KR20220099533A - 작업 차량용의 자동 주행 시스템 - Google Patents

Abstract

작업 차량용의 자동 주행 시스템에 있어서, 작업 차량을 목표 경로에 따라서 자동 주행시키는 제어 유닛(23)에는, 작업 차량의 현재 위치로부터 진행 방향측으로 소정 거리를 둔 소정 위치에 목표 주행 위치를 설정하는 목표 위치 설정부(23Fa)와, 작업 차량이 목표 주행 위치를 추종하도록 스티어링 유닛(17)의 작동을 제어하는 자동 스티어링 제어부(23H)가 포함되어 있고, 목표 위치 설정부(23Fa)는 목표 주행 위치가 직진 경로에 연접된 선회 경로의 종단 위치에 도달했는지의 여부를 판정하고, 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 목표 주행 위치를 선회 경로 상의 위치로부터 직진 경로 상의 위치로 설정 변경한다.

Description

작업 차량용의 자동 주행 시스템

본 발명은 작업 차량의 자동 주행을 가능하게 하는 작업 차량용의 자동 주행 시스템에 관한 것이다.

상기와 같은 작업 차량용의 자동 주행 시스템으로서는, 작업 차량의 자동 주행 중에 작업 차량의 현재 위치로부터 진행 방향측으로 소정 거리를 둔 목표 경로 상 또는 목표 경로의 연장선 상의 위치에 목표 주행 위치를 설정하고, 이 목표 주행 위치를 추종하도록 작업 차량을 자동 주행시킴으로써 작업 차량을 목표 경로에 따라서 자동 주행시키도록 구성된 경우가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본특허공개 2019-53470호 공보

특허문헌 1에 기재된 작업 차량용의 자동 주행 시스템에 있어서는, 목표 경로가 복수 종류의 경로부로 구획되어 있고, 작업 차량의 현재 위치가 현재의 경로부로부터 종류가 다른 다음의 경로부로 스위칭되기까지의 사이에는, 목표 주행 위치가 현재의 경로부 상 또는 현재의 경로부의 연장선 상의 위치에 설정되도록 구성되어 있다.

즉, 특허문헌 1에 기재된 작업 차량용의 자동 주행 시스템에 있어서는 작업 차량의 현재 위치가 작업 차량을 선회 주행시키는 선회 경로 상이고, 다음 경로부가 작업 차량을 직진 주행시키는 직진 경로인 경우는, 작업 차량의 현재 위치가 선회 경로로부터 직진 경로로 스위칭되기까지의 사이에는, 목표 주행 위치가 선회 경로 상 또는 선회 경로의 연장선 상의 위치에 설정되는 것이 되고, 작업 차량은 선회 경로 상 또는 선회 경로의 연장선 상의 위치에 설정된 목표 주행 위치를 추종하게 된다.

그 때문에 작업 차량이 선회 경로의 종단 위치(직진 경로의 시단 위치)에 도달한 단계에 있어서는, 작업 차량의 조타륜이 선회 내측으로 크게 조타된 상태로 되어 있다. 이러한 상태의 작업 차량을, 직선 경로 상의 위치로 설정 변경된 목표 주행 위치에 추종시키도록 하면, 작업 차량은 직선 경로의 방위에 대하여 선회 내측으로 치우쳐서 주행한 후에 직선 경로 상으로 되돌아오게 된다. 그 결과, 작업 차량이 직선 경로의 시단 위치에 도달하고나서 잠시 동안은 작업 차량을 직선 경로에 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 없게 된다.

이 실정을 감안하여, 본 발명의 주된 과제는 작업 차량의 주행 경로가 선회 경로로부터 직진 경로로 스위칭되는 경우에, 그 스위칭 위치로부터 작업 차량을 직선 경로에 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시키는 것을 가능하게 하는 점에 있다.

본 발명의 제 1 형태는, 작업 차량용의 자동 주행 시스템에 있어서,

작업 차량에 구비된 주행 장치를 조작하는 스티어링 유닛과,

상기 작업 차량의 현재 위치 및 현재 방위를 측정하는 측위 유닛과,

상기 측위 유닛의 측위 정보에 의거하여 상기 작업 차량을 사전에 설정된 목표 경로에 따라서 자동 주행시키는 제어 유닛을 갖고,

상기 목표 경로에는 선회 경로와 상기 선회 경로에 연접되는 직진 경로가 포함되어 있고,

상기 제어 유닛에는,

자동 주행 중에 상기 현재 위치로부터 진행 방향측으로 소정 거리를 둔 소정 위치에 목표 주행 위치를 설정하는 목표 위치 설정부와,

상기 측위 유닛의 측위 정보와 상기 목표 주행 위치에 의거하여 상기 작업 차량이 상기 목표 주행 위치를 추종하도록 상기 스티어링 유닛의 작동을 제어하는 자동 스티어링 제어부가 포함되어 있고,

상기 목표 위치 설정부는, 상기 목표 주행 위치가 상기 직진 경로에 연접된 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했는지의 여부를 판정하고, 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 목표 주행 위치를 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로 설정 변경하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 목표 위치 설정부가, 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정하여 목표 주행 위치를 선회 경로 상의 위치로부터 직선 경로 상의 위치로 설정 변경하면, 자동 스티어링 제어부가, 작업 차량이 직선 경로 상에 설정된 목표 주행 위치를 추종하도록 스티어링 유닛의 작동을 제어한다.

이것에 의해, 작업 차량이 선회 경로의 종단 위치(직선 경로의 시단 위치)로부터 앞쪽에 소정 거리를 둔 선회 경로 상의 위치로 위치하는 단계로부터, 작업 차량을 직선 경로 상의 위치로 설정된 목표 주행 위치로 추종시킬 수 있다.

따라서, 작업 차량이 직선 경로의 시단 위치에 도달했을 때의 작업 차량의 방위를 직선 경로의 방위에 맞추기 쉬워지고, 그 결과, 작업 차량이 직선 경로의 시단 위치에 도달한 단계로부터 작업 차량을 직선 경로에 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 있다.

도 1은 작업 차량용의 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 작업 차량용의 자동 주행 시스템의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 자동 스티어링 제어부의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 장해물 검출 유닛 등의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는 자동 주행용의 목표 경로의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6은 작업 차량이 직진 경로를 자동 주행하고 있을 때의 방위각 편차의 산출에 관한 설명도이다.
도 7은 작업 차량이 선회 경로를 자동 주행하고 있을 때의 방위각 편차의 산출에 관한 설명도이다.
도 8은 작업 차량과 목표 주행 위치가 직진 경로 상에 위치하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 9는 작업 차량이 직진 경로 상에 위치해서 목표 주행 위치가 직진 경로의 종단 위치(선회 경로의 시단 위치)에 도달한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 10은 작업 차량이 직진 경로 상에 위치해서 목표 주행 위치가 직진 경로의 연장선 상에 위치하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 11은 작업 차량이 직진 경로의 종단 위치(선회 경로의 시단 위치)에 도달해서 목표 주행 위치가 선회 경로 상의 위치로 설정 변경된 상태를 나타내는 설명도이다.
도 12는 작업 차량과 목표 주행 위치가 선회 경로 상에 위치하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 13은 작업 차량이 선회 경로 상에 위치해서 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치(직진 경로의 시단 위치)에 도달한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 14는 작업 차량이 선회 경로 상에 위치해서 목표 주행 위치가 직진 경로 상에 위치하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 15는 작업 차량이 선회 경로의 종단 위치(직진 경로의 시단 위치)에 도달해서 목표 주행 위치가 직진 경로 상에 위치하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 16은 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치(직진 경로의 시단 위치)에 도달한 단계에 있어서 작업 차량의 직진 경로에 대한 횡방향 편차가 일탈 허용폭을 초과하고 있는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 17은 작업 차량의 직진 경로에 대한 횡방향 편차가 일탈 허용폭을 초과하고 있어서 목표 주행 위치가 선회 경로의 연장선 상의 위치에 설정된 상태를 나타내는 설명도이다.
도 18은 작업 차량의 직진 경로에 대한 횡방향 편차가 일탈 허용폭 내가 되어서 목표 주행 위치가 직진 경로 상의 위치로 설정 변경된 상태를 나타내는 설명도이다.
도 19는 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치(직진 경로의 시단 위치)에 도달한 단계에 있어서 작업 차량의 직진 경로에 대한 목표 각도 편차가 일탈 허용 각을 초과하고 있는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 20은 작업 차량의 직진 경로에 대한 목표 각도 편차가 일탈 허용각을 초과하고 있어서 목표 주행 위치가 선회 경로의 연장선 상의 위치로 설정된 상태를 나타내는 설명도이다.
도 21은 작업 차량의 직진 경로에 대한 목표 각도 편차가 일탈 허용각 내가 되어서 목표 주행 위치가 직진 경로 상의 위치로 설정 변경된 상태를 나타내는 설명도이다.
도 22는 긴급 정지 회피 제어에 있어서의 목표 위치 설정부의 제어 작동을 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 일례로서, 본 발명에 따른 작업 차량용의 자동 주행 시스템을, 작업 차량의 일례인 트랙터에 적용한 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

또한, 본 발명에 따른 작업 차량용의 자동 주행 시스템은 트랙터 이외에, 예를 들면 승용 관리기, 승용 예초기, 승용 전식기, 콤바인, 제설차, 휠 로더 및 운반차 등의 자동 주행 가능한 승용 작업 차량, 및 무인 경운기나 무인 예초기 등의 무인 작업 차량에 적용할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 예시된 트랙터(1)는 그 후방부에 링크 기구(2)를 통하여 작업 장치의 일례인 로터리 경운 장치(3)가 승강 가능하면서 롤링 가능하게 연결되어 있다. 이것에 의해 트랙터(1)는 로터리 경운 사양으로 구성되어 있다.

또한, 트랙터(1)의 후방부에는, 로터리 경운 장치(3) 대신에, 예를 들면 플라우, 디스크 해로우, 컬티베이터, 서브소일러, 파종 장치, 산포 장치, 예초 장치,및 수확 장치 등의 작업 장치를 연결할 수 있다.

