TW202229067A - 作業車輛的控制系統 - Google Patents

Abstract

課題係實現前往作業開始點的移動的高效化，提高作業效率。作業車輛的控制系統具備行駛車身、定位裝置、方位角獲取單元及控制部。行駛車身能夠在田地內行駛。定位裝置獲取行駛車身的自身位置。方位角獲取單元獲取行駛車身的方位角。控制部生成包括田地內的作業開始點的作業路徑，並控制行駛車身沿著所生成的作業路徑一邊自主行駛一邊進行作業。控制部預先設定行駛車身移動時的回轉半徑，基於相切於由方位角獲取單元獲取的方位角的向量及由定位裝置獲取的自身位置的回轉半徑的圓、相切於作業路徑的向量及作業開始點的回轉半徑的圓、及相對於兩個回轉半徑的圓的切線生成複數個路徑，將所生成的複數個路徑中從自身位置到作業開始點之間最短的路徑設定為移動路徑。

Description

作業車輛的控制系統

本發明係關於作業車輛的控制系統。

以往，已知一種技術，在能夠自主行駛的農用曳引機等作業車輛中設定使作業車輛自主行駛的作業路徑的情況下，利用特定作業車輛能夠開始自主行駛的自主行駛候補路徑的特定部設定候補特定用區域，能夠將候補特定用區域中所含的作業路徑特定為自主行駛候補路徑(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2018-147163號公報。

[發明所欲解決之課題]

然而，在如上所述的習知技術中，因為在預先決定好作業車輛開始自主行駛的位置(開始作業的位置，以下稱為作業開始點)的情況下無法生成前往作業開始點的適當的移動路徑，所以無法實現移動到作業開始點時的高效化。亦即，在如上所述的習知技術中，對於提高作業效率的點有進一步改善的餘地。

本發明鑒於以上問題而提出，目的在於提供一種能夠實現提升移動至作業開始點的效率，能夠提高作業效率的作業車輛的控制系統。 [用以解決課題之手段]

為了解決前述的課題，實現目的，實施方式之作業車輛的控制系統係具備：行駛車身，係能夠在田地內行駛；定位裝置，係獲取前述行駛車身的自身位置；方位角獲取單元，係獲取前述行駛車身的方位角；以及控制部，係生成包括前述田地內的作業開始點的作業路徑，並控制前述行駛車身沿著所生成的前述作業路徑一邊自主行駛一邊進行作業；前述控制部係：預先設定前述行駛車身在前述田地內移動時的回轉半徑，基於相切於由前述方位角獲取單元獲取的前述方位角的向量及由前述定位裝置獲取的前述自身位置的前述回轉半徑的圓、相切於前述作業路徑的向量及前述作業開始點的前述回轉半徑的圓、以及相對於兩個前述回轉半徑的圓的切線，生成複數個路徑，將所生成的前述複數個路徑中從前述自身位置到前述作業開始點之間最短的路徑設定為基於自主行駛的移動路徑。 [發明功效]

根據實施方式的作業車輛，能夠實現前往作業開始點的移動的高效化，能夠提高作業效率。

以下，參照圖式對本案所揭示的作業車輛的控制系統的實施方式詳細地進行說明。此外，該發明不被以下所示的實施方式限定。

＜作業車輛(曳引機)的概要＞ 首先，參照圖1對實施方式的作業車輛1的概要進行說明。圖1係表示實施方式的作業車輛1的概略左側視圖。此外，以下，作為作業車輛1，以曳引機為例進行說明。另外，作為作業車輛的曳引機1係一邊自主行駛一邊在田地進行農事作業的農用曳引機。

另外，作為作業車輛的曳引機1除了供駕駛員(也稱為操作員)搭乘，一邊在田地內一邊執行預定的作業之外，還藉由以後述的控制部200(參照圖2)為中心的控制系統進行的各部的控制，一邊在田地內自主行駛，一邊執行預定的作業。

此外，在以下的說明中，前後方向是曳引機1直行時的行進方向，將行進方向的前方側界定為「前」，將後方側界定為「後」。曳引機1的行進方向係在曳引機1直行時從後述的駕駛席8朝向方向盤9的方向。

另外，左右方向是與前後方向水準地正交的方向。以下，朝向「前 」側界定左右。亦即，在駕駛員乘坐於駕駛席8且朝向前方的狀態下，左手側為「左 」，右手側為「右 」。上下方向是鉛垂方向。前後方向、左右方向以及上下方向相互三維正交。另外，在以下的說明中，有時將曳引機1或行駛車身2稱為「機體 」。

如圖1所示，曳引機1具備行駛車身2和作業機6。行駛車身2能夠在田地內行駛，具備前輪3和後輪4。前輪3為設為左右一對的操縱用的車輪(操縱輪)。後輪4係設為左右一對的驅動用的車輪(驅動輪)。此外，行駛車身2也可以取代車輪(前輪3及後輪4中的至少任一個)而具備履帶裝置。在該情況下，行駛履帶係驅動輪。

在作為驅動輪的後輪4中，由容納於引擎蓋5內的驅動源即引擎E產生的旋轉動力，係由設於動力傳遞裝置(傳動箱)12內的變速裝置(變速器)121(參照圖2)適當地減速而傳遞。後輪4被從引擎E傳遞的旋轉動力驅動。變速裝置121將從引擎E傳遞的旋轉動力切換為複數個(例如，一檔至八檔)檔位中的任一檔位。

行駛車身2構成為可將由引擎E所產生且由變速裝置121減速的動力，經由4WD(four wheel drive；四輪驅動)離合器傳遞到前輪3。在該情況下，當4WD離合器傳遞動力時，利用從引擎E傳遞的動力驅動前輪3及後輪4的四個輪子。另外，當4WD離合器切斷動力的傳遞時，利用從引擎E傳遞的動力僅驅動後輪4的兩個輪子。以此方式使得行駛車身2構成為能夠切換二輪驅動(2WD(two wheel drive；二輪驅動))和四輪驅動(4WD)。

