KR20210044740A - 자동 주행 시스템 - Google Patents

Abstract

복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로에 있어서 소망의 주행 경로에 진입하고, 소망의 주행 경로로부터 작업을 개시하는 것. 작업 차량을 자동 주행시키는 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와, 작업 차량을 예정 주행 경로를 따라 자동 주행시키는 것이 가능한 자동 주행 제어부와, 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보를 취득하는 정보 취득부와, 작업 차량에 의해 자동 주행이 개시되기 전에 작업 차량이 자동 주행을 개시하는 것이 가능한 자동 주행 후보 경로를 특정하는 특정부가 구비되고, 특정부는 정보 취득부에 의해 취득한 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보에 의거하여 작업 차량의 전방측 및 후방측으로 후보 특정용 영역(Q2)을 설정하고, 복수의 주행 경로 중 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 주행 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다.

Description

자동 주행 시스템

본 발명은 작업 차량을 목표 주행 경로를 따라 자동 주행시키는 자동 주행 시스템에 관한 것이다.

상기 자동 주행 시스템은 위성 측위 시스템 등을 사용해서 취득되는 작업 차량의 측위 정보에 의거하여 미리 생성한 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로를 따라 작업 차량을 자동 주행시키도록 하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에 기재된 시스템에서는, 예를 들면 작업 차량이 예정 주행 경로로부터 벗어난 위치에 위치할 경우에 진입 가능한 주행 경로를 탐색하고, 그 주행 경로에 작업 차량을 진입시켜서 자동 주행을 재개하고 있다. 주행 경로의 탐색은 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보를 사용해서 작업 차량의 진행 방향(전방측)으로 탐색 영역을 설정하고, 탐색 영역 내에 존재하는 주행 경로로부터 작업 차량에 가장 가까운 위치에 위치하는 주행 경로를 진입 가능한 주행 경로로서 선택하고 있다.

일본 특허공개 2018-4589호 공보

상기 특허문헌 1에 기재된 시스템에서는 작업 차량의 전방측에 탐색 영역을 설정하고 있으므로 작업 차량이 전진해서 진입 가능한 주행 경로를 탐색하게 된다. 그러나, 예를 들면 작업 차량에 가장 가까운 위치에 위치하는 주행 경로가 작업차량의 후방측에 존재하는 경우도 있다. 이 경우에는 작업 차량에 가장 가까운 위치에 위치하는 주행 경로와는 다른 주행 경로에 진입하게 된다. 따라서, 작업 차량의 전방측에 탐색 영역을 설정하는 것만으로는 유저 등이 희망하는 소망의 주행 경로에 진입할 수 없고, 소망의 주행 경로로부터 작업을 개시할 수 없다.

이 실정을 감안하여 본 발명의 주된 과제는 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로에 있어서 소망의 주행 경로에 진입해서 소망의 주행 경로로부터 작업을 개시할 수 있는 자동 주행 시스템을 제공하는 점에 있다.

본 발명의 제 1 특징 구성은 작업 차량을 자동 주행시키는 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와,

작업 차량을 예정 주행 경로를 따라 자동 주행시키는 것이 가능한 자동 주행 제어부와,

작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보를 취득하는 정보 취득부와,

작업 차량에 의해 자동 주행이 개시되기 전에 작업 차량이 자동 주행을 개시하는 것이 가능한 자동 주행 후보 경로를 특정하는 특정부가 구비되고,

상기 특정부는 상기 정보 취득부에 의해 취득한 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보에 의거하여 작업 차량의 전방측 및 후방측에 후보 특정용 영역을 설정하고, 복수의 주행 경로 중 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정하고 있는 점에 있다.

본 구성에 의하면 특정부는 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보에 의거하여 작업 차량의 전방측뿐만 아니라 후방측에도 후보 특정용 영역을 설정하고 있다. 특정부는 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정할 뿐만 아니라 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정할 수도 있다. 이것에 의해 유저 등의 희망이나 작업 상황에 따른 소망의 주행 경로가 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함될 경우에는 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 자동 주행 후보 경로에 진입해서 작업을 개시할 수 있고, 소망의 주행 경로가 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함될 경우에는 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 자동 주행 후보 경로에 진입해서 작업을 개시할 수 있다. 따라서, 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로에 있어서 소망의 주행 경로에 진입해서 소망의 주행 경로로부터 작업을 개시할 수 있다.

본 발명의 제 2 특징 구성은 상기 특정부가 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 상기 자동 주행 제어부가 작업 차량을 전진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키고,

상기 특정부가 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 상기 자동 주행 제어부가 작업 차량을 후진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키는 점에 있다.

본 구성에 의하면 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 작업 차량을 전진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키므로 자동 주행 후보 경로로의 진입을 스무드하게 행할 수 있다. 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 작업 차량을 후진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키므로 자동 주행 후보 경로로의 진입을 스무드하게 행할 수 있다. 이와 같이 자동 주행 후보 경로의 특정 상황에 따라 작업 차량을 전진과 후진으로 스위칭하면서 자동 주행 후보 경로로의 진입을 스무드하게 행할 수 있으므로 자동 주행 후보 경로로부터의 자동 주행을 효율 좋게 또한 적절하게 개시할 수 있다.

본 발명의 제 3 특징 구성은 상기 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 표시하는 표시부가 구비되고,

상기 표시부는 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로와 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 구별 가능하게 표시하고 있는 점에 있다.

본 구성에 의하면 표시부는 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로와 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 구별 가능하게 표시하므로 유저 등은 특정된 자동 주행 후보 경로가 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 것인지 또는 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 것인지를 용이하게 식별할 수 있다. 이것에 의해 유저 등은 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 자동 주행 후보 경로와 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 자동 주행 후보 경로를 비교해서 어느 것이 희망에 맞는 것인지를 용이하게 판별할 수 있다.

본 발명의 제 4 특징 구성은 상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 전방측에 설정할지 또는 상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 후방측에 설정할지를 선택 가능한 영역 선택부가 구비되고, 상기 특정부는 그 영역 선택부에 의한 선택 상태에 따라 상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 전방측 또는 작업 차량의 후방측에 설정하고 있는 점에 있다.

본 구성에 의하면 후보 특정용 영역을 설정함에 있어서 영역 선택부가 유저 등의 희망이나 작업 상황 등에 따라 작업 차량의 전방측에 설정할지 또는 작업 차량의 후방측에 설정할지를 선택할 수 있다. 이것에 의해 유저 등의 희망이나 작업 상황 등에 따른 적절한 자동 주행 후보 경로를 특정할 수 있으므로 적절한 자동 주행 후보 경로로부터 작업을 개시시킬 수 있고, 유저 등의 편리성의 향상이나 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 목표 주행 경로를 생성한 상태에 있어서의 작업 영역을 나타내는 도면이다.
도 4는 전방측용의 후보 특정용 영역을 설정하고, 자동 주행 후보 경로를 특정할 때의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5는 전방측용의 후보 특정용 영역을 설정하고, 트랙터가 작업 경로에 대해서 횡 방향으로 되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 6은 후방측용의 후보 특정용 영역을 설정하고, 자동 주행 후보 경로를 특정할 때의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7은 직진 모드에 의해 트랙터를 자동 주행시킬 때의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은 제 2 실시형태에 있어서 전방측용의 후보 특정용 영역을 설정하고, 자동 주행 후보 경로를 특정할 때의 상태를 나타내는 모식도이다.

본 발명에 의한 자동 주행 시스템의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

〔제 1 실시형태〕

이 자동 주행 시스템은 도 1에 나타내는 바와 같이 작업 차량으로서 트랙터(1)를 적용하고 있지만 트랙터 이외의 승용 이앙기, 콤바인, 승용 예초기, 휠 로더, 제설차 등의 승용 작업 차량 및 무인 예초기 등의 무인 작업 차량을 적용할 수 있다.

