. In this specification, unless otherwise specified, "front" means forward in the fore-and-aft direction (travel direction) of the machine body, and "rear" means rearward in the fore-and-aft direction (travel direction) of the machine body. Furthermore, left-right or lateral direction means the transverse direction of the machine body (machine body width direction) perpendicular to the fore-and-aft direction of the machine body. "Up" or "down" refers to the positional relationship in the vertical direction (perpendicular direction) of the machine body, and indicates the relationship in height above the ground.

図1は、田植機の側面図である。田植機は、乗用型で四輪駆動形式の走行機体(以下、機体1と称する)を備えている。機体1は、機体1の後部に昇降揺動可能に連結された平行四連リンク形式のリンク機構11、リンク機構11を揺動駆動する油圧式の昇降シリンダ11a、リンク機構11の後端部にローリング可能に連結される作業装置の一例である苗植付装置3(農用資材投与装置の一例)、及び、機体1の後端部から苗植付装置3にわたって架設されている施肥装置4などを備えている。 Figure 1 is a side view of the rice transplanter. The rice transplanter is equipped with a riding type four-wheel drive running machine body (hereinafter referred to as machine body 1). Machine body 1 is equipped with a parallel quadruple link type link mechanism 11 connected to the rear of machine body 1 so that it can be raised and lowered and swung, a hydraulic lifting cylinder 11a that drives the link mechanism 11 to sway, a seedling planting device 3 (an example of an agricultural material application device) which is an example of a working device connected to the rear end of the link mechanism 11 so that it can roll, and a fertilizer applicator 4 installed from the rear end of machine body 1 to the seedling planting device 3.

機体1は、走行のための機構として車輪12、エンジン13、及び油圧式の無段変速装置14を備えている。車輪12は、操舵可能な左右の前輪12Aと、操舵不能な左右の後輪12Bとを有する。エンジン13及び無段変速装置14は、機体1の前部に搭載されている。エンジン13からの動力は、無段変速装置14などを介して前輪12A、後輪12Bなどに供給される。 The vehicle 1 is equipped with wheels 12, an engine 13, and a hydraulically variable transmission 14 as mechanisms for traveling. The wheels 12 include left and right front wheels 12A that can be steered, and left and right rear wheels 12B that cannot be steered. The engine 13 and the variable transmission 14 are mounted on the front of the vehicle 1. Power from the engine 13 is supplied to the front wheels 12A, rear wheels 12B, etc. via the variable transmission 14, etc.

苗植付装置3は、一例として8条植え形式に構成されている。苗植付装置3は、苗載せ台31、8条分の植付機構32などを備えている。なお、この苗植付装置3は、図示されていない各条クラッチの制御により、2条植え、4条植え、6条植えなどの形式に変更可能である。 As an example, the seedling planting device 3 is configured for eight rows of planting. The seedling planting device 3 is equipped with a seedling loading platform 31, a planting mechanism 32 for eight rows, etc. Note that the seedling planting device 3 can be changed to a two-row, four-row, six-row, etc. planting format by controlling the row clutches (not shown).

苗載せ台31は、8条分のマット状苗を載置する台座である。苗載せ台31は、マット状苗の左右幅に対応する一定ストロークで左右方向に往復移動し、縦送り機構33は、苗載せ台31が左右のストローク端に達するごとに、苗載せ台31上の各マット状苗を苗載せ台31の下端に向けて所定ピッチで縦送りする。8個の植付機構32は、ロータリ式で、植え付け条間に対応する一定間隔で左右方向に配置されている。そして、各植付機構32は、機体1からの動力により、苗載せ台31に載置された各マット状苗の下端から一株分の苗を切り取って、整地後の泥土部に植え付ける。 The seedling platform 31 is a base on which eight rows of mat-shaped seedlings are placed. The seedling platform 31 moves back and forth in the left-right direction with a constant stroke corresponding to the left-right width of the mat-shaped seedlings, and the vertical feed mechanism 33 vertically feeds each mat-shaped seedling on the seedling platform 31 toward the bottom end of the seedling platform 31 at a specified pitch each time the seedling platform 31 reaches the left-right stroke end. The eight planting mechanisms 32 are rotary type and are arranged in the left-right direction at a constant interval corresponding to the spacing between the planting rows. Then, each planting mechanism 32 cuts one seedling from the bottom end of each mat-shaped seedling placed on the seedling platform 31 using power from the machine body 1, and plants it in the muddy area after leveling.

苗植付装置3には、植付機構32による苗取り量を調節する苗取り量調節機能が備えられている。植付機構32は、苗載せ台31の下端を摺動案内するガイドレールに形成された苗取り出し口を通過して一株分の苗を取り出して植え付ける。苗載せ台31及び苗載せ台31の下端を摺動案内するガイドレールを上下に位置変更することにより苗取り量を調節する。 The seedling planting device 3 is equipped with a seedling amount adjustment function that adjusts the amount of seedlings taken by the planting mechanism 32. The planting mechanism 32 takes out and plants one seedling through a seedling removal opening formed in a guide rail that slides and guides the lower end of the seedling placement table 31. The amount of seedlings taken is adjusted by changing the position of the seedling placement table 31 and the guide rail that slides and guides the lower end of the seedling placement table 31 up and down.

図1に示すように、施肥装置4は、横長のホッパ41、繰出機構42、電動式のブロワ43、複数の施肥ホース44、及び、条毎に備えられた作溝器45を備えている。ホッパ41は、粒状または粉状の肥料を貯留する。繰出機構42は、エンジン13から伝達される動力で作動し、ホッパ41から2条分の肥料を所定量ずつ繰り出す。この施肥装置4は、繰出機構42による肥料の繰出し量を変更する繰出し量調節機能を有する。 As shown in FIG. 1, the fertilizer application device 4 includes a horizontally long hopper 41, a dispensing mechanism 42, an electric blower 43, multiple fertilizer application hoses 44, and a furrow former 45 for each row. The hopper 41 stores granular or powdered fertilizer. The dispensing mechanism 42 is operated by power transmitted from the engine 13, and dispenses a predetermined amount of fertilizer for two rows from the hopper 41. The fertilizer application device 4 has a dispensing amount adjustment function that changes the amount of fertilizer dispensed by the dispensing mechanism 42.