트랙터(1)는 작업 차량용의 자동 주행 시스템을 사용함으로써, 작업지의 일례인 포장 A(도 5 참조) 등에 있어서 자동 주행시킬 수 있다. 도 1∼2에 나타내는 바와 같이, 작업 차량용의 자동 주행 시스템에는 트랙터(1)에 탑재된 자동 주행 유닛(4) 및 자동 주행 유닛(4)과 무선 통신 가능하게 통신 설정된 무선 통신 기기의 일례인 휴대 통신 단말(5) 등이 포함되어 있다. 휴대 통신 단말(5)에는, 자동 주행에 관한 각종의 정보 표시나 입력 조작 등을 가능하게 하는 멀티 터치식의 표시 디바이스(50) 등이 구비되어 있다.

또한, 휴대 통신 단말(5)에는, 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터나 스마트폰 등을 채용할 수 있다. 또한, 무선 통신에는, Wi-Fi(등록상표) 등의 무선 LAN(Local Area Network)나 Bluetooth(등록상표) 등의 근거리 무선 통신 등을 채용할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에는 주행 장치로서, 구동 가능하고 조타 가능한 좌우의 전륜(10)과, 구동 가능한 좌우의 후륜(11)이 구비되어 있다. 도 1∼2에 나타내는 바와 같이, 트랙터(1)에는 탑승식의 운전부(12)를 형성하는 캐빈(13), 커먼 레일 시스템을 갖는 전자 제어식의 디젤 엔진(이하, 엔진이라고 칭한다)(14), 엔진(14) 등을 덮는 보닛(15) 및 엔진(14)으로부터의 동력을 변속하는 변속 유닛(16) 등이 구비되어 있다. 또한, 엔진(14)에는, 전자 가버너를 갖는 전자제어식의 가솔린 엔진 등을 채용해도 된다.

도 2∼3에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에는, 좌우의 전륜(10)을 조타하는 전유압식의 파워스티어링 유닛(스티어링 유닛의 일례)(17), 좌우의 후륜(11)을 제동하는 브레이크 유닛(18), 로터리 경운 장치(3)로의 전동을 단속하는 전자 유압제어식의 작업 클러치 유닛(19), 로터리 경운 장치(3)를 승강 구동하는 전자 유압 제어식의 승강 구동 유닛(20), 로터리 경운 장치(3)의 롤 방향으로의 구동을 가능하게 하는 전자 유압 제어식의 롤링 유닛(21), 트랙터(1)에 있어서의 각종 설정 상태나 각 부의 동작 상태 등을 검출하는 각종 센서나 스위치 등을 포함하는 차량 상태 검출 기기(22), 및 각종 제어부를 갖는 차재 제어 유닛(23) 등이 구비되어 있다. 또한, 파워스티어링 유닛(17)에는, 조타용의 전동 모터를 갖는 전동식을 채용해도 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이 운전부(12)에는, 수동 조타용의 스티어링휠(25), 탑승자용의 좌석(26) 및 각종 정보 표시나 입력 조작 등을 가능하게 하는 조작 단말(27)이 구비되어 있다. 도시는 생략하지만, 운전부(12)에는, 액셀 레버나 변속 레버 등의 조작 레버류, 및 액셀 페달이나 클러치 페달 등의 조작 페달류 등이 구비되어 있다. 조작 단말(27)에는, 멀티 터치식의 액정 모니터나 ISOBUS(이소 버스) 대응의 버츄얼 터미널 등을 채용할 수 있다.

도시는 생략하지만, 변속 유닛(16)에는 엔진(14)으로부터의 동력을 주행용으로 변속하는 주행 전동계와 작업용으로 변속하는 작업 전동계가 구비되어 있다. 그리고, 주행 전동계에 의한 변속 후의 동력이 전륜 구동용의 전동축 및 앞측 차축 케이스에 내장된 전륜용 차동 장치 등을 통해서 좌우의 전륜(10)에 전달된다. 또한, 작업 전동계에 의한 변속 후의 동력이 로터리 경운 장치(3)에 전달된다. 변속 유닛(16)에는, 좌우의 후륜(11)을 개별적으로 제동하는 좌우의 브레이크가 구비되어 있다.

주행 전동계에는, 엔진(14)으로부터의 동력을 변속하는 전자 제어식의 주변속 장치, 주변속 장치로부터의 동력을 전진용과 후진용으로 스위칭하는 전자 유압제어식의 전후진 스위칭 장치, 전후진 스위칭 장치로부터의 전진용 또는 후진용의 동력을 고저 2단으로 변속하는 기어식의 부변속 장치, 전후진 스위칭 장치로부터의 전진용 또는 후진용의 동력을 초저속단으로 변속하는 기어식의 크리프 변속 장치, 부변속 장치 또는 크리프 변속 장치로부터의 동력을 좌우의 후륜(11)에 분배하는 후륜용 차동 장치, 후륜용 차동 장치로부터의 동력을 감속해서 좌우의 후륜(11)에 전달하는 좌우의 감속 장치, 및 부변속 장치 또는 크리프 변속 장치로부터 좌우의 전륜(10)에의 전동을 스위칭하는 전자 유압 제어식의 전동 스위칭 장치 등이 포함되어 있다.

작업 전동계에는, 엔진(14)으로부터의 동력을 단속하는 유압식의 작업 클러치, 작업 클러치를 경유한 동력을 정전 3단과 역전 1단으로 스위칭하는 작업용 변속 장치 및 작업용 변속 장치로부터의 동력을 작업용으로서 출력하는 PTO축 등이 포함되어 있다. PTO축으로부터 인출된 동력은 외부 전동축(도시 생략) 등을 통해서 로터리 경운 장치(3)로 전달된다. 작업 클러치는, 작업 클러치에 대한 오일의 흐름을 제어하는 전자 제어 밸브(도시 생략) 등과 아울러 작업 클러치 유닛(19)에 포함되어 있다.

주변속 장치에는, 정유압식 무단 변속 장치(HST: Hydro Static Transmission)보다 전동 효율이 높은 유압 기계식 무단 변속 장치의 일례인 I-HMT(Integrated Hydro-static Mechanical Transmission)가 채용되어 있다.

또한, 주변속 장치에는, I-HMT 대신에, 유압 기계식 무단 변속 장치의 일례인 HMT(Hydraulic Mechanical Transmission), 정유압식 무단 변속 장치 또는 벨트식 무단 변속 장치 등의 무단 변속 장치를 채용해도 좋다. 또한, 무단 변속 장치 대신에, 복수의 유압식의 변속 클러치 및 그들에 대한 오일의 흐름을 제어하는 복수의 전자식의 변속 밸브 등을 갖는 전자 유압 제어식의 유단 변속 장치를 채용해도 좋다.

전동 스위칭 장치는, 좌우의 전륜(10)에의 전동 상태를, 좌우의 전륜(10)에의 전동을 차단하는 전동 차단 상태와, 좌우의 전륜(10)의 주속이 좌우의 후륜(11)의 주속과 같아지도록 좌우의 전륜(10)에 전동하는 등속 전동 상태와, 좌우의 후륜(11)의 주속에 대하여 좌우의 전륜(10)의 주속이 약 2배가 되도록 좌우의 전륜(10)에 전동하는 배속 전동 상태로 스위칭한다. 이것에 의해, 본 트랙터(1)의 구동 상태를, 2륜 구동 상태와 4륜 구동 상태와 전륜 배속 상태로 스위칭할 수 있다.

도시는 생략하지만, 브레이크 유닛(18)에는, 상술한 좌우의 브레이크, 운전부(12)에 구비된 좌우의 브레이크 페달의 밟아 넣는 조작에 연동해서 좌우의 브레이크를 작동시키는 풋 브레이크계, 운전부(12)에 구비된 파킹 레버의 조작에 연동해서 좌우의 브레이크를 작동시키는 파킹 브레이크계 및 좌우의 전륜(10)의 설정 각도 이상의 조타에 연동해서 선회 내측의 브레이크를 작동시키는 선회 브레이크계 등이 포함되어 있다.

차량 상태 검출 기기(22)는 트랙터(1)의 각 부에 구비된 각종 센서나 스위치등의 총칭이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 차량 상태 검출 기기(22)에는, 전륜(10)의 조타각을 검출하는 타각 센서(22A)가 포함되어 있다. 도시는 생략하지만, 차량 상태 검출 기기(22)에는, 액셀 레버의 조작 위치를 검출하는 액셀 센서, 변속 레버의 조작 위치를 검출하는 변속 센서, 전후진 스위칭용의 리버서 레버의 조작 위치를 검출하는 리버서 센서, 엔진(14)의 출력 회전수를 검출하는 제 1 회전 센서, 트랙터(1)의 차속을 검출하는 차속 센서, 로터리 경운 장치(3)의 높이 위치를 검출하는 높이 센서 및 PTO축의 회전수를 로터리 경운 장치(3)의 구동 회전수로서 검출하는 제 2 회전 센서 등이 포함되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 차재 제어 유닛(23)에는, 엔진(14)에 관한 제어를 행하는 엔진 제어부(23A), 트랙터(1)의 차속이나 전후진의 스위칭 등의 변속 유닛(16)에 관한 제어를 행하는 변속 유닛 제어부(23B), 스티어링에 관한 제어를 행하는 스티어링 제어부(23C), 로터리 경운 장치(3) 등의 작업 장치에 관한 제어를 행하는 작업 장치 제어부(23D), 조작 단말(27) 등에 대한 표시나 알림에 관한 제어를 행하는 표시 제어부(23E), 자동 주행에 관한 제어를 행하는 자동 주행 제어부(23F) 및 포장(A)에 따라 생성된 자동 주행용의 목표 경로(P)(도 5 참조) 등을 기억하는 불휘발성의 차재 기억부(23G) 등이 포함되어 있다. 각 제어부(23A∼23F)는, 마이크로콘트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 각 제어부(23A∼23F)는, CAN(Controller Area Network)을 통해서 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.