이 자동 주행 시스템은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에 탑재된 자동 주행 유닛(2) 및 자동 주행 유닛(2)과 통신 가능하게 통신 설정된 휴대 통신 단말(3)을 구비하고 있다. 휴대 통신 단말(3)에는 터치 조작 가능한 표시부(51)(예를 들면, 액정 패널) 등을 갖는 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터나 스마트폰 등을 채용할 수 있다.

트랙터(1)는 구동 가능한 조타륜으로서 기능하는 좌우의 전륜(5) 및 구동 가능한 좌우의 후륜(6)을 갖는 주행 기체(7)가 구비되어 있다. 주행 기체(7)의 전방측에는 보닛(8)이 배치되고, 보닛(8) 내에는 커먼 레일 시스템을 구비한 전자 제어식의 디젤 엔진(이하, 엔진이라고 칭한다)(9)이 구비되어 있다. 주행 기체(7)의 보닛(8)보다 후방측에는 탑승식의 운전부를 형성하는 캐빈(10)이 구비되어 있다.

주행 기체(7)의 후방부에는 3점 링크 기구(11)를 개재하여 작업 장치(12)의 일례인 로터리 경운 장치를 승강 가능하게 또한 롤링 가능하게 연결함으로써 트랙터(1)를 로터리 경운 사양으로 구성할 수 있다. 트랙터(1)의 후방부에는 로터리 경운 장치 대신에 플라우, 파종 장치, 산포 장치 등의 작업 장치(12)를 연결할 수 있다.

트랙터(1)에는 도 2에 나타내는 바와 같이 엔진(9)으로부터의 동력을 변속하는 전자 제어식의 변속 장치(13), 좌우의 전륜(5)을 조타하는 전체 유압식의 파워 스티어링 기구(14), 좌우의 후륜(6)을 제동하는 좌우의 사이드 브레이크(도시하지 않음), 좌우의 사이드 브레이크의 유압 조작을 가능하게 하는 전자 제어식의 브레이크 조작 기구(15), 로터리 경운 장치 등의 작업 장치(12)로의 전동을 단속하는 작업 클러치(도시하지 않음), 작업 클러치의 유압 조작을 가능하게 하는 전자 제어식의 클러치 조작 기구(16), 로터리 경운 장치 등의 작업 장치(12)를 승강 구동하는 전자 유압 제어식의 승강 구동 기구(17), 트랙터(1)의 자동 주행 등에 관한 각종 제어 프로그램 등을 갖는 차재 전자 제어 유닛(18), 트랙터(1)의 차속을 검출하는 차속 센서(19), 전륜(5)의 조타각을 검출하는 타각 센서(20), 및 트랙터(1)의 현재 위치 및 현재 방위를 측정하는 측위 유닛(21) 등이 구비되어 있다.

또한, 엔진(9)에는 전자 거버너를 구비한 전자 제어식의 가솔린 엔진을 채용해도 좋다. 변속 장치(13)에는 유압 기계식 무단 변속 장치(HMT), 정유압식 무단 변속 장치(HST) 또는 벨트식 무단 변속 장치 등을 채용할 수 있다. 파워 스티어링 기구(14)에는 전동 모터를 구비한 전동식의 파워 스티어링 기구(14) 등을 채용해도 좋다.

캐빈(10)의 내부에는 도 1에 나타내는 바와 같이 파워 스티어링 기구(14)(도 2 참조)를 개재한 좌우의 전륜(5)의 수동 조타를 가능하게 하는 스티어링 휠(38), 탑승자용의 운전석(39), 터치 패널식의 표시부, 및 각종 조작구 등이 구비되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 차재 전자 제어 유닛(18)은 변속 장치(13)의 작동을 제어하는 변속 제어부(181), 좌우의 사이드 브레이크의 작동을 제어하는 제동 제어부(182), 로터리 경운 장치 등의 작업 장치(12)의 작동을 제어하는 작업 장치 제어부(183), 자동 주행 시에 좌우의 전륜(5)의 목표 조타각을 설정해서 파워 스티어링 기구(14)에 출력하는 조타각 설정부(184), 및 미리 생성된 자동 주행용의 목표 주행 경로(P)(예를 들면, 도 3 참조) 등을 기억하는 불휘발성의 차재 기억부(185) 등을 갖고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 측위 유닛(21)에는 위성 측위 시스템(NSS: Navigation Satellite System)의 일례인 GPS(Global Positioning System)를 이용해서 트랙터(1)의 현재 위치와 현재 방위를 측정하는 위성 항법 장치(22) 및 3축의 자이로스코프 및 3방향의 가속도 센서 등을 갖고 트랙터(1)의 자세나 방위 등을 측정하는 관성 계측 장치(IMU: Inertial Measurement Unit)(23) 등이 구비되어 있다. 측위 유닛(21)에 의해 트랙터(1)의 현재 위치(위치 정보)를 취득하고, 관성 계측 장치(23)에 의해 트랙터(1)의 방위 정보를 취득하고 있으며, 측위 유닛(21) 및 관성 계측 장치(23)가 정보 취득부에 상당한다. GPS를 이용한 측위 방법으로는 DGPS(Differential GPS: 상대 측위 방식)나 RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS: 간섭 측위 방식) 등이 있다. 본 실시형태에 있어서는 이동체의 측위에 적합한 RTK-GPS가 채용되어 있다. 그 때문에 포장 주변의 기지 위치에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 RTK-GPS에 의한 측위를 가능하게 하는 기준국(4)이 설치되어 있다.

트랙터(1)와 기준국(4) 각각에는 도 2에 나타내는 바와 같이 측위 위성(71)(도 1 참조)으로부터 송신된 전파를 수신하는 측위 안테나(24, 61) 및 트랙터(1)와 기준국(4) 사이에 있어서의 측위 정보를 포함하는 각종 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(25, 62) 등이 구비되어 있다. 이것에 의해 위성 항법 장치(22)는 트랙터측의 측위 안테나(24)가 측위 위성(71)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위 정보와, 기지국측의 측위 안테나(61)가 측위 위성(71)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위 정보에 의거하여 트랙터(1)의 현재 위치 및 현재 방위를 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 측위 유닛(21)은 위성 항법 장치(22)와 관성 계측 장치(23)를 구비함으로써 트랙터(1)의 현재 위치, 현재 방위, 자세각(요각, 롤각, 피치각)을 고정밀도로 측정할 수 있다.

트랙터(1)에 구비되는 측위 안테나(24), 통신 모듈(25), 및 관성 계측 장치(23)는 도 1에 나타내는 바와 같이 안테나 유닛(80)에 수납되어 있다. 안테나 유닛(80)은 캐빈(10)의 앞면측의 상부 위치에 배치되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 휴대 통신 단말(3)에는 표시부(51) 등의 작동을 제어하는 각종 제어 프로그램 등을 갖는 단말 전자 제어 유닛(52) 및 트랙터측의 통신 모듈(25) 사이에 있어서의 측위 정보를 포함하는 각종 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(55) 등이 구비되어 있다. 단말 전자 제어 유닛(52)은 트랙터(1)를 자동 주행시키기 위한 목표 주행 경로(P)(예를 들면, 도 3 참조)를 생성하는 주행 경로 생성부(53) 및 유저가 입력한 각종 입력 정보나 주행 경로 생성부(53)가 생성한 목표 주행 경로(P) 등을 기억하는 불휘발성의 단말 기억부(54) 등을 갖고 있다.

주행 경로 생성부(53)가 목표 주행 경로(P)를 생성함에 있어서 휴대 통신 단말(3)의 표시부(51)에 표시된 목표 주행 경로 설정용의 입력 안내에 따라 운전자나 관리자 등의 유저 등이 작업 차량이나 작업 장치(12)의 종류나 기종 등의 차체 정보를 입력하고 있으며, 입력된 차체 정보가 단말 기억부(54)에 기억되어 있다. 목표 주행 경로(P)의 생성 대상이 되는 작업 영역(S)(도 3 참조)을 포장으로 하고 있으며, 휴대 통신 단말(3)의 단말 전자 제어 유닛(52)은 포장의 형상이나 위치를 포함하는 포장 정보를 취득해서 단말 기억부(54)에 기억하고 있다.