在行駛車身2的後部連結有在田地內進行作業的作業機6，且設有PTO(Power take-off；動力分導)裝置7，PTO裝置7具有傳遞驅動作業機6的動力的PTO軸71。在行駛車身2的中央部設有駕駛員駕駛曳引機1時乘坐的駕駛席8。

在駕駛席8的前方設有用於操縱前輪3的手把即方向盤9。此外，方向盤9、驅動方向盤的驅動部等係構成轉向裝置122(參照圖2)。方向盤9設於手把桿10的上端部。在手把桿10的下方，也就是駕駛員乘坐於駕駛席8時的駕駛員的腳下附近設有各種操作踏板11(加速器踏板或制動踏板、離合器踏板)。

另外，在行駛車身2的後部設有使作業機6升降的升降裝置13。升降裝置13藉由使作業機6上升將作業機6移動到非作業位置。另外，升降裝置13藉由使作業機6下降使作業機6移動到對地作業位置。升降裝置13具備液壓式的升降缸131、提升臂132、提升桿133、下連桿134以及頂連桿135。

當向升降缸131供給工作油時，提升臂132繞軸AX轉動，以使作業機6上升，當從升降缸131排出工作油時，提升臂132繞軸AX轉動，以使作業機6下降。此外，在提升臂132的基部(軸AX附近)設有檢測提升臂132的轉動角度的提升臂感測器。作業機6的高度係基於提升臂感測器的檢測值而算出。

另外，提升臂132經由提升桿133與下連桿134連結。以此方式，使得升降裝置13藉由下連桿134和頂連桿135將作業機6連結為能夠相對於行駛車身2升降。

此外，在圖1所示的例子中，例示出作業機6係旋耕機的情況。旋耕機係藉由從PTO裝置7的PTO軸71傳遞的動力旋轉耕作爪61來翻耕田地表面(土壤)。

另外，曳引機1具備控制部200(參照圖2)。控制部200控制引擎E，並且控制行駛車身2的行駛速度。另外，控制部200控制作業機6。

另外，曳引機1具備定位裝置150。定位裝置150設於行駛車身2的上部，以預定的週期測定行駛車身2的位置，獲取行駛車身2的自身位置P0(參照圖3)的資訊(例如，緯度及經度)。定位裝置150例如是GNSS(Global Navigation Satellite System；全球導航衛星系統)，能夠接收來自在上空環繞的導航衛星S的電波進行定位及計時。

另外，曳引機1能夠藉由操作員對便攜終端裝置160所作操作，而進行特定的田地中的各種作業的設定。便攜終端裝置160例如是平板終端，能夠與網際網路等通訊網路連接，能夠經由通訊網路與作業管理裝置相互連接。在該情況下，作業管理裝置係能夠進行所謂雲計算的系統。便攜終端裝置160和作業管理裝置例如由無線LAN(Local Area Network；區域網路)連接。

便攜終端裝置160具備例如由硬碟、ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)等構成的儲存部和由觸控面板構成的顯示部及操作部。此外，也可以另外設置各種按鍵或按鈕等作為操作部。另外，便攜終端裝置160也可以具備具有CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)等的處理部，以與後述的控制部200同樣地能夠藉由電子控制來控制各部。

作業管理裝置係設有具有CPU等的處理裝置或ROM、RAM、HDD(Hard Disk Drive；硬磁碟驅動機)等儲存裝置、以及輸入輸出裝置的電腦等。

另外，曳引機1具備方位角獲取單元170(參照圖2)。方位角獲取單元170獲取行駛車身的方位角。方位角獲取單元170例如是方位角感測器。以下，將方位角獲取單元170稱為方位角感測器。

方位角感測器170例如檢測行駛車身2的行進方向的絕對方位角(例如，將「北」設為0°(360°)，將「東」設為90°，將「南」設為180°，將「西」設為270°)。方位角感測器170每隔一定時間檢測絕對方位角，將檢測出的絕對方位角向控制部200等發送。此外，作為方位角獲取單元170，除了方位角感測器之外，例如還有地磁感測器等。

＜作業車輛(曳引機)的控制系統＞ 接下來，參照圖2對實施方式的作業車輛的控制系統100，即以控制部200為中心的作業車輛(曳引機)1的控制系統進行說明。圖2係表示實施方式的作業車輛的控制系統100的方塊圖。如圖2所示，控制部200具備引擎ECU(Electronic Control Unit；電子控制單元)201、行駛系統ECU202以及作業機升降系統ECU203。

引擎ECU201控制引擎E的轉速。行駛系統ECU202透過控制驅動輪(後輪4)的旋轉來控制行駛車身2(參照圖1)的行駛速度。作業機升降系統ECU203控制升降裝置13對作業機6進行升降驅動。

控制部200能夠透過電子控制控制各部，以具有CPU等的處理部為首，並具備由例如硬碟、ROM、RAM等構成的儲存部等，於儲存部係儲存有由針對各種程式或每塊田地預先設定的行駛車身2的後述的預定行駛路徑(以下，稱為作業路徑)R1等所需資料類。

如圖2所示，在控制部200連接有定位裝置(GNSS)150、方位角感測器170、引擎旋轉感測器110、車速感測器111、變速感測器112以及偏角感測器113等。另外，在控制部200連接有引擎E、變速裝置121、轉向裝置122以及升降裝置13等。

引擎旋轉感測器110檢測引擎E的轉速。車速感測器111檢測行駛車身2(參照圖1)的行駛速度(車速)。變速感測器112檢測在變速裝置121中係複數個檔位中的哪個檔位。偏角感測器113檢測作為操縱輪的前輪3(參照圖1)的偏角。

