KR20230100616A

KR20230100616A - 자동 주행 시스템

Info

Publication number: KR20230100616A
Application number: KR1020220168564A
Authority: KR
Inventors: 도모히코 사노; 오사무 요시다; 료스케 이하라; 다카시 나카바야시
Original assignee: 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2023-07-05
Also published as: JP2023097983A; CN116353622A

Abstract

[과제] 작업차를 소회전으로 잘 선회시키는 것이 가능한 자동 주행 시스템의 제공.
[해결 수단] 작업 장치(15)를 갖는 작업차(1)의 자동 주행 시스템에 관한 것이다. 자동 주행 시스템에, 병렬되는 복수의 작업 주행 경로 LS1, LS2를 작업 대상 영역 CA에 설정하는 작업 주행 경로 설정부와, 2개의 작업 주행 경로 LS1, LS2에 대하여 접속하는 턴 주행 경로 LM을 작업 대상 영역 CA보다도 외측의 외주 영역 SA에 설정하는 턴 주행 경로 설정부와, 턴 주행 경로 LM을 따라 작업차(1)를 자동 주행시키는 주행 제어부가 구비되어 있다. 턴 주행 경로 LM에, 작업차(1)에 선회 주행시키는 선회 경로가 포함된다. 턴 주행 경로 설정부는, 선회 경로의 종점에 작업차(1)가 있을 때에 작업 장치(15)가 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치하도록, 선회 경로를 산출한다.

Description

자동 주행 시스템{AUTOMATIC DRIVING SYSTEM}

본 발명은, 작업차의 자동 주행 시스템에 관한 것이다.

예를 들어 특허문헌 1에 개시된 자동 주행 시스템(문헌에서는 「주행 경로 관리 시스템」)에서는, 포장의 작업 대상 영역에 복수의 작업 주행 경로(문헌에서는 「주행 경로 요소」)가 설정되어 있다. 포장의 외주 영역에 턴 주행 경로(문헌에서는 「유턴 주행 경로」)가 설정되어, 이 턴 주행 경로가 2개의 작업 주행 경로에 대하여 접속한다. 턴 주행 경로에 원호상의 선회 경로가 포함된다. 포장의 외주 영역에 있어서 작업차(문헌에서는 「수확기」)가 턴 주행 경로를 따라 주행하도록, 작업차의 주행 제어부(문헌에서는 「자동 주행 제어부」)는 구성되어 있다.

일본 특허 공개 제2018-099041호 공보

그런데 종래의 자동 주행 시스템에서는, 작업차가 주행하면서 선회하고, 작업 주행 경로에 진입한다. 그러나, 포장의 조건이나 작물의 상태에 따라서는, 작업차의 선회 스페이스를 충분히 확보할 수 없을 우려를 생각할 수 있다. 이것으로부터, 작업차의 선회 스페이스가 비교적 좁은 장소에서도 작업차가 선회하기 위하여 개선의 여지가 있다.

본 발명의 목적은, 작업차의 선회 스페이스가 좁아도 턴 주행 경로를 생성 가능한 자동 주행 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 작업 장치를 갖는 작업차의 자동 주행 시스템이며, 병렬되는 복수의 작업 주행 경로를 작업 대상 영역에 설정하는 작업 주행 경로 설정부와, 2개의 상기 작업 주행 경로에 대하여 접속하는 턴 주행 경로를 상기 작업 대상 영역보다도 외측의 외주 영역에 설정하는 턴 주행 경로 설정부와, 상기 턴 주행 경로를 따라 상기 작업차를 자동 주행시키는 주행 제어부가 구비되고, 상기 턴 주행 경로에, 상기 작업차에 선회 주행시키는 선회 경로가 포함되고, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 선회 경로의 종점에 상기 작업차가 있을 때에 상기 작업 장치가 상기 작업 대상 영역의 내부에 위치하도록, 상기 선회 경로를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 턴 주행 경로에 선회 경로가 포함되고, 선회 경로의 종점에 작업차가 도달하면, 작업차에 구비된 작업 장치가 작업 대상 영역의 내부에 위치한다. 이것으로부터, 본 발명은, 선회 경로 종점에 작업차가 도달한 타이밍에 작업 장치가 외주 영역에 위치하는 구성과 비교하여, 턴 주행 경로를 작업 대상 영역의 위치하는 측에 접근시켜 설정할 수 있다. 이에 의해, 작업차의 선회 스페이스가 좁아도 턴 주행 경로를 생성 가능한 자동 주행 시스템이 실현된다.