포장 정보의 취득에 대해서 설명하면 유저 등이 운전해서 트랙터(1)를 실제로 주행시킴으로써 단말 전자 제어 유닛(52)은 측위 유닛(21)에 의해 취득하는 트랙터(1)의 현재 위치 등으로부터 포장의 형상이나 위치 등을 특정하기 위한 위치 정보를 취득할 수 있다. 단말 전자 제어 유닛(52)은 취득한 위치 정보로부터 포장의 형상 및 위치를 특정하고, 그 특정한 포장의 형상 및 위치로부터 특정한 작업 영역(S)을 포함하는 포장 정보를 취득하고 있다. 도 3에서는 직사각형상의 작업 영역(S)이 특정된 예를 나타내고 있다.

특정된 포장의 형상이나 위치 등을 포함하는 포장 정보가 단말 기억부(54)에 기억되면 주행 경로 생성부(53)는 단말 기억부(54)에 기억되어 있는 포장 정보나 차체 정보를 사용해서 목표 주행 경로(P)를 생성한다.

도 3에 나타내는 바와 같이 주행 경로 생성부(53)는 작업 영역(S) 내를 중앙 영역(R1)과 외주 영역(R2)으로 구분하여 설정하고 있다. 중앙 영역(R1)은 작업 영역(S)의 중앙부에 설정되어 있으며, 트랙터(1)를 왕복 방향으로 자동 주행시켜서 소정 작업(예를 들면, 경운 등의 작업)을 행하는 왕복 작업 영역으로 되어 있다. 외주 영역(R2)은 중앙 영역(R1)의 주위에 설정되어 있다. 주행 경로 생성부(53)는, 예를 들면 차체 정보에 포함되는 선회 반경이나 트랙터(1)의 전후 폭 및 좌우 폭 등으로부터 트랙터(1)를 포장의 두렁 가장자리에서 선회 주행시키기 위해서 필요해지는 선회 주행용의 스페이스 등을 구하고 있다. 주행 경로 생성부(53)는 중앙 영역(R1)의 외주로 구한 스페이스 등을 확보하도록 작업 영역(S) 내를 중앙 영역(R1)과 외주 영역(R2)으로 구분하고 있다.

주행 경로 생성부(53)는 도 3에 나타내는 바와 같이 차체 정보나 포장 정보 등을 사용해서 목표 주행 경로(P)(예정 주행 경로에 상당한다)를 생성하고 있다. 예를 들면, 목표 주행 경로(P)는 중앙 영역(R1)에 있어서 동일 직진 거리를 갖고, 작업 폭에 대응하는 일정 거리를 두고 평행하게 배치 설정된 직선형상의 복수의 작업 경로(P1)(주행 경로에 상당한다)와, 인접하는 작업 경로(P1)의 시단과 종단을 연결하는 연결 경로(P2)를 갖고 있다. 복수의 작업 경로(P1)는 트랙터(1)를 직진 주행시키면서 소정 작업을 행하기 위한 경로이다. 연결 경로(P2)는 소정 작업을 행하지 않고, 트랙터(1)의 주행 방향을 180° 전환시키기 위한 U턴 경로이며, 작업 경로(P1)의 종단과 인접하는 다음 작업 경로(P1)의 시단을 연결하고 있다. 덧붙여 말하면 도 3에 나타내는 목표 주행 경로(P)는 어디까지나 일례이며, 어떠한 목표 주행 경로를 설정하는지는 적당히 변경이 가능하다.

주행 경로 생성부(53)에 의해 생성된 목표 주행 경로(P)는 표시부(51)에 표시 가능하며, 차체 정보 및 포장 정보 등과 관련지어 경로 정보로서 단말 기억부(54)에 기억되어 있다. 경로 정보에는 목표 주행 경로(P)의 방위각 및 목표 주행 경로(P)에서의 트랙터(1)의 주행 형태 등에 따라 설정된 설정 엔진 회전 속도나 목표 주행 속도 등이 포함되어 있다.

이와 같이 해서 주행 경로 생성부(53)가 목표 주행 경로(P)를 생성하면 단말 전자 제어 유닛(52)이 휴대 통신 단말(3)로부터 트랙터(1)로 경로 정보를 전송함으로써 트랙터(1)의 차재 전자 제어 유닛(18)이 경로 정보를 취득할 수 있다. 차재 전자 제어 유닛(18)은 취득한 경로 정보에 의거하여 측위 유닛(21)에 의해 자기의 현재 위치(트랙터(1)의 현재 위치)를 취득하면서 목표 주행 경로(P)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시킬 수 있다. 측위 유닛(21)에 의해 취득하는 트랙터(1)의 현재 위치에 대해서는 리얼 타임(예를 들면, 수 밀리초 주기)으로 트랙터(1)로부터 휴대 통신 단말(3)로 송신되고 있으며, 휴대 통신 단말(3)에 의해 트랙터(1)의 현재 위치를 파악하고 있다.

경로 정보의 전송에 관해서는 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계에 있어서 경로 정보의 전체를 단말 전자 제어 유닛(52)으로부터 차재 전자 제어 유닛(18)으로 일거에 전송할 수 있다. 또한, 예를 들면 목표 주행 경로(P)를 포함하는 경로 정보를 정보량이 적은 소정 거리마다 복수의 경로 부분에 분할할 수도 있다. 이 경우에는 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계에 있어서는 경로 정보의 초기 경로 부분만이 단말 전자 제어 유닛(52)으로부터 차재 전자 제어 유닛(18)으로 전송된다. 자동 주행의 개시 후에는 트랙터(1)가 정보량 등에 따라 설정된 경로 취득 지점에 도달할 때마다 그 지점에 대응하는 이후의 경로 부분만의 경로 정보가 단말 전자 제어 유닛(52)으로부터 차재 전자 제어 유닛(18)으로 전송하도록 해도 좋다.

트랙터(1)의 자동 주행을 개시할 경우에는, 예를 들면 유저 등이 목표 주행 경로(P)의 스타트 지점에 트랙터(1)를 이동시키고, 각종 자동 주행 개시 조건이 충족되면 휴대 통신 단말(3)에 의해 유저가 표시부(51)를 조작해서 자동 주행의 개시를 지시함으로써 휴대 통신 단말(3)은 자동 주행의 개시 지시를 트랙터(1)로 송신한다. 이것에 의해 트랙터(1)에서는 차재 전자 제어 유닛(18)이 자동 주행의 개시 지시를 받음으로써 측위 유닛(21)에 의해 자기의 현재 위치(트랙터(1)의 현재 위치)를 취득하면서 목표 주행 경로(P)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시키는 자동 주행 제어를 개시한다. 차재 전자 제어 유닛(18)이 위성 측위 시스템을 사용해서 측위 유닛(21)에 의해 취득되는 트랙터(1)의 측위 정보에 의거하여 작업 영역(S) 내의 목표 주행 경로(P)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시키는 자동 주행 제어를 행하는 자동 주행 제어부로서 구성되어 있다.

자동 주행 제어에는 변속 장치(13)의 작동을 자동 제어하는 자동 변속 제어, 브레이크 조작 기구(15)의 작동을 자동 제어하는 자동 제동 제어, 좌우의 전륜(5)을 자동 조타하는 자동 조타 제어, 및 로터리 경운 장치 등의 작업 장치(12)의 작동을 자동 제어하는 작업용 자동 제어 등이 포함되어 있다.

자동 변속 제어에 있어서는 변속 제어부(181)가 목표 주행 속도를 포함하는 목표 주행 경로(P)의 경로 정보와 측위 유닛(21)의 출력과 차속 센서(19)의 출력에 의거하여 목표 주행 경로(P)에서의 트랙터(1)의 주행 형태 등에 따라 설정된 목표 주행 속도가 트랙터(1)의 차속으로서 얻어지도록 변속 장치(13)의 작동을 자동 제어한다.