또한, 각 제어부(23A∼23F)의 상호 통신에는, CAN 이외의 통신 규격이나 차세대 통신 규격이다, 예를 들면 차재 Ethernet나 CAN-FD(CAN with FLexible Data rate) 등을 채용해도 된다.

엔진 제어부(23A)는, 액셀 센서로부터의 검출 정보와 제 1 회전 센서로부터의 검출 정보에 의거하여 엔진 회전수를 액셀 레버의 조작 위치에 따른 회전수로 유지하는 엔진 회전수 유지 제어 등을 실행한다.

변속 유닛 제어부(23B)는 변속 센서의 검출 정보와 차속 센서의 검출 정보 등에 의거하여 트랙터(1)의 차속이 변속 레버의 조작 위치에 따른 속도로 변경되도록 주변속 장치의 작동을 제어하는 차속 제어 및 리버서 센서의 검출 정보에 의거하여 전후진 스위칭 장치의 전동 상태를 스위칭하는 전후진 스위칭 제어 등을 실행한다. 차속 제어에는, 변속 레버가 영속 위치에 조작된 경우에, 주변속 장치를 영속 상태까지 감속 제어해서 트랙터(1)의 주행을 정지시키는 감속 정지 처리가 포함되어 있다.

도시는 생략하지만, 변속 유닛 제어부(23B)는 트랙터(1)에 있어서의 주행 구동 모드의 선택을 가능하게 하는 제 1 선택 스위치의 조작에 의거하여 트랙터(1)의 주행 구동 모드를, 2륜 구동 모드와 4륜 구동 모드와 전륜 증속 모드와 선회 브레이크 모드와 전륜 증속 선회 브레이크 모드로 스위칭한다. 제 1 선택 스위치는, 운전부(12)에 구비되고, 차량 상태 검출 기기(22)에 포함되어 있다.

변속 유닛 제어부(23B)는 2륜 구동 모드에 있어서는, 전동 스위칭 장치를 전동 차단 상태로 스위칭함으로써 트랙터(1)를, 좌우의 전륜(10)에의 전동을 차단해서 좌우의 후륜(11)만을 구동시킨 2륜 구동 상태에서 주행시킨다.

변속 유닛 제어부(23B)는 4륜 구동 모드에 있어서는, 전동 스위칭 장치를 등속 구동 상태로 스위칭함으로써 트랙터(1)를, 좌우의 전륜(10)에 전동해서 좌우의 전륜(10)과 좌우의 후륜(11)을 등속 구동시킨 4륜 구동 상태에서 주행시킨다.

변속 유닛 제어부(23B)는 전륜 증속 모드에 있어서는, 타각 센서(22A)의 검출 정보에 의거하여 전동 스위칭 장치를 등속 전동 상태와 배속 전동 상태로 스위칭하는 전륜 변속 제어를 실행한다. 전륜 변속 제어에는, 전륜(10)의 조타각이 설정 각도 이상에 달했을 때에, 트랙터(1)가 선회를 개시했다고 판정하고, 전동 스위칭 장치를 등속 전동 상태로부터 배속 전동 상태로 스위칭하는 전륜 증속 처리와, 전륜(10)의 조타각이 설정 각도 미만에 이르렀을 때에, 트랙터(1)가 선회를 종료했다고 판정하고, 전동 스위칭 장치를 배속 전동 상태로부터 등속 전동 상태로 스위칭하는 전륜 감속 처리가 포함되어 있다. 이것에 의해, 전륜 증속 모드에 있어서는, 트랙터(1)의 선회 주행 시에 트랙터(1)를 전륜 증속 상태에서 주행시킬 수 있고, 트랙터(1)의 선회 반경을 작게 할 수 있다.

변속 유닛 제어부(23B)는 선회 브레이크 모드에 있어서는, 타각 센서(22A)의 검출 정보에 의거하여 브레이크 유닛(18)의 작동을 제어해서 좌우의 브레이크를 제동 해제 상태와 선회 내측 제동 상태로 스위칭하는 선회 브레이크 제어를 실행한다. 선회 브레이크 제어에는, 전륜(10)의 조타각이 설정 각도 이상에 달했을 때에, 트랙터(1)가 선회를 개시했다고 판정함과 아울러, 그 때의 조타각의 증감 방향으로부터 전륜(10)의 조타 방향을 판정하고, 선회 내측의 브레이크를 제동 해제 상태로부터 제동 상태로 스위칭하는 선회 내측 제동 처리와, 전륜(10)의 조타각이 설정 각도 미만에 이르렀을 때에, 트랙터(1)가 선회를 종료했다고 판정하고, 제동 상태(선회 내측)의 브레이크를 제동 해제 상태로 스위칭하는 제동 해제 처리가 포함되어 있다. 이것에 의해 선회 브레이크 모드에 있어서는, 트랙터(1)의 선회 주행 시에 트랙터(1)를 선회 내측 제동 상태에서 주행시킬 수 있어 트랙터(1)의 선회 반경을 작게 할 수 있다.

변속 유닛 제어부(23B)는 전륜 증속 선회 브레이크 모드에 있어서는, 타각 센서(22A)의 검출 정보에 의거하여 상술한 전륜 변속 제어와 선회 브레이크 제어를 실행한다. 이것에 의해, 전륜 증속 선회 브레이크 모드에 있어서는, 트랙터(1)의 선회 주행 시에 트랙터(1)를 전륜 증속 선회 내측 제동 상태에서 주행시킬 수 있고, 트랙터(1)의 선회 반경을 더욱 작게 할 수 있다.

도시는 생략하지만, 작업 장치 제어부(23D)는 운전부(12)에 구비된 PTO 스위치의 조작 등에 의거하여 작업 클러치 유닛(19)의 작동을 제어하는 작업 클러치 제어, 운전부(12)에 구비된 승강 스위치의 조작이나 높이 설정 다이얼의 설정값 등 에 의거하여 승강 구동 유닛(20)의 작동을 제어하는 승강 제어 및 운전부(12)에 구비된 롤각 설정 다이얼의 설정값 등에 의거하여 롤링 유닛(21)의 작동을 제어하는 롤링 제어 등을 실행한다. PTO 스위치, 승강 스위치, 높이 설정 다이얼 및 롤각 설정 다이얼은 차량 상태 검출 기기(22)에 포함되어 있다.

도 2∼3에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에는, 현재 위치나 현재 방위 등을 측정하는 측위 유닛(42)이 구비되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 측위 유닛(42)에는, 위성 측위 시스템의 일례인 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용해서 트랙터(1)의 현재 위치와 현재 방위를 측정하는 위성 항법 장치(43) 및 3축의 자이로스코프 및 3방향의 가속도 센서 등을 가져서 트랙터(1)의 자세나 방위 등을 측정하는 관성 계측 장치(IMU:Inertial Measurement Unit)(44) 등이 포함되어 있다. GNSS를 이용한 측위 방법에는, DGNSS(Differential GNSS: 상대 측위 방식)이나 RTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS:간섭 측위 방식) 등이 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이동체의 측위에 적합한 RTK-GNSS가 채용되어 있다. 그 때문에 도 1에 나타내는 바와 같이, 포장 주변의 기지 위치에는, RTK-GNSS에 의한 측위를 가능하게 하는 기지국(6)이 설치되어 있다.

도 1∼2에 나타내는 바와 같이, 트랙터(1)와 기지국(6)의 각각에는 측위 위성(7)(도 1 참조)으로부터 송신된 전파를 수신하는 GNSS 안테나(45, 60) 및 트랙터(1)와 기지국(6) 사이에 있어서의 측위 정보를 포함하는 각 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(46, 61) 등이 구비되어 있다. 이것에 의해, 측위 유닛(42)의 위성 항법 장치(43)는 트랙터(1)의 GNSS 안테나(45)가 측위 위성(7)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위 정보와, 기지국(6)의 GNSS 안테나(60)가 측위 위성(7)으로부터의 전파를 수신해서 얻은 측위 정보에 의거하여 트랙터(1)의 현재 위치 및 현재 방위를 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 측위 유닛(42)은 위성항법 장치(43)와 관성 계측 장치(44)를 가짐으로써, 트랙터(1)의 현재 위치, 현재 방위, 자세각(요각, 롤각, 피치각)을 고정밀도로 측정할 수 있다.

이 트랙터(1)에 있어서, 측위 유닛(42)의 관성 계측 장치(44), GNSS 안테나(45) 및 통신 모듈(46)은 도 1에 나타내는 안테나 유닛(47)에 포함되어 있다. 안테나 유닛(47)은 캐빈(13)의 전면측에 있어서의 상부의 좌우 중앙 개소에 배치되어 있다.

도 5∼7에 나타내는 바와 같이, 측위 유닛(42)에서 측정되는 트랙터(1)의 현재 위치(pv)(측위 기준 위치)는 트랙터(1)에 있어서의 GNSS 안테나(45)의 설치 위치에 설정되어 있다. GNSS 안테나(45)는 캐빈(13)에 있어서의 전면측의 상부에 있어서 트랙터(1)의 좌우 중심 상에 설치되어 있다.

