KR20200119228A

KR20200119228A - 기준국 장치

Info

Publication number: KR20200119228A
Application number: KR1020207007873A
Authority: KR
Inventors: 요스케 하나다; 타츠야 이시노
Original assignee: 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2020-10-19
Also published as: JP6879957B2; JP2019138727A; WO2019155812A1; US20210041575A1; CN111670386A; JP2021119353A; EP3751314A4; EP3751314A1

Abstract

가반형으로 구성한 경우에도 안정된 자세를 유지하면서 고정밀도인 측위가 가능해지는 기준국 장치를 제공한다. 이동국과의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나(11)와, 측위 위성으로부터 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나(19)와, 측위용 안테나(19) 및 통신용 안테나(11)의 작동을 제어하는 제어 유닛(30)을 구비한 기준국 장치(10)로서, 제어 유닛(30) 및 측위용 안테나(19)가 부착된 기준국 본체(20)와, 통신용 안테나(11)를 기준국 본체(20)보다 상방에 지지하는 통신용 안테나 지지부(12)와, 기준국 본체(20)에 대하여 통신용 안테나 지지부(13)를 착탈 가능하게 부착하는 통신용 안테나 부착부(16)를 구비했다.

Description

기준국 장치

본 발명은 이동국과의 사에에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나와, 측위 위성으로부터 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나와, 상기 측위용 안테나 및 상기 통신용 안테나의 작동을 제어하는 제어 유닛을 구비한 기준국 장치에 관한 것이다.

최근, 작업지에서의 작업 차량에 의한 농작업 등을 효율 좋게 행하기 위해서 상기 작업 차량을 자동 주행시키기 위한 자동 주행 시스템이 개발되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 이러한 자동 주행 시스템에서는 측위 위성으로부터의 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나를 작업지를 주행하는 이동국으로서의 작업 차량과, 상기 작업지 근방에 설치된 기준국으로서의 기준국 장치의 쌍방에 설치하고, 이들 이동국과 기준국의 쌍방의 측위용 안테나에서 수신한 측위 신호를 사용하여 이동국인 작업 차량의 현재 위치를 정밀도 좋게 측위한다.

또한, 이러한 자동 주행 시스템에서 이용되는 기준국 장치는 작업 차량의 주행 영역에 맞춰 적절한 위치에 설치하는 것이 바람직하기 때문에 가반형으로서 구성하는 것이 요구되어 있다.

또한, 휴대 단말용의 통신 네트워크의 분야에 있어서는 간이하게 설치 가능한 가반형 기지국 장치(액세스 포인트)가 제공되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2를 참조). 그러나 이 특허문헌 2의 가반형의 기지국 장치는 단말 장치와의 통신을 목적으로 하는 것이며, 작업 차량의 자동 주행 시스템에 이용되는 기준국 장치와 같이 측위 위성과의 통신을 행하는 것은 아니다.

일본 특허공개 2014-085168호 공보 일본 특허공개 2007-259289호 공보

자동 주행 시스템에 이용되는 기준국 장치에서는 이동국이 되는 작업 차량과의 통신 상태를 양호한 것으로 하기 위해서 이동국과의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나에 대해서는 높은 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 측위용 안테나에 대해서는 비교적 중량이 있기 때문에 높은 위치에 설치했을 경우에는 불안정하게 되어 전도되기 쉬워지고, 또한 측위의 어긋남이 발생하기 쉬워진다.

이 실정을 감안하여 본 발명의 주된 과제는 가반형으로 구성한 경우에도 안정된 자세를 유지하면서 고정밀도인 측위가 가능해지는 기준국 장치를 제공하는 점에 있다.

본 발명의 제 1 특징 구성은 이동국과의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나와,

측위 위성으로부터 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나와,

상기 측위용 안테나 및 상기 통신용 안테나의 작동을 제어하는 제어 유닛을 구비한 기준국 장치로서,

상기 제어 유닛 및 상기 측위용 안테나가 부착되어 지표면에 지지되는 기준국 본체와,

상기 통신용 안테나를 상기 기준국 본체보다 상방에 지지하는 통신용 안테나 지지부와,

상기 기준국 본체에 대하여 상기 통신용 안테나 지지부를 착탈 가능하게 부착하는 통신용 안테나 부착부를 구비한 점에 있다.

본 구성에 의하면 측위 위성으로부터 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나에 대해서는 제어 유닛과 함께 지표면에 안정적으로 지지되는 기준국 본체에 직접 부착되어 있다. 따라서, 측위용 안테나의 안정화를 도모하여 고정밀도인 측위를 실현할 수 있다. 한편, 이동국과의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나에 대해서는 기준국 본체에 대해서 부착되는 통신용 안테나 지지부에 의해 지지되어 있다. 따라서, 기준국 본체를 낮은 위치에 배치하면서도 통신용 안테나를 기준국 본체보다 상방의 가능한 한 높은 위치에 배치하여 이동국측과의 사이에서 양호한 통신을 실현할 수 있다.

또한, 통신용 안테나 부착부에 의해 통신용 안테나를 지지하기 위한 통신용 안테나 지지부를 기준국 본체로부터 분리하여 콤팩트한 상태로 용이하게 반송할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 가반형으로 구성한 경우에도 안정된 자세를 유지하면서 고정밀도인 측위가 가능해지는 기준국 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 제 2 특징 구성은 상기 기준국 본체가 상기 제어 유닛을 내부에 수용함과 아울러, 상기 제어 유닛의 앞면측을 개폐 가능한 개폐 도어를 갖는 점에 있다.