자동 제동 제어에 있어서는 제동 제어부(182)가 목표 주행 경로(P)와 측위 유닛(21)의 출력에 의거하여 목표 주행 경로(P)의 경로 정보에 포함되어 있는 제동 영역에 있어서 좌우의 사이드 브레이크가 좌우의 후륜(6)을 적정하게 제동하도록 브레이크 조작 기구(15)의 작동을 자동 제어한다.

자동 조타 제어에 있어서는 트랙터(1)가 목표 주행 경로(P)를 자동 주행하도록 조타각 설정부(184)가 목표 주행 경로(P)의 경로 정보와 측위 유닛(21)의 출력에 의거하여 좌우의 전륜(5)의 목표 조타각을 구해서 설정하고, 설정한 목표 조타각을 파워 스티어링 기구(14)에 출력한다. 파워 스티어링 기구(14)가 목표 조타각과 타각 센서(20)의 출력에 의거하여 목표 조타각이 좌우의 전륜(5)의 조타각으로서 얻어지도록 좌우의 전륜(5)을 자동 조타한다.

작업용 자동 제어에 있어서는 작업 장치 제어부(183)가 목표 주행 경로(P)의 경로 정보와 측위 유닛(21)의 출력에 의거하여 트랙터(1)가 작업 경로(P1)(예를 들면, 도 3 참조)의 시단 등의 작업 개시 지점에 도달하는 것에 따라 작업 장치(12)에 의한 소정 작업(예를 들면, 경운 작업)이 개시되고, 또한 트랙터(1)가 작업 경로(P1)(예를 들면, 도 3 참조)의 종단 등의 작업 종료 지점에 도달하는 것에 따라 작업 장치(12)에 의한 소정 작업이 정지되도록 클러치 조작 기구(16) 및 승강 구동 기구(17)의 작동을 자동 제어한다.

이와 같이 해서 트랙터(1)에 있어서는 변속 장치(13), 파워 스티어링 기구(14), 브레이크 조작 기구(15), 클러치 조작 기구(16), 승강 구동 기구(17), 차재 전자 제어 유닛(18), 차속 센서(19), 타각 센서(20), 측위 유닛(21), 및 통신 모듈(25) 등에 의해 자동 주행 유닛(2)이 구성되어 있다.

이 실시형태에서는 캐빈(10)에 유저 등이 탑승하지 않고 트랙터(1)를 자동 주행시킬 뿐만 아니라 캐빈(10)에 유저 등이 탑승한 상태로 트랙터(1)를 자동 주행시키는 것도 가능해져 있다. 따라서, 캐빈(10)에 유저 등이 탑승하지 않고, 차재 전자 제어 유닛(18)에 의한 자동 주행 제어에 의해 트랙터(1)를 목표 주행 경로(P)를 따라 자동 주행시킬 수 있을 뿐만 아니라 캐빈(10)에 유저 등이 탑승해 있을 경우이어도 차재 전자 제어 유닛(18)에 의한 자동 주행 제어에 의해 트랙터(1)를 목표 주행 경로(P)를 따라 자동 주행시킬 수 있다.

캐빈(10)에 유저 등이 탑승해 있을 경우에는 차재 전자 제어 유닛(18)에 의해 트랙터(1)를 자동 주행시키는 자동 주행 상태와, 유저 등의 운전에 의거하여 트랙터(1)를 주행시키는 수동 주행 상태로 스위칭할 수 있다. 따라서, 자동 주행 상태로 목표 주행 경로(P)를 자동 주행하고 있는 도중에 자동 주행 상태로부터 수동 주행 상태로 스위칭할 수 있고, 반대로 수동 주행 상태로 주행하고 있는 도중에 수동 주행 상태로부터 자동 주행 상태로 스위칭할 수 있다. 수동 주행 상태와 자동 주행 상태의 스위칭에 대해서는, 예를 들면 운전석(39)의 근방에 자동 주행 상태와 수동 주행 상태로 스위칭하기 위한 스위칭 조작부를 구비할 수 있음과 아울러, 그 스위칭 조작부를 휴대 통신 단말(3)의 표시부(51)에 표시시킬 수도 있다. 또한, 차재 전자 제어 유닛(18)에 의한 자동 주행 제어 중에 유저가 스티어링 휠(38)을 조작하면 자동 주행 상태로부터 수동 주행 상태로 스위칭할 수 있다.

트랙터(1)에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)(주행 기체(7))의 주위에 있어서의 장해물을 검지하고, 장해물과의 충돌을 회피하기 위한 장해물 검지 시스템(100)이 구비되어 있다. 장해물 검지 시스템(100)은 레이저를 사용해서 측정 대상물까지의 거리를 3차원으로 측정 가능한 복수의 라이더 센서(101, 102)와, 초음파를 사용해서 측정 대상물까지의 거리를 측정 가능한 복수의 소나를 갖는 소나 유닛(103, 104)과, 장해물 검지부(110)와, 충돌 회피 제어부(111)가 구비되어 있다.

라이더 센서(101, 102) 및 소나 유닛(103, 104)에 의해 측정하는 측정 대상물은 물체나 사람 등으로 하고 있다. 라이더 센서(101, 102)는 트랙터(1)의 전방측을 측정 대상으로 하는 전방 라이더 센서(101)와, 트랙터(1)의 후방측을 측정 대상으로 하는 후방 라이더 센서(102)가 구비되어 있다. 소나 유닛(103, 104)은 트랙터(1)의 우측을 측정 대상으로 하는 우측의 소나 유닛(103)과, 트랙터(1)의 좌측을 측정 대상으로 하는 좌측의 소나 유닛(104)이 구비되어 있다.

장해물 검지부(110)는 라이더 센서(101, 102) 및 소나 유닛(103, 104)의 측정 정보에 의거하여 소정 거리 내의 물체나 사람 등의 측정 대상물을 장해물로서 검지하는 장해물 검지 처리를 행하도록 구성되어 있다. 충돌 회피 제어부(111)는 장해물 검지부(110)에 의해 장해물을 검지하면 트랙터(1)를 감속시키거나 또는 트랙터(1)를 주행 정지시키는 충돌 회피 제어를 행하도록 구성되어 있다. 충돌 회피 제어부(111)는 충돌 회피 제어에 있어서 트랙터(1)를 감속시키거나 또는 트랙터(1)를 주행 정지시킬 뿐만 아니라 통지 버저나 통지 램프 등의 통지 장치(26)를 작동시켜서 장해물이 존재하는 것을 통지하고 있다. 충돌 회피 제어부(111)는 충돌 회피 제어에 있어서 통신 모듈(25, 55)을 사용해서 트랙터(1)로부터 휴대 통신 단말(3)로 통신해서 표시부(51)에 장해물의 존재를 표시시킴으로써 장해물이 존재하는 것을 통지 가능하게 하고 있다.

장해물 검지부(110)는 라이더 센서(101, 102) 및 소나 유닛(103, 104)의 측정 정보에 의거하는 장해물 검지 처리를 리얼 타임으로 반복해서 행하여 물체나 사람 등의 장해물을 적절하게 검지하고 있다. 충돌 회피 제어부(111)는 리얼 타임으로 검지되는 장해물과의 충돌을 회피하기 위한 충돌 회피 제어를 행하도록 하고 있다.

장해물 검지부(110) 및 충돌 회피 제어부(111)는 차재 전자 제어 유닛(18)에 구비되어 있다. 차재 전자 제어 유닛(18)은 커먼 레일 시스템에 포함된 엔진용의 전자 제어 유닛, 라이더 센서(101, 102), 및 소나 유닛(103, 104) 등에 CAN(Controller Area Network)을 통해 통신 가능하게 접속되어 있다.

