KR20230001514A

KR20230001514A - 작업 지원 시스템

Info

Publication number: KR20230001514A
Application number: KR1020220070030A
Authority: KR
Inventors: 료 아사다; 다카시 나카바야시; 마사유키 호리우치; 슌스케 미야시타; 스케 미야시타; 나가히로 후지와라; 도모히코 사노; 오사무 요시다; 슌스케 에도; 스케 에도
Original assignee: 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2022-06-09
Publication date: 2023-01-04
Also published as: CN115599085A; JP7482838B2; JP2023005114A

Abstract

장해물의 검출을 용이하게 가능한 작업 지원 시스템의 제공.
포장을 주행하면서 작업을 행하는 작업차를 위한 작업 지원 시스템이다. 작업차의 위치 정보를 경시적으로 취득하는 위치 정보 취득부(21)와, 작업차가 포장을 한창 주행하고 있는 중에 작업차의 진행 방향 전방에 위치하는 물체의 3차원 위치 데이터를 경시적으로 취득하는 물체 위치 데이터 취득부(22)와, 데이터를 취득한 시간 정보와 관련지어 3차원 위치 데이터를 기억하는 기억부(23)와, 포장에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 다른 타이밍에 취득한 복수의 3차원 위치 데이터를 비교함으로써, 작업차의 전방에 위치하는 장해물을 검출하는 장해물 검출부(24)가 구비되어 있다.

Description

작업 지원 시스템{WORK SUPPORT SYSTEM}

본 발명은, 포장을 주행하면서 작업을 행하는 작업차를 위한 작업 지원 시스템에 관한 것이다.

예를 들어 특허문헌 1에 개시된 시스템에서는, 작업차(문헌에서는 「농작업차」)의 전방에 위치하는 장해물을 검출하는 장해물 검출부(문헌에서는 「장해물 검지 유닛」)가 구비되어 있다.

일본 특허 공개 제2021-006011호 공보

특허문헌 1에 개시된 시스템에서는, 장해물의 검출에, 기계 학습된 뉴럴 네트워크가 사용되고 있다. 그러나, 뉴럴 네트워크의 기계 학습에는 방대한 학습 시간을 요하여, 학습용의 가중 계수 등이 적절하게 설정되어 있지 않으면, 적절한 기계 학습이 반드시 행해지지는 않을 우려가 있다.

본 발명은, 장해물의 검출을 용이하게 가능한 작업 지원 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 포장을 주행하면서 작업을 행하는 작업차를 위한 작업 지원 시스템이며, 상기 작업차의 위치 정보를 경시적으로 취득하는 위치 정보 취득부와, 상기 작업차에 마련되며, 상기 작업차가 상기 포장을 한창 주행하고 있는 중에 상기 작업차의 진행 방향 전방에 위치하는 물체의 3차원 위치 데이터를 경시적으로 취득하는 물체 위치 데이터 취득부와, 상기 3차원 위치 데이터를, 데이터를 취득한 시간 정보와 관련지어 기억하는 기억부와, 상기 포장에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 다른 타이밍에 취득한 복수의 상기 3차원 위치 데이터를 비교함으로써, 상기 작업차의 전방에 위치하는 장해물을 검출하는 장해물 검출부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 물체 위치 데이터 취득부에 의해 작업차 전방의 물체의 3차원 위치 데이터를 경시적으로 취득하는 구성이기 때문에, 3차원 위치 데이터의 집합체에 기초하여 포장 및 그 주위의 지형 등의 입체 형상의 구성이 가능해진다. 그리고, 동일한 위치에 있어서의 3차원 위치 데이터가 다른 타이밍에 취득되고, 다른 타이밍에 취득된 3차원 위치 데이터가 비교됨으로써, 3차원 위치 데이터의 집합체에 기초하는 입체 형상의 상이 개소를 추출 가능해진다. 이에 의해, 장해물의 검출을 용이하게 가능한 작업 지원 시스템이 실현된다.

본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부는, 상기 포장에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 상기 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보를 비교하여, 후의 타이밍에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 상기 높이 정보보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 커진 경우에, 상기 장해물의 존재를 인정하면 적합하다.

장해물이 존재하면, 높이 정보에 큰 변화가 발생한다. 이 때문에, 본 구성이면, 3차원 위치 데이터에 있어서의 가로 방향의 정보나 깊이 방향의 정보가 비교되는 구성과 비교하여, 장해물의 검출이 용이해진다. 그리고, 후의 타이밍에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 있어서의 높이 정보보다도 커진 경우에, 장해물의 존재를 인정함으로써, 전의 타이밍에는 존재하지 않은 장해물을 검출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부는, 포장 평면 상에서 일정 범위 이상의 면적 영역에 있어서 상기 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 상기 장해물의 존재를 인정하면 적합하다.