본 구성에 의하면 기준국 본체에 제어 유닛을 수용한 상태에 있어서 상기 제어 유닛의 앞면측을 개폐 도어에 의해 개폐할 수 있다. 따라서, 개폐 도어를 개방 상태로 하면 제어 유닛의 앞면측의 조작부에 대한 조작 등을 용이하게 행할 수 있고, 한편 개폐 도어를 폐쇄 상태로 하면 오조작을 방지하면서 상기 제어 유닛의 태양광에 의한 열화나 비나 먼지 등에 의한 고장 등을 적합하게 억제할 수 있다.

본 발명의 제 3 특징 구성은 상기 통신용 안테나 지지부가 상하로 연장되는 지지 막대로 구성되어 있음과 아울러, 상기 지지 막대의 상단부에 상기 통신용 안테나가 착탈 가능하게 부착되고,

상기 통신용 안테나 부착부가 상기 기준국 본체의 측방에 형성된 상기 지지 막대를 상기 지지 막대의 하단부를 지표면에 접촉시킨 상태로 유지 가능하게 구성되어 있는 점에 있다.

본 구성에 의하면 통신용 안테나 부착부에 의해 상단부에 통신용 안테나가 부착된 지지 막대를 하단부를 지표면에 접촉시킨 상태로 기준국 본체의 측방에 설치하여 유지할 수 있다. 따라서, 통신용 안테나를 적절한 높이로 지지하면서 지지 막대의 하단부가 지표면에 접촉함으로써 지지 막대 및 그 상단부에 부착된 통신용 안테나의 자세를 안정화시킬 수 있다. 또한, 지지 막대의 하단부가 지표면에 접촉하므로 지지 막대 및 통신용 안테나의 하중을 지표면에서 지지할 수 있고, 그 하중이 기준국 본체측에 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기준국 본체 및 그것에 부착되는 측위용 안테나의 자세에 대해서도 안정화시켜서 기준국 본체의 전도를 억제하면서 측위용 안테나에 의한 측위의 정밀도를 한층 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 4 특징 구성은 상기 기준국 본체가 지표면에 세워서 설치되는 지지 다리체에 대하여 착탈 가능하게 부착되는 지지 다리체 부착부를 갖는 점에 있다.

본 구성에 의하면 지지 다리체 부착부에 의해 기준국 본체를 지표면에 세워서 설치되는 지지 다리체로부터 분리하여 한층 용이하게 반송할 수 있다. 또한, 기준국 본체가 지지 다리체 부착부를 가짐으로써 삼각이나 말뚝 등 복수종의 지지 다리체에 대하여 적당히 기준국 본체를 부착할 수 있다.

도 1은 자동 주행 시스템의 개략 구성 및 기준국 장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 자동 주행 시스템에 있어서의 기준국 및 이동국의 통신 제어 상태를 나타내는 블록도이다.
도 3은 기준국 장치의 외관 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 통신용 안테나 지지부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 기준국 장치에 있어서의 기준국 본체에서의 통신용 안테나 지지부 및 지지 다리체의 부착 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 기준국 장치에 있어서의 기준국 본체의 배면측의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 기준국 장치에 있어서의 기준국 본체의 앞면측의 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 기준국 장치에 있어서의 기준국 본체의 개폐 도어를 개방 상태로 한 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 기준국 장치의 수납 박스로의 수납 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 기준국 장치의 수납 박스로의 수납 순서를 설명하는 도면이다.
도 11은 지지 막대 및 지지 다리를 수용하는 수납용 프레임체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 수납용 프레임체의 작업 차량으로의 부착 순서를 설명하는 도면이다.

본 발명에 의한 기준국 장치의 실시형태에 대해서 도면에 의거하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 기준국 장치(10)는 이동국으로서의 작업 차량(1)을 미리 정해진 경로를 따라 자동 주행시키기 위한 자동 주행 시스템에 있어서 기준국으로서 이용된 것으로서 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는 작업 차량(1)으로서 트랙터를 예시하고 있지만 트랙터 외 전식기, 콤바인, 토목·건축 작업 장치, 제설차 등 승용형 작업 차량에 추가하여 보행형 작업 차량도 적용 가능하다.

(자동 주행 시스템)

우선, 본 실시형태의 기준국 장치(10)를 이용한 자동 주행 시스템의 구성에 대해서 설명한다.

자동 주행 시스템에서는 작업지를 주행하는 작업 차량(1)의, 예를 들면 캐빈의 루프 상면에 위성 측위 시스템(NSS: Navigation Satellite System)을 구성하는 측위 위성(7)으로부터의 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나(2)를 설치하고, 상기 작업 차량(1)을 이동국으로 하고 있다. 한편, 작업 차량(1)의 자동 주행을 행하는 작업지의 근방에는 작업 차량(1)측과 동일 측위 위성(7)으로부터의 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나(19)를 갖는 기준국 장치(10)를 설치하고, 상기 기준국 장치(10)를 기준국으로 하고 있다.

자동 주행 시스템은 이들 기준국 장치(10)와 작업 차량(1) 각각에서 수신한 측위 신호를 사용하여 작업 차량(1)의 현재 위치를 측위하는 것으로서 구성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 작업 차량(1)에는 CPU나 기억 장치 등으로 구성된 제어 유닛(4)과, 기준국 장치(10)의 통신용 안테나(11)와의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나(3)가 설치되어 있다. 한편, 기준국 장치(10)에는 CPU나 기억 장치 등으로 구성된 제어 유닛(30)과, 작업 차량(1)의 통신용 안테나(3)와의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나(11)가 설치되어 있다. 이들 통신용 안테나(3, 11) 각각은 유저가 이용하는 태블릿형 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대 정보 단말(5)(도 1 참조)과의 사이에서도 WiFi 등을 통한 무선 통신이 가능하게 구성되어 있다.