分別地，從定位裝置150向控制部200輸入田地等中的行駛車身2的位置(自身位置)資訊，從引擎旋轉感測器110向控制部200輸入引擎E的轉速，從車速感測器111向控制部200輸入行駛車身2的車速，從變速感測器112向控制部200輸入目前的檔位，從偏角感測器113向控制部200輸入前輪3的偏角。此外，控制部200在使行駛車身2自主行駛的情況下，如上所述使用偏角感測器113的檢測值，在反饋前輪3的偏角的同時控制與方向盤9(參照圖1)連結的轉向缸，藉此操縱方向盤9。

另外，在控制部200中，引擎ECU201與引擎E連接，行駛系統ECU202與變速裝置121或轉向裝置122連接，作業機升降系統ECU203與升降裝置13連接。此外，作業機升降系統ECU203經由升降裝置13使作業機升降。

另外，在控制部200中，在使行駛車身2自主行駛的情況下，預先針對每塊田地確定與作業機6進行的作業內容相應的作業路徑R1(參照圖3)，並將其資料化儲存於儲存部。控制部200基於定位裝置150的測定結果，控制引擎E、變速裝置121、轉向裝置122、升降裝置13等，以沿著儲存於儲存部的作業路徑R1一邊行駛一邊進行作業。作業路徑R1根據田地的形狀、大小、形成於田地內的田埂的寬度、長度及個數、以及作物的種類等而設定。另外，控制部200預先設定曳引機1(行駛車身2)在田地內移動時的回轉半徑。

另外，如上所述，控制部200例如與操作員可隨身攜帶的便攜終端裝置(平板終端)160無線連接。控制部200係基於操作員的操作所形成的來自便攜終端裝置160的指示訊訊號而控制曳引機1的各部。此外，控制部200也可以構成為具有曳引機1的機體資料庫，從便攜終端裝置160等進行型號等資訊的傳遞。

＜田地內的自主行駛＞ 接下來，參照圖3至圖7及表1對作業車輛(曳引機)1的田地F1內的自主行駛進行說明。圖3及圖4是田地F1內的自主行駛的說明圖，係從田地的上方觀察的示意圖。此外，在圖3示出行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑地圓C2的距離為預定距離(例如，10m)以上的情況，在圖4示出行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑地圓C2的距離小於預定距離的情況。

圖5及圖6係表示設定移動路徑R2的處理的流程圖。其中，在圖6中示出設定移動路徑R2的處理，其中移動路徑R2並未從禁止脫離區域A2脫離。表1係移動路徑R2的路徑模式的說明表。 [表1]

開始移動的圓與進入作業路徑的圓的距離	路徑模式
預定距離以上	左轉－直行－左轉	左轉－直行－右轉	右轉－直行－左轉	右轉－直行－右轉
低於預定距離	左轉－直行－左轉	左轉－直行－右轉	右轉－直行－左轉	右轉－直行－右轉
左轉－右轉－左轉	右轉－左轉－右轉

圖7中，(a)是左轉－右轉－左轉的路徑模式的說明圖，(b)是右轉－左轉－右轉的路徑模式的說明圖。

例如，在曳引機1進行的一邊自主行駛一邊進行作業的耕耘作業的情況下，控制部200(參照圖2)基於包括例如曳引機1的全長、全寬、輪距、作業機6(參照圖1)的能力、田地F1的形狀或面積等的資訊等，而生成經界定適當的回轉位置或耕深等的作業路徑R1。

此外，操作員H也能夠從田埂F2等操作便攜終端裝置160遠端向曳引機1發送指示。

如圖3及圖4所示，曳引機1沿著作業路徑R1從田地F1的出入口進入田地F1內，在設定於田地F1內的作業區域A1中適當地一邊回轉行駛一邊自動進行耕耘作業。此外，曳引機1也能夠根據程式在耕耘作業之後，進行從田地F1的出入口駛出到田地F1外停在預定的地點等控制。

曳引機1(行駛車身2)例如將田埂F2的內側，亦即田地F1的端側起往內側的預定的區域設為作業機活動區域，在作業機活動區域環繞並同時進行對地作業。曳引機1在比作業機活動區域靠內側的作業區域A1中沿著作業路徑R1從預先設定的作業開始點P1到作業結束點P2重複直行和回轉，同時進行對地(耕耘)作業。

＜前往作業開始點的移動路徑設定＞ 另外，在本實施方式中，如圖3及圖4所示，設定曳引機1(行駛車身2)的移動路徑R2，以在曳引機1開始作業的情況下能夠按照適當的路徑移動到作業開始點P1。

在該情況下，如圖3及圖4所示，控制部200係設定回轉半徑的圓C1，回轉半徑的圓C1係相切於由方位角獲取單元170獲取的方位角的向量V1及由定位裝置150獲取的自身位置P0，控制部200並設定回轉半徑的圓C2，回轉半徑的圓C2係相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1。另外，控制部200設定相對於兩個回轉半徑的圓C1、C2的切線L1。控制部200基於兩個回轉半徑的圓C1、C2及切線L1生成複數個路徑。

在此，相切於方位角的向量V1及自身位置P0的回轉半徑的圓C1係：行駛車身2向左轉開始移動的左轉移動開始圓C1 _L、以及行駛車身2向右轉開始移動的右轉移動開始圓C1 _R兩者。另外，相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2係：行駛車身2向左轉進入作業路徑R1的左轉進入圓C2 _L、以及行駛車身2向右轉進入作業路徑R1的右轉進入圓C2 _R兩者。

而且，控制部200選定行駛車身2側的左右任一側的回轉半徑的圓C1(C1 _L、C1 _R)，選定作業開始點P1側的左右任一側的回轉半徑的圓C2(C2 _L、C2 _R)，從這些複數個(四個)路徑中，將從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑設定為移動路徑R2。此外，控制部200將所設定的移動路徑R2顯示於便攜終端裝置160的顯示畫面。

控制部200在設定移動路徑R2的情況下，如圖5所示，基於兩個回轉半徑的圓C1、C2及切線L1生成複數個路徑(步驟S101)。

接著，控制部200從複數個路徑選定從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑(步驟S102)。接著，控制部200將選定的最短的路徑設定為移動路徑R2(步驟S103)，結束處理。