ブロワ43は、機体1に搭載されたバッテリ(図示せず)からの電力で作動し、各繰出機構42により繰り出された肥料を圃場の泥面に向けて搬送する搬送風を発生させる。施肥装置4は、ブロワ43などの断続操作により、ホッパ41に貯留した肥料を所定量ずつ圃場に供給する作動状態と、供給を停止する非作動状態とに切り換えることができる。 The blower 43 is powered by a battery (not shown) mounted on the machine body 1 and generates a transport wind that transports the fertilizer dispensed by each dispensing mechanism 42 toward the muddy surface of the field. By intermittently operating the blower 43, etc., the fertilizer applicator 4 can be switched between an operating state in which a predetermined amount of fertilizer stored in the hopper 41 is supplied to the field at a time, and a non-operating state in which supply is stopped.

各施肥ホース44は、搬送風で搬送される肥料を各作溝器45に案内する。各作溝器45は、各整地フロート15に配備されている。そして、各作溝器45は、各整地フロート15と共に昇降し、各整地フロート15が接地する作業走行時に、水田の泥土部に施肥溝を形成して肥料を施肥溝内に案内する。 The fertilizer hoses 44 guide the fertilizer transported by the conveying wind to the furrow formers 45. Each furrow former 45 is attached to each leveling float 15. Each furrow former 45 rises and falls together with each leveling float 15, and when the leveling floats 15 are on the ground during work travel, they form fertilizer furrows in the muddy parts of the rice paddy and guide the fertilizer into the furrows.

機体1は、その後部側に運転部20を備えている。運転部20には、手動走行操作具として、前輪操舵用のステアリングホイール21、無段変速装置14の変速操作を行うことで車速を調整する主変速レバー22、副変速装置の変速操作を可能にする副変速レバー23、苗植付装置3の昇降操作や作動状態の切り換えなどを可能にする手動操作具からなる作業操作器25などが備えられている。さらに運転席16の前方には、汎用端末9が設けられている。汎用端末9は、各種の情報を表示してオペレータに報知する報知デバイスや各種の情報の入力を受け付けるタッチパネルを備えている。さらに、運転部20の前方に、予備苗を収容する予備苗フレーム17が設けられている。 The machine body 1 is provided with a driving section 20 at its rear side. The driving section 20 is provided with a steering wheel 21 for steering the front wheels, a main speed change lever 22 for adjusting the vehicle speed by changing the speed of the continuously variable transmission 14, an auxiliary speed change lever 23 for changing the speed of the auxiliary speed change lever, and a work operation device 25 consisting of a manual operation tool for raising and lowering the seedling planting device 3 and switching the operating state. Furthermore, a general-purpose terminal 9 is provided in front of the driver's seat 16. The general-purpose terminal 9 is provided with an alarm device that displays various information to notify the operator and a touch panel that accepts input of various information. Furthermore, a spare seedling frame 17 for storing spare seedlings is provided in front of the driving section 20.

ステアリングホイール21は、非図示の操舵機構を介して前輪12Aと連結されており、ステアリングホイール21の回転操作を通じて、前輪12Aの操舵角が調整される。操舵機構には、ステアリングモータM1も連結されており、自動走行時には、操舵信号に基づいてステアリングモータM1が動作することにより、前輪12Aの操舵角が調整される。さらに、主変速レバー22を自動操作するための変速操作用モータM2も備えられており、自動走行時には、変速信号に基づいて変速操作用モータM2が動作することにより、無段変速装置14の変速位置が調整される。 The steering wheel 21 is connected to the front wheels 12A via a steering mechanism (not shown), and the steering angle of the front wheels 12A is adjusted by rotating the steering wheel 21. A steering motor M1 is also connected to the steering mechanism, and during automatic driving, the steering motor M1 operates based on a steering signal to adjust the steering angle of the front wheels 12A. In addition, a gear shift motor M2 for automatically operating the main shift lever 22 is also provided, and during automatic driving, the gear shift position of the continuously variable transmission 14 is adjusted by the gear shift motor M2 operating based on a gear shift signal.

予備苗フレーム17の上部には、上方に延びた延長フレーム17aが設けられている。この延長フレーム17aには、外部に田植機の状態を報知する複数のカラーランプが縦方向に並んだ積層灯18と、測位ユニット8が取り付けられている。測位ユニット8は、機体1の位置及び方位(機体方位)を算出するための測位データを出力する。測位ユニット8には、全地球航法衛星システム(GNSS)の衛星からの電波を受信する衛星測位モジュール8Aと、機体1の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュール8Bが含まれている。 An extension frame 17a is provided on the top of the spare seedling frame 17, extending upward. Attached to this extension frame 17a are a stacked light 18 with multiple color lamps arranged vertically to notify the outside of the rice transplanter's status, and a positioning unit 8. The positioning unit 8 outputs positioning data for calculating the position and orientation (aircraft orientation) of the vehicle 1. The positioning unit 8 includes a satellite positioning module 8A that receives radio waves from satellites of the Global Navigation Satellite System (GNSS), and an inertial measurement module 8B that detects the three-axis tilt and acceleration of the vehicle 1.

この田植機による自動走行と手動走行とを組み合わせた苗植付作業における処理手順の一例が図2に示されている。この処理手順には、作業前処理#A、マップ作成処理#B、境界線算出処理#C、経路生成処理#D、作業開始点誘導処理#E、内側往復植付処理#F、外周植付処理#Hが含まれている。なお、本発明における直進なる語句は、厳密に直線状に走行ことを意味しているわけではなく、大きな湾曲を描く走行や蛇行走行なども含まれる。 An example of the processing procedure for seedling planting work that combines automatic and manual driving by this rice transplanter is shown in Figure 2. This processing procedure includes pre-work process #A, map creation process #B, boundary line calculation process #C, route generation process #D, work start point guidance process #E, inner reciprocating planting process #F, and outer periphery planting process #H. Note that the term "straight ahead" in this invention does not mean traveling in a strictly straight line, but also includes traveling that makes a large curve or serpentine traveling.