이 자동 주행 시스템에서는 차재 전자 제어 유닛(18)이 자동 주행 제어에 있어서 목표 주행 경로(P)의 스타트 지점으로부터 골 지점까지 목표 주행 경로(P)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시킬 뿐만 아니라 목표 주행 경로(P)에 있어서의 복수의 작업 경로(P1)에 대해서만 작업 경로(P1)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시키는 직진 모드를 실행 가능하게 구성되어 있다.

이 직진 모드에서는 차재 전자 제어 유닛(18)이 복수의 작업 경로(P1) 각각에 있어서 작업 경로(P1)의 시단으로부터 종단까지 작업 경로(P1)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시키지만 작업 경로(P1)의 종단에 트랙터(1)가 도달하면 수동 운전으로 스위칭하고 있다. 따라서, 작업 경로(P1)의 종단으로부터 다음 작업 경로(P1)의 시단까지의 선회 주행은 유저 등의 수동 운전에 의해 행해진다. 도 3에 나타내는 목표 주행 경로(P)에서는 복수의 작업 경로(P1) 각각에 대해서 트랙터(1)의 주행 방향이 일정한 방향으로 정해져 있지만 직진 모드에서는 복수의 작업 경로(P1) 각각에 대해서 트랙터(1)를 자동 주행시키는 주행 방향이 일정한 방향으로 정해져 있지 않고, 도 3에 나타내는 화살표와는 역방향으로 트랙터(1)를 자동 주행시키는 것도 가능해져 있다.

직진 모드에 의해 트랙터(1)의 자동 주행을 개시할 경우에는 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 것으로부터 트랙터(1)의 자동 주행을 개시시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 주행 경로 생성부(53)가 복수의 작업 경로(P1)를 포함하는 목표 주행 경로(P)를 생성하고 있으므로 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 1개의 작업 경로(P1)를 개시 경로(P5)(도 4, 도 6 참조)로서 특정하고, 그 특정된 개시 경로(P5)로부터 자동 주행을 개시할 수 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에 의해 자동 주행이 개시되기 전에 트랙터(1)가 직진 모드에 의해 자동 주행을 개시하는 것이 가능한 자동 주행 후보 경로(P4)(도 4, 도 6 참조)를 특정하는 특정부(91), 특정부(91)에 의해 특정된 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 개시 경로(P5)(도 4, 도 6 참조)를 특정하는 개시 경로 특정부(93) 등이 구비되어 있다. 특정부(91)는 취득한 트랙터(1)의 현재 위치(위치 정보) 및 방위 정보에 의거하여 트랙터(1)의 전방측 및 후방측에 후보 특정용 영역(Q1, Q2)(도 4, 도 6 참조)을 설정하는 후보 특정용 영역 설정부(92)를 구비하고, 후보 특정용 영역(Q1, Q2)에 포함되는 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다. 측위 유닛(21)에 의해 트랙터(1)의 현재 위치(위치 정보)를 취득하고, 관성 계측 장치(23)에 의해 트랙터(1)의 방위 정보를 취득하고 있으므로 통신 모듈(25, 55)에 의해 트랙터(1)의 현재 위치(위치 정보) 및 방위 정보를 통신함으로써 후보 특정용 영역 설정부(92)가 트랙터(1)의 현재 위치(위치 정보) 및 방위 정보를 파악하고 있다.

이하, 도 7의 플로우 차트를 참조하면서 도 4~도 6에 의거하여 직진 모드에 의해 자동 주행을 개시시킬 경우에 대해서 설명한다. 도 4~도 6은 휴대 통신 단말(3)의 표시부(51)에 표시되는 표시 화면의 일부를 나타내는 것이며, 트랙터(1)의 현재 위치와 복수의 작업 경로(P1)가 중첩 표시되어 있다.

예를 들면, 트랙터(1)의 자동 주행을 개시하고 싶은 작업 경로(P1)의 가까이에 트랙터(1)를 위치시킨다. 이때 영역 선택부(94)(도 2 참조)가 트랙터(1)의 조작 상황에 의거하여 후보 특정용 영역(Q1)(도 4 참조)을 트랙터(1)의 전방측으로 설정할지 또는 후보 특정용 영역(Q2)(도 6 참조)을 트랙터(1)의 후방측으로 설정할지를 선택하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#1)). 트랙터(1)의 조작 상황은, 예를 들면 트랙터(1)의 전진과 후진을 스위칭하는 전후진 스위칭용의 조작부(리버서)의 스위칭 상황으로 하고 있다.

전후진 스위칭용의 조작부가 전진으로 스위칭되어 있을 경우에 대해서 설명한다.

이 경우에는 영역 선택부(94)가 후보 특정용 영역(Q1)을 트랙터(1)의 전방측으로 설정하는 상태를 선택하고, 후보 특정용 영역 설정부(92)가 영역 선택부(94)의 선택 상태에 따라 트랙터(1)의 전방측에 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#1)의 전방측의 경우, 스텝(#2)). 후보 특정용 영역 설정부(92)는 도 4에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)의 전진 방향(전방측의 직진 방향)으로 연장되는 전방 진행 직선(T1)을 트랙터(1)의 현재 위치를 중심으로 해서 좌우로 회전 각도(θ1)만큼 회전시킨 우측 전방 직선(T2)과 좌측 전방 직선(T3)을 설정한다. 후보 특정용 영역 설정부(92)는 우측 전방 직선(T2)과 좌측 전방 직선(T3) 사이의 영역이며, 또한 트랙터(1)의 현재 위치로부터 설정 거리(L)까지의 범위의 영역을 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)으로서 설정하고 있다.

이와 같이 해서 후보 특정용 영역 설정부(92)는 트랙터(1)의 현재 위치를 기준으로 해서 트랙터(1)의 전방측의 직진 방향을 향해서 넓어지는 삼각형상의 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정하고 있다. 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)은 상술한 바와 같은 삼각형상의 영역에 한정되지 않고, 예를 들면 사각형상이나 원호형상 등 각종 형상을 적용할 수 있다. 후보 특정용 영역 설정부(92)는 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)의 크기를 일정한 크기로 설정할 수도 있지만 트랙터(1)의 현재 위치 등 트랙터(1)의 상황에 따라 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)의 크기를 변경 설정할 수도 있다.

전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)이 설정되면 특정부(91)는 전진 방향에 있어서 트랙터(1)의 전진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향인지의 여부를 판별하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#3)). 도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 좌측 전방 직선(T3)(또는 우측 전방 직선(T2))과 작업 경로(P1)를 따르는 직선이 이루는 각도(β)가 소정 각도가 될 경우에는 트랙터(1)의 전진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향이 된다. 이 경우에는 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하고 싶은 작업 경로(P1)에 대해서 한창 접근하고 있는 중인지 등 어느 작업 경로(P1)로부터 트랙터(1)의 자동 주행을 개시하고 싶은 것인지를 알기 어렵다. 그래서 트랙터(1)의 전진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향일 경우에는 특정부(91)가 자동 주행 후보 경로(P4)의 특정을 행하고 있지 않다(도 7에 있어서 스텝(#3)의 Yes의 경우).

특정부(91)는 트랙터(1)의 전진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향이 아니면 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 작업 경로(P1)가 존재는지의 여부를 판별하고, 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 존재하는 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#3)의 No의 경우, 스텝(#4)의 Yes의 경우, 스텝(#5)). 특정부(91)는 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 1개의 작업 경로(P1)가 존재하면 그 1개의 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다. 특정부(91)는 도 4에 나타내는 바와 같이 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 복수의 작업 경로(P1)가 존재하면 복수의 작업 경로(P1)(도 4에 있어서 좌측으로부터 4번째부터 7번째까지의 4개의 작업 경로(P1))를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다.

특정부(91)에 의해 특정된 자동 주행 후보 경로(P4)에 대해서는 단말 전자 제어 유닛(52)이 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 작업 경로(P1)가 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정되어 있는 것인지가 식별 가능한 상태이며, 표시부(51)에 표시시킬 수 있다. 표시부(51)에서는, 예를 들면 색에 의해 식별 가능해지므로 단말 전자 제어 유닛(52)은 자동 주행 후보 경로(P4)의 색을 다른 작업 경로(P1)와 상이하게 함으로써 식별 가능하게 할 수 있다.