본 발명에 관한 자동 주행 시스템의 다른 적합한 특징은, 상기 작업 장치를 제어하는 작업 제어부가 구비되고, 상기 작업 제어부는, 상기 작업차가 상기 선회 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 상기 작업 장치를 상승시키도록 구성되어 있는 점에 있다.

본 구성이라면, 선회 경로의 종점에 작업차가 도달한 타이밍에, 작업 장치는, 상승한 상태에서 작업 대상 영역의 내부에 위치한다. 이 때문에, 작업 장치가 작업 대상 영역 내부에 위치하는 상태여도, 작업 장치는 작업 대상물 상에 위치하고, 작업 장치가 작업 대상물을 밀어 넘어뜨릴 우려가 경감된다.

본 발명에 관한 자동 주행 시스템의 다른 적합한 특징은, 상기 턴 주행 경로에, 상기 선회 경로의 종점으로부터 상기 작업차로 후진 주행시키는 후진 경로가 포함되는 점에 있다. 또한, 본 발명에 관한 자동 주행 시스템의 적합한 특징은, 상기 작업 장치를 제어하는 작업 제어부가 구비되고, 상기 작업 제어부는, 상기 작업차가 상기 후진 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 상기 작업 장치를 하강 시키도록 구성되어 있는 점에 있다.

본 구성이라면, 선회 경로의 종점에 작업차가 도달한 후, 작업차는 일단 후진하기 때문에, 작업차는, 계속하여 다음 작업 주행 경로를 따라 작업 대상 영역에서의 작업 대상물에 대하여 골고루 작업을 실시하면서 주행할 수 있다.

본 발명에 관한 자동 주행 시스템의 다른 적합한 특징은, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단부가 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸친 직후에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 점에 있다.

본 구성에 의해, 주행 장치가 작업 대상 영역에서의 작업 대상물을 밟아 쓰러뜨릴 우려가 확실하게 회피된다.

본 발명에 관한 자동 주행 시스템의 다른 적합한 특징은, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단부가 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸치기 직전에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 점에 있다.

본 구성에 의해, 턴 주행 경로를 가능한 한 작업 대상 영역이 위치하는 측에 접근시키는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 콤바인의 측면 및 자동 주행 개요를 도시하는 도면이다.
도 2는, 자동 주행에 있어서의 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 3은, 본 실시 형태의 자동 주행 시스템의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 4는, 종래 기술의 턴 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태의 턴 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 6은, 본 실시 형태의 턴 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 7은, 본 실시 형태의 턴 주행 경로에 있어서의 선회 개시 지점을 도시하는 도면이다.
도 8은, 본 실시 형태의 턴 주행 경로에 있어서의 선회 개시 지점을 도시하는 도면이다.
도 9는, 다른 실시 형태의 턴 주행 경로를 도시하는 도면이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 정함이 없는 한, 도 1에 도시하는 화살표 「F」의 방향을 「전」, 화살표 「B」의 방향을 「후」로 한다. 또한, 도 1에 도시하는 화살표 「U」의 방향을 「상」, 화살표 「D」의 방향을 「하」로 한다. 도 1에 도시하는 지면 전방측의 방향을 「좌」, 지면 안측의 방향을 「우」로 한다.

본 발명의 주행 관리 시스템이 적용되는 작업차의 일례인 보통형의 콤바인(1)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 콤바인(1)은, 자동 주행 가능하다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 콤바인(1)의 기체(10)는, 기체 프레임(9)과, 수확부(15)(본 발명의 『작업 장치』에 상당함)와, 크롤러식의 주행 장치(11)와, 운전부(12)와, 탈곡 장치(13)와, 곡립 탱크(14)와, 반송부(16)와, 곡립 배출 장치(18)와, 위성 측위 모듈(80)을 구비하고 있다.

주행 장치(11)는, 엔진(도시하지 않음)으로부터의 동력에 의해 구동한다. 운전부(12)에는, 콤바인(1)을 조작 또는 감시하는 오퍼레이터가 탑승 가능하다. 또한, 오퍼레이터는, 콤바인(1)의 기외로부터 콤바인(1)의 작업을 감시하고 있어도 된다.