作業前処理#Aでは、田植機の制御系の各ユニット間の通信チェックや測位ユニット8の通信チェックなどが行われる。さらに、田植機では、リモコン90(図1参照)を用いた遠隔制御や障害物検出器80(図3参照)による障害物検出が行われるので、リモコン90や障害物検出器80の機能チェックも前処理として行われる。図3に示すように、この実施形態での障害物検出器80はソナータイプであり、機体1の前方を検出範囲とする4つのフロントソナー80f、機体1の左右を検出範囲とする2つのサイドソナー80s、機体1の前方を検出範囲とする2つのリアソナー80rからなる。 In pre-operation process #A, communication checks are performed between the units of the rice transplanter's control system and the positioning unit 8. Furthermore, since the rice transplanter is remotely controlled using a remote control 90 (see FIG. 1) and obstacles are detected by an obstacle detector 80 (see FIG. 3), the functions of the remote control 90 and the obstacle detector 80 are also checked as pre-operation. As shown in FIG. 3, the obstacle detector 80 in this embodiment is a sonar type, and consists of four front sonars 80f whose detection range is in front of the machine body 1, two side sonars 80s whose detection range is on the left and right of the machine body 1, and two rear sonars 80r whose detection range is in front of the machine body 1.

マップ作成処理#Bは、作業対象となっている圃場のマップ、つまり圃場面の外形を測定する処理である。図4に示すように、田植機が圃場面を境界付ける畔などの境界物に沿って、つまり圃場面の最外周に沿って、手動走行(マップ作成ティーチング走行)した時に得られる測位ユニット8からの位置信号に基づいて走行軌跡(ティーチング走行軌跡)が算出される。この走行軌跡から、圃場面の地図情報としての圃場輪郭線、つまり圃場マップが生成される。 Map creation process #B is a process for measuring the map of the field being worked on, that is, the outer shape of the field. As shown in FIG. 4, a travel trajectory (teaching travel trajectory) is calculated based on the position signal from the positioning unit 8 obtained when the rice transplanter travels manually (map creation teaching travel) along boundary objects such as levees that bound the field, that is, along the outermost periphery of the field. From this travel trajectory, a field contour line is generated as map information of the field, that is, a field map.

境界線算出処理#Cでは、図4に示すように、マップ作成処理#Bで算出された走行軌跡から、田植機が圃場の境界物との接触を避けるための限界となる機体1の位置を示す境界線が算出される。田植機の通常の走行において、機体1の位置がこの境界線(越境ラインとも呼ばれる)を越えない限り、田植機が畔などの境界物と接触しない。機体1の位置が境界線に達すると、機体1は強制的に停止する。不測のスリップや操舵のふらつきなどが生じても、田植機が畔などの境界物と接触しないように安全距離を付加して、最終的な境界線の位置が決定される。 In boundary calculation process #C, as shown in FIG. 4, a boundary line indicating the position of the machine 1 at the limit where the rice transplanter can avoid contact with boundary objects in the field is calculated from the travel trajectory calculated in map creation process #B. During normal travel of the rice transplanter, the rice transplanter will not come into contact with boundary objects such as ridges unless the position of the machine 1 crosses this boundary line (also called the border line). When the position of the machine 1 reaches the boundary line, the machine 1 is forced to stop. A safety distance is added to prevent the rice transplanter from coming into contact with boundary objects such as ridges even if unexpected slippage or steering uncertainty occurs, and the final position of the boundary line is determined.

経路生成処理#Dでは、マップ作成処理#Bで作成された圃場マップに基づいて規定される圃場内に、自動走行の目標となる走行経路が所定のアルゴリズムによって作成される。自動走行での苗植付作業のために生成される走行経路について、以下に説明する。 In route generation process #D, a driving route that is the target for automatic driving is created by a specified algorithm within the field that is defined based on the field map created in map creation process #B. The driving route that is generated for automatic driving to plant seedlings is described below.

圃場マップによって規定された圃場面は、図4に示すように、結果的に、外周領域と内部領域とに区分けされる。生成される走行経路は、外周領域に設定される周回走行経路(図5参照)と、内部領域に設定される往復走行経路(図6参照)とからなる。さらに、作業開始点誘導経路(図6参照)も外周領域の一辺に設定される。田植機は、最初に往復走行経路に沿って内部領域に対する苗植付作業を行い(内部作業走行モードと称する)、その後に、周回走行経路に沿って外周領域に対する苗植付作業を行う(周回作業走行モードと称する)。 As a result, the field scene defined by the field map is divided into an outer periphery and an inner region, as shown in FIG. 4. The generated travel routes consist of a circular travel route set in the outer periphery (see FIG. 5) and a round trip travel route set in the inner region (see FIG. 6). In addition, a work start point guidance route (see FIG. 6) is also set on one side of the outer periphery. The rice transplanter first performs seedling planting work in the inner region along the round trip travel route (referred to as the inner work travel mode), and then performs seedling planting work in the outer periphery along the circular travel route (referred to as the circular work travel mode).

図5で示された周回走行経路は、圃場境界物(畔)に平行に延びる周回直進経路と、周回直進経路どうしをつなぐために前進と後進とを取り入れた方向転換経路とからなる。図5において、周回直進経路には符号R1が付与され、方向転換経路には符号R2が付与されている。図6で示された往復走行経路は、多数の互いに略平行な直進経路と、直進経路どうしをつなぐ旋回経路(Uターン経路)からなる。図6において、直進経路にはR3が付与され、旋回経路には符号R5が付与されている。それぞれの直進経路に沿った植付作業が開始される位置である作業開始点から苗の植え付けが開始され、直進経路に沿った植付作業が終了する位置である作業終了点(旋回開始位置でもある)で苗の植え付けが終了される。図6において、内部領域における植付作業の開始位置となる作業開始点には符号WSが付与され、内部領域における植付作業の終了位置となる植付終了点には符号WEが付与されている。さらに、図6には、出入口付近での田植機の待機位置から往復走行経路の走行開始位置である作業開始点までの作業開始点誘導経路(図6で符号R6が付与されている)が示されている。 The circular travel path shown in FIG. 5 consists of a circular straight path that runs parallel to the field boundary (bank) and a direction change path that incorporates forward and backward movement to connect the circular straight paths. In FIG. 5, the circular straight path is given the symbol R1, and the direction change path is given the symbol R2. The round trip travel path shown in FIG. 6 consists of a number of straight paths that are approximately parallel to each other and a turning path (U-turn path) that connects the straight paths. In FIG. 6, the straight paths are given the symbol R3, and the turning paths are given the symbol R5. Planting of seedlings starts from the work start point, which is the position where planting work along each straight path starts, and planting of seedlings ends at the work end point (which is also the turning start position), which is the position where planting work along the straight path ends. In FIG. 6, the work start point, which is the start position of planting work in the inner area, is given the symbol WS, and the planting end point, which is the end position of planting work in the inner area, is given the symbol WE. Furthermore, FIG. 6 shows a work start point guidance route (given the symbol R6 in FIG. 6) from the waiting position of the rice transplanter near the entrance/exit to the work start point, which is the travel start position of the round-trip travel route.