3차원 위치 데이터의 집합체 중, 높이 정보가 높아지는 변화가 있었던 3차원 위치 데이터가 일부분만인 경우에는, 오검지의 가능성이 생각된다. 본 구성이면, 높이 정보가 높아지는 변화가 있었던 3차원 위치 데이터가 일정 범위 이상의 면적 영역에 걸치는 경우에 장해물의 존재가 인정되기 때문에, 오검지의 우려가 경감된다.

본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부는, 포장 평면 상에서 일정 범위보다도 작은 면적 영역에 있어서 상기 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 상기 장해물의 존재를 인정하면서, 검출 확률이 낮은 것을 인정하면 적합하다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부는, 면적 영역의 면적 사이즈에 따라서 상기 검출 확률을 증감하면 적합하다.

높이 정보가 높아지는 변화가 있었던 3차원 위치 데이터가 일정 범위보다도 작은 면적 영역이면, 정말로 장해물이 존재하는지, 오검지인지 명확하지 않은 경우가 생각된다. 본 구성이면, 가능성이 낮아도 면적 영역의 면적 사이즈에 따라서 장해물이 존재할 가능성을 인정할 수 있기 때문에, 관리자 등에게 주의를 촉구하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 상기 작업차에, 상기 장해물 검출부가 상기 장해물을 인정하였을 때 상기 장해물의 존재를 통보하는 통보부가 구비되어 있으면 적합하다.

본 구성에 의해, 관리자 등에게 주의를 촉구하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부가 상기 장해물을 인정하였을 때 상기 작업차의 주행에 관한 제어 파라미터를 자동적으로 변경하는 주행 제어부가 구비되어 있으면 적합하다.

본 구성에 의하면, 제어 파라미터가 장해물의 인정 상황에 따라서 변경되고, 작업차의 주행 상태가 제어 파라미터의 변경에 따라서 변경된다. 이 때문에, 장해물의 존재가 인정되면 작업차의 주행 상태가 임기응변으로 변화되어, 장해물의 유무에 맞추어 작업차의 적절한 주행이 실현된다.

본 발명에 있어서, 상기 장해물 검출부는, 상기 포장에 있어서의 상기 장해물을 인정한 위치에 관하여, 장해물 인정 후에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 상기 장해물을 인정하였을 때의 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 작아진 경우에, 상기 장해물의 인정을 취소하면 적합하다.

상술한 바와 같이, 장해물이 존재하면, 높이 정보에 큰 변화가 발생한다. 장해물 인정 후에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 장해물 인정 시의 높이 정보보다도 작아지는 경우에는, 당해 장해물이 없어진 것이 생각된다. 이 때문에, 본 구성이면, 한 번 인정된 장해물이 취소되기 때문에, 장해물의 인정 상황을 최신의 정보에 맞추어 플렉시블하게 변경하는 구성이 가능해진다.

도 1은 콤바인의 좌측면도이다.
도 2는 콤바인의 평면도이다.
도 3은 콤바인의 주회 주행을 도시하는 도면이다.
도 4는 콤바인의 작업 주행을 도시하는 도면이다.
도 5는 작업 지원 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 장해물의 존재를 인정하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 장해물의 존재를 인정하는 처리를 도시하는 도면이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 언급이 없는 한, 도 1 및 도 2에 도시한 화살표 F의 방향을 「전방」, 화살표 B의 방향을 「후방」으로 하고, 도 2에 도시한 화살표 L의 방향을 「좌측」, 화살표 R의 방향을 「우측」으로 한다. 또한, 도 1에 도시한 화살표 U의 방향을 「상방」, 화살표 D의 방향을 「하방」으로 한다.

본 발명의 작업 지원 시스템이 적용되는 작업차의 일례인 보통형 콤바인(1)에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)의 기체(10)는, 기체 프레임(9), 수확부 H, 크롤러식의 주행 장치(11), 운전부(12), 탈곡 장치(13), 곡립 탱크(14), 반송부(16), 곡립 배출 장치(18), 위성 측위 모듈(80), 거리 센서(81)를 구비하고 있다.

주행 장치(11)는, 콤바인(1)의 기체(10)에 있어서의 하부에 구비되어 있다. 또한, 주행 장치(11)는, 엔진(도시하지 않음)으로부터의 동력에 의해 구동된다. 그리고, 콤바인(1)은, 주행 장치(11)에 의해 자주 가능하다.