각 무선 통신에 사용되는 주파수 대역은 공통의 주파수 대역이어도 좋고, 서로 상이한 주파수 대역이어도 좋다. 또한, 휴대 정보 단말(5)은, 예를 들면 터치패널을 갖는 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성되어 각종 정보를 터치패널에 표시 가능하며, 터치패널을 조작함으로써 각종 정보도 입력 가능하게 되어 있다. 휴대 정보 단말(5)은 유저가 작업 차량(1)의 외부에서 휴대해서 사용하는 것이 가능함과 아울러, 작업 차량(1)의 운전석의 옆 등에 장착해서 사용할 수도 있다.

통신용 안테나(3, 11)에 의해 작업 차량(1)과 기준국 장치(10) 사이에서 리얼 타임의 정보의 송수신이 가능해진다. 또한, 소정 애플리케이션 소프트웨어를 실행한 휴대 정보 단말(5)을 사용해서 작업 차량(1)을 원격으로 조작하는 것이 가능해진다.

작업 차량(1)에 형성된 제어 유닛(4)은 소정 컴퓨터 소프트웨어를 실행함으로써 이하에 설명하는 이동국 측위 처리, 방위각 특정 처리, 및 자동 주행 제어 등을 실행한다.

작업 차량(1)측의 제어 유닛(4)이 실행하는 이동국 측위 처리는 이동국인 작업 차량(1)의 현재 위치의 위도·경도 등을 나타내는 이동국 측위 정보를 구하는 처리로서 구성되어 있다. 이 이동국 측위 처리에서는 작업 차량(1)에 설치된 측위용 안테나(2)에서 측위 위성(7)으로부터 수신한 측위 신호와 기준국 장치(10)로부터 수신한 보정 정보에 의거하는 측위가 실행되어 이동국 측위 정보가 구해진다.

예를 들면, 이동국 측위 처리에 의해 행해지는 측위로서는 디퍼렌셜 측위 방식(DGPS 측위 방식), 리얼 타임 키네마틱 측위 방식(RTK-GPS 측위 방식) 등의 각종 측위 방법이 적용된다.

제어 유닛(4)은, 예를 들면 수초마다 이동국 측위 처리에 의한 측위를 반복하여 실행하고, 그 측위에 의해 얻어진 이동국 측위 정보를 측위 시의 시간 정보와 관련지어 축차 보존한다.

작업 차량(1)측의 제어 유닛(4)이 실행하는 방위각 특정 처리는 작업 차량(1)의 방위각을 구하는 처리로서 구성되어 있다. 이 방위각 특정 처리에서는 작업 차량(1)의 이동에 따라 이동국 측위 처리에서의 측위에 의해 얻어진 이동국 측위 정보의 변화 상태로부터 작업 차량(1)의 방위각이 구해진다.

예를 들면, 방위각 특정 처리에서는 이동국 측위 처리에 의해 현재의 이동국 측위 정보가 얻어진 시점에서 이미 보존된 직전의 이동국 측위 정보를 참조한다. 그리고 그 직전의 이동국 측위 정보로부터 현재의 이동국 측위 정보를 향하는 속도 벡터의 방향을 작업 차량(1)의 방위각으로서 특정할 수 있다.

또한, 상기 직전의 이동국 측위 정보로서는 보존된 직전의 이동국 측위 처리에서의 측위에 의해 얻어진 이동국 측위 정보를 사용할 수 있지만, 예를 들면 작업 차량(1)의 주행 개시 시에 있어서는 단독 측위 또는 유저가 입력해서 얻어진 이동국 측위 정보를 사용할 수도 있다.

제어 유닛(4)은, 예를 들면 이동국 측위 처리에 의한 측위가 실행될 때마다 작업 차량(1)의 방위각을 축차 특정하고, 그것에 의해 얻어진 작업 차량(1)의 방위각을 특정 시의 시간 정보와 관련지어 축차 보존한다.

작업 차량(1)측의 제어 유닛(4)이 실행하는 자동 주행 제어는 작업 차량(1)의 자동 주행을 실행하는 처리로서 구성되어 있다. 이 자동 주행 제어에서는 이동국 측위 처리에서의 측위에 의해 얻어진 이동국 측위 정보를 사용하여 미리 정해진 목표 주행 경로를 따른 작업 차량(1)의 자동 주행이 실행된다.

예를 들면, 휴대 정보 단말(5)에 있어서 작업 차량(1)의 자동 주행에 필요한 목표 주행 경로 등의 정보가 유저에 의해 생성되고, 그 정보가 작업 차량(1)측에 송신되어 보존된다. 그리고 자동 주행 제어에서는 방위각 특정 처리에서 특정된 작업 차량(1)의 방위각이나 3축의 자이로와 3방향의 가속도계 등을 갖는 IMU(Inertial Measurement Unit: 관성 계측 장치)에서 계측되는 작업 차량(1)의 자세 등을 적시 참조하면서 작업 차량(1)에 장착된 엔진 제어 장치, 변속 장치, 및 조타 장치 등의 각종 장치를 자동 제어한다. 이 자동 제어에 의해 이동국 측위 처리에서의 측위에 의해 얻어진 이동국 측위 정보가 나타내는 작업 차량(1)의 현재 위치가 휴대 정보 단말(5)로부터 수신한 목표 주행 경로를 따른 것이 되도록 작업 차량(1)의 자동 주행이 실행된다.