수확부(15)는, 기체(10)에 있어서의 전방부에 구비되어 있다. 수확부(15)는, 예취 실린더(17)를 통해 기체 프레임(9)에 대하여 승강 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 반송부(16)는, 수확부(15)의 후방에 마련되어 있다. 수확부(15)는, 포장(5)의 작물을 수확한다. 그리고, 콤바인(1)은, 수확부(15)에 의해 포장(5)의 식립 곡간을 예취하면서 주행 장치(11)에 의해 주행하는 예취 주행이 가능하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 「작업 주행」은, 구체적으로는 예취 주행이다. 또한, 「작업 주행」은, 주행하면서, 식립 곡간의 예취 이외의 작업을 행하는 것이어도 된다.

수확부(15)에 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 기외로 배출된다.

위성 측위 모듈(80)은, GNSS(글로벌·새틀라이트·내비게이션 시스템, 예를 들어 GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, BeiDou 등)에서 사용되는 인공위성 GS로부터의 측위 신호를 수신한다. 위성 측위 모듈(80)은, 운전부(12)의 상부에 설치되어 있다. 또한, 위성 측위 모듈(80)에 의한 위성 항법을 보완하기 위해서, 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.

여기서, 콤바인(1)은, 포장 외연부(6)보다도 내측에 위치하는 포장(5)에 있어서, 작물을 수확하도록 구성되어 있다. 또한, 포장 외연부(6)는, 포장(5)을 둘러싸는 상태에서 마련되어 있다.

콤바인(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 포장(5)의 외주 영역 SA에 있어서 작업 주행을 실행 가능하게 구성되어 있다. 외주 영역 SA에 있어서의 콤바인(1)의 주회수는 1회 내지 3회이다. 또한, 주회수는, 1회 이상의 어떠한 횟수여도 된다. 이때의 주회 주행은, 오퍼레이터가 수동 조작하는 것이어도 되고, 자동 주행에 의해 행하여지는 것이어도 된다. 그리고, 콤바인(1)은, 외주 영역 SA에 있어서 작업 주행을 행한 후, 도 2에 도시하는 바와 같이, 외주 영역 SA(기작업지)를 선회 스페이스로서 이용하면서, 외주 영역 SA보다도 내측의 작업 대상 영역 CA(미작업지)에 있어서 왕복 주행하면서 작물을 예취하는 작업 주행을 행한다.

〔시스템의 구성〕

본 실시 형태의 주행 관리 시스템을 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 주행 관리 시스템에, 컨트롤러(20)와 관리 컴퓨터(30)가 구비되어 있다. 콤바인(1)에는, 다수의 ECU라고 불리는 전자 제어 유닛이 구비되어 있다. 컨트롤러(20)는, 콤바인(1)에 있어서의 전자 제어 유닛의 일 구성이며, 콤바인(1)의 각종 입출력 기기 등과 차량 탑재 LAN 등의 배선망을 통하여 신호 통신(데이터 통신)을 가능하게 구성되어 있다. 관리 컴퓨터(30)는, 콤바인(1)에 구비되지 않고, 예를 들어 원격지에 마련된 것으로서, 컨트롤러(20)와 통신 네트워크를 통하여 데이터의 송수신을 가능하게 구성되어 있다. 컨트롤러(20)에, 자차 위치 산출부(21)와, 주행 제어부(22)와, 작업 제어부(23) 등이 구비되어 있다. 관리 컴퓨터(30)에, 포장 데이터 관리부(31)와, 주행 경로 설정부(32) 등이 구비되어 있다.

자차 위치 산출부(21)는, 위성 측위 모듈(80)에 의해 출력된 측위 데이터에 기초하여, 콤바인(1)의 위치 좌표를 경시적으로 산출한다. 또한, 콤바인(1)의 위치 좌표는, 콤바인(1)의 기체(10)의 위치를 나타내고 있다. 산출된 콤바인(1)의 경시적인 위치 좌표는, 주행 제어부(22)와 작업 제어부(23)로 보내진다.

포장 데이터 관리부(31)는, 포장 형상 정보 및 작물 식부 정보 등을 관리한다. 주행 경로 설정부(32)는, 포장 데이터 관리부(31)로부터 포장 형상이나 작물 식부 정보를 수취하여, 자동 주행용의 주행 경로를 설정한다. 주행 경로 설정부(32)는, 포장 형상 데이터에 기초하여 외주 영역 SA와 작업 대상 영역 CA를 판별함과 함께, 작업 대상 영역 CA에 작업 주행 경로 LS를 설정한다.