作業開始点誘導処理#Eでは、マップ作成ティーチング走行を終えて、出入口付近の待機位置に停止している田植機は、苗植付作業の開始点である走行開始位置までの走行経路である作業開始点誘導経路に沿って、自動走行で走行開始位置まで走行する。その際、この作業開始点誘導経路を用いた自動走行(作業開始点誘導走行)は、待機位置における田植機の機体1が、予め定められた特定位置で特定方位であるという条件が満たされた場合に、許可される。 In work start point guidance process #E, the rice transplanter, which has completed map creation teaching travel and is stopped at the standby position near the entrance/exit, automatically travels to the travel start position, which is the starting point of the seedling planting work, along the work start point guidance route, which is the travel route to the travel start position. At that time, automatic travel using this work start point guidance route (work start point guidance travel) is permitted when the condition that the rice transplanter body 1 at the standby position is in a specific position and in a specific direction that has been determined in advance is satisfied.

内側往復植付処理#Fでは、走行モードは内部作業走行モードとなり、図6に示された往復走行経路に沿って自動走行され、作業開始点から植付終了点までの内部領域での自動走行作業(苗植付作業)が、直進走行(作業走行)と旋回走行(非作業走行)とを繰り返しながら行われる。なお、圃場が大きい場合、内側往復植付処理において、苗補給処理#Gが含まれる。 In the inner reciprocating planting process #F, the travel mode becomes the internal work travel mode, and the machine automatically travels along the reciprocating travel path shown in FIG. 6. The machine performs the automatic travel work (seedling planting work) in the internal area from the work start point to the planting end point by repeating straight travel (work travel) and turning travel (non-work travel). Note that when the field is large, the inner reciprocating planting process includes the seedling supply process #G.

内側往復植付処理#Fが植付終了点で終了すると、走行モードは周回作業走行モードとなり、図5で示された周回走行経路に沿った外周領域での自動走行作業(苗植付作業)である外周植付処理#Hが実行される。この実施形態では、周回走行経路は、最初に走行する内側一周分の内周回走行経路と、その後に走行する外側一周分の外周回走行経路とからなる。基本的には、外周回走行経路の終了位置は圃場の出入口となっているので、外周回走行経路に沿った苗植付作業の後、田植機は、出入口を通じて圃場から出る。内周回走行経路に沿った苗植付作業は自動走行で行われる。外周回走行経路に沿った苗植付作業は、精密な走行が必要とされるので、自動走行であっても、監視者としての運転者が搭乗する有人自動走行が好ましい。 When the inner reciprocating planting process #F ends at the planting end point, the travel mode becomes the circular work travel mode, and the outer periphery planting process #H, which is the automatic travel work (seedling planting work) in the outer periphery area along the circular travel path shown in FIG. 5, is executed. In this embodiment, the circular travel path consists of the inner circular travel path of one inner revolution that is traveled first, and the outer periphery travel path of one outer revolution that is traveled after that. Basically, the end position of the outer periphery travel path is the entrance/exit of the field, so after the seedling planting work along the outer periphery travel path, the rice transplanter leaves the field through the entrance/exit. The seedling planting work along the inner circular travel path is performed by automatic travel. Since the seedling planting work along the outer periphery travel path requires precise travel, even if it is automatic travel, manned automatic travel with a driver on board as a supervisor is preferable.

図5と図6とに示した走行経路パターンでは、往復走行経路の植付終了点、周回走行経路の開始点、周回走行経路の終了点は、圃場の出入口の近傍に位置している。往復走行経路における直進経路の本数が偶数の場合は良いが、直進経路の本数が奇数の場合、往復走行経路の植付終了点が出入口の反対側になる。この不都合を避けるため、図7に示すように、最終の直進経路(図7では符号Lnが付与されている)以外の直進経路、例えば、図9では符号Ln-1が付与されている直進経路を非作業(非苗植付作業)で空走行し、次の直進経路(図7では符号Lnが付与されている最終直進経路)を走行した後、空走行した直進経路を苗植付作業しながら走行する。これにより、最終直進経路の植付終了点が出入口側に反転される。図7の例では、植付終了点の位置が植付幅分だけ移動する。これを避けるには、他の直進経路を空走行直進経路として選択してするとよい。 In the travel path patterns shown in Figures 5 and 6, the planting end point of the round-trip travel path, the start point of the circular travel path, and the end point of the circular travel path are located near the entrance and exit of the field. It is fine if the number of straight paths in the round-trip travel path is an even number, but if the number of straight paths is an odd number, the planting end point of the round-trip travel path will be on the opposite side of the entrance and exit. To avoid this inconvenience, as shown in Figure 7, a straight path other than the final straight path (given the symbol Ln in Figure 7), for example, the straight path given the symbol Ln-1 in Figure 9, is run empty without work (non-seedling planting work), and after running the next straight path (the final straight path given the symbol Ln in Figure 7), the straight path on which it was run empty is run while planting seedlings. As a result, the planting end point of the final straight path is reversed to the entrance and exit side. In the example of Figure 7, the position of the planting end point moves by the planting width. To avoid this, select another straight route as the free straight route.

外周回走行経路は、マップ作成ティーチング走行での走行軌跡に一致するように作成されているので、外周回走行経路に正確に倣いながら走行すれば、機体1が畦などに接触することはない。しかしながら、マップ作成ティーチング走行では、機体1は苗植付装置3を上昇させた状態で走行するのに対して、外周回走行経路の走行では苗植付装置3を上昇させた状態で走行する。このため、機体1の位置によっては、外周回走行経路の走行開始時に苗植付装置3を下降させた場合、苗植付装置3が畔に接触する可能性がある。このことを避けるため、外周回走行経路での走行では、作業走行に移行する前に行われる自動一時停止において、苗植付装置3の下降安全性が運転者によって確認される。自動一時停止では、苗植付装置3は上昇となっている。 The outer perimeter travel route is created to match the travel trajectory during map creation teaching travel, so if the vehicle travels while accurately following the outer perimeter travel route, the vehicle 1 will not come into contact with ridges, etc. However, while the vehicle travels with the seedling planting device 3 elevated during map creation teaching travel, the vehicle travels with the seedling planting device 3 elevated when traveling along the outer perimeter travel route. For this reason, depending on the position of the vehicle 1, if the seedling planting device 3 is lowered at the start of traveling along the outer perimeter travel route, the seedling planting device 3 may come into contact with the ridge. To avoid this, when traveling along the outer perimeter travel route, the driver checks the safety of lowering the seedling planting device 3 during the automatic temporary stop that is performed before switching to work travel. During the automatic temporary stop, the seedling planting device 3 is elevated.