기준국 장치(10)에 설치된 제어 유닛(30)은 소정 컴퓨터 소프트웨어를 실행함으로써 이하에 설명하는 기준국 측위 처리, 기준국 등록 처리, 보정 정보 생성 처리 등을 실행한다.

기준국 장치(10)측의 제어 유닛(30)이 실행하는 기준국 측위 처리는 기준국인 기준국 장치(10)의 현재 위치의 위도 경도 등을 나타내는 기준국 측위 정보를 구하는 처리로서 구성되어 있다. 이 기준국 측위 처리에서는 기준국 장치(10)에 설치된 측위용 안테나(19)에서 측위 위성(7)으로부터 수신한 측위 신호에 의거하는 측위가 실행되어 기준국 측위 정보가 구해진다.

구체적으로 기준국 측위 처리에 의해 행해지는 측위에서는 1개의 측위용 안테나(19)에서 수신한 복수의 측위 위성(7)으로부터 측위 신호를 해석하고, 그들 각각의 측위 신호의 전파 시간으로부터 측위용 안테나(19) 각각의 측위 위성(7)으로부터의 거리가 구해진다. 이렇게 해서 얻어진 각각의 측위 위성(7)으로부터의 거리를 해석함으로써 측위용 안테나(19)가 설치된 기준국 장치(10)의 현재 위치를 나타내는 기준국 측위 정보를 구할 수 있다. 예를 들면, 기준국 측위 처리에 의해 행해지는 측위로서는 1개의 측위용 안테나(19)에서 수신한 복수의 측위 위성(7)으로부터 측위 신호를 해석하고, 그들 각각의 측위 신호의 전파 시간으로부터 측위용 안테나(19) 각각의 측위 위성(7)으로부터의 거리를 구하는 단독 측위 방법이 적용된다.

기준국 장치(10)측의 제어 유닛(30)이 실행하는 기준국 등록 처리는 고정 위치에 설치된 기준국 장치(10)의 설치 위치의 위도·경도 등을 나타내는 기준국 설치 위치 정보를 등록하는 것으로서 구성되어 있다. 예를 들면, 신규로 기준국 장치(10)를 설치하거나 기준국 장치(10)의 설치 위치를 변경한 경우에 있어서 기준국 등록 처리에 의해 기준국 설치 정보의 등록이 실행된다.

또한, 기준국 등록 처리는 수동 입력 작업을 생략하면서 정확한 기준국 설치 위치 정보를 확실하게 등록하기 위해 기준국 장치(10)측에서 기준국 장치(10)의 설치 위치를 구하여 자동적으로 등록하는 자동 등록 처리를 실행 가능하게 구성되어 있다.

기준국 장치(10)측의 제어 유닛(30)이 실행하는 보정 정보 생성 처리는 측위 위성(7)으로부터 수신되는 측위 신호에 대한 보정 정보를 생성하는 처리로서 구성되어 있다. 이 보정 정보 생성 처리에서는 기준국 장치(10)에 설치된 측위용 안테나(19)에서 측위 위성(7)으로부터 수신한 측위 신호와, 기준국 등록 처리에서 미리 등록된 기준국 설치 위치 정보에 의거하여 측위 위성(7)으로부터 수신되는 측위 신호에 대한 보정 정보가 생성된다.

또한, 기준국 장치(10)측의 제어 유닛(30)은, 예를 들면 수초마다 반복해서 보정 정보 생성 처리에 의해 보정 정보를 생성하고, 그 생성한 보정 정보를 통신용 안테나(3, 11)를 통해 리얼 타임에 작업 차량(1)측에 송신한다. 그리고 작업 차량(1)측의 제어 유닛(4)에서는 기준국 장치(10)측으로부터 수신한 보정 정보를 이동국 측위 처리에 있어서의 디퍼렌셜 측위 방식 또는 리얼 타임 키네마틱 측위 방식으로의 측위에 이용한다.

예를 들면, 작업 차량(1)측의 이동국 측위 처리에 있어서 디퍼렌셜 측위 방식으로 측위를 행할 경우에는 보정 정보의 취득 대상이 되는 기준국 장치(10)의 보정 정보 생성 처리에서는 기준국 장치(10)의 설치 위치의 차분 데이터를 보정 정보로서 생성해서 작업 차량(1)측에 송신한다. 상기 차분 데이터는 기준국 등록 처리에서 미리 등록된 기준국 설치 위치 정보가 나타내는 기준국 장치(10)의 설치 위치에 대하여 기준국 측위 처리에서의 측위에 의해 얻어진 기준국 측위 정보가 나타내는 기준국 장치(10)의 설치 위치의 차분에 관한 데이터이다.

그리고 작업 차량(1)측의 이동국 측위 처리에 있어서 디퍼렌셜 측위 방식으로 측위를 행하는 것에 있어서 단독 측위를 실행하여 작업 차량(1)의 현재 위치를 구하고, 그 단독 측위에 의해 얻어진 현재 위치를 기준국 장치(10)측으로부터 수신한 차분 데이터에 의해 보정한다. 이 보정에 의해 작업 차량(1)의 정확한 현재 위치의 위도·경도 등을 나타내는 이동국 측위 정보를 구한다.