根據這樣的結構，在曳引機1的自主行駛中，順暢地連接行駛車身2的自身位置P0及作業開始點P1，生成可移動的路徑，由於能夠以所生成的路徑中最短的路徑(移動路徑)R2移動，所以能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化，能夠順暢地開始作業。由此，能夠提高作業效率。

另外，如圖3及圖4所示，控制部200在作業區域A1的外側設定禁止行駛車身2的脫離的禁止脫離區域A2。因此，行駛車身2能夠在禁止脫離區域A2的內側行駛(移動)。控制部200在複數個路徑中從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑包括從禁止脫離區域A2脫離的部分路徑的情況下，將包括部分路徑的路徑去除。亦即，在路徑內包括來自禁止脫離區域A2的脫離成分(部分路徑)的情況下將該路徑去除。

而且，控制部200從將包括經去除脫離成分的路徑的剩餘的路徑，將從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑設定為移動路徑R2。在該情況下，即使包括脫離成分的路徑是最短的路徑，也不將這樣的路徑設定為移動路徑R2。此外，在第二短的路徑包括脫離成分的情況下，也不設定為移動路徑R2。重複至不包括脫離成分的路徑成為最短的路徑。另外，控制部200在所有路徑都包括脫離成分的情況下，不設定移動路徑R2，例如，在便攜終端裝置160的顯示畫面顯示無法設定移動路徑R2。

控制部200在設定不從禁止脫離區域A2脫離的移動路徑R2的情況下，如圖6所示，基於兩個回轉半徑的圓C1、C2及切線L1生成複數個路徑(步驟S201)。

接著，控制部200從複數個路徑選定從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑(步驟S202)。接著，控制部200判定最短的路徑是否包括從禁止脫離區域A2脫離的部分路徑(步驟S203)。

控制部200在判定為最短的路徑包括從禁止脫離區域A2脫離的部分路徑的情況下(步驟S203：是)，從包括脫離的部分路徑的路徑以外再次選定最短的路徑，將再次選定的最短的路徑設定為移動路徑R2(步驟S204)，結束處理。

另外，控制部200在判定為最短的路徑不包括從禁止脫離區域A2脫離的部分路徑的情況下(步驟S203：否)，控制部200將選定的最短的路徑設定為移動路徑R2(步驟S103)，結束處理。

根據這樣的結構，由於能夠防止從田地F1脫離或與田埂F2接觸，同時以最短的路徑(移動路徑)R2移動，所以能夠在確保安全的同時實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

另外，在此，參照表1及圖7對行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑的圓C2的距離小於預定距離的情況進一步說明。

如表1所示，在行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑的圓C2的距離為預定距離以上的情況下，控制部200從左轉－直行－左轉的路徑、左轉－直行－右轉的路徑、右轉－直行－左轉的路徑、右轉－直行－右轉的路徑這四個路徑模式中設定移動路徑R2。

另外，在行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑的圓C2的距離小於預定距離的情況下，控制部200在左轉－直行－左轉的路徑、左轉－直行－右轉的路徑、右轉－直行－左轉的路徑、右轉－直行－右轉的路徑這四個路徑模式增加左轉－右轉－左轉的路徑和右轉－左轉－右轉的路徑這兩個路徑模式，從中設定移動路徑R2。

如圖7中的(a)所示，控制部200在設定左轉－右轉－左轉的路徑的情況下，進一步設定與兩個回轉半徑的圓C1、C2相切的回轉半徑的連接圓C3。另外，如圖7中的(b)所示，控制部200在設定右轉－左轉－右轉的路徑的情況下，也進一步設定與兩個回轉半徑的圓C1、C2相切的回轉半徑的連接圓C3。

根據這樣的結構，因為即使在行駛車身2開始移動時的回轉半徑的圓C1和進入作業路徑R1時的回轉半徑的圓C2的距離短的情況下，也能夠設定最短路徑的移動路徑R2，所以能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

另外，操作員能夠使用便攜終端裝置160，藉由遠端操作指示行駛車身2的移動開始。在該情況下，控制部200基於從便攜終端裝置160指示行駛車身2的移動開始的時刻，亦即控制部200從便攜終端裝置160接收移動開始的指示訊號的時刻的自身位置P0及方位角設定移動路徑R2。而且，控制部200使行駛車身2沿著所設定的移動路徑R2移動。

根據這樣的結構，因為能夠從便攜終端裝置160給出移動開始的指示的地點，亦即控制部200從便攜終端裝置160接收移動開始的指示訊號的地點到作業開始點P1之間設定合理的路徑，所以能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

＜移動路徑的變更操作＞ 接下來，參照圖8至圖10對便攜終端裝置160的顯示畫面161上的移動路徑R2的變更操作進行說明。圖8至圖10係便攜終端裝置160的顯示畫面161上的移動路徑R2變更操作的說明圖，呈現顯示畫面160中的各操作的顯示。

如上所述，便攜終端裝置160例如是平板終端。便攜終端裝置160預先具有行駛車身2在田地F1內移動時的回轉半徑的資訊。另外，便攜終端裝置160與控制部200(參照圖2)同樣，能夠生成前往作業開始點P1的最短的路徑即移動路徑R2。便攜終端裝置160能夠與便攜終端裝置160單體或者控制部200協作，執行包括移動路徑R2的生成的各種處理。

亦即，便攜終端裝置160係基於回轉半徑的圓C1、回轉半徑的圓C2、以及相對於兩個回轉半徑的圓C1、C2的切線L1(參照圖3)，生成從行駛車身2的自身位置P0到作業開始點P1的移動路徑R2，其中回轉半徑的圓C1係相切於由方位角獲取單元170(參照圖2)獲取的方位角的向量V1、由定位裝置150(參照圖2)獲取的自身位置P0；回轉半徑的圓C2係相切於作業路徑R1的向量及作業開始點P1。