この自動一時停止と、運転者による下降安全性の確認と、確認後の自動作業走行の開始とからなる下降安全確認制御の一例が、図8を用いて説明する。図8では、機体1が圃場コーナに入る前に、ポイントP1で、苗植付装置3が上昇され、非作業自動走行である方向転換走行が行われる。方向転換走行は、ポイントP1からポイントP2までの直進走行経路R21と、ポイントP2からポイントP3までの後進旋回走行経路R22とを走行目標として行われる。このポイントP3において、外周回走行経路の次の周回直進経路が捕捉されるので、苗植付装置3を下降させた自動作業走行が開始可能となるが、ポイントP3において、機体1は一時停止する。この自動一時停止の状態において、ここで苗植付装置3を安全に下降させてもよいかどうかを運転者が判断することを要求する報知が行われる。運転者が問題なしと判断した場合、運転者によって苗植付装置3を下降させる操作(自動開始前操作としての作業装置の下降操作)が行われる。この操作により、自動作業走行の開始が許可される。 An example of the descent safety confirmation control consisting of this automatic temporary stop, confirmation of descent safety by the driver, and the start of automatic work travel after confirmation will be described with reference to FIG. 8. In FIG. 8, before the machine body 1 enters the field corner, the seedling planting device 3 is raised at point P1, and a direction change travel, which is a non-work automatic travel, is performed. The direction change travel is performed with the straight travel route R21 from point P1 to point P2 and the reverse turning travel route R22 from point P2 to point P3 as the travel targets. At this point P3, the next circumferential straight travel route of the circumferential travel route is captured, so that automatic work travel with the seedling planting device 3 lowered can be started, but at point P3, the machine body 1 is temporarily stopped. In this automatic temporary stop state, a notification is made requesting the driver to determine whether it is safe to lower the seedling planting device 3 here. If the driver determines that there is no problem, the driver performs an operation to lower the seedling planting device 3 (lowering the work device as an operation before automatic start). This operation allows the start of automatic work driving.

この下降安全確認制御は、外周回走行経路が設定されている領域で、苗植付装置3を上昇させた非作業走行(自動走行でも手動走行でもよい)から苗植付装置3を下降させる自動作業走行に移行する際に、実行される。 This descent safety confirmation control is executed when transitioning from non-work travel (which may be automatic or manual) in which the seedling planting device 3 is raised to automatic work travel in which the seedling planting device 3 is lowered in an area where a circular travel route is set.

次に、図9を用いて、外周回走行経路が設定されている領域以外で実行される下降安全確認制御の一例を説明する。図9では、内部領域での往復走行経路の直進経路に存在している走行障害物を回避するための障害物回避走行経路での下降安全確認制御が示されている。往復走行経路の直進経路を目標とする自動直進作業走行が走行障害物の手前のポイントQ1まで行われると、苗植付装置3が上昇され、非作業自動走行である後進旋回走行経路R31を用いてポイントQ2まで後進旋回走行が行われ、さらに前進旋回走行経路R32を用いてポイントQ3まで前進旋回走行が行われる。このポイントQ3において、次の直進経路が捕捉されるので、苗植付装置3が下降させた自動作業走行が開始可能となるが、ポイントQ3において、機体1は一時停止する。この自動一時停止の状態において、ここでこのまま自動作業走行させても下降させた苗植付装置3と走行障害物とが干渉しないかどうかを運転者が判断することを要求する報知が行われる。運転者が問題なしと判断した場合、運転者によって苗植付装置3を下降させる操作(自動開始前操作)が行われる。この操作により、自動作業走行の開始が許可される。 Next, an example of descent safety confirmation control executed in a region other than the region where the outer circumferential travel path is set will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 shows descent safety confirmation control in an obstacle avoidance travel path for avoiding a travel obstacle existing in the straight path of the round-trip travel path in the internal region. When the automatic straight work travel aiming at the straight path of the round-trip travel path is performed up to point Q1 just before the travel obstacle, the seedling planting device 3 is raised, and backward turning travel is performed up to point Q2 using the backward turning travel path R31, which is non-work automatic travel, and further forward turning travel is performed up to point Q3 using the forward turning travel path R32. At this point Q3, the next straight path is captured, so that the automatic work travel with the seedling planting device 3 lowered can be started, but at point Q3, the machine body 1 is temporarily stopped. In this automatic temporary stop state, a notification is made requesting the driver to determine whether the lowered seedling planting device 3 will not interfere with the travel obstacle even if the automatic work travel is continued. If the driver determines that there are no problems, the driver performs an operation to lower the seedling planting device 3 (pre-automatic start operation). This operation allows the start of automatic operation travel.

図10には、この田植機の制御系の制御ブロック図が示されている。田植機の制御系は、田植機の各種動作を制御する制御装置100と、制御装置100とのデータ交換が可能な汎用端末9とリモコン90とからなる。制御装置100には、測位ユニット8、作業操作器25、走行センサ群28、作業センサ群29、障害物検出器80からの信号が入力されている。制御装置100からの制御信号が、走行機器群1Aと作業機器群1Bとに出力される。 Figure 10 shows a control block diagram of the control system of this rice transplanter. The control system of the rice transplanter consists of a control device 100 that controls various operations of the rice transplanter, a general-purpose terminal 9 that can exchange data with the control device 100, and a remote control 90. Signals from the positioning unit 8, the work operation device 25, the travel sensor group 28, the work sensor group 29, and the obstacle detector 80 are input to the control device 100. Control signals from the control device 100 are output to the travel equipment group 1A and the work equipment group 1B.

走行機器群1Aには、例えば、ステアリングモータM1や変速操作用モータM2が含まれており、制御装置100からの制御信号に基づいて、ステアリングモータM1が制御されることで操舵角が調節され、変速操作用モータM2が制御されることで車速が調節される。 The group of driving devices 1A includes, for example, a steering motor M1 and a gear shift motor M2. Based on a control signal from the control device 100, the steering motor M1 is controlled to adjust the steering angle, and the gear shift motor M2 is controlled to adjust the vehicle speed.