주행 경로 설정부(32)에, 작업 주행 경로 설정부(32A)와, 턴 주행 경로 설정부(32B)가 구비되어 있다. 작업 주행 경로 설정부(32A)는, 작업 대상 영역 CA를 왕복 주행하는 자동 주행용의 복수의 작업 주행 경로 LS를 설정하고, 이들 복수의 작업 주행 경로 LS는 서로 평행하다. 즉, 작업 주행 경로 설정부(32A)는, 병렬되는 복수의 작업 주행 경로 LS를 작업 대상 영역 CA에 설정하도록 구성되어 있다. 턴 주행 경로 설정부(32B)는, 2개의 작업 주행 경로 LS에 대하여 접속하는 턴 주행 경로 LM을 작업 대상 영역 CA보다도 외측의 외주 영역 SA에 설정하도록 구성되어 있다.

주행 제어부(22)는, 주행 장치(11)를 제어 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 주행 제어부(22)는, 자차 위치 산출부(21)로부터 수취한 콤바인(1)의 위치 좌표와, 주행 경로 설정부(32)로부터 수취한 작업 주행 경로 LS 및 턴 주행 경로 LM에 기초하여, 콤바인(1)의 자동 주행을 제어한다. 보다 구체적으로는, 주행 제어부(22)는, 작업 주행 경로 LS를 따른 자동 주행에 의해 예취 주행이 행해지도록, 콤바인(1)을 자동 주행시킨다. 작업 제어부(23)는, 수확부(15)를 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 작업 제어부(23)는, 수확부(15) 이외에, 반송부(16), 탈곡 장치(13) 등을 제어 가능하다.

〔턴 주행 경로에 대해서〕

도 4 내지 도 6에 도시하는 작업 대상 영역 CA에 작업 주행 경로 LS1, LS2가 설정되고, 작업 주행 경로 LS1, LS2의 각각은 서로 평행하다. 도 4 내지 도 9에 있어서, 작업 대상 영역 CA에 도시되는 직선상의 점선이 작업 주행 경로 LS1, LS2이며, 외주 영역 SA에 있어서 작업 주행 경로 LS1, LS2의 각각을 연결하는 실선이 턴 주행 경로 LM이다. 또한, 턴 주행 경로 LM은, 작업을 행할지의 여부를 나타내는 것은 아니다. 즉, 턴 주행 경로 LM에서는, 작업을 수반하는 주행이 행하여져도 되고, 작업을 수반하지 않는 주행이 행하여져도 된다.

도 4에는, 종래 기술에서 설정되는 턴 주행 경로 LM이 도시된다. 도 4에 도시하는 종래 기술의 예에서는, 작업 주행 경로 LS1의 연장선 상에 선회 개시 지점 PS1이 위치하고, 작업 주행 경로 LS1의 연장선 상에 선회 종료 지점 PE1이 위치한다. 선회 개시 지점 PS1과 선회 종료 지점 PE1의 각각은, 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 대하여 거리 D1만큼 이격한다. 도 4에 있어서의 영역 폭 W1은, 경계 BD로부터 두렁가까지의 거리를 나타낸다.

도 4에 도시하는 종래 기술의 예에서는, 콤바인(1)은, 작업 주행 경로 LS1을 따라 작업 대상 영역 CA를 예취하고 빠져나간 후, 그대로 작업 주행 경로 LS1의 연장선을 따라 전진한다. 선회 개시 지점 PS1에 도달하면, 선회 종료 지점 PE1을 향하여 전진하면서 선회 주행한다. 선회 개시 지점 PS1에 위치한 상태에서 선회 주행을 개시하는 콤바인(1)이 도 4에서는 이점쇄선으로 그려져 있다. 콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE1에 도달하면, 수확부(15)가 외주 영역 SA에 위치하는 상태에서 작업 대상 영역 CA와 인접한다. 선회 주행을 종료하여 선회 종료 지점 PE1에 위치하는 콤바인(1)이, 도 4에서는 실선으로 그려져 있다. 그리고 콤바인(1)이 그대로 직진하면, 작업 대상 영역 CA에 있어서 작업 주행 경로 LS2를 따라 콤바인(1)의 작업 주행이 행하여진다.

도 5 및 도 6에는, 본 실시 형태에서 설정되는 턴 주행 경로 LM이 도시된다. 도 5 및 도 6에 도시하는 본 실시 형태의 예에서는, 작업 주행 경로 LS1의 연장선 상에 선회 개시 지점 PS2가 위치하고, 작업 주행 경로 LS1의 연장선 상에 선회 종료 지점 PE2가 위치한다. 본 실시 형태의 선회 개시 지점 PS2와 선회 종료 지점 PE2의 각각은, 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 대하여 거리 D2만큼 이격하고 있다. 거리 D2는 도 4에 나타내는 거리 D1보다도 짧게 설정되어 있다. 이것으로부터, 본 실시 형태에서는, 턴 주행 경로 LM이 종래 기술의 턴 주행 경로 LM보다도 작업 대상 영역 CA가 위치하는 측에 설정되어 있다.