또한, 작업 차량(1)측의 이동국 측위 처리에 있어서 리얼 타임 키네마틱 측위 방식으로 측위를 행할 경우에는 보정 정보의 취득 대상이 되는 기준국 장치(10)의 보정 정보 생성 처리에서는 기준국 설치 위치 정보와 위상 데이터를 보정 정보로서 생성하여 작업 차량(1)측에 송신한다. 기준국 설치 위치 정보는 기준국 등록 처리에서 미리 등록된 기준국 설치 위치에 관한 정보이다. 위상 데이터는 기준국 장치(10)측의 측위용 안테나(19)에서 수신한 측위 신호의 위상에 관한 데이터이다.

그리고 작업 차량(1)측의 이동국 측위 처리에 있어서 리얼 타임 키네마틱 측위 방식으로 측위를 행하는 것에 있어서 작업 차량(1)측의 측위용 안테나(2)에서 수신한 측위 신호의 위상 데이터와, 기준국 장치(10)측의 측위용 안테나(19)에서 수신한 측위 신호의 위상 데이터를 리얼 타임으로 해석한다. 이 해석에 의해 기준국 장치(10)의 설치 위치에 대한 작업 차량(1)의 현재 위치의 상대 위치 관계를 구하고, 그 상대 위치 관계와 기준국 설치 위치 정보로부터 작업 차량(1)의 정확한 현재 위치의 위도·경도 등을 나타내는 이동국 측위 정보를 구한다.

또한, 본 실시형태에서는 본 발명에 의한 기준국 장치(10)를 자동 주행 시스템에 이용하는 예를 설명했지만, 상기 기준국 장치(10)의 용도는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 자동 주행 시스템에 있어서 실시되는 측위 처리 등의 각종 처리 내용에 대해서도 적당히 변경해도 상관없다.

(기준국 장치)

이어서, 본 실시형태의 기준국 장치(10)의 구성에 대해서 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이 기준국 장치(10)는 통신용 안테나(11)와, 측위용 안테나(19)와, 제어 유닛(30)을 구비한다. 통신용 안테나(11)는 이동국으로서의 작업 차량(1)과의 사이에서 무선 통신을 행한다. 측위용 안테나(19)는 측위 위성(7)으로부터 측위 신호를 수신한다. 제어 유닛(30)은 측위용 안테나(19) 및 통신용 안테나(11)의 작동을 제어한다.

기준국 장치(10)에는 도 5~도 8에 나타내는 바와 같이 지표면이 세워서 설치되는 삼각 등으로 이루어지는 지지 다리체(40)에 의해 지지된 기준국 본체(20)가 설치되어 있다. 이 기준국 본체(20)에 제어 유닛(30) 및 측위용 안테나(19)가 부착되어 있다.

측위용 안테나(19)에 대해서는 약 2㎏으로 비교적 중량이 있기 때문에 높은 곳에 설치하면 안정적이지 않다는 문제가 있다. 그래서 본 실시형태에서는 측위용 안테나(19)는 제어 유닛(30)과 함께 기준국 본체(20)에 직접 부착되고, 지지 다리체(40)의 무게 중심 축선 상으로서 약 1m로 비교적 낮은 곳에 안정적으로 설치되게 된다. 따라서, 고정밀도인 측위가 가능해진다.

기준국 본체(20)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제어 유닛(30)을 내부에 수용함과 아울러, 상기 제어 유닛(30)의 앞면측을 개폐 가능한 개폐 도어(20A)를 갖는 대략 상자형상의 케이싱으로 구성되어 있다. 기준국 본체(20)를 구성하는 케이싱은 지지 다리체(40)에 의해 지지되어 앞면에 제어 유닛(30)이 고정되는 베이스 플레이트(20B)와, 그 앞면측에 배치된 상자형상의 개폐 도어(20A)를 갖고 구성되어 있다. 측위용 안테나(19)는 도 5에 나타내는 바와 같이 베이스 플레이트(20B)의 배면 상단부측에 고정된 브래킷(21)에 대하여 나사에 의해 부착되어 있다.

개폐 도어(20A)와 베이스 플레이트(20B)는 도 8에 나타내는 바와 같이 사이드 가장자리부끼리가 상하에 배치된 경첩(20C)을 개재하여 연결되어 있다. 그리고 개폐 도어(20A)는 베이스 플레이트(20B)의 앞면에 대하여 측방으로 요동해서 이간하는 개방 상태(도 8 참조)와, 베이스 플레이트(20B)의 앞면에 근접하는 폐쇄 상태(도 7 참조) 사이에서 자세를 변경하여 개폐 가능해진다.

따라서, 개폐 도어(20A)를 개방 상태로 하면 도 8에 나타내는 바와 같이 제어 유닛(30)의 앞면에 설치된 키 스위치나 전원 스위치 등의 조작부(30a)에 대한 조작이나 액정 디스플레이 등의 표시부(30b)에 대한 시인을 용이하게 행할 수 있다. 한편, 개폐 도어(20A)를 폐쇄 상태로 하면 제어 유닛(30)의 앞면이 상자형상의 개폐 도어(20A)에 의해 덮인 상태가 되어 상기 제어 유닛(30)으로의 오조작을 방지하면서 상기 제어 유닛(30)의 태양광에 의한 열화나, 비나 먼지 등에 의한 고장 등을 적합하게 억제할 수 있다.