作業機器群1Bには、例えば、苗植付装置3を昇降調整する昇降シリンダ11a、植付機構32による苗取り量を調節する苗取り量調節機器、繰出機構42による肥料の繰出し量を変更する繰出し量調節機器などが含まれている。 The work equipment group 1B includes, for example, a lifting cylinder 11a that adjusts the elevation of the seedling planting device 3, a seedling harvesting amount adjustment device that adjusts the amount of seedlings harvested by the planting mechanism 32, and a feed amount adjustment device that changes the amount of fertilizer fed by the feed mechanism 42.

走行センサ群28には、操舵角、車速、エンジン回転数などの状態及びそれらに対する設定値を検出する各種センサが含まれている。作業センサ群29には、リンク機構11、苗植付装置3、施肥装置4の状態を検出する各種センサが含まれている。 The group of travel sensors 28 includes various sensors that detect the steering angle, vehicle speed, engine RPM, and other conditions and their corresponding settings. The group of work sensors 29 includes various sensors that detect the conditions of the link mechanism 11, the seedling planting device 3, and the fertilizer application device 4.

制御装置100には、走行制御部6、作業制御部51、機体位置算出部52、走行経路管理部53、運転制御状態検知部55、自動作業走行管理部56、入力信号処理部50a、通信部50bが備えられている。 The control device 100 includes a driving control unit 6, a work control unit 51, a vehicle position calculation unit 52, a driving route management unit 53, a driving control state detection unit 55, an automatic work driving management unit 56, an input signal processing unit 50a, and a communication unit 50b.

制御装置100に車載LANを通じて接続されている汎用端末9には、圃場情報格納部91、圃場マップ作成部92、走行経路生成部93、境界線算出部94、走行軌跡生成部95が備えられている。圃場情報格納部91は、作付け種や圃場の入口(出口)位置や苗補給可能位置など圃場に関する情報が格納されている。圃場マップ作成部92は、図2を用いて説明されたマップ作成処理を行う。 The general-purpose terminal 9 connected to the control device 100 via an in-vehicle LAN is equipped with a field information storage unit 91, a field map creation unit 92, a driving route generation unit 93, a boundary calculation unit 94, and a driving trajectory generation unit 95. The field information storage unit 91 stores information about the field, such as the planting species, the entrance (exit) position of the field, and the position where seedlings can be supplied. The field map creation unit 92 performs the map creation process described using FIG. 2.

走行経路生成部93は、圃場マップ作成部92によって作成された圃場マップに基づいて圃場を外周領域と内部領域とに区分けし、外周領域を走行するための周回走行経路と、内部領域の往復走行経路を生成する。周回走行経路の外周回走行経路は、マップ作成ティーチング走行の走行軌跡を流用して作成される。さらに、走行経路生成部93は、マップ作成ティーチング走行によって圃場内に走行障害物が検出された場合には、この走行障害物を回避する走行経路も作成する。 The travel route generation unit 93 divides the field into an outer periphery and an inner region based on the field map created by the field map creation unit 92, and generates a circular travel route for traveling in the outer periphery and a round trip travel route for the inner region. The outer periphery travel route of the circular travel route is created by reusing the travel trajectory of the map creation teaching travel. Furthermore, if a travel obstacle is detected in the field by the map creation teaching travel, the travel route generation unit 93 also creates a travel route that avoids this travel obstacle.

境界線算出部94は、図2のステップ#Cを用いて説明された境界線算出処理を行う。圃場マップ作成部92によるマップ作成処理や境界線算出部94による境界線算出処理には、マップ作成ティーチング走行における走行軌跡が必要である。走行軌跡生成部95は、機体位置算出部52によって算出された機体位置に基づいて、機体1の走行軌跡を生成する。 The boundary calculation unit 94 performs the boundary calculation process described using step #C in FIG. 2. The map creation process by the field map creation unit 92 and the boundary calculation process by the boundary calculation unit 94 require a travel trajectory during map creation teaching travel. The travel trajectory generation unit 95 generates a travel trajectory of the machine 1 based on the machine position calculated by the machine position calculation unit 52.

入力信号処理部50aは、田植機に設けられている各種センサ、スイッチ、レバーなどからの信号を処理して、制御装置100に構築されている機能部に転送する。通信部50bは、無線通信機能を有し、外部とのデータ通信、例えばリモコン90とのデータ通信を行ない、受信データは入力信号処理部50aに転送される。 The input signal processing unit 50a processes signals from various sensors, switches, levers, etc. provided in the rice transplanter and transfers them to the functional units built into the control device 100. The communication unit 50b has a wireless communication function and performs data communication with the outside, for example data communication with the remote control 90, and the received data is transferred to the input signal processing unit 50a.

走行制御部6には、自動走行制御部6Aと手動走行制御部6Bと制御管理部6Cとが備えられている。自動走行制御部6Aは、自動走行時の速度制御や操舵制御を行う。走行経路管理部53によって設定された目標となる走行経路と機体位置とに基づいて算出される横偏差及び方位偏差が縮小するように、操舵制御が行われる。 The driving control unit 6 is equipped with an automatic driving control unit 6A, a manual driving control unit 6B, and a control management unit 6C. The automatic driving control unit 6A performs speed control and steering control during automatic driving. Steering control is performed so as to reduce the lateral deviation and azimuth deviation calculated based on the target driving route set by the driving route management unit 53 and the aircraft position.

作業制御部51は、自動走行では、前もって与えられているプログラムに基づいて自動的に作業機器群1Bを制御し、手動走行では、運転者の操作に基づいて、作業機器群1Bを制御する。なお、上述した、下降安全確認制御においては、自動走行モードにおいては、苗植付装置3は、作業操作器25を用いた運転者の操作によって下降される。 In automatic driving, the work control unit 51 automatically controls the work equipment group 1B based on a program that has been given in advance, and in manual driving, it controls the work equipment group 1B based on the driver's operation. In the above-mentioned descent safety confirmation control, in the automatic driving mode, the seedling planting device 3 is lowered by the driver's operation using the work operation device 25.