또한, 운전부(12), 탈곡 장치(13), 곡립 탱크(14)는, 주행 장치(11)의 상측에 구비되어 있다. 또한, 운전부(12), 탈곡 장치(13), 곡립 탱크(14)는, 기체 프레임(9)에 지지되어 있다. 운전부(12)에는, 콤바인(1)을 조작 또는 감시하는 오퍼레이터가 탑승 가능하다. 또한, 오퍼레이터는, 콤바인(1)의 기체 밖으로부터 콤바인(1)의 작업을 감시하고 있어도 된다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 곡립 배출 장치(18)는, 곡립 탱크(14)의 상측에 마련되어 있다. 또한, 위성 측위 모듈(80) 및 거리 센서(81)는, 운전부(12)의 상면에 설치되어 있다. 또한, 위성 측위 모듈(80)에 의한 위성 항법을 보완하기 위해, 자이로 가속도 센서나 자기 방위 센서를 내장한 관성 항법 유닛이 위성 측위 모듈(80)에 내장되어 있다. 물론, 관성 항법 유닛은, 콤바인(1)에 있어서 위성 측위 모듈(80)과 다른 개소에 배치되어도 된다.

수확부 H는, 기체(10)에 있어서의 전방부에 구비되어 있다. 수확부 H는, 예취 실린더(15A)를 통해 기체 프레임(9)에 대하여 승강 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 반송부(16)는, 수확부 H의 후방측에 마련되어 있다. 또한, 수확부 H는, 예취 장치(15) 및 릴(17)을 포함하고 있다.

예취 장치(15)는, 포장(5)(도 3 및 도 4 참조)의 식립 곡간을 예취한다. 또한, 릴(17)은, 기체 좌우 방향을 따르는 릴 축심(17b) 주위로 회전 구동하면서 수확 대상의 식립 곡간을 긁어들인다. 예취 장치(15)에 의해 예취된 예취 곡간은, 반송부(16)로 보내진다.

이 구성에 의해, 수확부 H는, 포장(5)의 작물을 수확한다. 그리고, 콤바인(1)은, 예취 장치(15)에 의해 포장(5)의 식립 곡간을 예취하면서 주행 장치(11)에 의해 주행하는 예취 주행이 가능하다.

수확부 H에 의해 수확된 예취 곡간은, 반송부(16)에 의해 기체 후방으로 반송된다. 이에 의해, 예취 곡간은 탈곡 장치(13)로 반송된다.

탈곡 장치(13)에 있어서, 예취 곡간은 탈곡 처리된다. 탈곡 처리에 의해 얻어진 곡립은, 곡립 탱크(14)에 저류된다. 곡립 탱크(14)에 저류된 곡립은, 필요에 따라, 곡립 배출 장치(18)에 의해 기체 밖으로 배출된다.

여기서, 콤바인(1)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 외연 영역(6)의 내측에 위치하는 포장(5)에 있어서, 작물을 수확하도록 구성되어 있다. 또한, 외연 영역(6)은, 포장(5)을 둘러싸는 상태로 마련되어 있다. 외연 영역(6)에는, 예를 들어 휴반(61), 급배수 펌프(도시하지 않음), 수구(도시하지 않음) 등이 포함되어 있다.

콤바인(1)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 포장(5)의 외주 영역 SA(도 4 참조)에 있어서 작업 주행을 실행 가능하게 구성되어 있다. 외주 영역 SA에 있어서의 콤바인(1)의 주회수는 2회 내지 3회이다. 또한, 주회수는, 2회 이상의 어떠한 횟수여도 된다. 그리고, 콤바인(1)은, 외주 영역 SA에 있어서 작업 주행을 행한 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 외주 영역 SA보다도 내측의 작업 대상 영역 CA에 있어서 작업 주행을 행한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 「작업 주행」은, 구체적으로는, 상술한 예취 주행이다. 또한, 「작업 주행」은, 주행하면서, 식립 곡간의 예취 이외의 작업을 행하는 것이어도 된다.

〔작업 지원 시스템의 구성에 대하여〕

도 5 내지 도 7에 기초하여 본 발명의 작업 지원 시스템의 구성을 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 작업 지원 시스템에, 제어 유닛(20)과 맵 생성 유닛(30)이 구비되어 있다. 콤바인(1)에는, 다수의 ECU라 불리는 전자 제어 유닛이 구비되어 있다. 제어 유닛(20)은 전자 제어 유닛의 일 구성이며, 콤바인(1)의 각종 입출력 기기 등과 차량 탑재 LAN 등의 배선망을 통해 신호 통신(데이터 통신)이 가능하게 구성되어 있다. 맵 생성 유닛(30)은, 콤바인(1)에 구비되지 않고, 예를 들어 원격지에 마련된 관리 컴퓨터에 내장된 것이며, 제어 유닛(20)과 통신 네트워크를 통해 데이터의 송수신이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 맵 생성 유닛(30)은, 콤바인(1)의 전자 제어 유닛의 일 구성이어도 된다.