도 5 및 도 6에 있어서의 영역 폭 W2는, 경계 BD로부터 두렁가까지의 거리를 나타낸다. 영역 폭 W2는, 도 4에 도시하는 영역 폭 W1보다도 좁다. 즉, 도 5 및 도 6에 도시하는 콤바인(1)의 선회 스페이스는, 도 4에 도시하는 콤바인(1)의 선회 스페이스보다도 좁다.

턴 주행 경로 LM에, 콤바인(1)에 전진 선회 주행시키는 선회 경로가 포함되어 있다. 이 선회 경로에는, 콤바인(1)이 선회 개시 지점 PS2로부터 90도만큼 선회하는 원호상의 경로와, 콤바인(1)이 선회 개시 지점 PS2로부터 90도만큼 선회한 후에 직진하는 경로와, 콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE2를 향하여 90도만큼 더 선회하는 원호상의 경로가 포함된다. 본 실시 형태의 턴 주행 경로 LM 중, 선회 개시 지점 PS2와 선회 종료 지점 PE2에 걸치는 경로는, 본 발명의 『선회 경로』에 상당한다. 선회 종료 지점 PE2는, 본 발명의 『선회 경로의 종점』에 상당한다.

주행 제어부(22)는, 턴 주행 경로 LM을 따라 콤바인(1)을 자동 주행시킨다. 도 5에 도시하는 본 실시 형태의 예에서는, 콤바인(1)은, 작업 주행 경로 LS1을 따라 작업 대상 영역 CA를 예취하고 빠져나간 후, 그대로 작업 주행 경로 LS1의 연장선을 따라 전진한다. 선회 개시 지점 PS2에 도달하면, 선회 종료 지점 PE2를 향하여 전진하면서 선회 주행한다. 선회 개시 지점 PS2에 위치한 상태에서 선회 주행을 개시하는 콤바인(1)이 도 5에서는 이점쇄선으로 그려져 있다. 콤바인(1)이 작업 대상 영역 CA를 예취하고 빠져나가 나서 선회 종료 지점 PE2에 도달할 때까지 동안에, 작업 제어부(23)는 예취 실린더(17)를 제어하여 수확부(15)를 상승시킨다. 즉, 작업 제어부(23)는, 콤바인(1)이 선회 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 수확부(15)를 상승시키도록 구성되어 있다.

콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE2에 도달한 타이밍에, 수확부(15)가 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치한다. 선회 주행을 종료하여 선회 종료 지점 PE2에 위치하는 콤바인(1)이, 도 5에서는 실선으로 그려져 있다. 이때, 주행 장치(11)의 전방부는 외주 영역 SA에 위치하는 상태에서 작업 대상 영역 CA와 인접한다. 즉, 턴 주행 경로 설정부(32B)는, 선회 경로의 종점에 콤바인(1)이 있을 때에 수확부(15)가 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치하도록, 선회 경로를 산출한다.

도 5에 도시하는 바와 같이 콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE2에 도달한 후, 도 6에 도시하는 바와 같이 콤바인(1)은 후진 위치 PF로 후진 주행한다. 도 6에 있어서의 선회 종료 지점 PE2의 지면 상방에 나타내는 우향의 화살표 방향으로, 콤바인(1)은 후진 주행한다. 후진 주행을 종료하여 후진 위치 PF에 위치하는 콤바인(1)이, 도 6에서는 실선으로 그려져 있다. 즉, 턴 주행 경로 LM에, 선회 종료 지점 PE2로부터 콤바인(1)에 후진 주행시키는 후진 경로가 포함된다. 선회 종료 지점 PE2와 후진 위치 PF에 걸치는 경로는, 본 발명의 『후진 경로』에 상당한다.

후진 위치 PF는, 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 대하여 거리 D1만큼 이격하고 있다. 도 6에 도시하는 거리 D1은, 도 4에 도시하는 거리 D1과 동일하거나 또는 대략 동일하다. 콤바인(1)이 후진 위치 PF로 후진 주행하면, 수확부(15)가, 도 6에 있어서 이점쇄선으로 그려져 있는 것과 같은 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치하는 상태로부터, 외주 영역 SA에 위치하는 상태에서 작업 대상 영역 CA와 인접하는 상태로 이행한다.