機体位置算出部52は、測位ユニット8から逐次送られてくる衛星測位データに基づいて、機体1の地図座標(機体位置)を算出する。走行経路管理部53は、走行経路生成部93によって生成された各種走行経路を汎用端末9から受け取って管理し、自動走行モードでの機体操舵の目標となる走行経路を順次設定する。 The aircraft position calculation unit 52 calculates the map coordinates (aircraft position) of the aircraft 1 based on the satellite positioning data successively sent from the positioning unit 8. The driving route management unit 53 receives and manages various driving routes generated by the driving route generation unit 93 from the general-purpose terminal 9, and sequentially sets driving routes that are targets for steering the aircraft in the automatic driving mode.

運転制御状態検知部55は、制御装置100で取り扱われている制御情報に基づいて、走行制御状態や作業制御状態を検知する。特に、この運転制御状態検知部55は、作業装置である苗植付装置3を上昇させた状態での非作業走行から苗植付装置3を下降させた状態での自動作業走行に移行する前に行われる停車を伴う自動一時停止を検知する。この自動一時停止は、機体1が走行している走行経路、機体位置、走行センサ群28及び作業センサ群29からの検出信号に基づいて検知される。 The driving control state detection unit 55 detects the driving control state and the work control state based on the control information handled by the control device 100. In particular, the driving control state detection unit 55 detects an automatic temporary stop accompanied by a stop that is performed before transitioning from non-work driving with the seedling planting device 3, which is the work device, raised, to automatic work driving with the seedling planting device 3 lowered. This automatic temporary stop is detected based on the driving route on which the machine 1 is traveling, the machine position, and detection signals from the driving sensor group 28 and the work sensor group 29.

自動作業走行管理部56は、運転制御状態検知部55によって自動一時停止が検知されると、自動一時停止の状態から自動作業走行に移行するための自動作業走行の開始条件が満たされているかどうかをチェックする。この自動作業走行の開始条件には、自動作業走行を行うために要求される各種信号が制御装置100に入力されていること、自動作業走行のための走行経路が捕捉されていること、さらには、運転者による自動開始前操作としての苗植付装置3を下降させるための作業操作器25に対する操作(自動開始前操作の一例)が含まれている。 When the driving control state detection unit 55 detects an automatic pause, the automatic work driving management unit 56 checks whether the conditions for starting automatic work driving to transition from an automatic pause state to automatic work driving are met. The conditions for starting automatic work driving include various signals required for automatic work driving being input to the control device 100, a driving route for automatic work driving being captured, and an operation of the work operation device 25 by the driver to lower the seedling planting device 3 as a pre-automatic start operation (an example of a pre-automatic start operation).

さらに自動作業走行管理部56は、自動一時停止が検知されると、運転者に安全を確認して苗植付装置3を下降させるための作業操作器25に対する操作を行うことを要求する報知を行う。この報知は、汎用端末9のディスプレイやスピーカなどを通じて行われる。 Furthermore, when an automatic temporary stop is detected, the automatic work driving management unit 56 issues a notification to the driver requesting him/her to confirm safety and operate the work operation device 25 to lower the seedling planting device 3. This notification is issued via the display, speaker, etc. of the general-purpose terminal 9.

〔別実施の形態〕
(1)上記実施形態では、自動開始前操作として、苗植付装置3を下降させるための作業操作器25に対する操作が利用されたが、この操作以外に、苗植付装置3に対するその他の操作、例えば各条クラッチの操作などを利用してもよい。さらに別な自動開始前操作は、苗植付装置3の下降位置を変更するために走行経路を変更する操作である。苗植付装置3の下降位置を変更する必要がない場合には、走行経路の変更を不要とする操作が自動開始前操作として行われる。作業装置の下降位置に問題がないとする確認操作としての自動開始前操作は、汎用端末9のタッチパネル対する入力操作でもよい。
(2)上記実施形態では、圃場マップ作成部92や走行経路生成部93や境界線算出部94、走行軌跡生成部95が汎用端末9に構築されていたが、そのうちの少なくとも一部は、制御装置100に構築されてもよいし、制御装置100との間でデータ交換可能な外部の管理コンピュータに構築されてもよい。逆に、自動作業走行管理部56や運転制御状態検知部55が汎用端末9に構築されてもよい。
(3)自動走行制御部6Aによる旋回経路での操舵角は、生成された旋回経路に沿うような制御で行ってもよいし、あるいは、所定の旋回経路になるように予め決められた操舵角を用いるような制御で行ってもよい。
(4)上記実施形態では、農作業車として田植機が採用されたが、施肥機やトラクタ、直播機、噴霧(散布)用管理機などの農作業車であってもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the operation of the work operating device 25 for lowering the seedling planting device 3 was used as the pre-automatic start operation, but other operations of the seedling planting device 3, such as the operation of each row clutch, may be used in addition to this operation. Another pre-automatic start operation is an operation for changing the travel path to change the lowered position of the seedling planting device 3. When it is not necessary to change the lowered position of the seedling planting device 3, an operation that does not require changing the travel path is performed as the pre-automatic start operation. The pre-automatic start operation as a confirmation operation to confirm that there is no problem with the lowered position of the work device may be an input operation on the touch panel of the general-purpose terminal 9.
(2) In the above embodiment, the field map creation unit 92, the driving route generation unit 93, the boundary calculation unit 94, and the driving trajectory generation unit 95 are implemented in the general-purpose terminal 9, but at least some of them may be implemented in the control device 100, or may be implemented in an external management computer capable of exchanging data with the control device 100. Conversely, the automatic work driving management unit 56 and the driving control state detection unit 55 may be implemented in the general-purpose terminal 9.
(3) The steering angle on the turning path by the automatic driving control unit 6A may be controlled to follow the generated turning path, or it may be controlled to use a predetermined steering angle to result in a specified turning path.
(4) In the above embodiment, a rice transplanter is used as the agricultural work vehicle. However, the agricultural work vehicle may be a fertilizer applicator, a tractor, a direct seeding machine, or a spraying (dispersing) management machine.

なお、上記実施形態(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。 The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction arises. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. They can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.

本発明は、自動走行する農作業車に適用可能である。 The present invention can be applied to autonomous agricultural vehicles.