콤바인(1)은, 제어 유닛(20)을 구비하고 있다. 제어 유닛(20)에, 위치 정보 취득부(21), 물체 위치 데이터 취득부(22), 기억부(23), 장해물 검출부(24), 통보부(25), 및 주행 제어부(26)가 구비되어 있다. 콤바인(1)에 거리 센서(81)가 구비되어 있다.

거리 센서(81)는, 예를 들어 ToF(Time of Flight) 측정 방식의 측정 장치인 2차원 스캔 LiDAR이며, 적외선 레이저광과 같은 공중 전반되는 신호를 검출 신호로서 송신한다. 검출 신호가 검출 대상물에 조사되면, 검출 신호는 검출 대상물의 표면에서 반사된다. 거리 센서(81)는, 검출 대상물의 표면에서 반사된 검출 신호를, 반사 신호로서 취득한다. 그리고, 거리 센서(81)는, 검출 신호를 송신하고 나서 반사 신호를 취득할 때까지의 시간에 기초하여, 거리 센서(81)와 검출 대상물의 거리를 산출하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 거리 센서(81)는, ToF 측정 방식의 측정 결과에 기초하여 전방 영역 FA(도 1 및 도 2 참조)에 존재하는 물체의 위치 및 높이를 검출 가능하다. 거리 센서(81)의 검출 결과는, 경시적으로 물체 위치 데이터 취득부(22)로 보내진다. 또한, 거리 센서(81)는 3차원 스캔 LiDAR여도 된다. 또한, 거리 센서(81)의 측정 방식은, ToF 측정 방식에 한정되지 않고, 스테레오 매칭 측정 방식 등이어도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 위성 측위 모듈(80)은, GPS(글로벌 포지셔닝 시스템)에서 사용되는 인공위성 GS로부터의 GPS 신호를 수신한다. 그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 위성 측위 모듈(80)은, 수신한 GPS 신호에 기초하여, 콤바인(1)의 자차 위치를 나타내는 측위 데이터를 위치 정보 취득부(21)로 보낸다. 또한, 위성 측위 모듈(80)은, GPS를 이용하는 것이 아니어도 된다. 예를 들어, 위성 측위 모듈(80)은, GPS 이외의 GNSS(GLONASS, Galileo, QZSS, BeiDou 등)를 이용하는 것이어도 된다.

위치 정보 취득부(21)는, 위성 측위 모듈(80)에 의해 출력된 측위 데이터에 기초하여, 콤바인(1)의 위치 정보를 경시적으로 취득한다.

물체 위치 데이터 취득부(22)는, 콤바인(1)에 마련되며, 콤바인(1)이 포장(5)을 한창 주행하고 있는 중에 콤바인(1)의 진행 방향 전방에 위치하는 물체의 3차원 위치 데이터를 경시적으로 취득한다. 예를 들어 물체 위치 데이터 취득부(22)는, 외연 영역(6) 중, 콤바인(1)의 진행 방향 전방에 있어서의 휴반(61)(도 1 및 도 2 참조)이나 급배수 펌프(도시하지 않음), 수구(도시하지 않음) 등의 3차원 위치 데이터를 취득한다.

물론, 본 실시 형태에 있어서의 물체 위치 데이터 취득부(22)는, 외연 영역(6)뿐만 아니라, 포장(5)의 물체의 3차원 데이터도 취득 가능하게 구성되어 있다. 예를 들어, 물체 위치 데이터 취득부(22)는, 포장(5)에 있어서의 식립 곡간이나 도복 곡간, 잡초 등의 3차원 데이터도 취득 가능하다.

또한, 본 발명에 관한 「포장 주행」은, 포장(5)에 있어서 주행하는 것을 의미한다. 예를 들어, 포장(5)에 있어서의 최외주 부분을 주행하는 것은, 본 발명에 관한 「포장 주행」의 구체예이다. 또한, 포장(5)에 있어서의 최외주 부분보다도 내측을 주행하는 것도, 본 발명에 관한 「포장 주행」의 구체예이다.