개시 경로 특정부(93)는 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 개시 경로(P5)를 특정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#6)). 개시 경로 특정부(93)는 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)가 1개이면 그 자동 주행 후보 경로(P4)를 개시 경로(P5)로서 특정하고 있다. 개시 경로 특정부(93)는 도 4에 나타내는 바와 같이 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)가 복수 있으면 개시 경로 특정용 조건에 의거하여 복수의 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 1개의 개시 경로(P5)(도 4 중 굵은 선에 의해 나타낸다)를 특정하고 있다. 개시 경로 특정용 조건은, 예를 들면 트랙터(1)의 현재 위치로부터 제일 가까운 위치에 위치하는 자동 주행 후보 경로(P4)로 설정할 수 있다. 개시 경로 특정용 조건에 대해서는, 예를 들면 표시부(51)에 있어서의 유저 등의 선택 조작에 의해 선택된 자동 주행 후보 경로(P4)로 설정할 수도 있고, 유저 등의 요망에 따라 개시 경로(P5)를 특정할 수도 있다.

개시 경로 특정부(93)에 의해 특정된 개시 경로(P5)에 대해서는 단말 전자 제어 유닛(52)이 도 4의 굵은 선에 의해 나타내는 바와 같이 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 작업 경로(P1)가 개시 경로(P5)로서 특정되어 있는 것인지가 식별 가능한 상태이며, 표시부(51)에 표시시킬 수 있다. 표시부(51)에서는, 예를 들면 색에 의해 식별 가능해지므로 단말 전자 제어 유닛(52)은 자동 주행 후보 경로(P4)의 색을 다른 작업 경로(P1)와 상이하게 함으로써 식별 가능하게 할 수 있다.

도 7에 있어서의 스텝(#1)으로 되돌아오고, 전후진 스위칭용의 조작부가 후진으로 스위칭되어 있을 경우에 대해서 설명한다.

이 경우에는 영역 선택부(94)가 후보 특정용 영역(Q2)을 트랙터(1)의 후방측으로 설정하는 상태를 선택하고, 후보 특정용 영역 설정부(92)가 영역 선택부(94)의 선택 상태에 따라 트랙터(1)의 후방측에 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#1)의 후방측의 경우, 스텝(#7)). 후보 특정용 영역 설정부(92)는 도 6에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)의 후진 방향(후방측의 직진 방향)으로 연장되는 후방 진행 직선(T4)을, 트랙터(1)의 현재 위치를 중심으로 해서 좌우로 회전 각도(θ2)만큼 회전시킨 우측 후방 직선(T5)과 좌측 후방 직선(T6)을 설정한다. θ2는 θ1과 동일 회전 각도이어도 좋고, 상이한 회전 각도이어도 좋다. 후보 특정용 영역 설정부(92)는 우측 후방 직선(T5)과 좌측 후방 직선(T6) 사이의 영역이며, 또한 트랙터(1)의 현재 위치로부터 설정 거리(L)까지의 범위의 영역을 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)으로서 설정하고 있다.

후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 대해서도 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)과 마찬가지로 삼각형상의 영역에 한정되지 않고, 예를 들면 사각형상이나 원호형상 등 각종 형상을 적용할 수 있다. 후보 특정용 영역 설정부(92)는 트랙터(1)의 현재 위치 등 트랙터(1)의 상황에 따라 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)의 크기를 변경 설정할 수도 있다.

특정부(91)는 트랙터(1)의 후진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향인지의 여부를 판별하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#3)). 이때의 트랙터(1)의 후진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향인지의 여부의 판별에 대해서 도시는 생략하지만 도 5와는 전후 방향이 역방향이 되며, 특정부(91)는 우측 후방 직선(T5) 또는 좌측 후방 직선(T6)(도 6 참조)과 작업 경로(P1)를 따르는 직선이 이루는 각도가 소정 각도가 될 경우에 후진 방향에 있어서 트랙터(1)가 횡 방향이라고 판별하고 있다.

특정부(91)는 트랙터(1)의 후진 방향의 방향이 작업 경로(P1)에 대해서 횡 방향이 아니면 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2) 내에 작업 경로(P1)가 존재하는지의 여부를 판별하고, 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2) 내에 존재하는 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#3)의 No의 경우, 스텝(#4)의 Yes의 경우, 스텝(#5)). 특정부(91)는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 1개의 작업 경로(P1)가 존재하면 그 1개의 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다. 특정부(91)는 도 6에 나타내는 바와 같이 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2) 내에 복수의 작업 경로(P1)가 존재하면 복수의 작업 경로(P1)(도 6에 있어서 좌측으로부터 2번째부터 5번째까지의 4개의 작업 경로(P1))를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있다.

특정부(91)에 의해 특정된 자동 주행 후보 경로(P4)에 대해서는 단말 전자 제어 유닛(52)이 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 작업 경로(P1)가 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정되어 있는 것인지가 식별 가능한 상태이며, 표시부(51)에 표시시킬 수 있다. 표시부(51)에서는, 예를 들면 색에 의해 식별 가능해지므로 단말 전자 제어 유닛(52)은 자동 주행 후보 경로(P4)의 색을 다른 작업 경로(P1)와 상이하게 함으로써 식별 가능하게 할 수 있다.

전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정한 경우와 마찬가지로 개시 경로 특정부(93)는 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 개시 경로(P5)를 특정하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#6)). 개시 경로 특정부(93)는 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)가 1개이면 그 자동 주행 후보 경로(P4)를 개시 경로(P5)로서 특정하고 있다. 개시 경로 특정부(93)는 특정부(91)에 의해 특정한 자동 주행 후보 경로(P4)가 복수 있으면 개시 경로 특정용 조건에 의거하여 복수의 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 1개의 개시 경로(P5)(도 6 중 굵은 선에 의해 나타낸다)를 특정하고 있다.

개시 경로 특정부(93)에 의해 특정된 개시 경로(P5)에 대해서는 단말 전자 제어 유닛(52)이 도 6의 굵은 선에 의해 나타내는 바와 같이 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 작업 경로(P1)가 개시 경로(P5)로서 특정되어 있는 것인지가 식별 가능한 상태이며, 표시부(51)에 표시시킬 수 있다. 표시부(51)에서는, 예를 들면 색에 의해 식별 가능해지므로 단말 전자 제어 유닛(52)은 자동 주행 후보 경로(P4)의 색을 다른 작업 경로(P1)와 상이하게 함으로써 식별 가능하게 할 수 있다.

표시부(51)에 개시 경로(P5)를 표시시킴에 있어서 단말 전자 제어 유닛(52)은 도 6에 나타내는 바와 같이 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)에 포함되는 개시 경로(P5)(굵은 선 점선에 의해 나타낸다)와 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 개시 경로(P5)(굵은 선에 의해 나타낸다)를 구별 가능하게 표시하고 있다. 도 6에서는 실선 굵은 선과 점선 굵은 선에 의해 구별하고 있지만 표시부(51)에서는, 예를 들면 색에 의해 식별 가능해지므로 자동 주행 후보 경로(P4)의 색을 바꿈으로써 식별 가능하게 할 수 있다.

이와 같이 해서 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정했을 경우(도 4 참조)에도, 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정했을 경우(도 6 참조)에도 특정부(91)에 의해 자동 주행 후보 경로(P4)를 특정하고, 그 자동 주행 후보 경로(P4)로부터 개시 경로 특정부(93)에 의해 1개의 개시 경로(P5)를 특정하고 있다.