1 :機体
3 :苗植付装置(農用資材投与装置、作業装置)
6 :走行制御部
6A :自動走行制御部
6B :手動走行制御部
6C :制御管理部
8 :測位ユニット
25 :作業操作器
51 :作業制御部
52 :機体位置算出部
53 :走行経路管理部
55 :運転制御状態検知部
56 :自動作業走行管理部
80 :障害物検出器
90 :リモコン
91 :圃場情報格納部
92 :圃場マップ作成部
93 :走行経路生成部
94 :境界線算出部
95 :走行軌跡生成部
100 :制御装置
1: Machine 3: Seedling planting device (agricultural material administration device, work device)
6: Travel control unit 6A: Automatic travel control unit 6B: Manual travel control unit 6C: Control management unit 8: Positioning unit 25: Work operation device 51: Work control unit 52: Machine body position calculation unit 53: Travel route management unit 55: Driving control state detection unit 56: Automatic work travel management unit 80: Obstacle detector 90: Remote control 91: Field information storage unit 92: Field map creation unit 93: Travel route generation unit 94: Boundary calculation unit 95: Travel trajectory generation unit 100: Control device

Claims (7)

圃場の境界線に沿った外周領域と前記外周領域の内側に位置する内部領域とに分けられた前記圃場を自動走行する農作業車であって、
機体に昇降可能に設けられた作業装置と、
前記圃場での前記機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部と、
圃場マップに基づいて自動走行の目標となる走行経路を生成する走行経路生成部と、
前記走行経路に基づいて前記機体を自動走行させる自動走行制御部と、
前記作業装置を上昇させた状態での非作業走行から前記作業装置を下降させた状態での自動作業走行に移行する前に行われる停車を伴う自動一時停止を検知する運転制御状態検知部と、
前記外周領域における周回直進経路で前記自動作業走行から次周回直進経路への前記作業装置を上昇させた状態での前記非作業走行による圃場コーナ方向転換走行の後に行われる前記次周回直進経路での前記自動作業走行における前記自動一時停止の検知に基づいて、前記自動一時停止の状態から前記外周領域での前記自動作業走行に移行するための前記自動作業走行の開始条件に運転者による、前記作業装置が下降しても前記圃場に沿った境界物と干渉しないことを確認する自動開始前操作を含める自動作業走行管理部と、を備える農作業車。
An agricultural work vehicle that automatically travels in a field divided into an outer periphery area along a boundary line of the field and an inner area located inside the outer periphery area,
A working device provided on the machine body so as to be capable of ascending and descending;
a machine position calculation unit that calculates a machine position that is the position of the machine in the field;
a driving route generating unit that generates a driving route that is a target for automatic driving based on a farm field map;
an automatic driving control unit that automatically drives the vehicle based on the driving route;
a driving control state detection unit that detects an automatic temporary stop accompanied by a stop that is performed before transitioning from non-work traveling with the working device raised to automatic work traveling with the working device lowered;
an automatic work driving management unit that includes, based on detection of an automatic temporary stop in the automatic work driving on the next straight-line path in the outer circumferential area after a field corner turn by non-work driving with the work equipment raised on the straight-line path in the outer circumferential area from the automatic temporary stop in the automatic work driving on the next straight-line path in the outer circumferential area, a pre-automatic start operation by a driver to confirm that the work equipment will not interfere with boundary objects along the field even if it is lowered.
前記自動開始前操作が前記作業装置を下降させる下降操作である請求項1に記載の農作業車。 The agricultural work vehicle according to claim 1, wherein the pre-automatic start operation is a lowering operation that lowers the work implement. 前記自動開始前操作が前記作業装置の下降位置を確認したことを示す操作である請求項1または2に記載の農作業車。 The agricultural work vehicle according to claim 1 or 2, wherein the pre-automatic start operation is an operation indicating that the lowered position of the work implement has been confirmed. 前記自動開始前操作には前記下降位置を変更するための前記走行経路の変更が含まれている請求項3に記載の農作業車。 The agricultural work vehicle according to claim 3, wherein the pre-automatic start operation includes changing the travel path to change the lowering position. 前記自動作業走行管理部は前記運転者に前記自動開始前操作を要求する報知を行う請求項1から4のいずれか一項に記載の農作業車。 The agricultural work vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the automated work driving management unit notifies the driver to request the automatic pre-start operation. 圃場を自動走行する農作業車であって、
機体に昇降可能に設けられた作業装置と、
前記圃場での前記機体の位置である機体位置を算出する機体位置算出部と、
圃場マップに基づいて自動走行の目標となる走行経路を生成する走行経路生成部と、
前記走行経路に基づいて前記機体を自動走行させる自動走行制御部と、
前記作業装置を上昇させた状態での非作業走行から前記作業装置を下降させた状態での自動作業走行に移行する前に行われる停車を伴う自動一時停止を検知する運転制御状態検知部と、
前記自動一時停止の検知に基づいて、前記自動一時停止の状態から前記自動作業走行に移行するための前記自動作業走行の開始条件に運転者による前記作業装置の下降安全性確認のための自動開始前操作を含める自動作業走行管理部と、を備え、
前記自動開始前操作が前記開始条件となるのは、前記圃場内に存在する走行障害物を回避するための障害物回避走行経路における前記自動作業走行への移行時である農作業車。
An agricultural work vehicle that automatically travels in a field,
A working device provided on the machine body so as to be capable of ascending and descending;
a machine position calculation unit that calculates a machine position that is the position of the machine in the field;
a driving route generating unit that generates a driving route that is a target for automatic driving based on a farm field map;
an automatic driving control unit that automatically drives the vehicle based on the driving route;
a driving control state detection unit that detects an automatic temporary stop accompanied by a stop that is performed before transitioning from non-work traveling with the working device raised to automatic work traveling with the working device lowered;
and an automatic work driving management unit that includes an automatic pre-start operation by a driver to confirm the safety of lowering the work equipment as a start condition of the automatic work driving for transitioning from the automatic pause state to the automatic work driving based on the detection of the automatic pause,
In the agricultural work vehicle, the pre-automatic start operation becomes the start condition when transitioning to the automatic work driving on an obstacle avoidance driving path for avoiding a driving obstacle present in the field.
前記運転者による前記自動開始前操作には、前記自動開始前操作が前記作業装置を下降させる下降操作と、前記作業装置の下降位置を確認したことを示す操作と、前記下降位置を変更するための前記走行経路の変更と、のうちの少なくとも1つが含まれている請求項に記載の農作業車。 The agricultural work vehicle according to claim 6, wherein the automatic pre-start operation by the driver includes at least one of a lowering operation for lowering the work implement, an operation indicating that the lowered position of the work implement has been confirmed, and a change in the travel path to change the lowered position.
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