물체 위치 데이터 취득부(22)에 의해 취득된 3차원 위치 데이터는, 경시적으로 기억부(23)로 보내진다. 또한, 위치 정보 취득부(21)에 의해 산출된 콤바인(1)의 위치 좌표는, 경시적으로 기억부(23)로 보내진다.

기억부(23)는, 3차원 위치 데이터 기억부(23A)와, 장해물 기억부(23B)를 갖는다. 3차원 위치 데이터 기억부(23A)는, 물체 위치 데이터 취득부(22)에 의해 취득된 3차원 위치 데이터를, 취득한 타이밍에 있어서의 시간 정보와, 취득한 타이밍에 있어서 위치 정보 취득부(21)에 의해 취득된 위치 정보와, 취득한 타이밍에 있어서의 관성 항법 유닛의 검출 결과(예를 들어 피치각, 롤각, 요각)에 관련지어 기억한다. 또한, 취득한 타이밍에 있어서의 위치 정보가, 관성 항법 유닛의 검출 결과에 기초하여 보정되는 구성이어도 된다. 즉, 위성 측위 모듈(80)에 의해 측위된 위치 정보는 콤바인(1)의 경사분만큼 오차가 발생하지만, 이 경사분의 오차를 갖는 위치 정보가, 관성 항법 유닛의 검출 결과에 따라서 보정 가능하다. 또한, 3차원 위치 데이터가, 관성 항법 유닛의 검출 결과에 기초하여 보정되는 구성이어도 된다. 3차원 위치 데이터 기억부(23A)에는 다수의 3차원 위치 데이터가 기억되어 있다.

도 3에 기초하여 상술한 바와 같이, 콤바인(1)은, 포장(5)의 외주 영역 SA에 있어서 2회 내지 3회의 주회 주행을 행한다. 또한, 콤바인(1)은, 포장(5)의 왕복 주행을 행한다. 왕복 주행이란, 콤바인(1)이 포장(5)의 작업 대상 영역 CA에 있어서 직진 또는 대략 직진의 작업 주행을 행하고, 외주 영역 SA에 있어서 180도의 선회 주행을 행하여 다시 작업 대상 영역 CA에 있어서 작업 주행을 행하는 주행이다. 이 때문에, 3차원 위치 데이터 기억부(23A)에는, 동일한 위치에 관한 3차원 위치 데이터가 중복되어 기억된다.

장해물 검출부(24)는, 도 6의 흐름도에 기초하여, 콤바인(1)의 전방에 위치하는 장해물을 검출한다. 도 6의 흐름도에 나타내어지는 처리는, 포장(5)이나 외연 영역(6)에 있어서 미리 설정된 구획 영역마다 행해지고, 또한, 주기 처리로 행해진다.

스텝 #01에 있어서 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 다른 타이밍에 취득한 복수의 3차원 위치 데이터를 비교하여, 복수의 3차원 위치 데이터의 각각의 좌표 정보에 변화가 있는지 여부를 판정한다.

도 7에는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 다른 타이밍에 취득한 2개의 3차원 위치 데이터가 나타내어져 있다. 도 7에서는, 2개의 3차원 좌표가 나타내어지고, 각각의 3차원 좌표 상에 점상의 3차원 위치 데이터가 플롯되어 있다. 도 7에 있어서, 우측의 3차원 좌표에 나타내어지는 3차원 위치 데이터가, 좌측의 3차원 좌표에 나타내어지는 3차원 위치 데이터보다도 후의 타이밍에 취득되어 있다.

「다른 타이밍」이란, 예를 들어 콤바인(1)이 포장(5)의 외주 영역 SA를 주회 주행할 때의 1주째의 주행 타이밍과 2주째의 주행 타이밍이 해당된다. 이 경우, 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 1주째와 2주째의 각각의 주행 타이밍에 취득한 복수의 3차원 위치 데이터를 비교한다.

또한, 「다른 타이밍」이란, 예를 들어 콤바인(1)이 포장(5)의 작업 대상 영역 CA를 왕복 주행할 때의 왕로의 주행 타이밍과 귀로의 주행 타이밍이 해당된다. 이 경우, 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 왕로와 귀로의 각각의 주행 타이밍에 취득한 복수의 3차원 위치 데이터를 비교한다.

당해 다른 타이밍의 사이에 장해물이 나타나면, 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가 크게 변화된다. 이 때문에, 스텝 #02에 있어서 장해물 검출부(24)는, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 커졌는지 여부를 판정한다.

스텝 #01에 있어서의 당해 높이 정보의 판정 처리는, 미리 설정된 구획 영역에 있어서의 3차원 위치 데이터의 집합체에 대하여 행해진다. 당해 구획 영역에 있어서의 3차원 위치 데이터의 집합체 중, 특정 영역에 있어서의 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가 미리 정해진 역치 이상으로 커진 경우에, 스텝 #02에서 "예"의 판정 처리가 행해진다.