또한, 측위 유닛(42)에서 측정되는 트랙터(1)의 현재 위치(pv)는 GNSS 안테나(45)의 설치 위치 대신에, 트랙터(1)에 있어서의 후륜 차축 중심 위치에 설정되어 있어도 된다. 이 경우, 트랙터(1)의 현재 위치(pv)는, 측위 유닛(42)의 측위 정보 및 트랙터(1)에 있어서의 GNSS 안테나(45)의 부착 위치와 후륜 차축 중심 위치의 위치 관계를 포함하는 차체 정보로부터 구할 수 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 휴대 통신 단말(5)에는, 마이크로콘트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등을 갖는 단말 제어 유닛(51) 등이 구비되어 있다. 단말 제어 유닛(51)에는, 표시 디바이스(50) 등에 대한 표시나 알림에 관한 제어를 행하는 표시 제어부(51A), 트랙터(1)의 자동 주행을 가능하게 하는 목표 경로(P)를 생성하는 목표 경로 생성부(51B) 및 목표 경로 생성부(51B)가 생성한 목표 경로(P) 등을 기억하는 불휘발성의 단말 기억부(51C) 등이 포함되어 있다. 단말 기억부(51C)에는, 목표 경로(P)의 생성에 사용하는 각종 정보로서, 트랙터(1)의 선회 반경이나 로터리 경운 장치(3)의 작업폭 등을 포함하는 차체 정보 및 상술한 측위 정보로부터 얻어지는 포장 정보 등이 기억되어 있다. 포장 정보에는, 포장(A)의 형상이나 크기 등을 특정하는데 있어서, 트랙터(1)를 포장(A)의 외주 가장자리을 따라 주행시켰을 때에 GNSS를 이용해서 취득한 포장(A)에 있어서의 복수의 형상 특정 지점(형상 특정 좌표)이 되는 4개의 코너부 지점(Cp1∼Cp4)(도 5 참조), 그들의 코너부 지점(Cp1∼Cp4)을 연결해서 포장(A)의 형상이나 크기 등을 특정하는 직사각형상의 형상 특정선(SL)(도 5 참조) 및 특정된 포장(A)의 형상이나 크기 등이 포함되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 트랙터(1) 및 휴대 통신 단말(5)에는, 차재 제어 유닛(23)과 단말 제어 유닛(51) 사이에 있어서의 측위 정보 등을 포함하는 각 정보의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈(48, 52)이 구비되어 있다. 트랙터(1)의 통신 모듈(48)은 휴대 통신 단말(5)과의 무선통신에 Wi-Fi가 채용되는 경우에는, 통신 정보를 CAN과 Wi-Fi의 쌍방향으로 변환하는 변환기로서 기능한다. 단말 제어 유닛(51)은 차재 제어 유닛(23)과의 무선 통신으로 트랙터(1)의 현재 위치나 현재 방위 등을 포함하는 트랙터(1)에 관한 각종 정보를 취득할 수 있다. 이것에 의해 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)에서, 목표 경로(P)에 대한 트랙터(1)의 현재 위치나 현재 방위 등을 포함하는 각종 정보를 표시시킬 수 있다.

목표 경로 생성부(51B)는 차체 정보에 포함된 트랙터(1)의 선회 반경이나 로터리 경운 장치(3)의 작업폭 및 포장 정보에 포함된 포장(A)의 형상이나 크기 등 에 의거하여 목표 경로(P)를 생성한다.

예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 직사각형상의 포장(A)에 있어서, 자동 주행의 개시 위치(pa)와 종료 위치(pb)가 설정되고, 트랙터(1)의 작업 주행 방향이 포장(A)의 단변을 따른 방향으로 설정되어 있는 경우에는, 목표 경로 생성부(51B)는 우선, 포장(A)를 상술한 4개의 코너부 지점(Cp1∼Cp4)과 직사각형상의 형상 특정선(SL)에 의거하여 포장(A)의 외주 가장자리에 인접하는 마진 영역(A1)과, 마진영역(A1)의 내측에 위치하는 작업 가능 영역(A2)으로 구분한다.

다음에 목표 경로 생성부(51B)는 트랙터(1)의 선회 반경이나 로터리 경운 장치(3)의 작업폭 등에 의거하여 작업 가능 영역(A2)을, 작업 가능 영역(A2)에 있어서의 각 장변측의 단부에 설정되는 한쌍의 방향 전환 영역(A2a)과, 한쌍의 방향 전환 영역(A2a) 사이에 설정되는 왕복 주행 영역(A2b)으로 구분한다. 그 후, 목표 경로 생성부(51B)는 왕복 주행 영역(A2b)에, 포장(A)의 장변을 따른 방향으로 작업 폭에 따른 소정 간격을 두고 병렬로 배치되는 복수의 직선 경로(P1)룰 생성한다. 또한, 목표 경로 생성부(51B)는 각 방향 전환 영역(A2a)에, 복수의 직선 경로(P1)를 트랙터(1)의 주행순으로 접속하는 복수의 방향 전환 경로(P2)를 생성한다.

그리고, 목표 경로 생성부(51B)는 각 직선 경로(P1)의 시단 위치(p1)로부터 일정 거리를 둔 위치에, 트랙터(1)의 도달에 따라 로터리 경운 장치(3)를 비작업 상태로부터 작업 상태로 스위칭하여 트랙터(1)의 작업 주행을 개시시키는 작업 주행 개시 위치(p2)를 설정한다. 또한, 각 직선 경로(P1)의 종단 위치(방향 전환 경로(P2)의 시단 위치)(p3)를, 트랙터(1)의 도달에 따라 로터리 경운 장치(3)를 작업 상태로부터 비작업 상태로 스위칭하여 트랙터(1)의 작업 주행을 종료시키는 작업 주행 종료 위치에 설정한다.

이것에 의해, 목표 경로 생성부(51B)는 도 5에 나타내는 포장(A)에 설정된 자동 주행의 개시 위치(pa)로부터 종료 위치(pb)에 걸쳐 트랙터(1)를 자동 주행시키는 것이 가능한 목표 경로(P)를 생성할 수 있다.

도 5에 나타내는 포장(A)에 있어서, 마진 영역(A1)은 트랙터(1)가 작업 가능영역(A2)의 단부를 자동 주행할 때에, 로터리 경운 장치(3) 등이 포장(A)에 인접하는 두렁이나 울타리 등의 타물에 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 포장(A)의 외주 가장자리과 작업 가능 영역(A2) 사이에 확보된 영역이다. 목표 경로(P)에 있어서, 각 직선 경로(P1)의 시단 위치(p1)로부터 작업 주행 개시 위치(p2)에 걸치는 제 1 경로 부분(P1a) 및 각 방향 전환 경로(P2)는 로터리 경운 장치(3)가 비작업 상태로 스위칭된 트랙터(1)를 자동 주행시키는 비작업 경로이다. 각 직선 경로(P1)의 작업 주행 개시 위치(p2)로부터 작업 주행 종료 위치(p3)에 걸치는 제 2 경로 부분(P1b)은 로터리 경운 장치(3)가 작업 상태로 스위칭된 트랙터(1)를 자동 주행시키는 작업 경로이다.

각 방향 전환 경로(P2)에는, 트랙터(1)의 선회 반경과 로터리 경운 장치(3)의 작업폭의 관계 등에 따라, 트랙터(1)를 U자 형상으로 방향 전환 주행시키는 U자 선회 경로 및 스위치백을 이용해 트랙터(1)를 피쉬 테일 형상으로 방향 전환 주행시키는 스위치백식 선회 경로 등을 채용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 도 5, 도 8∼15에 나타내는 바와 같이 방향 전환 경로(P2)로서 U자 선회 경로가 채용된 경우를 예시하고 있다. 그 때문에 방향 전환 경로(P2)는 선회 경로로서 기능한다.

또한, 도 5에 나타내는 목표 경로(P)는 어디까지나 일례이며, 목표 경로 생성부(51B)는 트랙터(1)의 기종이나 작업 장치의 종류 등에 따라 다른 차체 정보 및 포장(A)에 따라 다른 포장(A)의 형상이나 크기 등의 포장 정보 등에 의거하여 그들에 적합한 여러가지의 목표 경로(P)를 생성할 수 있다.

목표 경로(P)는 차체 정보나 포장 정보 등에 관련지은 상태에서 단말 기억부(51C)에 기억되어 있고, 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)에 표시할 수 있다. 목표 경로(P)에는, 상술한 자동 주행의 개시 위치(pa)나 종료 위치(pb), 작업 주행 개시 위치(p2) 및 작업 주행 종료 위치(p3) 등과 아울러, 각 직선 경로(P1)나 각 방향 전환 경로(P2) 등에 있어서 설정된 트랙터(1)의 진행 방향이나 목표 차속 등의 자동 주행에 관한 각종 정보가 포함되어 있다.

단말 제어 유닛(51)은 차재 제어 유닛(23)으로부터의 송신 요구 지령에 따라, 단말 기억부(51C)에 기억되어 있는 포장 정보나 목표 경로(P) 등을 차재 제어 유닛(23)에 송신한다. 차재 제어 유닛(23)은 수신한 포장 정보나 목표 경로(P) 등을 차재 기억부(23G)에 기억한다. 목표 경로(P)의 송신에 관해서는, 예를 들면 단말 제어 유닛(51)이 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계에 있어서, 목표 경로(P)의 모두를 단말 기억부(51C)로부터 차재 제어 유닛(23)에 한번에 송신하도록 해도 된다. 또한, 단말 제어 유닛(51)이 목표 경로(P)를 소정 거리마다의 복수의 분할 경로 정보로 분할하고, 트랙터(1)가 자동 주행을 개시하기 전의 단계로부터 트랙터(1)의 주행 거리가 소정 거리에 달할 때마다, 트랙터(1)의 주행 순위에 따른 소정수의 분할 경로 정보를 단말 기억부(51C)로부터 차재 제어 유닛(23)에 축차 송신하도록 해도 좋다.

자동 주행 제어부(23F)에는, 차량 상태 검출 기기(22)에 포함된 각종의 센서나 스위치 등으로부터의 검출 정보가 입력되어 있다. 이것에 의해, 자동 주행 제어부(23F)는, 트랙터(1)에 있어서의 각종 설정 상태나 각 부의 동작 상태 등을 감시할 수 있다.

자동 주행 제어부(23F)는, 탑승자나 관리자 등의 유저에 의해, 트랙터(1)의 자동 주행을 가능하게 하기 위한 각종 수동 설정 조작이 행해져서 트랙터(1)의 주행 모드가 수동 주행 모드로부터 자동 주행 모드로 스위칭된 상태에 있어서, 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)가 조작되어서 자동 주행의 개시가 지시된 경우에, 측위 유닛(42)에서 트랙터(1)의 현재 위치나 현재 방위 등을 취득하면서 목표 경로(P)를 따라서 트랙터(1)를 자동 주행시키는 자동 주행 제어를 개시한다.