콤바인(1)이 후진 위치 PF에 후진 주행을 행할 때에, 작업 제어부(23)는 예취 실린더(17)를 제어하여 수확부(15)를 하강시킨다. 즉, 작업 제어부(23)는, 콤바인(1)이 당해 후진 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 수확부(15)를 하강시키도록 구성되어 있다. 그리고, 도 6에 있어서의 선회 종료 지점 PE2의 지면 상방에 나타내는 좌향의 화살표 방향으로, 콤바인(1)은 전진 주행한다. 콤바인(1)이 그대로 직진하면, 작업 대상 영역 CA에 있어서 작업 주행 경로 LS2를 따라 콤바인(1)의 작업 주행이 행하여진다.

상술한 바와 같이, 도 5 및 도 6에 도시하는 거리 D2는 도 4에 도시하는 거리 D1보다도 짧게 설정되어 있다. 이것으로부터, 선회 개시 지점 PS2와 선회 종료 지점 PE2에 걸치는 선회 경로는, 도 4에 도시하는 선회 개시 지점 PS1과 선회 종료 지점 PE1에 걸치는 선회 경로보다도 작업 대상 영역 CA가 위치하는 측에 근접하도록 설정되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE2에 도달한 타이밍에, 수확부(15)가 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치하고, 주행 장치(11)의 전방부는 외주 영역 SA에 위치하는 상태에서 작업 대상 영역 CA와 인접한다. 이 때문에, 도 5 및 도 6에 도시하는 턴 주행 경로 LM이면, 도 4에 도시하는 종래 기술의 경우와 비교하여, 외주 영역 SA에 있어서의 선회 스페이스가 좁은 경우에도, 작업 대상 영역 CA에 있어서의 미수확의 작물을 밟아 쓰러뜨리지 않고, 콤바인(1)의 선회 주행이 가능하게 된다.

도 7 및 도 8에 기초하여, 상술한 선회 개시 지점 PS2의 설정 개소에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 좁은 스페이스여도 가능한 한 콤바인(1)을 소회전으로 잘 선회시키는 것이 가능한 턴 주행 경로 LM을 설정하는 것을 목적으로 하고 있다. 동시에, 선회 개시의 타이밍에 작업 대상 영역 CA에 있어서의 미수확의 작물을 주행 장치(11)로 밟아서 망치지 않는 것이 중요하다. 본 실시 형태에서는, 선회 개시 지점 PS2와 경계 BD의 거리 D2의 설정에 대해서, 도 7에서 도시하는 패턴과 도 8에서 도시하는 패턴의 2 패턴을 설명한다.

도 7에서 도시하는 패턴에서는, 콤바인(1)의 주행 장치(11)의 후단이 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 걸친 직후에 콤바인(1)이 선회를 개시하도록, 거리 D2가 설정된다. 이 때문에, 주행 장치(11)의 후단부가 작업 대상 영역 CA를 나오고 나서 콤바인(1)이 선회를 개시한다. 이에 의해, 주행 장치(11)가 작업 대상 영역 CA에 있어서의 미수확의 작물을 밟아 쓰러뜨릴 우려가 확실하게 회피된다. 즉, 도 7에서 도시하는 패턴에서는, 턴 주행 경로 설정부(32B)는, 콤바인(1)의 주행 장치(11)의 후단이 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 걸친 직후에 콤바인(1)이 선회를 개시하도록, 선회 경로를 설정한다.