또한, 당해 구획 영역에 있어서의 3차원 위치 데이터의 집합체 중, 예를 들어 당해 역치를 초과한 3차원 위치 데이터가 하나뿐인 경우에는, 스텝 #02에서 "아니오"의 판정 처리가 행해지는 구성이어도 된다. 이에 의해, 스텝 #01의 판정 처리에 있어서 오판정의 우려가 경감된다.

스텝 #02에서 "예"의 판정으로 되면, 장해물 검출부(24)는, 당해 구획 영역에 있어서의 3차원 위치 데이터의 집합체 중, 포장 평면 상에서 일정 범위 이상의 면적 영역에 걸쳐 높이 정보가 높아졌는지 여부를 판정한다(스텝 #03). 일정 범위 이상의 면적 영역에 걸쳐 높이 정보가 높아진 경우(스텝 #03: "예"), 장해물 검출부(24)는, 당해 구획 영역에 있어서의 일정 범위의 면적 영역에 장해물이 존재하는 것을 인정한다(스텝 #04). 즉, 장해물 검출부(24)는, 포장 평면 상에서 일정 범위 이상의 면적 영역에 있어서 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 장해물의 존재를 인정한다.

이와 같이, 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보를 비교하여, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 커진 경우에, 장해물의 존재를 인정한다.

또한, 스텝 #04의 처리에 있어서 인정된 장해물의 정보가 장해물 기억부(23B)에 기억된다. 또한, 스텝 #04의 처리와 동시에, 당해 장해물에 관한 통보가 통보부(25)에 의해 행해진다.

높이 정보가 높아진 3차원 위치 데이터가 일정 범위 미만의 면적 영역인 경우(스텝 #03: "아니오"), 다른 타이밍에 취득한 복수의 3차원 위치 데이터의 좌표 정보의 오차에 의해, 장해물이 오검지되었을 우려가 생각된다. 이와 같은 경우, 장해물 검출부(24)는, 당해 구획 영역에 있어서의 일정 범위의 면적 영역에 장해물이 존재하는 것을 인정함과 함께, 당해 장해물의 검출 확률이 낮은 것을 인정한다(스텝 #05). 즉, 장해물 검출부(24)는, 포장 평면 상에서 일정 범위보다도 작은 면적 영역에 있어서 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 장해물의 존재를 인정하면서, 검출 확률이 낮은 것을 인정한다. 또한, 장해물 검출부(24)는, 면적 영역의 면적 사이즈에 따라서 검출 확률을 증감하는 구성이어도 된다.

도 7에는, 좌우의 3차원 좌표의 각각에 플롯된 3차원 좌표 데이터 중, 높이 정보가 높게 변화되어 있는 부분이 장해물로서 추출되어 있는 것이 도시되어 있다. 이 장해물의 정보가, 당해 장해물의 검출 확률이 높은지 낮은지의 정보도 포함하여 장해물 기억부(23B)에 기억되고, 통보부(25)에 의해 통보된다. 통보부(25)는, 콤바인(1)에 구비되며, 장해물 검출부(24)가 장해물을 인정하였을 때 장해물의 존재를 통보한다.

통보부(25)는, 디스플레이 화면으로 통보하는 것이어도 되고, 음성 안내나 버저로 통보하는 것이어도 된다. 통보부(25)가 디스플레이 화면으로 통보하는 구성인 경우, 도 7에 도시한 장해물이 화면에 강조 표시되는 구성이어도 된다. 또한, 당해 장해물의 검출 확률이 낮은 경우와, 그렇지 않은 경우에서 화면에 나타내는 장해물의 색이 변화되는 구성이어도 된다. 장해물 검출부(24)가 면적 영역의 면적 사이즈에 따라서 검출 확률을 증감하는 구성인 경우, 화면에 나타내는 장해물의 색의 농담이, 검출 확률의 대소에 따라서 변화되는 구성이어도 된다.

또한, 스텝 #02에서 "아니오"의 판정이 행해지면, 스텝 #06에 있어서 장해물 검출부(24)는, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 작아졌는지 여부를 판정한다.