도 7에 있어서 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정했을 때에 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 내에 작업 경로(P1)가 존재하고 있지 않을 경우에는 또는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정했을 때에 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2) 내에 작업 경로(P1)가 존재하고 있지 않을 경우에는 스텝(#1)~스텝(#4), 스텝(#7)이 반복해서 행해지게 된다. 예를 들면, 트랙터(1)가 이동 중일 경우에는 트랙터(1)의 이동(전진 또는 후진)에 따라 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 또는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)도 이동하게 된다. 따라서, 이동 후의 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 또는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2) 내에 작업 경로(P1)가 존재함으로써 자동 주행 후보 경로(P4)를 특정할 수 있다. 덧붙여 말하면 자동 주행 후보 경로(P4)의 특정을 개시하고 나서 소정 시간이 경과하는 등에 의해 중단 조건이 성립함으로써 자동 주행 후보 경로(P4)의 특정을 중단시킬 수도 있다.

개시 경로(P5)를 특정하면 차재 전자 제어 유닛(18)이 자동 주행 제어를 행함으로써 개시 경로(P5)에 접근하도록 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시킨다. 개시 경로(P5)에 접근시켜서 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시킴에 있어서 차재 전자 제어 유닛(18)은 전후진 스위칭용의 조작부가 전진으로 스위칭되어 있는지 또는 후진으로 스위칭되어 있는지에 따라 전진 주행하는지 또는 후진 주행하는지를 스위칭하고 있다(도 7에 있어서 스텝(#8)~스텝(#10)). 덧붙여 말하면 전후진 스위칭용의 조작부가 전진으로 스위칭되어 있는지 또는 후진으로 스위칭되어 있는지의 판정은 차재 전자 제어 유닛(18)이 스텝(#1)에서 행하고 있으므로 실제로는 새롭게 판정하는 것은 아니고, 스텝(#1)의 판정 결과를 사용해서 개시 경로(P5)에 대해서 전진 주행하는지 또는 후진 주행하는지를 스위칭하게 된다.

전후진 스위칭용의 조작부가 전진으로 스위칭되어 있을 경우에는 차재 전자 제어 유닛(18)이 트랙터(1)를 전진 주행시키는 상태로 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시킨다(도 7에 있어서 스텝(#8)의 전방측의 경우, 스텝(#9)).

차재 전자 제어 유닛(18)은 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시키면 자동 주행 개시 조건이 성립하는지를 확인하고, 자동 주행 개시 조건이 성립하고 있으면 자동 주행 개시의 지시를 받은 후에 개시 경로(P5)를 따른 트랙터(1)의 자동 주행을 개시시킨다(도 7에 있어서 스텝(#11)의 Yes의 경우, 스텝(#12)).

차재 전자 제어 유닛(18)은, 예를 들면 하기 (1)~(5) 중 (1), (2), (3) 또는 (4), (5)의 4개의 조건을 충족하면 자동 주행 개시 조건이 충족되어 있다고 판정하고 있다.

(1) 트랙터(1)의 현재 위치와 개시 경로(P5)의 횡 방향에서의 편차가 소정 거리 이내이다.

(2) 트랙터(1)의 진행 방향의 방위와 개시 경로(P5)의 방위의 방위 편차가 소정 각도 이내이다.

(3) 트랙터(1)의 현재 위치가 중앙 영역(R1)(도 3 참조)일 경우 트랙터(1)의 현재 위치로부터 외주 영역(R2)(도 3 참조)까지의 거리가 소정 거리 이상이다.

(4) 트랙터(1)의 현재 위치가 외주 영역(R2)(도 3 참조)일 경우 트랙터(1)의 현재 위치로부터 중앙 영역(R1)(도 3 참조)까지의 거리가 소정 거리 이내이다.

(5) 상기 (1) 및 (2)를 충족하는 개시 경로(P5)가 동일한 상태가 소정 시간(예를 들면, 1초) 계속되고 있다.

전후진 스위칭용의 조작부가 후진으로 스위칭되어 있을 경우에는 차재 전자 제어 유닛(18)이 트랙터(1)를 후진 주행시키는 상태로 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시킨다(도 7에 있어서 스텝(#8)의 후방측의 경우, 스텝(#10)).

이 경우에도 차재 전자 제어 유닛(18)은 개시 경로(P5) 상까지 트랙터(1)를 자동 주행시키면 자동 주행 개시 조건이 성립하는지를 확인하고, 자동 주행 개시 조건이 성립하고 있으면 자동 주행 개시의 지시를 받은 후에 개시 경로(P5)를 따른 트랙터(1)의 자동 주행을 개시시킨다(도 7에 있어서 스텝(#11)의 Yes의 경우, 스텝(#12)). 덧붙여 말하면 개시 경로(P5)를 따른 트랙터(1)의 자동 주행은 전진 주행에 의해 행하므로 개시 경로(P5) 상에서 트랙터(1)를 후진으로부터 전진으로 스위칭하고 있다.

개시 경로(P5) 및 복수의 작업 경로(P1)를 따른 자동 주행을 행하기 위해서는 차재 전자 제어 유닛(18)이 개시 경로(P5) 및 복수의 작업 경로(P1)에 관한 경로 정보를 취득해 두는 것이 필요해지므로 이 경로 정보의 취득에 대해서 설명한다.

개시 경로(P5)를 특정한 단계에서 단말 전자 제어 유닛(52)이 통신 모듈(55)에 의해 개시 경로(P5)에 관한 경로 정보를 송신할 수 있으므로 차재 전자 제어 유닛(18)은 통신 모듈(25)에 의해 경로 정보를 수신함으로써 개시 경로(P5)에 관한 경로 정보를 취득할 수 있다. 자동 주행이 개시된 후에는 단말 전자 제어 유닛(52)이 송신 타이밍이 될 때마다 통신 모듈(55)에 의해 작업 경로(P1)에 관한 경로 정보를 송신하고 있다. 이것에 의해 차재 전자 제어 유닛(18)은 통신 모듈(25)에 의해 경로 정보를 수신함으로써 작업 경로(P1)에 관한 경로 정보를 취득하고 있다. 따라서, 차재 전자 제어 유닛(18)은 취득한 개시 경로(P5) 및 작업 경로(P1)에 관한 경로 정보에 의거하여 자동 주행 제어를 행하고, 개시 경로(P5) 및 작업 경로(P1)를 따라 트랙터(1)를 자동 주행시키도록 하고 있다.

〔제 2 실시형태〕

이 제 2 실시형태는 상기 제 1 실시형태에 있어서 특정부(91)에 의해 자동 주행 후보 경로(P4)를 특정하는 구성에 대한 다른 실시형태이다. 이하, 제 2 실시형태에 있어서의 특정부(91)에 의해 자동 주행 후보 경로(P4)를 특정하는 구성에 대해서 설명하고, 그 외의 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

상기 제 1 실시형태에서는 특정부(91)는 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 또는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있지만 이 제 2 실시형태에서는 특정부(91)가 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 또는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되어도 제외 조건에 해당하는 작업 경로(P1)에 대해서는 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정하고 있지 않다.

제외 조건으로서는, 예를 들면 하기 (1)~(4) 중 어느 조건을 충족하면 제외 조건에 해당한다고 할 수 있다. 덧붙여 말하면 도 8은 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정한 상태에 있어서 하기 (1), (2)에 의해 규정되는 제외 조건에 일치할 경우를 나타내고 있다. 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정한 상태에서는 전방측인지 후방측인지가 상이한 것뿐이므로 도시는 생략한다.

(1) 도 8에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)의 현재 위치와 작업 경로(P1)의 단부 사이에 포장 외 영역(W1)이 존재하는 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다. 도 8 중 좌측으로부터 3번째의 작업 경로(P1)가 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)에 포함되어 있지만 그 작업 경로(P1)의 단부(하단부)와 트랙터(1)의 현재 위치 사이에 포장 외 영역(W1)이 존재하고 있다.