제어 유닛(30)의 측면에는 전원용의 배터리(30c)가 부착되어 있다. 개폐 도어(20A)를 개방 상태로 하면 이 배터리(30c)의 교환이 가능해진다.

또한, 제어 유닛(30)의 저면에는 측위용 안테나(19)나 통신용 안테나(11) 등과의 사이의 배선(W)을 접속하기 위한 커넥터(30d) 등이 설치되어 있다. 그리고 개폐 도어(20A)의 저부가 개방되어 있는 점에서 개폐 도어(20A)의 개폐 조작에 있어서 이 커넥터(30d)에 접속된 배선(W)이 방해가 될 일은 없다.

또한, 커넥터(30d)의 전방측에는 폐쇄 상태로 된 개폐 도어(20A)의 하단부가 존재하고, 커넥터(30d)의 후방측에는 베이스 플레이트(20B)의 하단부가 존재하게 된다. 이것에 의해 기준국 본체(20)가 전도되었을 때에도 커넥터(30d)로부터 배선(W)이 분리되기 어려워진다.

도 6에 나타내는 바와 같이 기준국 본체(20)의 베이스 플레이트(20B)의 배면에는 측위용 안테나(19)나 통신용 안테나(11)에 접속되는 배선(W)을 권취 가능한 막대형상체로 이루어지는 배선 권취부(24)가 형성되어 있다. 따라서, 반송 시에 측위용 안테나(19)나 통신용 안테나(11)로부터 분리한 배선(W)이나 잉여의 배선(W)을 방해가 되지 않도록 배선 권취부(24)에 권취해 둘 수 있다.

기준국 본체(20)에는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 지지 다리체(40)에 대하여 착탈 가능하게 부착되는 지지 다리체 부착부(25)가 형성되어 있다. 지지 다리체 부착부(25)는 기준국 본체(20)의 베이스 플레이트(20B)의 배면측에 고정된 각통형상의 슬리브부(26)를 갖는다. 이 슬리브부(26)가 지지 다리체(40)의 상단부에 고정된 원기둥형상의 본체 부착 기둥부(42)에 대하여 상방으로부터 외감(外嵌)되는 상태로 기준국 본체(20)가 지지 다리체(40)의 상단부에 부착된다. 또한, 슬리브부(26)에는 상기 슬리브부(26)에 내삽되는 본체 부착 기둥부(42)를 고정하기 위한 고정용 나사(27)가 설치되어 있다. 이 고정용 나사(27)를 풂으로써 기준국 본체(20)를 지지 다리체(40)로부터 분리하여 반송할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 지지 다리체(40)로서 삼각을 사용하고 있지만, 상기 본체 부착 기둥부(42)를 갖는 것이면 삼각 대신에 말뚝 등의 다른 지지 다리체를 이용할 수도 있다.

기준국 장치(10)에는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 통신용 안테나(11)를 기준국 본체(20)보다 상방에 지지하는 통신용 안테나 지지부(12)로서 상하로 연장되는 막대형상의 지지 막대(13)가 설치되어 있다. 이 지지 막대(13)에 의해 통신용 안테나(11)를 적어도 기준국 본체(20)보다 상방의 약 3m의 높이로 유지함으로써 작업 차량(1)측의 통신용 안테나(3)와의 사이의 무선 통신이 차폐물에 의한 통신 장해가 억제된 양호한 것이 된다.

지지 막대(13)의 상단부에는 대략 T자형상의 브래킷(14)이 부착되어 있다. 한편, 통신용 안테나(11)의 저부에는 비교적 강력한 자석이 부착되어 있다. 그리고 한 쌍의 통신용 안테나(11)가 지지 막대(13)의 상단부에 부착되어 있는 브래킷(14)의 상면의 양단부에 자석 부착에 의해 고정되어 있다.

브래킷(14)의 하면의 중앙부에는 슬리브부(14a)가 형성되어 있다. 이 슬리브부(14a)가 지지 막대(13)의 상단부에 형성된 기둥형상의 인서션부(13a)에 대하여 외감하는 상태로 통신용 안테나(11)가 지지 막대(13)의 상단부에 대하여 착탈 가능하게 부착되게 된다.

지지 막대(13)는 도 4에 나타내는 바와 같이 약 1m의 길이의 3개의 막대형상의 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)를 끼워 넣기식으로 연결해서 구성되어 있다. 따라서, 지지 막대(13)는 각각의 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)로 분할해서 콤팩트한 상태로 반송할 수 있다.

기준국 장치(10)에는 도 3, 도 5, 및 도 6에 나타내는 바와 같이 기준국 본체(20)에 대하여 통신용 안테나 지지부(12)를 구성하는 지지 막대(13)를 착탈 가능하게 부착하는 통신용 안테나 부착부(16)가 형성되어 있다. 그리고 통신용 안테나 부착부(16)는 기준국 본체(20)의 측방에 설치된 지지 막대(13)를 상기 지지 막대(13)의 하단부(13b)를 지표면에 접촉시킨 상태로 유지 가능하게 구성되어 있다.