스텝 #06에 있어서 "예"의 판정이 행해지면, 스텝 #07에 있어서 장해물 검출부(24)는, 그 3차원 위치 데이터에 대응하는 위치에 장해물의 존재가 인정되었는지 여부를 판정한다. 한 번 장해물의 존재가 인정된 위치에 있어서, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 낮게 되어 있으면, 그 위치에 있어서의 장해물이 제거된 것이 생각된다. 장해물 기억부(23B)에는 당해 위치에 있어서의 장해물의 인정 정보가 기억되어 있기 때문에, 스텝 #08에 있어서 장해물 검출부(24)는, 장해물 기억부(23B)에 기억된 당해 인정 정보를 취소한다. 이와 같이, 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 장해물을 인정한 위치에 관하여, 장해물 인정 후에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 장해물을 인정하였을 때의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 작아진 경우에, 장해물의 인정을 취소한다.

장해물 검출부(24)가 장해물을 인정한 정보는 경시적으로 장해물 기억부(23B)에 기억되고, 장해물 기억부(23B)에 기억된 인정 정보는 경시적으로 주행 제어부(26)에 의해 읽어내어진다. 주행 제어부(26)는, 장해물 검출부(24)가 장해물을 인정하였을 때 작업차의 주행에 관한 제어 파라미터를 자동적으로 변경하도록 구성되어 있다. 제어 파라미터는, 예를 들어 기억부(23)에 기억되어 있다. 제어 파라미터에, 주행 장치(11)의 속도에 관한 파라미터, 주행 장치(11)의 선회 주행에 관한 파라미터, 수확부 H의 수확 높이에 관한 파라미터 등이 포함된다.

주행 제어부(26)가 제어 파라미터를 자동적으로 변경함으로써, 예를 들어 콤바인(1)의 주행 장치(11)가 정지하거나, 콤바인(1)이 장해물을 우회하는 주행을 행하거나, 수확부 H가 장해물보다도 상측에 상승하거나 한다. 이에 의해, 콤바인(1)과 장해물의 접촉이 피해진다.

또한, 장해물 검출부(24)에 의한 장해물의 인정 방법은, 휴반(61)에 있어서 콤바인(1)의 월경 불가능한 경계를 나타내는 맵을 생성할 때도 활용할 수 있다. 휴반(61)에는, 다른 농작업자나 운반 트럭, 모 상자나 종자 주머니 등이 일시적으로 배치되는 경우도 생각되어, 이들을 장해물이라고 인정하는 것이 가능하다. 휴반(61)에 일시적으로 배치된 것에 기인하여 당해 경계가 갑자기 두렁가로 설정되어, 농작업차의 주행 범위가 갑자기 제한될 우려가 생각된다. 휴반(61)에 일시적으로 배치된 것을 장해물 검출부(24)가 장해물이라고 인정하는 구성에 의해, 월경 불가능한 경계를 나타내는 맵의 생성에 있어서 일시적인 장해물이 경계로서 인식되지 않게 된다. 이에 의해, 맵의 생성 정밀도가 향상된다.

〔다른 실시 형태〕

본 발명은, 상술한 실시 형태에 예시된 구성에 한정되는 것은 아니고, 이하, 본 발명의 대표적인 다른 실시 형태를 예시한다.

(1) 주행 제어부(26)는, 자동 주행이 가능한 구성이어도 되고, 수동 주행을 어시스트하는 구성이어도 된다.

(2) 상술한 실시 형태에서는, 장해물 검출부(24)는, 장해물을 인정한 위치에 관하여, 장해물 인정 후에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 장해물을 인정하였을 때의 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 작아진 경우에, 장해물의 인정을 취소한다. 그러나 예를 들어, 장해물을 인정하지 않은 동일한 위치에 관하여, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 작아진 경우가 생각된다. 이와 같은 경우, 장해물 검출부(24)는, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 장해물이 포함되어 있었던 것을 소급하여 인정하는 구성이어도 된다. 이 구성을 갖는 경우, 휴반(61)에 있어서 콤바인(1)의 월경 불가능한 경계를 나타내는 맵을 생성할 때, 당해 경계를 확장하는 구성도 가능하다.

(3) 장해물 검출부(24)는, 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보를 비교한다. 이 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 장해물 검출부(24)는, 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 3방향 중 2방향 이상의 정보를 비교하는 구성이어도 된다. 이 경우, 장해물 검출부(24)는, 포장(5)에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 적어도 2방향의 정보를 비교하여, 후의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 동 정보(적어도 2방향의 정보)가, 전의 타이밍에 취득한 3차원 위치 데이터에 있어서의 동 정보(적어도 2방향의 정보)보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 커진 경우에, 장해물의 존재를 인정하는 구성이어도 된다.