자동 주행 제어부(23F)는, 자동 주행 제어의 실행 중에, 예를 들면 유저에 의해 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50)가 조작되어서 자동 주행의 종료가 지시된 경우나, 운전부(12)에 탑승하고 있는 유저에게 스티어링휠(25)이나 액셀 페달 등의 수동 조작구가 조작된 경우는, 자동 주행 제어를 종료함과 아울러 주행 모드를 자동 주행 모드로부터 수동 주행 모드로 스위칭한다.

자동 주행 제어부(23F)에 의한 자동 주행 제어에는, 엔진(14)에 관한 자동 주행용의 제어 지령을 엔진 제어부(23A)에 송신하는 엔진용 자동 제어 처리, 트랙터(1)의 차속이나 전후진의 스위칭 등에 관한 자동 주행용의 제어 지령을 변속 유닛 제어부(23B)에 송신하는 차속용 자동 제어 처리, 스티어링에 관한 자동 주행용의 제어 지령을 스티어링 제어부(23C)에 송신하는 스티어링용 자동 제어 처리 및 로터리 경운 장치(3) 등의 작업 장치에 관한 자동 주행용의 제어 지령을 작업 장치제어부(23D)에 송신하는 작업용 자동 제어 처리 등이 포함되어 있다.

자동 주행 제어부(23F)는 엔진용 자동 제어 처리에 있어서는 목표 경로(P)에 포함된 설정 회전수 등에 기초하여 엔진 회전수의 변경을 지시하는 엔진 회전수 변경 지령 등을 엔진 제어부(23A)에 송신한다. 엔진 제어부(23A)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 엔진(14)에 관한 각종 제어 지령에 따라 엔진 회전수를 자동으로 변경하는 엔진 회전수 변경 제어 등을 실행한다.

자동 주행 제어부(23F)는 차속용 자동 제어 처리에 있어서는, 목표 경로(P)에 포함된 목표 차속에 의거하여 주변속 장치의 변속 조작을 지시하는 변속 조작 지령 및 목표 경로(P)에 포함된 트랙터(1)의 진행 방향 등에 의거하여 전후진 스위칭 장치의 전후진 스위칭 조작을 지시하는 전후진 스위칭 지령 등을 변속 유닛 제어부(23B)에 송신한다. 변속 유닛 제어부(23B)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 주변속 장치나 전후진 스위칭 장치 등에 관한 각종 제어 지령에 따라, 주변속 장치의 작동을 자동으로 제어하는 자동 차속 제어 및 전후진 스위칭 장치의 작동을 자동으로 제어하는 자동 전후진 스위칭 제어 등을 실행한다. 자동 차속 제어에는, 예를 들면 목표 경로(P)에 포함된 목표 차속이 영속인 경우에, 주변속 장치를 영속상태까지 감속 제어해서 트랙터(1)의 주행을 정지시키는 자동 감속 정지 처리 등이 포함되어 있다.

자동 주행 제어부(23F)는, 스티어링용 자동 제어 처리에 있어서는, 좌우의 전륜(10)의 조타를 지시하는 조타 지령 등을 스티어링 제어부(23C)에 송신한다. 스티어링 제어부(23C)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 조타 지령에 따라, 파워 스티어링 유닛(17)의 작동을 제어해서 좌우의 전륜(10)을 조타하는 자동 스티어링 제어 및 좌우의 전륜(10)이 설정 각도 이상으로 조타된 경우에, 브레이크 유닛(18)을 작동시켜서 선회 내측의 브레이크를 작동시키는 자동 선회 브레이크 제어 등을 실행한다.

자동 주행 제어부(23F)는, 작업용 자동 제어 처리에 있어서는 목표 경로(P)에 포함된 각 작업 주행 개시 위치(p2)에의 트랙터(1)의 도달에 의거하여 로터리 경운 장치(3)의 작업 상태로의 스위칭을 지시하는 작업 개시 지령 및 목표 경로(P)에 포함된 각 작업 주행 종료 위치에의 트랙터(1)의 도달에 의거하여 로터리 경운 장치(3)의 비작업 상태로의 스위칭을 지시하는 작업 종료 지령 등을 작업 장치 제어부(23D)에 송신한다. 작업 장치 제어부(23D)는, 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 로터리 경운 장치(3)에 관한 각종 제어 지령에 따라, 작업 클러치 유닛(19) 및 승강 구동 유닛(20)의 작동을 제어하고, 로터리 경운 장치(3)를 구동시켜서 작업 높이까지 하강시키는 자동 작업 개시 제어 및 로터리 경운 장치(3)를 비작업 높이까지 상승시켜서 구동 정지시키는 자동 작업 종료 제어 등을 실행한다. 이것에 의해, 목표 경로(P)를 따라서 자동 주행하는 트랙터(1)의 주행 상태를, 로터리 경운 장치(3)의 작업 상태(로터리 경운 장치(3)가 구동되어서 작업 높이까지 하강한 상태)에서 트랙터(1)가 자동 주행하는 작업 주행 상태와, 로터리 경운 장치(3)의 비작업 상태(로터리 경운 장치(3)가 비작업 높이까지 상승해서 구동 정지된 상태)에서 트랙터(1)가 자동 주행하는 비작업 주행 상태로 스위칭할 수 있다.

즉, 상술한 자동 주행 유닛(4)에는, 파워스티어링 유닛(17), 브레이크 유닛(18), 작업 클러치 유닛(19), 승강 구동 유닛(20), 롤링 유닛(21), 차량 상태 검출 기기(22), 차재 제어 유닛(23), 측위 유닛(42) 및 통신 모듈(46, 48) 등이 포함되어 있다. 그리고, 이들이 적정하게 작동함으로써, 트랙터(1)를 목표 경로(P)를 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 있음과 아울러, 로터리 경운 장치(3)에 의한 경운 작업을 적정하게 행할 수 있다.

도 2, 도 4에 나타내는 바와 같이 트랙터(1)에는, 트랙터(1)의 주변 상황을 취득하는 주변 상황 취득 시스템(8)이 구비되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이 주변 상황 취득 시스템(8)에는, 트랙터(1)의 주위를 촬상해서 화상 정보를 취득하는 촬상 유닛(80) 및 트랙터(1)의 주위에 존재하는 장해물을 검출하는 장해물 검출 유닛(85)이 포함되어 있다. 장해물 검출 유닛(85)이 검출하는 장해물에는, 포장(A)에서 작업하는 작업자 등의 인물이나 다른 작업 차량 및 포장(A)에 기존의 전주나 수목 등이 포함되어 있다.

도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이, 촬상 유닛(80)에는 캐빈(13)으로부터 전방의 소정 범위가 촬상 범위로 설정된 전방 카메라(81)와, 캐빈(13)으로부터 후방의 소정 범위가 촬상 범위로 설정된 후방 카메라(82)와, 전후의 각 카메라(81, 82)로부터의 화상 정보를 처리하는 화상 처리 장치(83)(도 4 참조)가 포함되어 있다. 화상 처리 장치(83)는 마이크로콘트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어 프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 화상 처리 장치(83)는 차재 제어 유닛(23) 등에 CAN을 통해서 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.

화상 처리 장치(83)는 전후의 각 카메라(81, 82)로부터 순차 송신되는 화상 정보에 대하여, 각 카메라(81, 82)의 촬상 범위에 대응한 트랙터(1)의 전측 화상과 후측 화상을 생성하는 화상 생성 처리 등을 행한다. 그리고, 생성한 각 화상을, 차재 제어 유닛(23)의 표시 제어부(23E)에 송신하는 화상 송신 처리를 행한다. 표시 제어부(23E)는 화상 처리 장치(83)로부터의 각 화상을, CAN을 통해서 조작 단말(27)에 송신함과 아울러, 통신 모듈(48, 52)을 통해서 휴대 통신 단말(5)의 표시 제어부(5A)에 송신한다.

이것에 의해, 화상 처리 장치(83)가 생성한 트랙터(1)의 전측 화상과 후측 화상을 트랙터(1)의 조작 단말(27)이나 휴대 통신 단말(5)의 표시 디바이스(50) 등에 있어서 표시할 수 있다. 그리고, 이 표시에 의해, 유저는 트랙터(1)의 전방측과 후방측의 상황을 용이하게 파악할 수 있다.

도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이, 장해물 검출 유닛(85)에는, 트랙터(1)의 전방측이 장해물의 검출 범위로 설정된 전방 장해물 센서(86)와, 트랙터(1)의 후방측이 장해물의 검출 범위로 설정된 후방 장해물 센서(87)와, 트랙터(1)의 좌우 양쪽 횡측이 장해물의 검출 범위로 설정된 횡측 장해물 센서(88)가 포함되어 있다. 전방 장해물 센서(86) 및 후방 장해물 센서(87)에는, 장해물의 검출에 펄스 형상의 근적외 레이저광을 사용하는 라이더 센서가 채용되고 있다. 횡측 장해물 센서(88)에는, 장해물의 검출에 초음파를 사용하는 음파 탐지기가 채용되고 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 전방 장해물 센서(86) 및 후방 장해물 센서(87)는 근적외 레이저광을 사용해서 측정 범위에 존재하는 각 측거점(측정 대상물)까지의 거리를 측정하는 측정부(86A, 87A) 및 측정부(86A, 87A)의 측정 정보에 의거하여 거리 화상의 생성 등을 행하는 제어부(86B, 87B)를 갖고 있다. 횡측 장해물 센서(88)는 초음파의 송수신을 행하는 우측 초음파 센서(88A)와 좌측 초음파 센서(88B) 및 각 초음파 센서(88A, 88B)에서의 초음파의 송수신에 의거하여 측정 범위에 존재하는 측정 대상물까지의 거리를 측정하는 단일의 제어부(88C)를 갖고 있다.