구체적으로 통신용 안테나 부착부(16)는 베이스 플레이트(22)와, 누름 부재(17)와, 고정용 나사(18)로 구성되어 있다. 베이스 플레이트(22)는 기준국 본체(20)의 베이스 플레이트(20B)의 사이드 가장자리에 고정된다. 누름 부재(17)는 베이스 플레이트(22)와 대향 배치된다. 고정용 나사(18)는 누름 부재(17)를 베이스 플레이트(22)에 대하여 근접시키는 상태로 체결한다. 그리고 하단부(13b)가 지표면에 접촉한 지지 막대(13)를 베이스 플레이트(22)와 누름 부재(17) 사이에 배치한 상태로 고정용 나사(18)를 체결함으로써 하단부(13b)가 지표면에 접촉한 지지 막대(13)가 기준국 본체(20)의 측면부를 따른 상태로 고정된다. 즉, 이 구성에서는 베이스 플레이트(22)와 그것에 대해서 고정용 나사(18)에 의해 고정된 누름 부재(17) 사이에는 기준국 본체(20)에 형성되어 상하 방향으로 연장되는 통형상 공간이 형성되게 된다. 그리고 그 기준국 본체(20)측의 통형상 공간에 대하여 지지 막대(13)를 기립 자세로 삽입해서 관통시키는 상태로 상기 지지 막대(13)가 기준국 본체(20)의 측방에 있어서 하단부(13b)를 지표면에 접촉시킨 상태로 유지되게 된다. 이렇게 지지 막대(13)를 유지함으로써 통신용 안테나(11)를 적절한 높이로 지지하면서 지지 막대(13) 및 그 상단부에 부착된 통신용 안테나(11)의 자세를 안정화시킬 수 있다.

또한, 지지 막대(13)의 하단부(13b)가 지표면에 접촉하고 있으므로 지지 막대(13) 및 통신용 안테나(11)의 하중은 기준국 본체(20)가 아니라 지표면에 전달된다. 따라서, 기준국 본체(20) 및 그것에 부착되는 측위용 안테나(19)의 자세에 대해서도 안정화되고, 기준국 본체(20)의 전도가 억제되면서 측위용 안테나(19)에 의한 측위의 정밀도가 한층 향상되게 된다.

또한, 고정용 나사(18)를 풀면 지지 막대(13)를 기준국 본체(20)로부터 간단히 분리하여 기준국 본체(20)와는 별체로 반송할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 기준국 장치(10)에 있어서 제어 유닛(30) 및 측위용 안테나(19)가 부착된 기준국 본체(20)는 지지 다리체(40)로부터 분리할 수 있다. 또한, 통신용 안테나(11)가 부착된 통신용 안테나 지지부(12)로서의 지지 막대(13)를 기준국 본체(20)로부터 분리할 수 있는 이 상태로 기준국 본체(20)는 반송 가능해진다. 또한, 통신용 안테나(11)에 대해서도 지지 막대(13)로부터 분리한 상태로 반송 가능해진다.

그리고 이들 기준국 본체(20)와, 통신용 안테나(11), 및 그것이 고정되는 브래킷(14)에 대해서는 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 소정 수납 박스(50)에 수납한 상태로 반송할 수 있다.

이러한 수납 박스(50)는 각용기형상의 박스 본체(50A)와, 그 상면 개구부를 봉쇄 가능한 덮개 부재(50B)와, 박스 본체(50A)의 내부를 소망의 형상의 공간으로 규정하기 위한 충전재(50C)로 구성되어 있다.

그리고 박스 본체(50A)의 내부에 있어서 충전재(50C)로 규정된 공간에 기준국 본체(20)를 도복 상태로 수납하고, 그 기준국 본체(20)와 겹치는 상태로 브래킷(14) 및 그것에 고정된 통신용 안테나(11)를 수납할 수 있다.

또한, 이러한 박스 본체(50A)로의 수납 시에는 브래킷(14)에 있어서 슬리브부(14a)가 돌출 형성된 면의 양단부에 통신용 안테나(11)를 자석 부착하고 있다. 이것으로 사용 시와 같이 브래킷(14)에 있어서 슬리브부(14a)가 돌출 형성된 면과는 반대측의 면의 양단부에 통신용 안테나(11)를 자석 부착할 경우와 비교해서 필요해지는 수납 스페이스를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이 기준국 본체(20)가 분리된 지지 다리체(40)나 통신용 안테나(11)를 지지하기 위한 지지 막대(13)에 대해서는 작업 차량(1)에 설치된 스텝(S)에 부착된 수납용 프레임체(60)에 수납한 상태로 반송할 수 있다.

이러한 수납용 프레임체(60)는 지지 다리체(40)를 직립 자세로 수납 가능한 지지 다리체 수납부(61)와, 지지 막대(13)를 3개의 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)로 분할한 상태로 각각을 직립 자세로 수납 가능한 지지 막대 부재 수납부(62)를 갖는다.

지지 다리체 수납부(61)는 배면측에 고정된 고정 프레임(61A)과, 그 고정 프레임(61A)의 앞면측에 있어서 개폐 가능하게 지지된 개폐 프레임(61B)과, 그들의 하방측에 형성된 통형상의 선단 지지부(61C)를 갖고 구성되어 있다. 그리고 이 지지 다리체 수납부(61)에 지지 다리체(40)를 수납할 때에는 우선은 도 11(a)에 나타내는 바와 같이 개폐 프레임(61B)을 개방 상태로 한다. 그리고 지지 다리체(40)의 하단부를 선단 지지부(61C)에 삽입하는 상태로 상기 지지 다리체(40)를 직립 자세로 고정 프레임(61A)의 앞면에 기대어 세워 놓는다. 이어서, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 개폐 프레임(61B)을 폐쇄 상태로 한다. 이 상태에서 지지 다리체(40)가 직립 자세로 안정적으로 유지되게 된다.