如圖8所示，當便攜終端裝置160透過操作員等的操作從便攜終端裝置160設定任意的行經點P3時，基於回轉半徑的資訊設定以行經點P3為中心的回轉半徑的行經回轉圓C4。當便攜終端裝置160設定行經回轉圓C4時，將移動路徑R2變更為經由行經回轉圓C4的圓弧的路徑。

在該情況下，操作員一邊看顯示於便攜終端裝置160的顯示畫面(例如，觸控面板畫面)161的提示路徑資訊或點擊的導向顯示162，一邊用手指等點擊顯示畫面161上的所希望的位置(也是任意的位置)，由此，變更為經由行經點P3(行經回轉圓C4)的路徑。此外，顯示畫面161例如觸控面板(單點觸控)方式，但也可以是例如能夠透過同時點擊複數個位置進行複雜操作的所謂多點觸控方式。

此外，在顯示畫面161上，為了在禁止脫離區域A2的外側示出田地F1(參照圖3)和田埂F2(參照圖3)的邊界，也可以進一步顯示田地區域。

另外，如圖8所示，在作業區域A1的頂點p1設定有行經點P3及行經回轉圓C4，且移動路徑R2係變更為繞過作業區域A1，但在當前時刻，移動路徑R2係包括從禁止脫離區域A2脫離的路徑。亦即，圖8所示的例子係在移動路徑R2存在(脫離等的)不適當的部分的狀態。因此，在顯示畫面161中，無法操作設定完成按鈕163，因而無法進行設定完成的操作。此外，在該情況下，還可以進行調暗顯示等，使得設定完成按鈕163不顯眼。

如圖9所示，當透過操作員等的操作將任意的行經點P3設定成不包括從禁止脫離區域A2脫離的外側區域的路徑時行經點時，追加設定以行經點P3為中心的回轉半徑的行經回轉圓C4。當便攜終端裝置160設定所追加的行經回轉圓C4時，將移動路徑R2變更為經由行經回轉圓C4的圓弧的路徑。在進一步變更的路徑中，因為移動路徑R2不包括從禁止脫離區域A2脫離的路徑，所以能夠設定移動路徑R2。因此，在顯示畫面161中，能夠操作設定完成按鈕163。此外，在設定完成按鈕163處於調暗的情況下，解除調暗顯示，使得設定完成按鈕163顯眼。

當相切於方位角的向量V1及自身位置P0的回轉半徑的圓C1的圓弧(回轉半徑的圓C1的大小)變更時，便攜終端裝置160係變更移動路徑R2，使其沿著回轉半徑的圓C1的變更後的圓弧。另外，當相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2的圓弧(回轉半徑的圓C2的大小)變更時，便攜終端裝置160係變更移動路徑R2，使其沿著回轉半徑的圓C2的變更後的圓弧。

而且，如圖10所示，當行經回轉圓C4的圓弧(行經回轉圓C4的大小)變更時，便攜終端裝置160變更移動路徑R2，使其沿著行經回轉圓C4的變更後的圓弧。

另外，由於便攜終端裝置160具有回轉半徑的最小值的資訊，所以在回轉半徑的圓C1的圓弧、或回轉半徑的圓C2的圓弧、或行經回轉圓C4的圓弧變更時，為了防止在行駛車身2移動時從移動路徑R2脫離，禁止將回轉半徑(圓弧)變更至最小值以下。便攜終端裝置160也可構成為在低於回轉半徑的最小值的情況下，除變更的禁止之外還顯示畫面161顯示(警告)超過容許範圍。此外，亦可構成為在超過回轉半徑的最大值的情況下也進行同樣的處理。

根據如上結構，在自主行駛中，將行駛車身2的自身位置P0和作業開始點P1順暢地連接，生成可移動的路徑，透過由操作員H從便攜終端裝置160設定可順暢移動的任意的行經點P3，能夠根據操作員H的要求設定移動路徑R2，因此，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。由此，能夠提高作業效率。

另外，在由於不想因行駛車身2的回轉而破壞田地F1等而想使行駛車身2緩慢回轉的情況下，透過變更回轉半徑，能夠設定行駛車身2的可順暢移動的任意的移動路徑R2，高效地移動到作業開始點。

另外，由於當設為最小值以下的回轉半徑時，在行駛車身2移動時可能從移動路徑R2脫離，因此，透過禁止變更回轉半徑至最小值以下，能夠在行駛車身2移動時防止從移動路徑R2脫離，能夠確保安全，並且實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

參照圖11，進一步對便攜終端裝置160的顯示畫面161上的移動路徑R2的變更操作進行說明。圖11中，(a)係在原路徑的右側設定了行經回轉圓C4時的路徑選擇的說明圖，(b)係在原路徑的左側設定了行經回轉圓C4時的路徑選擇的說明圖，(c)係跨越原路徑設定了行經回轉圓C4時的路徑選擇的說明圖。

如圖11中的(a)所示，在所設定的行經回轉圓C4相對於變更前的移動路徑R2最接近的部分處於右側的情況下，便攜終端裝置160係變更移動路徑R2，使其於行經回轉圓C4上左回轉。另外，如圖11中的(b)所示，在所設定的行經回轉圓C4相對於變更前的移動路徑R2最接近的部分處於左側的情況下，便攜終端裝置160係變更移動路徑R2，使其於行經回轉圓C4上右回轉。

根據這樣的結構，行駛車身2能夠順暢地行駛，在設定了行經回轉圓C4的情況下能夠不多費白工且流暢地變更移動路徑R2，因此，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

另外，如圖11中的(c)所示，便攜終端裝置160在所設定的行經回轉圓C4跨越變更前的移動路徑R2的情況下，便攜終端裝置160係於顯示畫面161顯示使操作員等選擇在變更為在行經回轉圓C4的圓弧上右回轉或者變更為左回轉。