각 장해물 센서(86∼88)의 제어부(86B, 87B, 88C)는 마이크로콘트롤러 등이 집적된 전자 제어 유닛이나 각종 제어프로그램 등에 의해 구축되어 있다. 각 제어부(86B, 87B, 88C)는 차재 제어 유닛(23) 등에 CAN을 통해서 상호 통신 가능하게 접속되어 있다.

자동 주행 제어부(23F)는 측위 유닛(42)의 측위 정보 및 차재 제어 유닛(23)에 송신된 각 장해물 센서(86∼88)의 검출 정보 등에 의거하여 트랙터(1)의 주행을 제어해서 장해물과의 충돌을 회피하는 충돌 회피 제어를 실행한다. 자동 주행 제어부(23F)는, 충돌 회피 제어에 있어서는 각 장해물 센서(86∼88)의 검출 정보 등에 따른 각 충돌 회피용의 주행 제어의 실행을 변속 유닛 제어부(23B)에 지시함으로써 트랙터(1)의 주행을 제어해서 장해물과의 충돌을 회피한다.

상술한 자동 주행 제어부(23F)의 스티어링용 자동 제어 처리에 대해서 상세히 기술하면, 도 3, 도 6∼7에 나타내는 바와 같이, 자동 주행 제어부(23F)에는, 자동 주행 중에 트랙터(1)의 현재 위치(pv)로부터 진행 방향측으로 소정 거리(L1)를 둔 목표 경로(P) 상 등의 소정 위치에 목표 주행 위치(pt)를 설정하는 목표 위치 설정부(23Fa)와, 목표 경로(P)와 트랙터(1)의 현재 위치(pv)에 의거하여 목표 경로(P)에 대하여 직교하는 횡방향에서의 트랙터(1)의 편차(이하, 횡방향 편차라고 한다)(Dp1, Dp2)를 산출하는 횡방향 편차 산출부(23Fb)와, 트랙터(1)의 현재 위치(pv)로부터 목표 주행 위치(pt)에 이르는 목표 방위 라인(Lt)을 생성하는 목표 방위 라인 생성부(23Fc)와, 트랙터(1)의 현재 방위(θv)와 목표 방위 라인(Lt)이 이루는 각도(트랙터(1)의 현재 방위각과 목표 방위 라인(Lt)의 방위각의 차)를 방위각 편차(θa)로서 산출하는 방위각 편차 산출부(23Fd)와, 방위각 편차(θa)에 의거하여 좌우 전륜(10)의 목표 조타각을 산출하는 조타각 산출부(23Fe)가 포함되어 있다.

이것에 의해, 자동 주행 제어부(23F)는 스티어링용 자동 제어 처리에 있어서, 목표 방위 라인(Lt)에 대한 트랙터(1)의 현재 방위(θv)의 방위각 편차(θa)를 산출할 수 있어 방위각 편차(θa)에 따른 좌우의 전륜(10)의 목표 조타각을 산출할 수 있다. 그리고, 자동 주행 제어부(23F)는 산출한 목표 조타각을 조타 지령으로서 스티어링 제어부(23C)에 송신한다. 스티어링 제어부(23C)는 자동 주행 제어부(23F)로부터 송신된 목표 조타각과 타각 센서(22A)의 검출 정보에 의거하여 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어해서 좌우의 전륜(10)을 조타한다.

그 결과, 트랙터(1)를 트랙터(1)의 현재 위치(pv)로부터 진행 방향측으로 소정 거리(L1)를 둔 목표 경로(P) 상 등의 소정 위치에 설정된 목표 주행 위치(pt)에 추종시킬 수 있고, 트랙터(1)를, 목표 경로(P)를 따라서 자동 주행시킬 수 있다.

즉, 이 트랙터(1)에 있어서는, 스티어링 제어부(23C), 자동 주행 제어부(23F)의 횡방향 편차 산출부(23Fb)와 목표 방위 라인 생성부(23Fc)와 방위각 편차 산출부(23Fd)와 조타각 산출부(23Fe) 및 차재 기억부(23G)가 측위 유닛(42)의 측위 정보와 목표 주행 위치(pt)에 의거하여 트랙터(1)가 소정 거리(L1)를 둔 목표 주행 위치(pt)를 추종하도록 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어하는 자동 스티어링 제어부(23H)로서 기능한다.

이하, 도 8∼16의 설명도에 의거하여 목표 위치 설정부(23Fa) 및 자동 스티어링 제어부(23H)의 제어 작동에 대해서 상세히 기술한다.

트랙터(1)가 자동 주행의 개시 위치(pa)에 위치해서 자동 주행 제어에 의한 자동 주행이 개시되면, 목표 위치 설정부(23Fa)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 트랙터(1)의 현재 위치(pv)로부터 진행 방향측으로 소정 거리(L1)를 둔 직선 경로(P1) 상의 위치에 목표 주행 위치(pt)를 설정한다. 그러면, 자동 스티어링 제어부(23H)는 트랙터(1)가 직선 경로(P1) 상에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종하도록 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어한다.

목표 위치 설정부(23Fa)는 목표 주행 위치(pt)를 직선 경로(P1) 상의 위치에 설정하고 있는 사이는, 목표 주행 위치(pt)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(방향 전환 경로(P2)의 시단 위치)(p3)에 도달했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 목표 위치 설정부(23Fa)는, 목표 주행 위치(pt)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달했다고 판정한 경우에, 목표 주행 위치(pt)를 도 8∼9에 나타내는 직선 경로(P1) 상의 위치로부터 도 10에 나타내는 직선 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치로 설정 변경한다. 그러면, 자동 스티어링 제어부(23H)는, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종하도록 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어한다.

이것에 의해, 목표 주행 위치(pt)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달함에 따라서, 목표 주행 위치(pt)를 직선 경로(P1) 상의 위치로부터 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로 설정 변경하는 경우에 비교하여 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달하기까지의 사이, 트랙터(1)를 직선 경로(P1)를 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 있다.

이와 관련하여, 목표 주행 위치(pt)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달함에 따라서, 목표 주행 위치(pt)가 직선 경로(P1) 상의 위치로부터 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로 설정 변경된 경우는, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)로부터 소정 거리(L1)를 둔 직선 경로(P1)의 도중 위치에 위치하는 단계로부터, 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종해서 방향 전환을 개시하게 된다. 그 결과, 직선 경로(P1)의 종단측에 있어서는 트랙터(1)를 직선 경로(P1)를 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 없게 된다.

목표 위치 설정부(23Fa)는, 목표 주행 위치(pt)를 직선 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치에 설정하고 있는 사이는, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 목표 위치 설정부(23Fa)는 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 종단 위치(p3)에 도달했다고 판정한 경우에, 목표 주행 위치(pt)를 도 10에 나타내는 직선 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치로부터 도 11∼12에 나타내는 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로 설정 변경한다. 그러면, 자동 스티어링 제어부(23H)는 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2) 상에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종하도록 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어한다.

이것에 의해, 트랙터(1)를 그 직선 경로(P1)의 종단 위치(방향 전환 경로(P2)의 시단 위치)(p3)에의 도달에 따라 방향 전환 경로(P2)를 따라서 자동 주행시킬 수 있다.

목표 위치 설정부(23Fa)는 목표 주행 위치(pt)를 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 설정하고 있는 사이는, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(직진 경로(P1)의 시단 위치)(p1)에 도달했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 목표 위치 설정부(23Fa)는 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달했다고 판정한 경우에, 목표 주행 위치(pt)를 도 11∼13에 나타내는 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 도 13∼15에 나타내는 직선 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경한다. 그러면, 자동 스티어링 제어부(23H)는, 트랙터(1)가 직선 경로(P1) 상에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종하도록 파워스티어링 유닛(17)의 작동을 제어한다.

이것에 의해, 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(직선 경로(P1)의 시단 위치)(p1)로부터 앞쪽에 소정 거리(L1)를 둔 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 위치하는 단계로부터, 트랙터(1)를, 직선 경로(P1) 상의 위치에 설정된 목표 주행 위치(pt)로 추종시킬 수 있다.

따라서, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 시단 위치(p1)에 도달했을 때의 트랙터(1)의 방위를 직선 경로(P1)의 방위에 따르기 쉬워지고, 그 결과, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 시단 위치(p1)에 도달한 단계로부터 트랙터(1)를 직선 경로(P1)를 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 있다.

이와 관련하여, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달함에 따라서, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 방향 전환 경로(P2)의 연장선(Lp2) 상의 위치로 설정 변경되고, 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달함에 따라서, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 연장선(Lp2) 상의 위치로부터 직선 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경되도록 하면, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달하고나서 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달하기까지의 사이는, 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 연장선(Lp2) 상의 위치에 설정된 목표 주행 위치(pt)를 추종하게 된다. 그 때문에 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달한 단계에 있어서는 좌우의 전륜(10)이 선회 내측으로 크게 조타된 상태로 되어 있다. 이러한 상태의 트랙터(1)를 직선 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경된 목표 주행 위치(pt)에 추종시키도록 하면, 트랙터(1)는 직선 경로(P1)의 방향에 대하여 선회 내측으로 치우쳐서 주행한 후에 직선 경로(P1) 상으로 되돌아오게 된다. 그 결과, 트랙터(1)가 직선 경로(P1)의 시단 위치(p1)에 도달하고나서 얼마 동안은 트랙터(1)를 직선 경로(P1)를 따라서 정밀도 좋게 자동 주행시킬 수 없게 된다.

도 6∼7, 도 16∼18에 나타내는 바와 같이, 횡방향 편차 산출부(23Fb)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 직진 경로(P1) 상 또는 직진 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치에 설정되어 있는 경우는, 직진 경로(P1)를 트랙터(1)의 일탈 판정 대상 경로로 하고, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)를 산출한다(도 6, 도 16∼18 참조). 횡방향 편차 산출부(23Fb)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 설정되어 있는 경우는, 방향 전환 경로(P2)를 트랙터(1)의 일탈 판정 대상 경로로 하고, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp2)를 산출한다 (도 7, 도 16∼18 참조).