한편, 지지 막대 부재 수납부(62)는 상하 방향으로 이간해서 배치된 2개의 지지 플레이트부(62A, 62B)를 갖고, 이들 지지 플레이트부(62A, 62B)에는 각각의 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)가 상하 방향으로 삽입되는 3개의 삽입 통과 구멍부(62a)가 형성되어 있다. 또한, 하방측의 지지 플레이트부(62B)의 하방측에는 상기 삽입 통과 구멍부(62a)에 삽입된 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)의 하단부가 접촉하는 선단 지지 플레이트부(62C)가 형성되어 있다. 그리고 이 지지 막대 부재 수납부(62)에 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)를 수납할 때에는 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)를 상하의 지지 플레이트부(62A, 62B)의 각 삽입 통과 구멍부(62a)에 상방으로부터 삽입한다. 이어서, 그 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)의 하단부를 선단 지지 플레이트부(62C)에 접촉시킨다. 이 상태에서 지지 막대 부재(13A, 13B, 13C)가 직립 자세로 안정적으로 유지되게 된다. 또한, 하방측의 지지 플레이트부(62B)와 선단 지지 플레이트부(62C)는 コ자상의 단면을 갖는 판형상 부재에 의해 일체적으로 구성되어 있다.

이 수납용 프레임체(60)는 도 12에 나타내는 바와 같이 작업 차량(1)의 스텝(S)에 고정되어 있다. 즉, 지지 다리체 수납부(61)의 선단 지지부(61C)가 상면에 형성된 저플레이트부(63)와 그 하면측에 볼트(70) 및 너트(71)에 의해 고정 가능한 협지 플레이트(64) 사이에서 스텝(S)이 협지된 상태가 된다. 따라서, 스텝(S)에 대한 수납용 프레임체(60)의 착탈을 용이하게 행할 수 있다.

〔다른 실시형태〕

본 발명의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 각 실시형태의 구성은 각각 단독으로 적용하는 것에 한정되지 않고, 다른 실시형태의 구성과 조합해서 적용하는 것도 가능하다.

(1) 상기 실시형태에서는 기준국 본체(20)를 제어 유닛(30)의 앞면측을 개폐 가능한 개폐 도어(20A)를 갖는 대략 상자형상의 케이싱으로 구성했다. 그러나 상기 기준국 본체(20)의 구성에 대해서는 적당히 개변 가능하다. 예를 들면, 개폐 도어(20A)를 생략하고, 제어 유닛(30)의 앞면측을 개방하도록 구성해도 상관없다.

(2) 상기 실시형태에서는 통신용 안테나(11)를 기준국 본체(20)보다 상방에 지지하는 통신용 안테나 지지부(12)로서의 지지 막대(13)를 기준국 본체(20)에 대하여 하단부(13b)가 지표면에 접촉하는 상태로 유지하도록 구성했다. 그러나, 예를 들면 지지 막대(13)의 하단부(13b)를 지표면에 접촉시키지 않고 들뜨게 한 상태로 하거나 지지 다리체(40)에 유지시키도록 구성해도 상관없다.

(3) 상기 실시형태에서는 기준국 본체(20)를 지표면에 세워서 설치되는 지지 다리체(40)에 대하여 착탈 가능하게 부착되는 지지 다리체 부착부(25)를 갖도록 구성했지만, 예를 들면 기준국 본체(20)와 지지 다리체(40)를 분리 불능하게 일체화해도 상관없다. 또한, 이 구성을 채용할 경우에는 지지 다리체(40)를 접기 가능한 것으로서 구성하면 콤팩트화해서 용이하게 반송할 수 있다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 자동 주행 시스템에 이용되는 기준국 장치 등에 적용할 수 있다.

1: 작업 차량(이동국) 7: 측위 위성
10: 기준국 장치 11: 통신용 안테나
12: 통신용 안테나 지지부 13: 지지 막대
13A: 지지 막대 부재 13b: 하단부
16: 통신용 안테나 부착부 19: 측위용 안테나
20: 기준국 본체 20A: 개폐 도어
25: 지지 다리체 부착부 30: 제어 유닛
40: 지지 다리체

Claims

이동국과의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신용 안테나와,
측위 위성으로부터 측위 신호를 수신하는 측위용 안테나와,
상기 측위용 안테나 및 상기 통신용 안테나의 작동을 제어하는 제어 유닛을 구비한 기준국 장치로서,
상기 제어 유닛 및 상기 측위용 안테나가 부착되어 지표면에 지지되는 기준국 본체와,
상기 통신용 안테나를 상기 기준국 본체보다 상방에 지지하는 통신용 안테나 지지부와,
상기 기준국 본체에 대하여 상기 통신용 안테나 지지부를 착탈 가능하게 부착하는 통신용 안테나 부착부를 구비한 기준국 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기준국 본체가 상기 제어 유닛을 내부에 수용함과 아울러, 상기 제어 유닛의 앞면측을 개폐 가능한 개폐 도어를 갖는 기준국 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 통신용 안테나 지지부가 상하로 연장되는 지지 막대로 구성되어 있음과 아울러, 상기 지지 막대의 상단부에 상기 통신용 안테나가 착탈 가능하게 부착되고,
상기 통신용 안테나 부착부가 상기 기준국 본체의 측방에 설치된 상기 지지 막대를 상기 지지 막대의 하단부를 지표면에 접촉시킨 상태로 유지 가능하게 구성되어 있는 기준국 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준국 본체가 지표면에 세워서 설치되는 지지 다리체에 대하여 착탈 가능하게 부착되는 지지 다리체 부착부를 갖는 기준국 장치.