根據這樣的結構，在所設定的行經回轉圓C4跨越變更前的移動路徑R2的情況下，無論是右回轉還是左回轉，都能夠不多費白工且流暢地變更移動路徑R2，因此，透過使操作員H選擇，能夠根據操作員H的要求設定任意的移動路徑R2，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

另外，便攜終端裝置160能夠進行行經回轉圓C4的偏移設定。圖12及圖13係行經回轉圓C4的偏移設定的說明圖。如圖12所示，可將行經回轉圓C4向內側或外側偏移。例如，當改變行經回轉圓C4的大小而變更(變更為靠內或靠外)移動路徑R2時，行駛車身回轉時的舵角(偏角)也會改變。因此，透過將行經回轉圓C4偏移，能夠固定舵角並變更移動路徑R2。

另外，如圖13所示，便攜終端裝置160在要求的行經回轉圓C4低於行駛車身2的回轉半徑的最小值的情況下也將行經回轉圓C4向內側偏移。在為了避免與田埂F2(參照圖3)的接觸而想在角的靠內側回轉的情況下，如果縮小行經回轉圓C4的圓弧，則可能低於最小值，但透過向內側偏移，能夠不低於最小值而將路徑設定於內側。

此外，所偏移的行經回轉圓C4較佳為位於將作業區域A1的頂點p1(參照圖8)和田地區域的頂點連結的直線上。另外，所偏移的行經回轉圓C4較佳為處於將作業區域A1的頂點p1的內角二等分的位置。另外，對偏移量設定有上限。

另外，行駛車身2的回轉半徑也可以構成為以作業機6(參照圖1)的左右寬度變更。另外，也可以構成在作業機6回轉而擺動至田地區域外的情況、和作業機6在作業區域A1內回轉的情況下變更回轉半徑的設定。

另外，也可以構成為根據前輪3(參照圖1)的驅動，亦即前輪驅動設定變更回轉半徑。

另外，在便攜終端裝置160中，也可對已透過點擊顯示在顯示畫面161上的行經回轉圓C4等，透過再次點擊而將其取消。操作員能夠自由進行這樣的行經回轉圓C4的追加或取消。另外，在便攜終端裝置160中，在田地F1內設定有禁止行駛車身2的行駛的禁止進入區域的情況下，也可生成不包括進入禁止進入區域的路徑的移動路徑R2。

透過前述的實施方式，實現以下的作業車輛的控制系統100。

(1)作業車輛的控制系統100具備：行駛車身2，係能夠在田地F1內行駛；定位裝置150，係獲取行駛車身2的自身位置P0；方位角獲取單元170，係獲取行駛車身2的方位角；以及控制部200，係生成包括田地F內的作業開始點P1的作業路徑R1，並控制行駛車身2沿著所生成的作業路徑R1一邊自主行駛一邊進行作業，控制部200係：預先具有行駛車身2在田地F1內移動時的回轉半徑的資訊，基於相切於由方位角獲取單元170獲取的方位角的向量V1及由定位裝置150獲取的自身位置P0的回轉半徑的圓C1、相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2、以及相對於兩個回轉半徑的圓C1、C2的切線L，生成複數個路徑，將所生成的複數個路徑中從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑設定為基於自主行駛的移動路徑R2。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，在自主行駛中，將行駛車身2的自身位置P0和作業開始點P1順暢地連接，生成可移動的路徑，因為能夠以生成的路徑中最短的路徑(移動路徑)R2移動，所以能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化，能夠順暢地開始作業。由此，能夠提高作業效率。

(2)作業車輛的控制系統100在前述(1)的基礎上，其中控制部200係：設定禁止行駛車身2的脫離的禁止脫離區域A2，在複數個路徑中從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑包括從禁止脫離區域A2脫離的部分路徑的情況下，將除去包括部分路徑的路徑之外的剩餘路徑中從自身位置P0到作業開始點P1之間最短的路徑設定為移動路徑R2。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(1)的效果之外，還能夠防止從田地F1脫離或與田埂F2接觸並且以最短的路徑(移動路徑)R2移動，因此，能夠確保安全，同時實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

(3)作業車輛的控制系統100在前述(1)或(2)的基礎上，其中相切於方位角的向量V1及自身位置P0的回轉半徑的圓C1係行駛車身2以左轉開始移動的左轉移動開始圓C1 _L及行駛車身2以右轉開始移動的右轉移動開始圓C1 _R，相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2係行駛車身2以左轉進入作業路徑R1的左轉進入圓C2 _L及行駛車身2以右轉進入作業路徑R1的右轉進入圓C2 _R，在行駛車身2開始移動的圓C1和進入作業路徑R1的圓C2的距離為預定距離以上的情況下，控制部200係從左轉－直行－左轉的路徑、左轉－直行－右轉的路徑、右轉－直行－左轉的路徑及右轉－直行－右轉的路徑這四個路徑中設定移動路徑R2，在行駛車身2開始移動的圓C1和進入作業路徑R1的圓C2的距離低於預定距離的情況下，進一步設定與行駛車身2開始移動的圓C1及進入作業路徑R1的圓C2相切的回轉半徑的連接圓C3，在四個路徑中增加左轉－右轉－左轉的路徑、右轉－左轉－右轉的路徑這兩個路徑而選定移動路徑R2。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(1)至(3)中任一項的效果之外，即使在行駛車身2開始移動的圓C1和進入作業路徑R1的圓C2的距離短的情況下，也能夠設定成為最短路徑的移動路徑R2，因此能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