또한, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp2)는 방향 전환 경로(P2)의 선회 중심과 트랙터(1)의 현재 위치(pv)를 지나는 직선(Ls)(도 7, 도 16∼18 참조) 상에서의 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 편차이고, 방향 전환 경로(P2)의 선회 중심으로부터 트랙터(1)의 현재 위치(pv)까지의 거리와 방향 전환 경로(P2)의 선회 반경의 차이다.

도 3, 도 19∼21에 나타내는 바와 같이, 자동 주행 제어부(23F)에는, 목표 경로(P)와 트랙터(1)의 현재 위치(pv) 및 현재 방위(θv)에 의거하여 트랙터(1)의 현재 위치(pv)에 있어서 목표 경로(P)의 방위와 트랙터(1)의 현재 방위(θv)가 이루는 각도(목표 경로(P)의 방위각과 트랙터(1)의 현재 방위각의 차)를, 목표 경로(P)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1, θp2)로서 산출하는 목표 각도 편차 산출부(23Ff)가 포함되어 있다. 목표 각도 편차 산출부(23Ff)는, 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 직진 경로(P1) 상에 설정되어 있는 경우에는, 직진 경로(P1)를 트랙터(1)의 일탈 판정 대상 경로로 하고, 트랙터(1)의 현재 위치(pv)에 있어서 직진 경로(P1)의 방위와 트랙터(1)의 현재 방위(θv)가 이루는 각도를, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)로서 산출한다. 목표 각도 편차 산출부(23Ff)는, 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 방향 전환 경로(P2) 상에 설정되어 있는 경우는, 방향 전환 경로(P2)를 트랙터(1)의 일탈 판정 대상 경로로 하고, 트랙터(1)의 현재 위치(pv)에 있어서 방향 전환 경로(P2)의 방위와 트랙터(1)의 현재 방위(θv)가 이루는 각도를, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp2)로서 산출한다.

또한, 방향 전환 경로(P2)에 대한 목표 각도 편차(θp2)를 산출하는 경우의 방향 전환 경로(P2)의 방위는 방향 전환 경로(P2)의 선회 중심과 트랙터(1)의 현재 위치(pv)를 지나는 직선(Ls)(도 19∼20 참조)에 대하여 직행하는 방향이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 자동 주행 제어부(23F)에는 트랙터(1)가 목표 경로(P)로부터 일탈한 경우에 트랙터(1)를 긴급 정지시키는 긴급 정지부(23Fg)가 포함되어 있다. 긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 직진 경로(P1) 상 또는 직진 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치에 설정되어 있는 경우는 횡방향 편차 산출부(23Fb)에서 산출된 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 직진 경로(P1)에 대하여 설정된 일탈 허용폭(Wp1)(도 16∼18참조)을 초과했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1)을 초과한 경우(도 16 참조)에, 변속 유닛 제어부(23B) 등에 트랙터(1)의 긴급 정지를 지시해서 트랙터(1)를 긴급 정지시킨다.

긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 설정되어 있는 경우에는, 횡방향 편차 산출부(23Fb)에서 산출된 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp2)가 방향 전환 경로(P2)에 대하여 설정된 일탈 허용폭(Wp2)(도 16∼18 참조)을 초과했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp2)가 일탈 허용폭(Wp2)을 초과한 경우에, 변속 유닛 제어부(23B) 등에 트랙터(1)의 긴급 정지를 지시해서 트랙터(1)를 긴급 정지시킨다.

긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 직진 경로(P1) 상 또는 직진 경로(P1)의 연장선(Lp1) 상의 위치에 설정되어 있는 경우에는, 목표 각도 편차 산출부(23Ff)에서 산출된 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 직진 경로(P1)에 대하여 설정된 일탈 허용각(θd1)(도 19∼21 참조)을 초과했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1)을 초과한 경우(도 19 참조)에, 변속 유닛 제어부(23B) 등에 트랙터(1)의 긴급 정지를 지시해서 트랙터(1)를 긴급 정지시킨다.

긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 목표 경로(P)의 방향 전환 경로(P2) 상의 위치에 설정되어 있는 경우는, 목표 각도 편차 산출부(23Ff)에서 산출된 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp2)가 방향 전환 경로(P2)에 대하여 설정된 일탈 허용각(θd2)(도 19∼20 참조)을 초과했는지의 여부를 판정한다. 그리고, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp2)가 일탈 허용각(θd2)을 초과한 경우에, 변속 유닛 제어부(23B) 등에 트랙터(1)의 긴급 정지를 지시해서 트랙터(1)를 긴급 정지시킨다.

즉, 이 트랙터(1)에 있어서는 트랙터(1)의 현재 위치(pv)가 목표 경로(P)의 일탈 허용폭(Wp1, Wp2)으로부터 벗어난 경우나, 트랙터(1)의 현재 방위(θv)가 목표 경로(P)에 대한 일탈 허용각(θd1, θd2)으로부터 벗어난 경우에는, 긴급 정지부(23Fg)의 제어 작동에 의해 트랙터(1)를 조속히 긴급 정지시킬 수 있다.

그런데, 상술한 목표 위치 설정부(23Fa)의 제어 작동에 대해서 상세히 기술하면, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달한 단계에 있어서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1)을 초과하고 있는 경우나, 도 19에 나타내는 바와 같이 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1)을 초과하고 있는 경우가 있다. 이러한 경우에 있어서, 단지, 목표 위치 설정부(23Fa)가, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달했다고 판정한 경우에, 목표 주행 위치(pt)를 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 직선 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경하면, 긴급 정지부(23Fg)의 제어 작동에 의해 트랙터(1)가 불필요하게 긴급 정지되는 문제를 초래하게 된다.

그래서, 목표 위치 설정부(23Fa)는 상술한 제어 작동에 있어서 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달했다고 판정한 경우에, 긴급 정지부(23Fg)의 제어 작동에 의한 트랙터(1)의 불필요한 긴급 정지를 회피하는 긴급 정지 회피 제어를 실행하도록 구성되어 있다.

이하, 도 16∼21의 설명도 및 도 22의 플로우 차트에 의거하여 긴급 정지 회피 제어에 있어서의 목표 위치 설정부(23Fa)의 제어 작동에 관하여 설명한다.

목표 위치 설정부(23Fa)는, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달했다고 판정한 경우에, 상술한 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 직진 경로(P1)에 대한 일탈 허용폭(Wp1)을 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 제 1 판정 처리를 행한다(스텝#1).

목표 위치 설정부(23Fa)는, 제 1 판정 처리에 있어서, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1)을 초과하고 있지 않은 경우는, 상술한 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 직진 경로(P1)에 대한 일탈 허용각(θd1)을 초과했는지의 여부를 판정하는 제 2 판정 처리를 행한다(스텝#2).

목표 위치 설정부(23Fa)는 제 2 판정 처리에 있어서, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1)을 초과하고 있지 않은 경우에는, 목표 주행 위치(pt)를 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 직진 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경하는 제 1 설정 변경 처리를 행하고(스텝#3), 그 후, 긴급 정지 회피 제어를 종료한다.

이것에 의해, 트랙터(1)의 주행 상태를, 방향 전환 경로(P2)를 따라서 선회하는 선회 주행 상태로부터, 직진 경로(P1)를 따라서 직진하는 직진 주행 상태로 스위칭할 수 있다.

목표 위치 설정부(23Fa)는 제 1 판정 처리에 있어서 직진 경로(P1)에 대한 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1)을 초과하고 있는 경우(도 16 참조) 또는 제 2 판정 처리에 있어서 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1)을 초과하고 있는 경우(도 19 참조)는 제 1 설정 변경 처리의 실행을 금지하는 제 1 설정 변경 금지 처리를 행함과 아울러, 목표 주행 위치(pt)를 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 방향 전환 경로(P2)의 연장선(Lp2) 상의 위치로 설정 변경하는 제 2 설정 변경 처리를 행한다(스텝#4∼5, 도 17, 도 20 참조).

이것에 의해, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달해도, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1)을 초과하고 있는 경우 또는 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1)을 초과하고 있는 경우에는, 목표 주행 위치(pt)가 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 직진 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경되지 않는 점으로부터, 이 설정 변경이 행해지는 것에 기인하여 긴급 정지부(23Fg)의 제어 작동에서 트랙터(1)가 불필요하게 긴급 정지되는 문제의 발생을 회피할 수 있다.

또한, 트랙터(1)의 주행 상태가, 방향 전환 경로(P2)를 따라서 선회하는 선회 주행 상태로 유지됨으로써, 트랙터(1)를 직진 경로(P1)에 가까이 할 수 있어 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)를 작게 할 수 있다.

목표 위치 설정부(23Fa)는, 제 2 설정 변경 처리를 행한 후는 스텝#1의 제 1판정 처리로 되돌아간다.

또한, 직진 경로(P1)에 대한 일탈 허용폭(Wp1)은 방향 전환 경로(P2)에 대한 일탈 허용폭(Wp2)과 같은 길이로 설정되어 있다. 또한, 직진 경로(P1)에 대한 일탈 허용각(θd1)은 방향 전환 경로(P2)에 대한 일탈 허용각(θd2)과 같은 각도로 설정되어 있다.

이것에 의해, 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)를 따라서 자동 주행하고 있는 사이, 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp2)가 일탈 허용폭(Wp2) 이내로 유지되고, 또한 방향 전환 경로(P2)에 대한 트랙터(1)의 일탈 허용 각(θd1)이 일탈 허용각(θd2) 이내로 유지되어 있는 상태이면, 트랙터(1)가 방향 전환 경로(P2)의 종단 위치(p1)에 도달하기까지의 사이에 있어서, 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 횡방향 편차(Dp1)가 일탈 허용폭(Wp1) 이내가 되고, 또한 직진 경로(P1)에 대한 트랙터(1)의 목표 각도 편차(θp1)가 일탈 허용각(θd1) 이내가 된다.