(2) 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정했을 경우에는 도 8에 나타내는 바와 같이 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)에 있어서의 우측 전방 직선(T2) 및 좌측 전방 직선(T3)에 대해서 교점을 갖는 작업 경로(P1)가 존재할 경우에 트랙터(1)의 현재 위치로부터 우측 전방 직선(T2) 또는 좌측 전방 직선(T3)과 작업 경로(P1)의 교점까지 사이에 장해물(W2)이 있으면 그 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다. 도 8 중 좌측으로부터 5번째의 작업 경로(P1)와 우측 전방 직선(T2)의 교점이 존재하지만 트랙터(1)의 현재 위치와 교점 사이에 장해물(W2)이 존재하고 있다.

후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정했을 경우에는 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 있어서의 우측 후방 직선(T5)(도 6 참조) 및 좌측 후방 직선(T6)(도 6 참조)에 대해서 교점을 갖는 작업 경로(P1)가 존재할 경우에 트랙터(1)의 현재 위치로부터 우측 후방 직선(T5) 또는 좌측 후방 직선(T6)과 작업 경로(P1)의 교점까지 사이에 장해물(W2)이 있으면 그 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다.

(3) 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)을 설정했을 경우에는 트랙터(1)의 현재 위치로부터 우측 전방 직선(T2) 또는 좌측 전방 직선(T3)과의 교점까지의 거리가 최대 설정 거리보다 큰 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다.

후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정했을 경우에는 트랙터(1)의 현재 위치로부터 우측 후방 직선(T5) 또는 좌측 후방 직선(T6)과의 교점까지의 거리가 최대 설정 거리보다 큰 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다.

또한, 트랙터(1)의 현재 위치로부터 가까운측의 단부까지의 거리가 최대 설정 거리보다 큰 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다고 할 수도 있다.

(4) 이미 자동 주행이 행해져서 작업이 완료된 작업 경로(P1)가 제외 조건에 일치한다. 덧붙여 말하면 단말 전자 제어 유닛(52)은 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 작업 경로(P1)가 작업 완료인지를 파악하고 있으며, 작업이 완료된 작업 경로(P1)를 빈틈없이 칠하는 등에 의해 식별 가능한 상태로 표시부(51)에 표시 가능하게 하고 있다.

제외 조건에 대해서는 적당히 설정할 수 있고, 예를 들면 상기 (1)~(4) 중 1개의 조건 또는 복수의 조건을 선택 가능하게 할 수도 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) 작업 차량의 구성은 다양한 변경이 가능하다.

예를 들면, 작업 차량은 엔진(9)과 주행용의 전동 모터를 구비하는 하이브리드 사양으로 구성되어 있어도 좋고, 또한 엔진(9) 대신에 주행용의 전동 모터를 구비하는 전동 사양으로 구성되어 있어도 좋다.

예를 들면, 작업 차량은 주행부로서 좌우의 후륜(6) 대신에 좌우의 크롤러를 구비하는 세미 크롤러 사양으로 구성되어 있어도 좋다.

예를 들면, 작업 차량은 좌우의 후륜(6)이 조타륜으로서 기능하는 후륜 스티어링 사양으로 구성되어 있어도 좋다.

(2) 상기 실시형태에서는 주행 경로 생성부(53), 특정부(91), 후보 특정용 영역 설정부(92), 개시 경로 특정부(93), 영역 선택부(94)를 휴대 통신 단말(3)에 구비한 예를 나타냈지만, 예를 들면 주행 경로 생성부(53), 특정부(91), 후보 특정용 영역 설정부(92), 개시 경로 특정부(93), 영역 선택부(94)를 트랙터(1)의 작업 차량측이나 외부의 관리 장치에 구비할 수도 있다.

(3) 상기 실시형태에서는 직진 모드에 의해 트랙터(1)의 자동 주행을 개시할 때에 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 것으로부터 트랙터(1)의 자동 주행을 개시시킬 경우에 대해서 예시했지만, 예를 들면 직진 모드에 한정되지 않고, 트랙터(1)의 자동 주행을 개시할 때에는 목표 주행 경로(P)의 스타트 지점뿐만 아니라 복수의 작업 경로(P1) 중 어느 것으로부터 트랙터(1)의 자동 주행을 개시시킬 수도 있다.

이때에는 도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 작업 경로(P1) 각각에 대해서 일정한 주행 방향이 정해져 있으므로 트랙터(1)의 전진 방향과 작업 경로(P1)의 주행 방향이 동일 방향인 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정할 수 있다. 즉, 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 및 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)을 설정해서 자동 주행 후보 경로(P4)를 특정함에 있어서 특정부(91)는 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1) 및 후방측의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 작업 경로(P1)라는 조건에 추가하여 트랙터(1)의 전진 방향과 작업 경로(P1)의 주행 방향이 동일 방향인 작업 경로(P1)라는 조건을 충족하는 작업 경로(P1)를 자동 주행 후보 경로(P4)로서 특정할 수 있다.

(4) 상기 실시형태에서는 도 6에 나타내는 바와 같이 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)에 포함되는 개시 경로(P5)(굵은 선 점선에 의해 나타낸다)와 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 개시 경로(P5)(굵은 선에 의해 나타낸다)를 구별 가능하게 표시부(51)에 표시하고 있다. 이 대신에 단말 전자 제어 유닛(52)은 전방측용의 후보 특정용 영역(Q1)에 포함되는 자동 주행 후보 경로(P4)와 후방측용의 후보 특정용 영역(Q2)에 포함되는 자동 주행 후보 경로(P4)를 구별 가능하게 표시부(51)에 표시시킬 수도 있다. 이때 자동 주행 후보 경로(P4)와 개시 경로(P5)에 대해서도 구별 가능하게 표시시킬 수 있다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 작업 차량을 목표 주행 경로를 따라 자동 주행시키는 각종 자동 주행 시스템에 적용 가능하다.

1: 트랙터(작업 차량)
18: 차재 전자 제어 유닛(자동 주행 제어부)
21: 측위 유닛(정보 취득부) 23: 관성 계측 장치(정보 취득부)
51: 표시부 53: 주행 경로 생성부(경로 생성부)
91: 특정부 94: 영역 선택부
Q1: 전방측의 후보 특정용 영역 Q2: 후방측의 후보 특정용 영역
P: 목표 주행 경로(예정 주행 경로) P1: 작업 경로(주행 경로)
P4: 자동 주행 후보 경로

Claims (4)

1. 작업 차량을 자동 주행시키는 복수의 주행 경로를 포함하는 예정 주행 경로를 생성하는 경로 생성부와,
   작업 차량을 예정 주행 경로를 따라 자동 주행시키는 것이 가능한 자동 주행 제어부와,
   작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보를 취득하는 정보 취득부와,
   작업 차량에 의해 자동 주행이 개시되기 전에 작업 차량이 자동 주행을 개시하는 것이 가능한 자동 주행 후보 경로를 특정하는 특정부가 구비되고,
   상기 특정부는 상기 정보 취득부에서 취득한 작업 차량의 위치 정보 및 방위 정보에 의거하여 작업 차량의 전방측 및 후방측에 후보 특정용 영역을 설정하고, 복수의 주행 경로 중 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정하고 있는 자동 주행 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 특정부가 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 상기 자동 주행 제어부가 작업 차량을 전진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키고,
   상기 특정부가 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 자동 주행 후보 경로로서 특정한 경우에는 상기 자동 주행 제어부가 작업 차량을 후진시켜서 자동 주행 후보 경로에 진입시키는 자동 주행 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 표시하는 표시부가 구비되고,
   상기 표시부는 전방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로와 후방측용의 후보 특정용 영역에 포함되는 주행 경로를 구별 가능하게 표시하고 있는 자동 주행 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 전방측으로 설정할지 또는 상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 후방측으로 설정할지를 선택 가능한 영역 선택부가 구비되고,
   상기 특정부는 전기 영역 선택부에 의한 선택 상태에 따라 상기 후보 특정용 영역을 작업 차량의 전방측 또는 작업 차량의 후방측으로 설정하고 있는 자동 주행 시스템.
   

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