(4)作業車輛的控制系統100在前述(1)的基礎上，其中具備：便攜終端裝置160，係預先具有行駛車身2在田地F1內移動時的回轉半徑的資訊，便攜終端裝置160係：基於相切於由方位角獲取單元170獲取的方位角的向量V1及由定位裝置150獲取的自身位置P0的回轉半徑的圓C1、相切於作業路徑R1的向量及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2、以及相對於兩個回轉半徑的圓C1、C2的切線L1，生成從行駛車身2的自身位置P0到作業開始點P1的移動路徑R2，當從便攜終端裝置160設定任意的行經點P3時，設定以行經點P3為中心的回轉半徑的行經回轉圓C4，將移動路徑R2變更為經由行經回轉圓C4的圓弧的路徑。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(1)的效果之外，在自主行駛中，將行駛車身2的自身位置P0和作業開始點P1順暢地連接，生成可移動的路徑，透過由操作員H從便攜終端裝置160設定可順暢移動的任意的行經點P3，能夠根據操作員H的喜好設定移動路徑R2，因此，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。由此，能夠提高作業效率。

(5)作業車輛的控制系統100在前述(4)的基礎上，其中便攜終端裝置160係：當相切於方位角的向量V1及自身位置P0的回轉半徑的圓C1的圓弧、或相切於作業路徑R1的向量V2及作業開始點P1的回轉半徑的圓C2的圓弧、或行經回轉圓C4的圓弧變更時，變更移動路徑R2，使其沿著變更後的圓弧。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(4)的效果之外，在因為不想由於行駛車身2的回轉而破壞田地F1等而想使行駛車身2緩慢地回轉的情況下，透過變更回轉半徑，能夠設定行駛車身2可順暢移動的任意的移動路徑R2並高效地移動到作業開始點。由此，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

(6)作業車輛的控制系統100在前述(5)的基礎上，其中便攜終端裝置160具有回轉半徑的最小值的資訊，禁止變更回轉半徑至最小值以下。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(5)的效果之外，在設為最小值以下的回轉半徑的情況下，在行駛車身2移動時可能會從移動路徑R2脫離，但透過禁止變更回轉半徑至最小值以下，能夠在行駛車身2移動時防止從移動路徑R2脫離，能夠確保安全，同時實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

(7)作業車輛的控制系統100在前述(4)至(6)中任一項的基礎上，其中便攜終端裝置160係：在所設定的行經回轉圓C4相對於變更前的移動路徑R2最接近的部分處於右側的情況下，變更移動路徑R2，使其在行經回轉圓C4上左回轉，在所設定的行經回轉圓C4相對於變更前的移動路徑R2最接近的部分處於左側的情況下，變更移動路徑R2，使其在行經回轉圓C4上右回轉。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(4)至(6)中任一項的效果之外，因為在設定了行經回轉圓C4的情況下能夠不多費白工且流暢地變更移動路徑R2，所以能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

(8)作業車輛的控制系統100在前述(4)至(7)中任一項的基礎上，其中係：在所設定的行經回轉圓C4跨越變更前的移動路徑R2的情況下，便攜終端裝置160係顯示為：選擇將移動路徑R2變更為在行經回轉圓C4的圓弧上左回轉還是右回轉。

根據這樣的作業車輛的控制系統100，除了前述(4)至(7)中任一項的效果外，在所設定的行經回轉圓C4跨越變更前的移動路徑R2的情況下，無論左回轉還是右回轉，都能不多費白工且流暢地變更移動路徑R2，因此，能夠透過使操作員H選擇而根據操作員H的喜好設定任意的移動路徑R2，能夠實現前往作業開始點P1的移動的高效化。

進一步的效果或變形例能夠由本發明所屬技術領域中具通常知識者容易地推導出。因此，本發明的更廣泛的方案不限於如上所示且記述的特定的詳情及代表性的實施方式。因此，在不脫離由附錄的申請專利範圍及其均等物所定義的總體發明的概念的精神或範圍的情況下，可進行各種變更。

1:作業車輛(曳引機) 2:行駛車身 3:前輪 4:後輪 5:引擎蓋 6:作業機 7:PTO裝置 8:駕駛席 9:方向盤 10:手把桿 11:操作踏板 12:動力傳遞裝置(傳動箱) 13:升降裝置 61:耕作爪 71:PTO軸 100:作業車輛的控制系統 110:引擎旋轉感測器 111:車速感測器 112:變速感測器 113:偏角感測器 121:變速裝置 122:轉向裝置 131:升降缸 132:提升臂 133:提升桿 134:下連桿 135:頂連桿 150:定位裝置(GNSS) 160:便攜終端裝置(平板終端) 161:顯示畫面(觸摸面板畫面) 162:導向顯示 163:設定完成按鈕 170:方位角獲取單元(方位角感測器) 200:控制部 201:引擎ECU 202:行駛系統ECU 203:作業機升降系統ECU AX:軸 A1:作業區域 A2:禁止脫離區域 C1:回轉半徑的圓 C1 _L:左轉移動開始圓 C1 _R:右轉移動開始圓 C2:回轉半徑的圓 C2 _L:左轉移動開始圓 C2 _R:右轉移動開始圓 C3:連接圓 C4:行經回轉圓 E:引擎 F1:田地 F2:田埂 H:操作員 L1:切線 P0:自身位置 P1:作業開始點 P2:作業結束點 P3:行經點 p1:頂點 R1:作業路徑 R2:移動路徑 S:導航衛星 S101~S103,S201~S204:步驟 V1:向量 V2:向量

[圖1]係表示實施方式的作業車輛的概略左側視圖。 [圖2]係表示實施方式的作業車輛的控制系統的方塊圖。 [圖3]係田地內的自主行駛的說明圖(之一)。 [圖4]係田地內的自主行駛的說明圖(之二)。 [圖5]係表示移動路徑設定的處理的流程圖(之一)。 [圖6]係表示移動路徑設定的處理的流程圖(之二)。 [圖7]中，(a)係左轉－右轉－左轉的路徑模式的說明圖，(b)係右轉－左轉－右轉的路徑模式的說明圖。 [圖8]係便攜終端裝置的顯示畫面上的移動路徑變更的說明圖(之一)。 [圖9]係便攜終端裝置的顯示畫面上的移動路徑變更的說明圖(之二)。 [圖10]係便攜終端裝置的顯示畫面上的移動路徑變更的說明圖(之三)。 [圖11]中，(a)係在原路徑的右側設定行經回轉圓時的路徑選擇的說明圖，(b)係在原路徑的左側設定行經回轉圓時的路徑選擇的說明圖，(c)係跨越原路徑設定行經回轉圓時的路徑選擇的說明圖。 [圖12]係行經回轉圓的偏移設定的說明圖(之一) 。 [圖13]係行經回轉圓的偏移設定的說明圖(之二)。