그 결과, 긴급 정지부(23Fg)의 제어 작동에서 트랙터(1)가 불필요하게 긴급 정지되는 문제를 초래하지 않고, 목표 주행 위치(pt)를 방향 전환 경로(P2) 상의 위치로부터 직진 경로(P1) 상의 위치로 설정 변경할 수 있어 트랙터(1)의 주행 상태를, 방향 전환 경로(P2)를 따라서 선회하는 선회 주행 상태로부터 직진 경로(P1)를 따라서 직진하는 직진 주행 상태로 스위칭할 수 있다.

[다른 실시형태]

본 발명의 다른 실시형태에 관하여 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 각 다른 실시형태의 구성은 각각 단독으로 적용하는 것에 한하지 않고, 또 다른 실시형태의 구성과 조합시켜서 적용하는 것도 가능하다.

(1) 작업 차량(1)의 구성은 여러가지 변경이 가능하다.

예를 들면, 작업 차량(1)은 주행 장치로서, 좌우의 전륜(10)과, 좌우의 후륜(11)을 대신하는 좌우의 크롤러를 갖는 세미 크롤러 사양으로 구성되어 있어도 된다.

예를 들면, 작업 차량(1)은 주행 장치로서, 좌우의 전륜(10) 및 좌우의 후륜(11) 대신에 좌우의 크롤러를 갖는 풀 크롤러 사양으로 구성되어 있어도 된다.

예를 들면, 작업 차량(1)은 좌우의 후륜(11)이 조타륜으로서 기능하는 후륜 스티어링 사양으로 구성되어 있어도 된다.

예를 들면, 작업 차량(1)은 엔진(14) 대신에 전동 모터를 갖는 전동 사양으로 구성되어 있어도 된다.

예를 들면, 작업 차량(1)은 엔진(14)과 전동 모터를 갖는 하이브리드 사양으로 구성되어 있어도 된다.

(2) 스티어링 유닛(17)은 주행 장치의 일례인 좌우의 크롤러의 차동을 가능하게 하는 변속 장치 등이어도 된다.

(3) 자동 스티어링 제어부(23H)는 방위각 편차 산출부(23Fd)가 산출하는 방위각 편차(θa)에 의거하여 주행 장치의 일례인 좌우의 각 크롤러의 목표 구동 속도를 산출하는 구동 속도 산출부를 갖는 구성이어도 된다.

(4) 긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 설정된 목표 경로(P)의 일탈 판정 대상 경로(직진 경로(P1) 또는 선회 경로(P2))에 대한 작업 차량(1)의 횡방향 편차(Dp1, Dp2)가 일탈 허용폭(Wp1, Wp2)을 초과한 경우에만 작업 차량(1)을 긴급 정지시키는 구성이어도 된다.

(5) 긴급 정지부(23Fg)는 목표 주행 위치(pt)가 설정된 목표 경로(P)의 일탈 판정 대상 경로(직진 경로(P1) 또는 선회 경로(P2))에 대한 작업 차량(1)의 목표 각도 편차(θp1, θp2)가 일탈 허용각(θd1, θd2)을 초과한 경우에만 작업 차량(1)을 긴급 정지시키는 구성이어도 된다.

[발명의 부기]

본 발명의 제 2 형태는,

상기 자동 스티어링 제어부에는,

상기 목표 경로와 상기 현재 위치에 의거하여 상기 목표 주행 위치가 설정된 상기 목표 경로의 일탈 판정 대상 경로에 대하여 직교하는 횡방향에서의 상기 작업 차량의 편차를 산출하는 횡방향 편차 산출부와,

상기 횡방향의 편차가 상기 일탈 판정 대상 경로에 대한 일탈 허용폭을 초과한 경우에 상기 작업 차량을 긴급 정지시키는 긴급 정지부가 포함되어 있고,

상기 목표 위치 설정부는, 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 횡방향의 편차가 상기 선회 경로의 종단 위치에 연접된 상기 직진 경로에 대한 상기 일탈 허용폭을 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 그 일탈 허용폭을 초과하고 있는 경우는 상기 목표 주행 위치의 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로의 설정 변경을 금지하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치(직선 경로의 시단 위치)에 도달한 단계에 있어서, 작업 차량의 직진 경로에 대한 횡방향의 편차가 일탈 허용폭을 초과하고 있음에도 불구하고, 목표 위치 설정부가 목표 주행 위치를 선회 경로 상의 위치로부터 직선 경로 상의 위치로 설정 변경하는 것에 기인하여 긴급 정지부에 의해 작업 차량이 불필요하게 긴급 정지되는 문제의 발생을 회피할 수 있다.

그 결과, 작업 차량의 자동 주행에서 작업을 행하는 경우에 있어서, 작업 차량이 목표 경로의 일탈 허용폭으로부터 벗어났을 때의 작업 차량의 긴급 정지를 가능하게 하면서, 작업 차량의 불필요한 긴급 정지에 의한 작업 효율의 저하를 회피할 수 있다.

본 발명의 제 3 형태는,

상기 자동 스티어링 제어부에는,

상기 목표 경로와 상기 현재 위치와 상기 현재 방위에 의거하여 상기 목표 주행 위치가 설정된 상기 목표 경로에 있어서의 일탈 판정 대상 경로의 방위와 상기 현재 방위가 이루는 각도를 목표 각도 편차로서 산출하는 목표 각도 편차 산출부와,

상기 목표 각도 편차가 상기 일탈 판정 대상 경로에 대한 일탈 허용각을 초과한 경우에 상기 작업 차량을 긴급 정지시키는 긴급 정지부가 포함되어 있고,

상기 목표 위치 설정부는, 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 목표 각도 편차가 상기 선회 경로의 종단 위치에 연접된 상기 직진 경로에 대한 상기 일탈 허용각을 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 그 일탈 허용각을 초과하고 있는 경우에는 상기 목표 주행 위치의 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로의 설정 변경을 금지하는 점에 있다.

본 구성에 의하면, 목표 주행 위치가 선회 경로의 종단 위치(직선 경로의 시단 위치)에 도달한 단계에 있어서, 작업 차량의 직진 경로에 대한 목표 각도 편차가 일탈 허용각을 초과하고 있음에도 불구하고, 목표 위치 설정부가 목표 주행 위치를 선회 경로 상의 위치로부터 직선 경로 상의 위치로 설정 변경하는 것에 기인하여 긴급 정지부에 의해 작업 차량이 불필요하게 긴급 정지되는 문제의 발생을 회피할 수 있다.

그 결과, 작업 차량의 자동 주행에서 작업을 행하는 경우에 있어서, 작업 차량의 방위가 목표 경로의 일탈 허용각으로부터 벗어났을 때의 작업 차량의 긴급 정지를 가능하게 하면서, 작업 차량의 불필요한 긴급 정지에 의한 작업 효율의 저하를 회피할 수 있다.

Claims (3)

1. 작업 차량에 구비된 주행 장치를 조작하는 스티어링 유닛과,
   상기 작업 차량의 현재 위치 및 현재 방위를 측정하는 측위 유닛과,
   상기 측위 유닛의 측위 정보에 의거하여 상기 작업 차량을 사전에 설정된 목표 경로에 따라서 자동 주행시키는 제어 유닛을 갖고,
   상기 목표 경로에는 선회 경로와, 상기 선회 경로에 연접되는 직진 경로가 포함되어 있고,
   상기 제어 유닛에는,
   자동 주행 중에 상기 현재 위치로부터 진행 방향측으로 소정 거리를 둔 소정 위치에 목표 주행 위치를 설정하는 목표 위치 설정부와,
   상기 측위 유닛의 측위 정보와 상기 목표 주행 위치에 기초하여 상기 작업 차량이 상기 목표 주행 위치를 추종하도록 상기 스티어링 유닛의 작동을 제어하는 자동 스티어링 제어부가 포함되어 있고,
   상기 목표 위치 설정부는, 상기 목표 주행 위치가 상기 직진 경로에 연접된 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했는지의 여부를 판정하고, 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 목표 주행 위치를, 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로 설정 변경하는 작업 차량용의 자동 주행 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동 스티어링 제어부에는,
   상기 목표 경로와 상기 현재 위치에 의거하여 상기 목표 주행 위치가 설정된 상기 목표 경로의 일탈 판정 대상 경로에 대하여 직교하는 횡방향에서의 상기 작업 차량의 편차를 산출하는 횡방향 편차 산출부와,
   상기 횡방향의 편차가 상기 일탈 판정 대상 경로에 대한 일탈 허용폭을 초과한 경우에 상기 작업 차량을 긴급 정지시키는 긴급 정지부가 포함되어 있고,
   상기 목표 위치 설정부는 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 횡방향의 편차가 상기 선회 경로의 종단 위치에 연접된 상기 직진 경로에 대한 상기 일탈 허용폭을 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 그 일탈 허용폭을 초과하고 있는 경우에는 상기 목표 주행 위치의 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로의 설정 변경을 금지하는 작업 차량용의 자동 주행 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자동 스티어링 제어부에는,
   상기 목표 경로와 상기 현재 위치와 상기 현재 방위에 의거하여 상기 목표 주행 위치가 설정된 상기 목표 경로에 있어서의 일탈 판정 대상 경로의 방위와 상기 현재 방위가 이루는 각도를 목표 각도 편차로서 산출하는 목표 각도 편차 산출부와,
   상기 목표 각도 편차가 상기 일탈 판정 대상 경로에 대한 일탈 허용각을 초과한 경우에 상기 작업 차량을 긴급 정지시키는 긴급 정지부가 포함되어 있고,
   상기 목표 위치 설정부는 상기 목표 주행 위치가 상기 선회 경로의 종단 위치에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 목표 각도 편차가 상기 선회 경로의 종단 위치에 연접된 상기 직진 경로에 대한 상기 일탈 허용각을 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 그 일탈 허용각을 초과하고 있는 경우에는 상기 목표 주행 위치의 상기 선회 경로 상의 위치로부터 상기 직진 경로 상의 위치로의 설정 변경을 금지하는 작업 차량용의 자동 주행 시스템.

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