도 8에서 도시하는 패턴에서는, 콤바인(1)의 주행 장치(11)의 후단이 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 걸치기 직전에 콤바인(1)이 선회를 개시하도록, 거리 D2가 설정된다. 도 8에 도시하는 거리 D2는, 도 7에 도시하는 거리 D2보다도 짧다. 이 때문에, 주행 장치(11)의 후단부가 작업 대상 영역 CA를 완전히 나오기 전에 콤바인(1)이 선회를 개시한다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 장치(11)는 좌우의 크롤러로 구성되어 있기 때문에, 좌우의 크롤러의 회전차에 기초하여 콤바인(1)이 선회한다. 이때, 선회 반경 방향에 있어서의 내측의 크롤러는, 평면으로 보아 포장면에 대하여 콤바인(1)의 무게 중심 주위로 회동하는 경향이 있게 된다. 이것으로부터, 내측의 크롤러 전방부는, 기체(10)의 좌우 방향에 있어서 미수확의 작물이 위치하는 측으로 변위하고, 동 크롤러의 후방부는, 기체(10)의 좌우 방향에 있어서 미수확의 작물이 위치하는 측과 반대측으로 변위한다. 이 때문에, 주행 장치(11)의 후단부가 작업 대상 영역 CA를 완전히 나오기 전에 콤바인(1)이 선회를 개시하는 경우에도, 주행 장치(11)의 후방부는 작업 대상 영역 CA에 있어서의 미수확의 작물이 위치하는 측과 반대측으로 변위하여, 주행 장치(11)가 미수확의 작물을 밟아 쓰러뜨릴 우려는 거의 없다. 이에 의해, 주행 장치(11)가 작업 대상 영역 CA에 있어서의 미수확의 작물을 밟아 쓰러뜨리지 않고, 턴 주행 경로 LM을 가능한 한 작업 대상 영역 CA가 위치하는 측에 접근시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 도 8에 도시하는 패턴에서는, 턴 주행 경로 설정부(32B)는, 콤바인(1)의 주행 장치(11)의 후단이 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 걸치기 직전에 콤바인(1)이 선회를 개시하도록, 선회 경로를 설정한다. 이에 의해, 선회 개시 지점 PS2와 선회 종료 지점 PE2에 걸치는 선회 경로를, 작업 대상 영역 CA가 위치하는 측에 접근시키는 것이 용이해진다.

〔다른 실시 형태〕

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

(1) 상술한 실시 형태에서는, 작업 장치를 갖는 작업차로서, 콤바인(1)을 예시했지만, 이 실시 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 작업차는, 옥수수 수확기나 근채류의 수확기(예를 들어 감자 수확기, 비트 수확기, 당근 수확기 등)여도 되고, 살포 장치를 갖는 포장 살포차여도 되고, PTO축에 작업 장치(예를 들어 컬티베이터, 파종기, 멀쳐 등)를 연결한 트랙터여도 된다.

(2) 도 8에 도시하는 패턴에서는, 턴 주행 경로 설정부(32B)는, 콤바인(1)의 주행 장치(11)의 후단이 작업 대상 영역 CA와 외주 영역 SA의 경계 BD에 걸치기 직전에 콤바인(1)이 선회를 개시하도록, 선회 경로를 설정한다. 본 실시 형태에서는, 주행 장치(11)가 좌우의 크롤러로 구성되어 있지만, 이 실시 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 주행 장치(11)는, 후륜 조타 방식의 차륜이어도 되고, 사륜 조타 방식의 차륜이어도 된다. 주행 장치(11)가 사륜 조타 방식의 차륜인 경우, 전륜과 후륜이 역위상으로 조타되어, 후륜이 작업 대상 영역 CA에 위치할 때에 후륜이 미수확의 작물로부터 떨어지는 방향으로 변위하도록, 선회 경로가 설정되는 구성이어도 된다.

(3) 상술한 실시 형태에서는, 턴 주행 경로 LM에, 선회 경로의 종점으로부터 콤바인(1)에 후진 주행시키는 후진 경로가 포함되지만, 이 실시 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 작업차가 살포 장치를 갖는 포장 살포차인 경우, 포장 살포차는 그대로 전진하여 작업 주행 경로 LS를 따라 자동 주행하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는, 턴 주행 경로 LM에 후진 경로가 포함되지 않는 구성이어도 된다.

(4) 도 5 및 도 6에 도시하는 실시 형태에서는, 턴 주행 경로 LM에, 콤바인(1)이 선회 개시 지점 PS2로부터 90도만큼 선회하는 원호상의 경로와, 콤바인(1)이 선회 개시 지점 PS2로부터 90도만큼 선회한 후에 직진하는 경로와, 콤바인(1)이 선회 종료 지점 PE2를 향하여 90도만큼 더 선회하는 원호상의 경로가 포함된다. 이 실시 형태에 한정되지는 않고, 턴 주행 경로 LM에 직진 경로가 포함되지 않는 구성이어도 된다. 이 경우, 턴 주행 경로 LM은, 선회 개시 지점 PS2와 선회 종료 지점 PE2에 걸치는 180도의 원호상의 경로여도 된다.