1:作業車輛(曳引機)

2:行駛車身

160:便攜終端裝置(平板終端)

A1:作業區域

A2:禁止脫離區域

C1:回轉半徑的圓

C1_L:左轉移動開始圓

C1_R:右轉移動開始圓

C2:回轉半徑的圓

C2_L:左轉移動開始圓

C2_R:右轉移動開始圓

F1:田地

F2:田埂

H:操作員

L1:切線

P0:自身位置

P1:作業開始點

P3:行經點

R1:作業路徑

R2:移動路徑

V1:向量

V2:向量

Claims (8)

1. 一種作業車輛的控制系統，具備： 行駛車身，係能夠在田地內行駛； 定位裝置，係獲取前述行駛車身的自身位置； 方位角獲取單元，係獲取前述行駛車身的方位角；以及 控制部，係生成包括前述田地內的作業開始點的作業路徑，並控制前述行駛車身沿著所生成的前述作業路徑一邊自主行駛一邊進行作業； 前述控制部係： 預先具有前述行駛車身在前述田地內移動時的回轉半徑的資訊；以及 基於相切於由前述方位角獲取單元獲取的前述方位角的向量及由前述定位裝置獲取的前述自身位置的回轉半徑的圓、相切於前述作業路徑的向量及前述作業開始點的前述回轉半徑的圓、以及相對於兩個前述回轉半徑的圓的切線，生成從前述行駛車身的前述自身位置到前述作業開始點的移動路徑，將所生成的前述複數個路徑中從前述自身位置到前述作業開始點之間最短的路徑設定為基於自主行駛的移動路徑。
2. 如請求項1所記載之作業車輛的控制系統，其中前述控制部係： 設定禁止前述行駛車身的脫離的脫離禁止區域，在前述複數個路徑中在從前述自身位置到前述作業開始點之間最短的路徑係包括從前述脫離禁止區域脫離的部分路徑的情況下，將除去包括前述部分路徑的路徑之外的剩餘路徑中從前述自身位置到前述作業開始點之間最短的路徑設定為前述移動路徑。
3. 如請求項1或2所記載之作業車輛的控制系統，其中相切於前述方位角的向量及前述自身位置的前述回轉半徑的圓係前述行駛車身以左轉開始移動的左轉移動開始圓及前述行駛車身以右轉開始移動的右轉移動開始圓； 相切於前述作業路徑的向量及前述作業開始點的前述回轉半徑的圓係前述行駛車身以左轉進入前述作業路徑的左轉進入圓及前述行駛車身以右轉進入前述作業路徑的右轉進入圓； 前述控制部係： 在前述行駛車身開始移動的圓和進入前述作業路徑的圓的距離為預定距離以上的情況下，從左轉－直行－左轉的路徑、左轉－直行－右轉的路徑、右轉－直行－左轉的路徑和右轉－直行－右轉的路徑這四個路徑中設定前述移動路徑；以及 在前述行駛車身開始移動的圓和進入前述作業路徑的圓的距離低於預定距離的情況下，進一步設定與前述行駛車身開始移動的圓及進入前述作業路徑的圓相切的前述回轉半徑的連接圓，在前述四個路徑中增加左轉－右轉－左轉的路徑、右轉－左轉－右轉的路徑這兩個路徑而選定前述移動路徑。
4. 如請求項1所記載之作業車輛的控制系統，其中具備：便攜終端裝置，係預先具有前述行駛車身在前述田地內移動時的回轉半徑的資訊； 前述便攜終端裝置係： 基於相切於由前述方位角獲取單元獲取的前述方位角的向量及由前述定位裝置獲取的前述自身位置的前述回轉半徑的圓、相切於前述作業路徑的向量及前述作業開始點的前述回轉半徑的圓、以及相對於兩個前述回轉半徑的圓的切線，生成從前述行駛車身的前述自身位置到前述作業開始點的移動路徑；以及 當從前述便攜終端裝置設定任意的行經點時，設定以前述行經點為中心的前述回轉半徑的行經回轉圓，將前述移動路徑變更為經由前述行經回轉圓的圓弧的路徑。
5. 如請求項4所記載之作業車輛的控制系統，其中前述便攜終端裝置係： 當相切於前述方位角的向量及前述自身位置的前述回轉半徑的圓的圓弧、或相切於前述作業路徑的向量及前述作業開始點的前述回轉半徑的圓的圓弧、或前述行經回轉圓的圓弧變更時，變更前述移動路徑，使其沿著變更後的圓弧。
6. 如請求項5所記載之作業車輛的控制系統，其中前述便攜終端裝置具有前述回轉半徑的最小值的資訊，禁止前述回轉半徑變更至前述最小值以下。
7. 如請求項4至6中任一項所記載之作業車輛的控制系統，其中，前述便攜終端裝置係： 在所設定的前述行經回轉圓相對於變更前的前述移動路徑最接近的部分處於右側的情況下，變更前述移動路徑，使其在前述行經回轉圓上左回轉；以及 在所設定的前述行經回轉圓相對於變更前的前述移動路徑最接近的部分處於左側的情況下，變更前述移動路徑，使其在前述行經回轉圓上右回轉。
8. 如請求項4至6中任一項所記載之作業車輛的控制系統，其中在所設定的前述行經回轉圓跨越變更前的前述移動路徑的情況下，前述便攜終端裝置係顯示為：選擇將前述移動路徑變更為在前述行經回轉圓的圓弧上左回轉還是右回轉。

Images