(4) 상술한 실시 형태에서는, 장해물 검출부(24)는, 포장 평면 상에서 일정 범위 이상의 면적 영역에 있어서 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 장해물의 존재를 인정한다. 이 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 장해물 검출부(24)는, 높이 정보가 높아지는 변화가 있었던 영역이 포장 평면 상에서 일정 밀도 이상의 영역이면, 장해물의 존재를 인정하는 구성이어도 된다.

(5) 도 5에 도시한 위치 정보 취득부(21)와 물체 위치 데이터 취득부(22) 중 적어도 한쪽은, 제어 유닛(20)이 아니라 맵 생성 유닛(30)에 마련되어도 된다.

(6) 통보부(25)는 구비되지 않는 구성이어도 된다.

(7) 위치 정보 취득부(21)와 위성 측위 모듈(80)이, 본 발명의 위치 정보 취득부로서 일체적으로 구성되어도 된다.

(8) 물체 위치 데이터 취득부(22)와 거리 센서(81)가, 본 발명의 물체 위치 데이터 취득부로서 일체적으로 구성되어도 된다.

(9) 상술한 실시 형태에서는, 작업차로서 콤바인(1)이 예시되었지만, 작업차는, 작업기가 장착된 트랙터, 이앙기, 비료 살포기, 관리기 등이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태(다른 실시 형태를 포함함, 이하 동일함)에서 개시되는 구성은, 모순이 발생하지 않는 한, 다른 실시 형태에서 개시되는 구성과 조합하여 적용하는 것이 가능하다. 또한, 본 명세서에 있어서 개시된 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 실시 형태는 이것에 한정되지는 않고, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 개변하는 것이 가능하다.

본 발명은, 포장을 주행하면서 작업을 행하는 작업차를 위한 작업 지원 시스템에 적용할 수 있다.

1: 콤바인(작업차)
21: 위치 정보 취득부
22: 물체 위치 데이터 취득부
23: 기억부
24: 장해물 검지부
25: 통보부
26: 주행 제어부

Claims

포장을 주행하면서 작업을 행하는 작업차를 위한 작업 지원 시스템이며,
상기 작업차의 위치 정보를 경시적으로 취득하는 위치 정보 취득부와,
상기 작업차에 마련되며, 상기 작업차가 상기 포장을 한창 주행하고 있는 중에 상기 작업차의 진행 방향 전방에 위치하는 물체의 3차원 위치 데이터를 경시적으로 취득하는 물체 위치 데이터 취득부와,
상기 3차원 위치 데이터를, 데이터를 취득한 시간 정보와 관련지어 기억하는 기억부와,
상기 포장에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 다른 타이밍에 취득한 복수의 상기 3차원 위치 데이터를 비교함으로써, 상기 작업차의 전방에 위치하는 장해물을 검출하는 장해물 검출부가 구비되어 있는, 작업 지원 시스템.
제1항에 있어서,
상기 장해물 검출부는, 상기 포장에 있어서의 동일한 위치에 관하여, 상기 복수의 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보를 비교하여, 후의 타이밍에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 전의 타이밍에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 상기 높이 정보보다도, 미리 정해진 역치 이상으로 커진 경우에, 상기 장해물의 존재를 인정하는, 작업 지원 시스템.
제2항에 있어서,
상기 장해물 검출부는, 포장 평면 상에서 일정 범위 이상의 면적 영역에 있어서 상기 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 상기 장해물의 존재를 인정하는, 작업 지원 시스템.
제3항에 있어서,
상기 장해물 검출부는, 포장 평면 상에서 일정 범위보다도 작은 면적 영역에 있어서 상기 높이 정보가 높아지는 변화가 있었을 때, 상기 장해물의 존재를 인정하면서, 검출 확률이 낮은 것을 인정하는, 작업 지원 시스템.
제4항에 있어서,
상기 장해물 검출부는, 면적 영역의 면적 사이즈에 따라서 상기 검출 확률을 증감하는, 작업 지원 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업차에, 상기 장해물 검출부가 상기 장해물을 인정하였을 때 상기 장해물의 존재를 통보하는 통보부가 구비되어 있는, 작업 지원 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장해물 검출부가 상기 장해물을 인정하였을 때 상기 작업차의 주행에 관한 제어 파라미터를 자동적으로 변경하는 주행 제어부가 구비되어 있는, 작업 지원 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장해물 검출부는, 상기 포장에 있어서의 상기 장해물을 인정한 위치에 관하여, 장해물 인정 후에 취득한 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보가, 상기 장해물을 인정하였을 때의 상기 3차원 위치 데이터에 있어서의 높이 정보보다도 작아진 경우에, 상기 장해물의 인정을 취소하는, 작업 지원 시스템.