(5) 도 5에 도시하는 본 실시 형태의 예에서는, 콤바인(1)은, 작업 주행 경로 LS1을 따라 작업 대상 영역 CA를 예취하고 빠져나가 선회 개시 지점 PS2에 도달하면, 선회 종료 지점 PE2를 향하여 전진하면서 선회 주행한다. 이 실시 형태에 한정되지는 않고, 예를 들어 도 9에 도시하는 바와 같이, 작업차(40)가 작업 주행 경로 LS1을 따라 작업 대상 영역 CA를 달려서 빠져나가 선회 개시 지점 PS3에 도달하면, 선회 종료 지점 PE3을 향하여 후진하면서 선회 주행하는 구성이어도 된다. 또한, 본 실시 형태의 선회 경로는, 180도 선회하는 경로가 아니어도 된다. 선회 개시 지점 PS3에 있어서 후진 선회 주행을 개시하는 작업차(40)가 도 9에 있어서 이점쇄선으로 도시되고, 선회 종료 지점 PE3에 있어서 후진 선회 주행을 종료한 작업차(40)가 도 9에 있어서 실선으로 도시되어 있다.

도 9에 도시하는 실시 형태에서는, 작업차(40)의 후방부에 작업 장치(41)가 장착되어 있다. 작업차(40)가 선회 종료 지점 PE3에 도달한 타이밍에, 작업 장치(41)가 작업 대상 영역 CA의 내부에 위치한다. 즉, 턴 주행 경로 LM에, 작업차(40)를 후진 선회 주행시키는 선회 경로가 포함되어도 된다. 또한, 도 9에 도시하는 실시 형태에서는, 턴 주행 경로 LM에, 선회 종료 지점 PE3과 턴 주행 종료 지점 PE4에 걸치는 전진 선회 경로가 포함되어 있다. 턴 주행 종료 지점 PE4에 있어서 전진 선회 주행을 종료한 작업차(40)가 도 9에 있어서 이점쇄선으로 도시되어 있다. 즉, 턴 주행 경로 LM에 복수의 선회 경로가 포함되는 구성이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태(다른 실시 형태를 포함함, 이하 동일)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, 작업 장치를 갖는 작업차의 자동 주행 시스템에 적용할 수 있다.

1: 콤바인(작업차)
11: 주행 장치
15: 수확부(작업 장치)
22: 주행 제어부
23: 작업 제어부
32A: 작업 주행 경로 설정부
32B: 턴 주행 경로 설정부
CA: 작업 대상 영역
SA: 외주 영역
BD: 경계
LS: 작업 주행 경로
LS1: 작업 주행 경로
LS2: 작업 주행 경로
LM: 턴 주행 경로
PE: 선회 종료 지점(선회 경로의 종점)

Claims

작업 장치를 갖는 작업차의 자동 주행 시스템이며,
병렬되는 복수의 작업 주행 경로를 작업 대상 영역에 설정하는 작업 주행 경로 설정부와,
2개의 상기 작업 주행 경로에 대하여 접속하는 턴 주행 경로를 상기 작업 대상 영역보다도 외측의 외주 영역에 설정하는 턴 주행 경로 설정부와,
상기 턴 주행 경로를 따라 상기 작업차를 자동 주행시키는 주행 제어부가 구비되고,
상기 턴 주행 경로에, 상기 작업차에 선회 주행시키는 선회 경로가 포함되고,
상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 선회 경로의 종점에 상기 작업차가 있을 때에 상기 작업 장치가 상기 작업 대상 영역의 내부에 위치하도록, 상기 선회 경로를 산출하는 자동 주행 시스템.
제1항에 있어서, 상기 작업 장치를 제어하는 작업 제어부가 구비되고,
상기 작업 제어부는, 상기 작업차가 상기 선회 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 상기 작업 장치를 상승시키도록 구성되어 있는 자동 주행 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 턴 주행 경로에, 상기 선회 경로의 종점으로부터 상기 작업차로 후진 주행시키는 후진 경로가 포함되는 자동 주행 시스템.
제3항에 있어서, 상기 작업 장치를 제어하는 작업 제어부가 구비되고,
상기 작업 제어부는, 상기 작업차가 상기 후진 경로를 따라 자동 주행하고 있을 때에 상기 작업 장치를 하강시키도록 구성되어 있는 자동 주행 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸친 직후에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸치기 직전에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.
제3항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸친 직후에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.
제4항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸친 직후에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.
제3항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸치기 직전에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.
제4항에 있어서, 상기 턴 주행 경로 설정부는, 상기 작업차의 주행 장치의 후단이 상기 작업 대상 영역과 상기 외주 영역의 경계에 걸치기 직전에 상기 작업차가 선회를 개시하도록, 상기 선회 경로를 설정하는 자동 주행 시스템.